JP3149813B2 - 筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、気筒内に燃料を直
接噴射する筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、車両用内燃機関として筒内噴射型
内燃機関の開発が進められている。この種の筒内噴射型
内燃機関では、燃焼室、即ち、その気筒内に燃料が直接
噴射されるため、理論空燃比に近い空燃比を有する燃料
と空気の混合気を、点火プラグの周辺のみに形成する工
夫が色々と採用されている。それ故、筒内噴射型内燃機
関にあっては、気筒内の全体の混合気がたとえリーンで
あっても、つまり、平均空燃比が理論空燃比よりも大き
くても燃料への着火が可能となり、燃料を良好に燃焼さ
せることができる。この結果、内燃機関からの排ガス中
に含まれる一酸化炭素(CO)やハイドロカーボン(H
C)が減少され、また、内燃機関のアイドル運転時や、
その内燃機関を搭載した車両の定常走行時にあっては燃
料の消費量を大幅に低減させることができる。更に、吸
気通路内に燃料を噴射する通常のタイプの内燃機関は、
吸気通路内にて混合気が生成されるため、その混合気が
気筒内に実際に流入するまでに遅れが生じるが、筒内噴
射型内燃機関の場合にはその遅れがなく、内燃機関の加
速及び減速の応答性にも優れたものとなる。
【0003】しかしながら、上述した筒内噴射型内燃機
関の利点は、内燃機関が比較的低負荷にて運転されてい
る状況のみにて得られるに過ぎない。即ち、内燃機関の
負荷の増加に伴い、燃料の噴射量が増加すると、点火プ
ラグの周辺に形成される混合気は過度にリッチとなっ
て、燃料の着火が不能になり、失火現象が発生する。つ
まり、筒内噴射型内燃機関の場合、その運転領域の全域
に亘り、点火プラグの周辺のみに最適な空燃比を有する
混合気を形成することは困難である。
【0004】上述の欠点を解消するため、特開平5−7
9370号公報に開示された筒内噴射型内燃機関は、燃
料の噴射モードに燃料の噴射を吸気行程にて行う前期噴
射モードと燃料の噴射を圧縮行程にて行う後期噴射モー
ドとを有しており、噴射モードは内燃機関の負荷に応じ
て、前期噴射モード又は後期噴射モードに切り換え制御
される。後期噴射モードの場合、燃料の噴射は、点火プ
ラグの周辺のみに理論空燃比に近い空燃比を有した混合
気を形成する。それ故、気筒内の全体の混合気がたとえ
リーンであっても燃料の着火が可能となって排ガス中の
COやHCを減少させることができ、また、内燃機関の
アイドル運転時や車両の定常走行時にあっては、燃料の
消費量を大きく削減することができる。これに対し、前
記噴射モードの場合、燃料は吸気行程中に噴射され、気
筒内に均一な濃度の混合気を形成することができる。こ
の結果、空気利用率が高いので、燃料の噴射量を増加さ
せることができ、内燃機関の出力を十分に高めることが
できる。
【0005】上述したように公知の筒内噴射型内燃機関
の場合にあっては、その燃料の噴射モードが定常的な運
転状態に応じて、後期噴射モード及び前期噴射モードの
一方に切り換えられるものの、発進、加速、減速及び冷
態時などの運転過渡状態については考慮されていない。
それ故、内燃機関が運転過渡状態にあるとき、燃料の噴
射モードや気筒内での平均空燃比が適切に設定されない
こともあり、車両用の内燃機関としてはその性能を十分
に確保できないことになる。
【0006】そこで、例えば加速時に、噴射モ−ドを後
期噴射モ−ドとして、燃料をカットして、加速ショック
によるがた詰めショックを抑制するようにし、その燃料
カットから復帰する場合には、強制的に噴射モ−ドを後
期噴射モ−ドとしてエンジン回転数のアンダシュ−トを
抑制するようにしている(PCT/JP96/0128
4)。
【0007】さらにまた、特開平7−27929号公報
の従来例で記載されているように、トルクと燃料量に応
じて設定された領域によって、後期噴射モ−ドで復帰す
るかあるいは前期噴射モ−ドで復帰するかを切り換えて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、いずれの引用
例においても、後期噴射モ−ドで復帰する場合に、エン
ジンの回転数の低下が著しいときには、エンジン回転数
のアンダ−シュ−トが防止できないという問題があっ
た。
【0009】さらに、エンジンの回転数が低下してしま
うと、空気量の補正が間に合わないために、復帰した時
の発生トルクが小さくなり、一層エンジン回転数が低下
するという問題がある。
【0010】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、スロットル全閉状態で燃料カットモ−
ドから復帰する場合には、強制的に後期噴射モ−ドとす
るのを止めて前期噴射モ−ドとして、エンジン回転数の
アンダ−シュ−トを防止するようにした筒内噴射型内燃
機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に係わる筒内噴
射型内燃機関の燃料噴射制御装置は、エンジンの減速度
合を検出するエンジンの減速度合検出手段により検出さ
れるエンジンの減速度合が所定値以上の場合には、燃料
カットからの復帰制御時に、強制的に圧縮行程噴射モ−
ドとするところを、吸気行程噴射モ−ドで強制的に再開
するようにすることにより、燃料カットからの復帰制御
時のエンジン回転数のアンダ−シュ−トを防止するよう
にしている。
【0012】エンジンの減速度合を検出するエンジンの
減速度合検出手段としては、請求項2に記載されている
ように、エンジン回転速度の減速度が所定値以上である
ことを検出する手段である。具体的には、エンジン回転
速度NE の減速度を計算し、その減速度が所定値以上の
場合には、燃料カットからの復帰制御時に吸気行程噴射
モ−ドで強制的に再開するようにして、エンジン回転数
のアンダ−シュ−トを防止するようにしている。
【0013】また、エンジンの減速度合を検出するエン
ジンの減速度合検出手段としては、請求項3に記載され
ているように、アクセルペダルのような運転者の加速指
示部材の操作状態が所定値以下であることを検出するも
のである。ここで、運転者の加速指示部材の操作状態を
検出するとは、スロットルバルブの開度を検出すること
も含む。
【0014】
【発明の実施の形態】
:システム構成: 図1を参照すると、車両のエンジンシステムは筒内噴射
型の直列4気筒−4サイクルガソリンエンジン1(以
下、単にエンジンと称する)を備え、エンジン1は、シ
リンダヘッド2、シリンダブロック及びオイルパンを有
し、シリンダヘッド2には、各シリンダボア6毎に、点
火プラグ3とともに、一電磁弁式のフューエルインジェ
クタ4が取り付けられており、これにより燃焼室5内に
燃料を直接噴射可能とされている。点火プラグ3は点火
コイル19(図1参照)に電気的に接続されており、こ
の点火コイル19は点火プラグ3に高電圧を供給するこ
とができる。
【0015】シリンダヘッド2には、各気筒毎に略直立
方向に吸気通路13及び各気筒毎に略水平方向に排気通
路14がそれぞれ形成されており、各吸気通路の上流端
部は吸気マニホールド21に接続されている。各排気通
路の下流端部は排気マニホルド41に接続されている。
各排気通路の下流端部は排気マニホールド41に接続さ
れている。排気マニホールド41にはO2 センサ40が
取り付けられている。
【0016】シリンダブロックには冷却水の温度を検出
する水温センサ16が取り付けられている。クランクケ
ース内には、各気筒毎の所定のクランク角(例えば、5
゜BTDC及び75゜BTDC)を検出する電磁式のク
ランク角センサ17がそれぞれ配置されており、このク
ランク角センサからの信号に基づいてエンジン回転速度
Neが検出可能とされている。
【0017】なお、当該筒内噴射型のエンジン1につい
ては既に公知のものとなっており、ここでは、エンジン
本体の詳細な構成については説明を省略する。吸気マニ
ホールド21にはサージタンク20を介してスロットル
ボディ23が接続されており、このスロットルボディ2
3は吸気管路25を介してエアクリーナ22が接続され
ている。スロットルボディ23はサージタンク20と吸
気管路25とを連通させる弁通路を有し、この弁通路内
にバタフライ式のスロットルバルブ28が配置されてい
る。このスロットルバルブ28はアクセルペダル(図示
しない)の踏み込みに応じて、弁通路を開くことができ
る。スロットルボディ23内には弁通路とは別に、スロ
ットルバルブ28をバイパスする分岐通路が形成されて
おり、この分岐通路には、第1エアバイパス24が配置
されている。この第1エアバイパスバルブ24はステッ
ピングモータ(図示しない)により駆動される。更に、
スロットルボディ23内には、スロットルバルブ28の
開度、即ち、スロットル開度θTHを検出するスロットル
センサ29、スロットルバルブ28の全閉状態を検出す
るアイドルスイッチ30が配置されている。
【0018】吸気管路25には、スロットルボディ23
よりも上流側の部位からバイパス管路26が分岐されて
おり、このバイパス管路26はスロットルボディ23の
下流側の端部にて、スロットルボディ23の弁通路に連
通している。バイパス管路26は吸気管路25の流路断
面積と同程度の流路断面積を有しており、バイパス管路
26の途中には第2エアバイパスバルブ27が介挿され
ている。第2エアバイパスバルブ27はリニアソレノイ
ドバルブである。
【0019】更に、シリンダヘッド2内において、各排
気通路14からはEGR通路15が分岐されている。こ
れらEGR通路15はマニホールド(図示しない)を介
してEGR管路44の一端に接続されており、EGR管
路44の他端は、サージタンク20の上流側端部に接続
されている。EGR管路44の途中には、EGRバルブ
45が介挿されており、このEGRバルブ45は、ステ
ッピングモータ(図示しない)により駆動される。
【0020】エンジンシステムは燃料タンク50を備え
ており、この燃料タンク50には、、燃料パイプ52を
介して燃料制御装置60が接続されている。燃料制御装
置60は燃料パイプ62を介してフュ−エルインジェク
タ4に接続されている。詳細には燃料制御装置60に
は、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとが設けられてお
り、燃料タンク50内の燃料をフュ−エルインジェクタ
4に対し高い燃圧で供給することが可能となっている。
【0021】前述した電気的な各種のセンサ、スイッチ
及び機器は、電子制御ユニット(ECU)70に電気的
に接続されており、このECU70はセンサ及びスイッ
チからの信号を受け取り、そして、これら信号に基づき
機器の作動を制御することができる。
【0022】図2を参照すると、ECU70に電気的に
接続されているセンサ、スイッチ及び機器が纏めて示さ
れている。ECU70はいわゆるマイクロコンピュータ
であって、マイクロプロセッサ(MPU)72、リード
オンリメモリ73(ROM)、ランダムアクセスメモリ
74(RAM)、バックアップメモリ75(BURA
M)、入力インタフェース72及び出力インタフェース
76等の基本的な回路を備えている。入力インタフェー
ス72には前述した水温センサ16、クランク角センサ
17、スロットルセンサ29、アイドルスイッチ30、
2 センサ40及び図示しないエアフローセンサや吸気
温センサ、気筒判別センサ及びイグニッションキーなど
が電気的に接続されており、出力インタフェース78に
は前述したフューエルインジェクタ4、第1エアバイパ
スバルブ24、第2エアバイパスバルブ27、EGRバ
ルブ45、燃料制御装置60及び点火コイル19に加え
て、各種の警告灯(図示しない)などが電気的に接続さ
れている。
【0023】ECU70のROM73には、前述したエ
ンジンシステムの作動を制御する制御プログラムや、こ
の制御プログラムの実行に利用される制御マップが予め
記憶されている。ECU70は入力インタフェース76
を介してセンサやスイッチからの入力信号を受け取る
と、これらの入力信号、制御プログラム及び制御マップ
に基づき、空燃比制御を含む燃料の噴射制御モードを決
定した後、フューエルインジェクタ4、点火コイル19
及びEGRバルブ45、燃料制御装置60などの機器に
出力インタフェース78を介して制御信号を出力し、燃
料の噴射時期、燃料の噴射量、点火時期及びEGR量な
どを制御する。
【0024】ここで、燃料の噴射制御モードには、エン
ジン1の吸気行程中に燃料を噴射する前期噴射制御モー
ド及びエンジン1の圧縮行程中に燃料を噴射する後期噴
射制御モードがある。また、後期噴射制御モード内での
空燃比の制御には、気筒内の平均空燃比を理論空燃比よ
りも大きい空燃比(20〜40)で制御するリーン制
御、エンジン1の冷態低負荷時に実施する気筒内の平均
空燃比を理論空燃比の近傍で制御する冷態低負荷制御が
ある。また、前期噴射制御モード内の空燃比の制御に
は、気筒内の平均空燃比を理論空燃比よりも大きい空燃
比(20〜25前後)で制御するリーン制御、平均空燃
比を理論空燃比で制御するストイキオ(stoichi
ometric)フィードバック制御及び平均空燃比を
理論空燃比よりも小さい濃化側空燃比で制御するオープ
ンループ制御がある。
【0025】各燃料噴射モ−ドの選択について説明する
とECU70は、図5の制御マップからエンジン回転速
度NE 及びエンジン1の負荷相関情報としての目標平均
有効圧PE に基づき、空燃比制御や燃料噴射時期制御を
含む噴射制御モードを決定し、また、決定された噴射制
御モードに従い第2エアバイパスバルブ27及びEGR
バルブ45の開閉を制御する。この実施例の場合、EC
U70は、スロットルセンサ29から出力されるスロッ
トル開度θTH及びエンジン回転速度NE 等に基づいてエ
ンジン1の目標平均有効圧PE を算出し、また、クラン
ク角センサ17から出力されるクランク角信号からエン
ジン回転速度NE を算出する。
【0026】以下、エンジン1の定常的な運転状態に応
じた噴射制御モードについて説明する。エンジン1がア
イドル運転状態(低負荷及び低回転)にあるとき、つま
り、エンジン回転速度NE 及び目標平均有効圧PE が共
に低いとき、ECU70は、図5の制御マップから明ら
かなように燃料の噴射制御モードを後期噴射制御モード
(リーン制御)に切り換える。このとき、ECU70
は、第2エアバイパスバルブ27及びEGRバルブ45
をそれぞれ全開させる。第2エアバイパスバルブ27が
開かれると、スロットルバルブ28の開度に拘わらず、
バイパスパイプ26からサージタンク20に吸気が導か
れるので、各気筒内に多量の吸気を供給することができ
る。また、EGRバルブ45も開かれているので、排ガ
スの一部がサージタンク20に導入される。従って、各
気筒内には排ガスを含んだ吸気が供給されることにな
る。この場合、各気筒に供給される排ガスの量は、吸気
量の30〜60%に設定されている。このとき、フュー
エルインジェクタ4からの燃料の噴射量は、気筒内の平
均空燃比が20〜40程度の値となるように制御され
る。
【0027】このように平均空燃比が大きくても、噴射
制御モードが後期噴射モードに切り換えられている結
果、圧縮行程にてフューエルインジェクタ4から気筒内
に燃料が噴射されると、噴射された燃料は、点火時期の
直前にて、点火プラグ3の周辺に理論空燃比近傍の空燃
比を有する混合気を形成する。即ち、点火ぴラグ3の周
辺に混合気が留められるので、たとえ気筒内の平均空燃
比が大きくても、点火プラグ3の周辺に理論空燃比近傍
の空燃比を有した混合気を形成することができ、燃料噴
霧は点火プラグ3により確実に着火される。この結果、
エンジン1のリーン運転が可能となり、排ガス中のCO
やHCを低減することができるとともに、燃料の消費量
が低減される。更にこの場合、気筒内に供給される吸気
には多量の排ガスが含まれているので、排ガス中の窒素
酸化物(NOX )もまた大幅に減少される。
【0028】燃料の噴射制御モードに後期噴射制御モー
ドが選択されている場合、各気筒内にはスロットルバル
ブ23をバイパスして吸気が導かれるので、スロットル
バルブ23による弁通路の絞り損失やポンピングロスが
低減される。
【0029】なお、エンジン1がアイドル運転状態にあ
るとき、エンジン負荷の増減に応じて、各気筒内への燃
料の噴射量が増減されることは言うまでもない。これに
より、エンジン1のアイドル回転数は一定に制御され、
この制御の応答性は非常に良好となる。
【0030】車両の低・中速走行時では、ECU70は
図3の制御マップから、目標平均有効圧PE 及びエンジ
ン回転速度NE に基づき、前期噴射制御モード(リーン
制御)、前期/後期噴射制御モード(ストイキオフィー
ドバック制御)、前期噴射制御モード(オープンループ
制御)の何れかの制御域を決定する。より詳しくは、前
期噴射制御モード(リーン制御)では、ECU70は、
吸気行程にて燃料を噴射させ、そして、気筒内の平均空
燃比が20〜23程度となるように燃料の噴射量を制御
する。更に、この場合、ECU70は、第1及び第2エ
アバイパスバルブ24、27及びEGRバルブ45の開
度もまたそれぞれ制御する。
【0031】急加速・高速走行時では、車両の急加速状
態または高速走行状態では目標平均有効圧PE 及びエン
ジン回転速度NE の何れかが高く、ECU70は噴射制
御モードを前期噴射制御モード(オープンループ制御)
に切り換える。この場合、吸気行程にて燃料が噴射さ
れ、その燃料の噴射量は、気筒内の平均空燃比が理論空
燃比よりも比較的小さくなるようにオープンループ制御
される。
【0032】前期噴射制御モード(オープンループ制
御)でも、ECU70は、第1及び第2エアバイパスバ
ルブ24、27及びEGRバルブ45の開度を制御す
る。次に、ECU70によって実行される燃料カッ時の
エンジン制御の概要について説明する。
【0033】車両の中・高速走行中、アクセルペダルの
踏み込みが解除されると、車両は減速し始め、このと
き、ECU70は気筒内への燃料噴射を停止する(燃料
カット)。従って、燃料の消費量及び排ガス中の有害成
分は共に減少される。エンジン回転速度NE が復帰回転
速度よりも低下するか、又は、アクセルペダルが再び踏
み込まれると、ECU70は燃料カットを直ちに中止
し、前述した制御域の何れかを選択する。
【0034】次に、エンジン1の燃料カット状態におけ
る燃料の噴射制御モードの選択手順に関して、以下に説
明する。具体的には、エンジン1が燃料カット状態にあ
るとき、燃料の噴射制御モードは図4のメインルーチン
に従って選択され、このメインルーチンは所定のサイク
ル毎、例えばエンジン1の半回転、即ち、1行程毎に繰
り返して実行される。−メインルーチン−ステップS1
にて、ECU70は、前述した各種のセンサ及びスイッ
チからの出力信号に基づきエンジンシステムの運転情報
を読み込む。詳しくは、ECU70は各種センサの出力
信号から冷却水温TWT、スロットル開度θTH、吸気温T
AIR 、エンジン回転速度NE を求める。また、ECU7
0は、読み込んだ情報からエンジン負荷情報としての目
標平均有効圧PE 、スロットル開速度(スロット開度の
微分値)ΔθTH及び車速Vなどを算出する。なお、ステ
ップS1の実行に先立ち、ECU70は初期化処理を実
行し、後述する各種のフラグ及び減算タイマにそれぞれ
負の値をセットする。
【0035】ECU70は、後述するステップS7〜ス
テップS9の燃料カットからの復帰制御ルーチン、噴射
制御モードの決定ルーチンを経て、そして、ステップS
10にて、制御対象となる機器の駆動制御ルーチンを順
次実行する。この駆動制御ルーチンでは、先のステップ
にて決定された制御情報に基づき、フューエルインジェ
クタ4、第1及び第2エアバイパスバルブ24、27、
EGRバルブ45及び点火コイル19等の各種の機器の
駆動が制御される。
【0036】図12に示されているように燃料カットか
らの復帰制御ルーチンでは、ステップS71にて、目標
平均有効圧PE 及びエンジン回転速度NE に基づき、エ
ンジン1の制御域が燃料カット域にあるか否かが判別さ
れる。ここでの判別結果が正の場合、つまり、車両が減
速状態にあって、且つ、エンジン1の制御域が燃料カッ
ト域であるとき、復帰フラグFCRに1がセットされる
(ステップS71)。
【0037】この後、エンジン1の回転速度NE が復帰
回転速度まで低下するか、又は、運転者によりアクセル
ペダルが踏み込まれ、エンジン1の制御域が燃料カット
域から外れると、復帰フラグFCRに1がセットされてい
るか否かが判別され、この判別結果が真の場合、つま
り、エンジン1が燃料カットからの復帰移行状態にある
ときには、スロットルバルブ28が全閉であるかがアイ
ドルスイッチ30からの信号に基づいて判定される(ス
テップS72a)。このステップS72aの判定は、エ
ンジンの減速度合を検出するエンジンの減速度合検出手
段に相当するものである。エンジンの減速度合検出手段
としては、この実施の形態ではアクセルペダルのような
加速指示部材の操作状態が所定値以下、例えば全閉であ
ることをアイドルスイッチ30からの信号に基づいて検
出している。
【0038】このステップS72aの判定結果が真では
ない場合、つまりスロットルバルブ28が全閉ではない
と判定された場合には、減算タイマtCRに所定値t4
(例えば0.5sec)がセットされ、そして、復帰フ
ラグFCRは0にセットされる(ステップS73)。
【0039】ここで、減算タイマtCRの作動中、後述す
るようにECU70は噴射制御モードを後期噴射制御モ
ードに強制的に選択する。この場合の後期噴射制御モー
ドにおいて、空燃比は、目標平均有効圧PE 及びエンジ
ン回転速度NE に基づいて制御される。これにより、燃
料カットからの復帰時の回転アンダシュートが防止でき
るので、燃料カットからの復帰回転速度を低回転に設定
でき、燃費の向上が図られるとともに、エンジン1のエ
ンストを防止することができる。
【0040】ところで、ステップS72aの判定結果が
真である場合、つまりスロットルバルブ28が全閉であ
ると判定された場合には、減算タイマtCRが0にリセッ
トされ、復帰フラグFCRは0にセットされる(ステップ
S72b)。つまり、スロットルバルブ28が全閉であ
る場合には、減算タイマtCRをリセットすることによ
り、ECU70は噴射制御モ−ドを後期噴射制御モ−ド
に強制的に選択しないようしている。このように、スロ
ットルバルブ28が全閉である場合には、後期噴射制御
モ−ドを強制的に選択しないようにして(つまり、前期
噴射制御モ−ドを選択するようにして)、エンジン回転
速度のアンダ−シュ−トを防止するようにしている。
【0041】図6に示されるように噴射制御モードの決
定ルーチンでは、前述したルーチンにて設定されたフラ
グ及び減算タイマの値に従い、燃料の噴射制御モードが
決定される。
【0042】まず、ステップS88にて減算タイマtCR
が0であるか否かが判別される。ここでの判別結果が真
の場合、つまり、減算タイマtCRが作動中にある状況と
は、前述した燃料カットからの復帰制御ルーチン及び減
速ショック制御ルーチンでの説明から明らかなように減
算タイマtDSが作動中にないことを条件として、燃料の
噴射制御モードが燃料のカット域から外れたことを示し
ている。このような状況にあっては、ステップS802
が実行され、燃料は後期噴射制御モードで強制的に噴射
される。従って、減算タイマtDSの作動中、燃料は後期
噴射制御モードで強制的に噴射されるから、エンジン1
の出力が急激に増加することはなく、エンジン1のロー
ル、即ち、車体の振動を抑制することができる。
【0043】ところで、前述したステップS72aの判
定結果が真と判定された場合、つまりスロットルバルブ
28が全閉であると判定された場合には、減算タイマt
CRは0にリセットされているため、ステップS802の
強制後期噴射(リ−ン制御)は行われない。
【0044】従って、燃料カットからの復帰時に、スロ
ットルバルブ28が全閉となっている場合には、ステッ
プS802の強制後期噴射(リ−ン制御)を行わない
で、ステップS803の前期噴射制御モード(ストイキ
オフィードバック制御)で燃料が噴射される。この結
果、燃料カットからの復帰時に、スロットルバルブ28
が全閉となっている場合には、前期噴射制御モードとす
ることにより、エンジン回転数のアンダ−シュ−トを防
止することができる。
【0045】以上説明したように噴射制御モードの決定
ルーチンでは、燃料の噴射制御モードを決定するにあた
り、燃料カットからの復帰のための減算タイマtCRの値
を判別し、その判別結果に応じて燃料の噴射制御モード
を決定するようにしてあるから、車両のドライバビリテ
ィをより向上することができる。
【0046】この発明は前述した一実施例に制約される
ものではなく、種々の変形が可能である。例えば、図7
には、燃料カットからの復帰制御ルーチンの変形例が示
されている。この変形例の復帰制御ルーチンでは、前述
したステップS70の判別結果が真の場合、次のステッ
プS74にて、エンジン1の行程数n(nは整数)が読
み込まれる。具体的には、行程数nは図8のマップから
エンジン回転速度NEに応じて読み込まれる。図8のマ
ップから明らかなように行程数nは、エンジン回転速度
E が増加するに連れて大きな値となる特性を有してい
る。
【0047】この後、次のステップS71にて、復帰フ
ラグFCRに1がセットされる。即ち、燃料の噴射制御モ
ードが燃料カット域にある限り、行程数nが図8のマッ
プから繰り返して読み込まれ、そして、復帰フラグFCR
の値は1に維持される。
【0048】一方、ステップS70の判別結果が偽の場
合には、ステップS72にて、復帰フラグFCRの値が1
であるか否かが判別される。ここでの判別結果が真の場
合、つまり、燃料の噴射制御モードが燃料カット域から
外れたような状況にあっては、前述のステップS72a
と同様の判別を行い、スロットルバルブ28が全閉であ
るかが判定され、このステップS72aの判別結果が真
ではない場合は、次のステップS75にて、行程数nが
0であるか否かが判別される。この時点でのステップS
75の判別結果は偽となるから、行程数nは1だけ減少
される(ステップS76)。次のステップS77では、
燃料の噴射量Qfが判定値Qαよりも多いか否かが判別
される。ここで、燃料の噴射量Qfは、図5のマップか
ら選択された制御域の空燃比制御に基づいて決定され
る。また、判定値Qαは気筒内の平均空燃比を理論空燃
比よりも比較的大きな空燃比(例えば20)に維持する
ための燃料の噴射量であって、目標有効圧PE とエンジ
ン回転速度NE とに基づいて決定される。
【0049】ステップS77の判別結果が偽の場合には
燃料の噴射量Qfがそのまま維持されるが、その判別結
果が真の場合、燃料の噴射量Qfは判定値Qαに置換さ
れ(ステップS78)、そして、次のステップS701
にて、復帰開始プラグFCRS に1がセットされる。
【0050】ステップS72aの判別結果が真であり、
あるいはステップS76が繰り返して実行されてステッ
プS75の判別結果が真になると、次のステップS79
にて、復帰フラグFCR及び復帰開始フラグFCRS は共に
0にセットされる。この結果、この後の制御サイクルで
は、ステップS72の判別結果が偽となり、ステップS
75以降のステップはバイパスされる。
【0051】図5の復帰制御ルーチンではなく、上述し
た図7の復帰制御ルーチンが実行される場合、図6の決
定ルーチンのステップS88は、図9のステップS80
4、S805に置き換えられる。先ず、これらステップ
S804、S805では、復帰開始フラグFCRS が1で
あるか否か、そして、行程数nが0であるか否かが順次
判別される。ステップS804の判別結果が真となり、
且つ、ステップS805の判別結果が偽となる状況と
は、エンジン1の制御域が燃料カット域から外れたこと
を示している。このような状況にあっては、行程数nが
0になるまで、前述したステップS802が繰り返して
実行され、燃料の噴射制御モードに後期噴射制御モード
が強制的に設定される。
【0052】この結果、上述した変形例の復帰制御ルー
チン及び決定ルーチンの場合にあっても、エンジン1の
制御域が燃料カット域から外れると、行程数nが0にな
るまでの期間、燃料の噴射制御モードに後期噴射制御モ
ードが強制的に設定されるから、エンジン1の出力が急
激に増加することはなく、車両の加速ショック及び車体
の振動を低減することができる。しかも、アクセルペダ
ルが大きく踏み込まれてエンジン1の制御域が燃料カッ
ト域から外れ、この結果、燃料の噴射制御モードに前期
噴射制御モード(ストイキオフィードバック又はオープ
ンループ制御)が選択され、そして、燃料の噴射量が急
激に増加するような状況にあっても、燃料の噴射量Qf
は判定値Qαに制限されるから、エンジン1の出力が急
激に増加することはない。
【0053】更に、行程数nは、エンジン回転速度NE
が上昇すればするほど大きな値に設定されるから、エン
ジン回転速度NE が高い状態にて、エンジン1の制御域
が燃料カット域から外れた場合、制御サイクル数nは大
きな値に設定される。このような状況にあっては、復帰
制御ルーチンの実質的な実行時間が長くなり、エンジン
1の出力トルクの変動を抑えることができる。スロット
ルバルブ28が全閉である場合には後期の噴射制御モ−
ドを強制的に選択しないようにして、エンジン回転速度
のアンダ−シュ−トを防止するようにしている。
【0054】本発明は、前述の実施例に制約されるもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、この発明
は直列4気筒のエンジンに限らず、単気筒又はV形6気
筒のエンジン等の気筒数及び気筒の配列が異なる種々の
筒内噴射型エンジンに適用することができる。また、燃
料としてはガソリンに限らず、メタノールを使用するこ
ともできる。エンジン1のアイドル運転状態の検出には
アイドルスイッチ30からの出力信号を使用することが
できる。
【0055】エアフローセンサ64に代えて、サージタ
ンク内の吸気圧を検出するためのブーストセンサを使用
してもよいし、また、エアバイパスバルブ24、27に
代えて1個のエアバイパスバルブを使用してもよい。更
に、スロットルバルブが電気モータにより駆動される場
合には、スロットルバルブの開度を制御することによ
り、スロットルバルブ自体にエアバイパスバルブの機能
を発揮させることも可能である。この場合、スロットル
開度センサに代えて、アクセルペダルの踏み込み量を検
出するセンサが使用される。
【0056】図7の復帰制御ルーチンでは、減算タイマ
の代わりに行程数nを使用するようにしているが、行程
数nは他の制御ルーチンにおいても、その減算タイマの
代わりに使用することができ、また、各制御ルーチンの
減算タイマに設定される初期値をエンジン回転速度NE
に応じて変化させるようにしても良い。
【0057】更にまた、前述した各種の所定値は、エン
ジンを含むシステム全体の仕様に応じて適宜設定される
ものであり、例示した値に制約されるものではない。な
お、上記実施の形態では、第5図に示した燃料カットか
らの復帰制御時にスロットルバルブ28が全閉であるか
を判定した(ステップS72a)が、このステップS7
2とステップS72aとの間に、エンジン回転数の低下
が大きいかという判定を行い、この判定により、エンジ
ン回転数の低下が大きいと判定された場合には、ステッ
プS72aの判定を行うようにしても良い。
【0058】このようにすることにより、エンジン回転
数の低下が大きく、しかもスロットルバルブ28が全閉
であると判定された場合には、エンジン回転数が低下さ
れるので、強制後期噴射(ステップS802)は行わず
に、前期噴射を行うようにしている。
【0059】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、エンジン
の減速度合を検出するエンジンの減速度合検出手段によ
り検出されるエンジンの減速度合が所定値以上の場合に
は、燃料カットからの復帰制御時に、強制的に圧縮行程
噴射モ−ドとするところを、吸気行程噴射モ−ドで強制
的に再開するようにしたので、燃料カットからの復帰制
御時のエンジン回転数のアンダ−シュ−トを防止するこ
とができる。
【0060】請求項2記載の発明によれば、請求項1の
効果と同様の効果を有する。さらに、請求項1記載のエ
ンジンの減速度合検出手段はエンジン回転速度の減速度
が所定値以上であることを検出することを限定したもの
であり、このようにすることによりエンジンの減速度合
を確実に検出することができる。
【0061】請求項3記載の発明によれば、請求項1の
効果と同様の効果を有する。さらにな、請求項1のエン
ジンの減速度合検出手段は運転者の加速指示部材(例え
ば、アクセルペダル)の操作状態が所定値以下であるこ
とを限定したものであり、このようにすることによりエ
ンジンの減速度合を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エンジンシステムの概略的な構成図。
【図2】ECUに接続される各種センサ、スイッチ及び
制御機器を纏めて示したブロック図。
【図3】エンジンの暖機完了後において、その運転状態
に応じて区分される燃料の噴射制御モードを示したグラ
フ。
【図4】請求項ルーチンを示したフローチャート。
【図5】燃料カットからの復帰制御ルーチンの詳細を示
したフローチャート。
【図6】噴射制御モードの決定ルーチンの詳細を示した
フローチャート。
【図7】復帰制御ルーチンの変形例を示したフローチャ
ート。
【図8】エンジン回転速度と行程数との関係を示したグ
ラフ。
【図9】図8の復帰制御ルーチンが実行される場合、決
定ルーチンの変更部分を示した図。
【符号の説明】
1…エンジン 2…シリンダヘッド 3…点火プラグ 4…フュ−エルインジェクタ 5…燃焼室 6…シリンダボア 13…吸気通路 14…排気通路 16…水温センサ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−240119(JP,A) 特開 平7−279729(JP,A) 特開 平7−103017(JP,A) 特開 平2−115542(JP,A) 特開 平7−103029(JP,A) 特開 平7−103019(JP,A) 特開 昭63−111251(JP,A) 特開 平4−298658(JP,A) 特開 平4−60148(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/00 - 41/40

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転状態に応じて圧縮行程で燃料噴射を
    行なう圧縮行程噴射モ−ドと吸気行程で燃料噴射を行う
    吸気行程噴射モ−ドとを切り換え可能な筒内噴射内燃機
    関であって、運転状態に応じて設定された燃料カット条
    件が成立すると燃焼室へ供給される燃料をカットすると
    ともに、所定の燃料カット復帰条件が成立すると圧縮行
    程噴射モ−ドにて強制的に復帰するようにしている筒内
    噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置において、 エンジンの減速度合を検出するエンジンの減速度合検出
    手段と、 このエンジンの減速度合検出手段により検出されるエン
    ジンの減速度合が所定値以上の場合には、吸気行程噴射
    モ−ドで強制的に再開する手段とを具備したことを特徴
    とする筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置。
  2. 【請求項2】 上記エンジンの減速度合検出手段は、エ
    ンジン回転速度の減速度が所定値以上であることを検出
    するようにしたことを特徴とする請求項1記載の筒内噴
    射型内燃機関の燃料噴射制御装置。
  3. 【請求項3】 上記エンジンの減速度合検出手段は、運
    転者による加速指示部材の操作状態が所定値以下である
    ことを検出するようにしたことを特徴とする請求項1記
    載の筒内噴射型内燃機関の燃料噴射制御装置。
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