JP3709595B2 - 筒内直接噴射式火花点火エンジンの制御装置 - Google Patents
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンの制御装置に関し、特に、燃料を気筒内に直接噴射する直噴インジェクタを備えた筒内直接噴射式火花点火エンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来周知の筒内直接噴射式エンジンでは気筒内に直接燃料を供給する直噴インジェクタを備えることから、吸気バルブが開いていない圧縮行程でも燃料を供給することが原理的に可能である。しかしながら、吸入空気の流れによる混合気の均一化や、噴射燃料が十分に霧化するための時間の確保なども考慮し、従来の吸気ポート噴射式のエンジンにならって吸気行程で燃料供給を行う場合が多い。この方法によっても、直接噴射により壁流がなくなるので、エミッション性能の向上等の筒内直接噴射式エンジンのメリットは十分に活かすことができる。
【０００３】
このようなエンジンにおいては、エンジンの回転数が比較的高い状態でスロットルが全閉とされた場合には、運転者が減速を意図または許容していると判断し、燃料の供給を停止して減速度を発生させ、かつ、燃費の向上を図っている。
そして、スロットルが開かれた場合などの所定の条件が成立した場合には、減速意図の中断と判断して燃料供給を再開する。また、エンジン回転数が低下した場合にも、不意のエンジン停止（エンスト）を防止するため、燃料供給を再開する。
【０００４】
この燃料供給再開の際、急激なトルクの変化は運転者に不快感を与え、運転性に悪影響を及ぼすため、従来より点火時期のリタードによる発生トルクの抑制、あるいは、特開平2-196149号に述べられているような燃料噴射を再開する気筒数の順次増加によるトルク操作などが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の筒内直接噴射式エンジンの制御装置では、燃料供給再開の判断が成されたあとに吸気行程をむかえる気筒から燃料供給を再開するため、燃料供給再開の判断がなされてから実際にトルクが発生するまでに幾分かの時間遅れが生じることは避けられない。
【０００６】
図20は、４気筒筒内直接噴射式ガソリンエンジンの燃料供給再開時の、燃焼サイクルに対応した筒内圧力と発生トルクとを示す図である。いま、図20を参照し、燃料供給停止の状態からスロットルが開かれたことをきっかけに燃料供給を再開する場合を考える。図中のタイミングｔ0 でスロットルが開かれた場合に、吸気行程噴射のエンジンでは、既に吸気行程に入っている＃１気筒への燃料供給は完全には間に合わず、その次に吸気行程をむかえる＃３気筒からようやく完全な燃料供給が再開されるため、＃１気筒の筒内圧力および発生トルクは図20の破線のようになり、その結果レスポンスが悪くなるという問題点があった。
【０００７】
一方、レスポンスを良くしようとして点火時期のリタードや噴射再開気筒数の順次増加というトルク操作をなくす、あるいは緩和すると、運転性の悪化が生じてしまうという問題点があった。
また、運転条件によって回転数低下の速度が異なるので、回転数の低下によって燃料供給を再開するときに、エンストに陥る可能性が最も高い場合（急激に回転数が低下するような場合）であっても運転が持続されるように、燃料供給再開の回転数をトルク発生の遅れを考慮して安全側に設定しておく必要がある。しかし、このような設定では、その他の条件の場合にはエンストまでの余裕を大きく取りすぎることになり、燃費の向上も十分には達成できないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、レスポンスの向上と運転性悪化の防止とを両立し、さらに、燃費および耐エンスト性を向上させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明ではスロットルが開かれたときに吸気行程中の気筒に関しては燃料噴射をやめるのではなく、圧縮行程噴射を行えるという直接噴射方式の特徴を活かして、吸気行程から圧縮行程の点火までの間に燃料供給を行い、それ以降の気筒に関しては従来通り吸気行程噴射を行うようにした。
【００１０】
すなわち、請求項１に係る発明では、図１に示すように、燃料を供給あるいは供給停止のいずれの状態にするかを判断する、供給判断手段Ａと、燃料供給時に、運転条件に基づいて燃料供給量を設定する供給量設定手段Ｂと、該供給量設定手段の出力に基づいて気筒内に直接燃料を噴射供給し、前記供給判断手段による供給停止状態からの燃料供給再開後に吸気行程噴射を行う筒内直接供給手段Ｃと、前記燃料供給時に、運転条件に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段Ｄと、該点火時期設定手段の出力に基づいて点火する点火手段Ｅとを有する筒内直接噴射式エンジンの制御装置において、前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを判断する再開気筒判断手段Ｆと、可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から常に圧縮行程で行われる燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から常に圧縮行程で行われる燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行う再開気筒切換手段Ｇとを設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る発明では、再開気筒判断手段は、前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを供給停止状態から供給状態への移行の判断時に常に判断し、前記再開気筒切換手段は、供給停止状態から供給状態への移行の判断時に常に実行され、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から常に圧縮行程噴射で行われる燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から常に圧縮行程噴射で行われる燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行うことを特徴とする。
また、請求項３に係る発明では、前記供給量設定手段は、前記再開気筒切換手段が行う燃料供給にのみ適用され、気筒内の圧力値を吸気行程時及び排気行程時の筒内圧力検出手段の出力に基づいて算出した変換係数により補正して前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定するものであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る発明では、前記供給量設定手段は、前記再開気筒切換手段が行う燃料供給にのみ適用され、気筒内の圧力値に相関のある値を吸気行程時及び排気行程時の圧力相関値検出手段の出力に基づいて算出した変換係数により補正して前記気筒内の圧力値を演算し、さらに前記気筒内の圧力値から前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定するものであることを特徴とする。
【００１３】
以上のようにして燃料供給の再開を行った場合、先に述べた「吸入空気の流れによる混合気の均一化や噴射燃料が十分に霧化するための時間の確保」という点では、吸気行程噴射のみ行うエンジンに対して若干劣るものの、筒内圧力および発生トルクの様子は図20の実線のようになり、吸気行程噴射のみの場合と比較して発生トルクの立ち上がりが速く、レスポンスを向上させることが可能となる。
【００１４】
また、この場合、スロットルが開かれて間もなく燃料供給を行うため、燃料供給量を演算するための吸入空気量の計測にエアフローメータを用いている場合には応答が追いつかない可能性があるが、その場合、各気筒に装着された筒内圧力センサの出力から近似的に吸入空気量を演算し、それに基づいて燃料供給量を演算すればよい。
【００１５】
そこで、請求項５に係る発明では、前記供給量設定手段は、気筒内の圧力値を検出する筒内圧力検出手段の出力に基づき前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定する一方、燃料供給の再開後の所定燃焼回数は過渡的に前記気筒内の圧力値から算出した吸入空気量に基づいて燃料供給量を演算し、所定回数経過後は、機関への吸入空気量を直接検出する吸入空気量検出手段の出力に基づいて燃料供給量を演算する演算方式切換手段を備えることを特徴とする。
また、請求項６に係る発明では、前記供給量設定手段は、気筒内の圧力値に相関のある値を検出する圧力相関値検出手段の出力に基づき前記気筒内の圧力値を演算し、さらに前記気筒内の圧力値から前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定する一方、燃料供給の再開後の所定燃焼回数は過渡的に前記気筒内の圧力値から算出した吸入空気量に基づいて燃料供給量を演算し、所定回数経過後は、機関への吸入空気量を直接検出する吸入空気量検出手段の出力に基づいて燃料供給量を演算する演算方式切換手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に係る発明では、燃料供給再開後の所定燃焼回数の間、前記筒内圧力値から各燃焼毎の発生トルクを演算し、該発生トルクに基づいて次回燃焼の供給量補正係数と点火時期補正値との少なくとも一方をさらに補正する補正量補正手段を備えることを特徴とする。
また、請求項８に係る発明では、前記供給量設定手段は、前記供給判断手段による燃料供給再開決定後の所定燃焼回数は、吸入空気量に基づいて決定される基本燃料供給量を、発生トルクを制御するように燃焼回数に対応した所定の供給量補正係数によって補正して燃料供給量を設定するものであることを特徴とする。
また、請求項９に係る発明では、前記点火時期設定手段は、前記供給判断手段による燃料供給再開決定後の所定燃焼回数は、運転条件に基づいて決定される基本点火時期を、発生トルクを制御するように燃焼回数に対応した所定の点火時期補正値によって補正して点火時期を設定するものであることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明が適用される筒内直接噴射式エンジンの一例を示すシステム構成図である。
図２のエンジン１では、スロットルバルブ２、サージタンク３、吸気マニホールド４および吸気バルブ５を介して吸気が行われ、筒内直接供給手段としての直噴インジェクタ６より燃焼室７に直接燃料が供給される。
【００１８】
また、点火手段としての点火プラグ８は、点火のための電極を燃焼室７内に臨ませて設けられている。
エンジン１の運転条件・状態を検出する手段として、スロットルバルブ２の上流に設けられて吸入空気量を計測するエアフローメータ９と、スロットルバルブ２の全閉位置でＯＮとなる図示しないアイドルスイッチ、エンジン１のクランク位置を計測する図示しないクランク角センサ、等がある。クランク角センサはクランク軸あるいはこれと連動して回転するカム軸に直接あるいはギアを介して間接的に接続され、クランク位置（クランク角度）や、エンジン１の回転数を算出する。
【００１９】
また、燃焼状態を検出するために、筒内圧力検出手段としての筒内圧力センサ10を装着する。空燃比は直噴インジェクタ６により燃料噴射量を調整することにより制御する。この他、エンジンの冷却水温を計測する水温センサ11や、排気中の酸素濃度を計測するＯ2 センサ12等を備える。
また、外部との情報の入出力、種々の演算は、図３に示されるマイクロコンピュータを中心とする回路で実現される。入力ポート13には、前述のエアフローメータ９をはじめとした各種センサが接続されており、それらの情報が入力される。Ａ／Ｄ変換器14では、入力ポート13を介して各種センサから得られた信号のうち、アナログ信号がコンピュータで扱えるようにＡ／Ｄ変換される。そして、ＣＰＵ15は入力データに基づき所定の演算を実行し、その結果は出力ポート16から外部の機器を駆動・制御するための信号として出力される。
【００２０】
また、ＲＯＭ17は後述する制御プログラムや各種データ等をあらかじめ記憶し、ＲＡＭ18はプログラム実行中に一時的に情報の記憶を行うものである。
次に、本発明の第１の実施例を説明する。
図４は、燃料の供給／停止の判断を行うルーチンであり、所定時間毎に実行される。
【００２１】
ステップ１（図中Ｓ１と表記、以下同様）では、燃料供給中か否かを燃料供給停止フラグＦc から判定する。
燃料が供給されている（Ｆc ＝０）場合は、ステップ２でアイドルスイッチがＯＮか否かを判定し、また、ステップ３でエンジン回転数Ｎが所定の燃料供給停止回転数Ｎfc以上か否かを判定する。
【００２２】
ステップ２とステップ３との判定で、アイドルスイッチがＯＮ（スロットルバルブ全閉）で、かつ、エンジン回転数Ｎが所定の燃料供給停止回転数Ｎfc以上の場合には、ステップ４に進み、燃料供給停止フラグＦc ＝１として、燃料の供給を停止する。
また、ステップ２とステップ３との判定で、上記以外の場合には、燃料の供給を続行する。
【００２３】
ステップ１の判定で、燃料の供給が停止されている（Ｆc ＝１）の場合には、ステップ５でアイドルスイッチがＯＦＦになったか否かを判定し、また、ステップ６でエンジン回転数Ｎが所定の燃料供給再開回転数Ｎrcを下回ったか否かを判定する。
ステップ５とステップ６との判定で、アイドルスイッチがＯＦＦとなるか（言い換えればアクセルペダルが踏み込まれるか）、または、エンジン回転数Ｎが所定の燃料供給再開回転数Ｎrcを下回った場合には、ステップ７で燃料供給停止フラグＦc ＝０として、燃料供給を再開する。
【００２４】
以上のルーチンが供給判断手段に相当する。
図５は燃料供給停止の状態から燃料供給を再開したときの燃料供給量と点火時期とを設定するルーチンであり、燃料供給が再開されたときに実行される。
まず、ステップ11では燃料供給の再開手続き中であることを示す再開フラグＦrec ＝１とする。
【００２５】
そして、ステップ12ではカウンタＣに初期値ｎを代入する。このｎは燃料供給の再開から定常の運転に滑らかに移行するのに何燃焼費やすかを定める定数で、運転条件毎に異なる値としてもよく、また運転条件にかかわらず一定の値でもよい。
ステップ13では燃料供給再開の判断がなされたときに圧縮行程中である気筒ａの基本燃料供給量Ｔi を演算する。
【００２６】
ここで、図６は、基本燃料供給量Ｔi を算出する具体的な処理を示すフローであり、ステップ13はこれに従って実行される。
図６のステップ31では所定のタイミングで当該気筒の筒内圧力Ｐcyl を筒内圧力センサ10から読み込み、ステップ32では読み込んだ筒内圧力からその気筒のシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する。そして、ステップ33では前段で算出したＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算し、処理を図５のフローに戻す。この、ステップ31〜33が供給量設定手段に相当する。
【００２７】
図５のステップ14では、燃料供給再開時の運転性の悪化を防止するために前段で算出された基本燃料供給量Ｔi に供給量補正係数Ｌean(Ｃ) を掛けて、補正燃料供給量Ｔiadj＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) とする。ここで、Ｌean(Ｃ) はカウンタＣの値によって定まる、例えば図７のような、カウンタＣの値が減少するに従って１に近づくテーブル値である。
【００２８】
続くステップ15では、ステップ13の中で算出した吸入空気量Ｔp や、回転数Ｎあるいはシリンダ吸入空燃比等の運転条件に基づくマップからそのときの基本点火時期Ａdvmap を読込む。
そして、ステップ16では読み込んだ基本点火時期Ａdvmap までに圧縮行程中の気筒ａに補正燃料供給量Ｔiadjを供給し終えることが可能かどうかを判断する。このステップ16が再開気筒判断手段に相当する。
【００２９】
ステップ16で供給し終えることが可能と判断した場合は、ステップ17で燃料供給量ＴioutにＴiadjを代入し、ステップ18で点火時期ＡdvにＡdvmap を代入する。そして、ステップ19ではカウンタＣを１減らす。
ここで、ステップ15と18とが点火時期設定手段に相当する。
上記ステップ16で圧縮行程中の気筒ａへの燃料供給が不可能と判断した場合、あるいはステップ19までの処理が終了した後は、ステップ20へ進む。
【００３０】
ステップ20では、燃料供給再開の判断がなされたときには吸気行程中であり、気筒ａの次に圧縮行程をむかえる気筒ｂの吸気バルブが閉じたか否かを判断する。
気筒ｂの吸気バルブが閉じていない場合は閉じるまで時間待ちをし、吸気バルブが閉じたならば、ステップ21で気筒ｂに関する基本燃料供給量Ｔi を演算する。このステップ21は、ステップ13と同様にして、図６に示すステップ31〜33を用いる。
【００３１】
そして、ステップ22では、求められた基本燃料供給量Ｔi に供給量補正係数Ｌean(Ｃ) を掛けて、Ｔiadj＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) とする。
続くステップ23では、所定のマップから気筒ｂの基本点火時期Ａdvmap を読み込む。
そして、ステップ22とステップ23との結果から、ステップ24では燃料供給量Ｔiout＝Ｔiadj、ステップ25では点火時期Ａdv＝Ａdvmap とし、ステップ26でカウンタＣの値を１つ減らして終了する。
【００３２】
このステップ17〜ステップ26が再開気筒切換手段に相当する。
ここで、ステップ20で吸気バルブが閉じるまで時間待ちをするのは、筒内圧力から吸入空気量を演算する場合、バルブが閉じてシリンダ内が閉空間となった方がより正確に吸入空気量を求められるためであり、エアフローメータ９によってシリンダ吸入空気量を求める場合は、この時間待ちは必要ない。
【００３３】
図５のルーチンの終了後には、燃料供給再開後の累積燃焼回数がｎ回になるまで、各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを図８に示すルーチンによって設定する。このルーチンは、クランク角センサからのリファレンス信号（４気筒の場
合、 180 °CA 毎) により開始される。
まず、ステップ41で供給再開フラグＦrec をチェックし、Ｆrec ＝１であるときには燃料供給の手続き中であると判断して、続くステップ42でカウンタＣが０以下か否か（既にｎ回の燃料供給再開手続きが終了したか）をチェックする。
【００３４】
ステップ42でカウンタＣが０以下でない場合は、ステップ43でカウンタを１減らし、ステップ44でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する。ステップ45ではステップ44で算出したＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算し、ステップ46ではＴi に供給量補正係数Ｌean(Ｃ) を掛けて燃料供給量Ｔiout＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) とする。
【００３５】
ステップ47では、そのときの吸入空気量Ｔp 、回転数Ｎ、空燃比等の運転状態に対応する基本点火時期Ａdvmap を所定の点火時期マップから読み込み、ステップ48でＡdvmap を点火時期Ａdvに代入し、終了する。
ステップ42でカウンタＣが０以下の場合は燃料供給再開手続きが終了したと判断し、ステップ49で供給再開フラグＦrec を０として、以下は通常の燃焼条件となるようにする。
【００３６】
すなわち、ステップ50でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算し、ステップ51でＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算する。この値に補正を加えずに、ステップ52で燃料供給量ＴioutにＴi を代入し、ステップ47および48で点火時期Ａdvを設定して終了する。
また、ステップ41で供給再開フラグＦrec ＝０の場合には、燃料供給の再開手続きは終了しているので、同様にステップ50〜52、および、ステップ47〜48を行い処理を終了する。
【００３７】
ここで、設定した値に基づく実際の燃料供給、点火は、図示していない上位の割込手続きにより実行されるものとし、これは以下の実施例でも同様とする。
ここまで説明した処理を用いた４気筒直接噴射型エンジンの各気筒の筒内圧力と、発生トルクとの例を図９および図10に示す。
図９の実線は、燃料供給再開の判断がなされたときに圧縮行程中であった気筒ａから燃料供給を再開することができた場合（＃２気筒から燃料供給再開）である。
【００３８】
また、図10の実線は、燃料供給再開の判断がなされたときに吸気行程中であった気筒ｂから燃料供給を再開した場合（＃１気筒から燃料供給再開）である。
いずれの場合も、従来の吸気行程のみで燃料供給を行う場合（図中の破線）と比較して、レスポンスよくかつ滑らかにトルクが発生するように燃料供給を再開することができる。
【００３９】
以上の説明では、図６に示す手続きによって筒内圧力からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する場合、筒内圧力センサは絶対圧力値を検出できるものとしたが、センサによっては圧力と相関関係のある値は検出できるが絶対圧力値は検出できないものもある。
この場合、供給量設定手段として、図６の代わりに図11に示す手続きを用いる。ここでは、圧力相関値検出手段としての筒内圧力センサ10が圧力と比例する値を検出することを前提としている。
【００４０】
図12は、クランク角に対応した筒内圧力センサの出力を示す図である。
図11と図12とを同時に参照し、ステップ61では、当該気筒の直近の吸気行程におけるセンサ出力Ｖ1 を読み込み、ステップ62では当該気筒の直近の排気行程におけるセンサ出力Ｖ2 を読み込む。
ここで、排気行程の筒内圧力Ｐex（排圧とほぼ等しい）は運転条件ごとにほぼわかっており、燃料供給停止時は吸気行程の筒内圧力がある所定レベルＰinとなるよう補助空気を補正している場合、ステップ63で次式のごとく圧力相関値を絶対圧力に変換する変換係数Ｋを演算する。
Ｋ＝（Ｐex−Ｐin）／（Ｖ2 −Ｖ1 ）
ステップ64では筒内圧力センサの出力Ｖを読み込み、ステップ65では次式のご
とく変換係数Ｋにより読み込んだ圧力相関値を絶対圧力値に変換する。
【００４１】
Ｐcyl ＝Ｐin＋Ｋ×（Ｖ−Ｖin）
ここで、Ｖinは吸気行程中の筒内圧力センサ出力の記憶値である。
ステップ66ではステップ65で求めた絶対圧力に基づいてシリンダ吸入空気量Ｔp を演算し、ステップ67ではＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算する。
【００４２】
以上に述べた第１の実施例では、燃料供給の再開後、所定の燃焼回数は燃料供給量を補正してトルクを滑らかに回復する構成としたが、これは燃料供給量の代わりに点火時期を補正する構成としてもよい。
次に、点火時期の補正を用いた第２の実施例について説明する。
図13は、燃料供給再開時の点火時期を補正する手続きを表すフローチャートである。
【００４３】
まず、図２のルーチンによって燃料供給の再開が判断されると、ステップ71で燃料供給の再開手続き中であることを示す再開フラグＦrec を１とし、続くステップ72ではカウンタＣに初期値ｎを代入する。
次に、ステップ73では、図６または図11の処理に従って基本燃料供給量Ｔi を演算する。
【００４４】
そして、ステップ74では、吸入空気量Ｔp および回転数Ｎ等の運転条件に基づく所定のマップから、そのときの基本点火時期Ａdvmap を読み込む。続くステップ75では燃料供給再開時の運転性の悪化を防止するために基本点火時期Ａdvmap から点火時期補正値Ｒet (Ｃ) を減算し（リタードし）、Ａdvadj ＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) とする。ここで、Ｒet (Ｃ) は、例えば図14に示すような、カウンタＣの値の減少にともなって減少するテーブル値である。
【００４５】
ステップ76では補正した点火時期までに圧縮行程中の気筒ａに基本燃料供給量Ｔi を噴射し終えることが可能かどうかを判断する。
ステップ76で供給し終えることが可能と判断した場合はステップ77で燃料供給量ＴioutにＴi を代入、ステップ78で点火時期ＡdvにＡdvadj を代入して、ステップ79ではカウンタＣの値を１減らす。
【００４６】
ステップ76で圧縮行程中の気筒ａへの燃料供給が不可能と判断した場合、あるいはステップ79までの処理が終了したときには、ステップ80へ進み、燃料供給再開の判断がなされたときに。気行程中であった気筒ｂの吸気バルブが閉じたかどうかを判断する。
吸気バルブが閉じていない場合は閉じるまで時間待ちをし、吸気バルブが閉じたならば、ステップ81で気筒ｂに関する基本燃料供給量Ｔi を、ステップ73と同様にして算出する。
【００４７】
ステップ82では、ステップ74と同様に所定のマップから基本点火時期Ａdvmap を読み込み、ステップ83でＲet (Ｃ) による補正を行い、Ａdvadj ＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) とする。そして、ステップ84では吸気行程中である気筒ｂの燃料供給量ＴioutにＴi を、ステップ85で点火時期Ａdvにリタード補正した点火時期Ａdvadj を代入し、ステップ86でカウンタＣの値を１つ減らして終了する。
【００４８】
ここで、ステップ80での時間待ちに関しては第１の実施例と同様である。
図13のルーチンの終了後には、燃料供給再開後の累積燃焼回数がｎ回になるまで、各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを図15に示すルーチンによって設定する。このルーチンは、クランク角センサからのリファレンス信号（４気筒の場
合、 180 °CA 毎) により開始される。
まず、ステップ91では供給再開フラグＦrec の値をチェックし、フラグが１のときには燃料供給の手続き中であると判断し、続くステップ92でカウンタＣが０以下か否か（既にｎ回の燃料供給再開手続きが終了したか）をチェックする。
【００４９】
ステップ92でカウンタが０以下でない場合には、ステップ93でカウンタを１減らし、ステップ94でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する。
ステップ95では、そのときの吸入空気量Ｔp 、回転数Ｎ、空燃比等の運転状態に対応する基本点火時期Ａdvmap を所定の点火時期マップから読み込み、続くステップ96ではリタード補正したＡdvmap −Ｒet (Ｃ) を点火時期Ａdvに代入する。
【００５０】
ステップ97では、ステップ94で算出したＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算し、ステップ98ではＴi を燃料供給量Ｔioutに代入して、終了する。
ステップ92でカウンタＣが１以下の場合は燃料供給再開手続きが終了したと判断し、ステップ99で供給再開フラグＦrec を０として、以下は通常の燃焼条件となるようにする。
【００５１】
すなわち、ステップ100 でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸空気量Ｔp を演算し、ステップ101 でＴp に基づいて基本点火時期Ａdvmap を所定の点火時期マップから読み込む。ステップ102 では基本点火時期Ａdvmap を補正せずに、点火時期Ａdvに代入し、ステップ97および98で燃料供給量ＴioutにＴi を代入して終了する。
【００５２】
また、ステップ91で供給再開フラグＦrec が立っていない場合には、燃料供給の再開手続きは終了しているので、同様にステップ100 〜102 、および、ステップ97〜98の手続きを行い終了する。
この第２の実施例を適用した場合も、燃料供給再開の判断がなされたときに圧縮行程中であった気筒ａから燃料供給を再開した場合には、その筒内圧力と発生トルクとは図９の実線のようになり（＃２気筒から燃料供給再開）、また、燃料供給再開の判断のタイミングが遅く、吸気行程中の気筒ｂから燃料供給を再開した場合には図10の実線のようになる（＃１気筒から燃料供給再開）。
【００５３】
いずれの場合も、第１の実施例と同様に、従来の吸気行程のみで燃料供給を行う場合（図中の破線）と比較して、レスポンスがよく、かつ滑らかにトルクが発生するように燃料供給を再開することができる。
次に、第３の実施例を示す。
これは、第１実施例で用いた燃料供給量の補正によるトルク補正と、第２の実施例で用いた点火時期の補正によるトルク補正の両者を用いたもので、図16および図17に示される手続きにより実行される。
【００５４】
図16は、燃料供給再開時の燃料供給量と点火時期との双方を補正する手続きを表すフローチャートである。
ステップ111 〜116 では、第１実施例および第２実施例と同様にして、供給量補正係数Ｌean(Ｃ) により補正された補正燃料供給量Ｔiadj（＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) ）と、点火時期補正値Ｒet (Ｃ) により補正された補正点火時期Ａdvadj （＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) ）とを計算する。
【００５５】
続くステップ117 で、圧縮行程中の気筒ａから燃料供給を再開することが可能であると判断された場合には、ステップ118 と119 とで燃料供給量ＴioutにＴiadjを、点火時期ＡdvにＡdvadj を代入し、カウンタＣの値を１つ減らす。
また、ステップ117 で圧縮行程中の気筒ａから燃料供給を再開することが不可能であると判断された場合か、ステップ120 までの処理が終了した場合には、ステップ121 〜125 で、燃料供給の再開が判断されたときに吸気行程中であった気筒Ｂのバルブが閉じた状態で、その気筒Ｂに対する燃料供給量Ｔiout（＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) ）と点火時期Ａdv（＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) ）とを同様の式に基づいて設定し、ステップ126 でカウンタＣの値を１つ減らして終了する。
【００５６】
図17は、図16のルーチン終了後に、燃料供給再開後の累積燃焼回数がｎ回になるまで、各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを設定するルーチンである。
ここでも、第１実施例および第２実施例と同様、ステップ131 では供給再開フラグＦrec をチェックし、フラグが１のときは燃料供給の手続き中であると判断し、続くステップ132 でカウンタＣが０以下か否かをチェックする。
【００５７】
ステップ132 でカウンタが０以下でない場合は、ステップ133 でカウンタを１減らし、ステップ134 でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する。そして、ステップ135 から138 で燃料供給再開手続き中のリーン補正した燃料供給量Ｔiout（＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) ）と、リタード補正した点火時期Ａdv（＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) ）とを設定して終了する。
【００５８】
また、ステップ131 で供給再開フラグＦrec が０の場合、および、ステップ132 でカウンタＣが０以下の場合には、燃料供給の再開手続きは終了しているので、ステップ140 から144 の手続きで通常条件の燃料供給量Ｔiout（＝Ｔi ）と点火時期Ａdv（＝Ａdvmap ）とを設定して終了する。
尚、本実施例では、燃料供給量補正も点火時期補正も同じカウンタＣを用い、補正の回数も同じｎ回としたが、これらはそれぞれ別々のカウンタＣ1 とＣ2 とし、補正の回数もそれぞれｎ1 とｎ2 として、燃料供給量補正の回数と点火時期補正の回数とを別々にしてもよい。
【００５９】
次に、第４の実施例について説明する。
第１〜第３の実施例では、燃料供給再開の判断がなされたときに吸気行程中であった気筒ｂのシリンダ吸入空気量までは筒内圧力センサ10の出力から演算し（再開後１〜２燃焼サイクル分）、その後の気筒のシリンダ吸入空気量はエアフローメータ９の計測値の履歴から演算している。しかし、エアフローメータ９が正確な吸入空気量を検出できるようになるまでの時間遅れが大きい場合には、その時間遅れに相当する所定期間は筒内圧力センサ10の検出値に基づいてシリンダ吸入空気量を演算し、その後、エアフローメータ９の検出値に基づくシリンダ吸入空気量演算に移行するようにしてもよい。
【００６０】
図18は、筒内圧力センサ10の検出値に基づくシリンダ吸入空気量の演算と、エアフローメータ９の計測値の履歴によるシリンダ吸入空気量の演算とを切り換える手続きを表すルーチンであり、例えば第１の実施例の場合には、図８のステップ44およびステップ50の代わりにこのルーチンを用いることができる。
第１の実施例にこのルーチンを用いる場合、図５のステップ12でカウンタＣの設定と同時に、１燃焼毎に減算するダウンカウンタＭに燃料供給再開時に初期値Ｍn を設定する。そして、ステップ151 ではカウンタＭが０以下かどうか（筒内圧力センサによるシリンダ吸入空気量演算期間がＭn 回終了したか）チェックする。
【００６１】
カウンタＭが０以下でない場合はステップ152 で筒内圧力センサ10の検出値に基づいてシリンダ吸入空気量Ｔp を演算し、153 でカウンタＭを１減らして終了する。
ステップ151 でカウンタＭが０以下となった場合は、ステップ154 でエアフローメータ９の計測値の履歴によるシリンダ吸入空気量の演算を行い、終了する。
【００６２】
以上のルーチンが、演算方式切換手段に相当する。
ここで、カウンタＭの初期値Ｍn はエアフローメータ９が正確な吸入空気量を検出できるようになるまでの時定数に対応する値で、運転条件毎に異なる値としてもよく、運転条件にかかわらず一定の値でもよい。
この図18のルーチンは、第２の実施例および第３の実施例にも同様に用いることができる。
【００６３】
次に、第５の実施例について説明する。
第１から第４の実施例では、燃料供給再開時のトルクを補正するために燃料供給量や点火時期を補正する場合、あらかじめ定められたテーブル値である供給量補正係数Ｌean(Ｃ) や点火時期補正値Ｒet (Ｃ) を用いたが、これらは、各気筒に装着された筒内圧力センサ10の出力からサイクル毎の発生トルクを求め、その発生トルクに基づいてさらに補正される変数としてもよい。
【００６４】
図19は、４ °CA 毎の筒内圧力値からサイクル毎の発生トルク（図示平均有効圧力）を演算するルーチンの一例であり、各気筒の排気上死点毎に実行される。
まず、ステップ161 でカウンタＳと積分値Ｐとをクリアする。
次に、ステップ162 でそのときの筒内圧力Ｐcyl を読み込み、ステップ163 ではカウンタＳからそのときのクランク角における容積変化率 dＶ(S) をマップから読み出す。
【００６５】
ステップ164 では、ステップ162 で読み込んだＰcyl とステップ163 で読み出したマップ値 dＶ(S) との積を計算し、 dＰ＝Ｐcyl × dＶ(S) とする。ステップ165 では、Ｐ＝Ｐ＋ dＰの式により、前回の積分値Ｐに dＰを加え、これを新しい積分値Ｐとする。そして、ステップ166 ではカウンタＳの値を１増加させる。
【００６６】
ステップ167 ではＳ＞180 （ 720 °CA 終了した）であるか否かをチェックし、成立しない場合はステップ168 に進み、クランク角が４ °CA 進むのを待って、ステップ162 へ戻る。ステップ167 でＳ＞180 が成立した場合には、ステップ169 で積分値Ｐと行程容積Ｖs とから、式Ｐi ＝Ｐ／Ｖs により図示平均有効圧力Ｐi を計算する。
【００６７】
ステップ170 では、図示平均有効圧力Ｐi から発生トルクＵi を求め、ステップ171 で、発生トルクＵi とあらかじめ運転条件毎に求めておいた燃料供給再開時の発生トルクの目標値Ｕとを比較する。発生トルクＵi と目標トルクＵとに差がなければそのまま処理を終了し、差があれば、ステップ172 で、その差が解消される方向に補正係数Ｌean(Ｃ) および／または補正値Ｒet (Ｃ) を補正し、終了する。
【００６８】
以上のルーチンが補正量補正手段に相当する。
このようにすることにより、運転環境の変化や、インジェクタ特性の変化等のハードウェアの経時変化が生じても、燃料供給再開時の発生トルクを望ましい値とすることができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、その構成を、燃料供給の再開が判断された時点に圧縮行程中にある気筒で良好な燃焼が実現可能と判断される場合にはその圧縮行程中の気筒から、そうでない場合は吸気行程中の気筒から燃料供給を再開することにより、従来のポート噴射の場合よりも早いサイクルで燃料供給を再開し、燃料供給再開後の所定燃焼サイクルは、空燃比の補正や点火時期の補正によってトルク制御を行うことにより、レスポンスの向上と運転性悪化の防止を両立し、また、耐エンスト性を向上させることができる。
【００７０】
すなわち、請求項１〜請求項６に係る発明によれば、筒内直接噴射式エンジンで燃料供給停止の状態から燃料供給を再開する場合、燃料供給再開の判断がなされたタイミングによって、そのときの燃料供給再開を最適な条件にある気筒から実行することができ、その結果レスポンスの向上と、燃料供給再開の回転数を下げられることによる燃費の向上を達成できるという効果がある。
【００７１】
特に、請求項３に係る発明によれば、吸入空気量センサの応答性が高くない場合でも、燃料供給再開時の吸入空気量を迅速に求めることができ、最適な燃料供給量を設定できるという効果がある。
また、請求項４に係る発明によれば、筒内の絶対圧力値を検出することができない場合でも、燃料供給再開時の吸入空気量を迅速に求めることができ、最適な燃料供給量を設定できるという効果がある。
【００７２】
また、請求項５，６に係る発明によれば、燃料供給再開直後の吸入空気量を直接検出する際、検出値の応答性が高くない場合であっても、燃料供給再開後の所定期間は筒内圧力値から近似的に吸入空気量を検出することで、必要な燃料量を迅速かつ正確に求めることができるという効果がある。
また、請求項７に係る発明によれば、燃料供給再開後の発生トルクを正確に調節し、より望ましい特性を得ることができるという効果がある。
【００７３】
また、請求項８に係る発明によれば、燃料供給停止の状態から燃料供給を再開するときに、供給する燃料の量を制御し、発生トルクを調節することにより、燃料供給再開時の運転性の悪化を軽減することができるという効果がある。
また、請求項９に係る発明によれば、燃料供給停止の状態から燃料供給を再開するときに、点火時期を制御し、発生トルクを調節することにより、燃料供給再開時の運転性の悪化を軽減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の基本構成を示すブロック図
【図２】 本発明の一実施例の機関部分を示すシステム構成図
【図３】 本発明の一実施例の回路部分を説明するシステム構成図
【図４】 所定時間毎に実行される燃料の供給／停止の判断を行うフローチャート
【図５】 燃料供給再開気筒、燃料供給量、点火時期および燃料供給量の補正方法を設定するフローチャート
【図６】 基本燃料供給量Ｔi を算出する具体的な処理を示すフローチャート
【図７】 カウンタＣの値から供給量補正係数Ｌean(Ｃ) を決定するテーブルの一例を示す図
【図８】 燃料供給再開後の累積燃焼回数ｎ回までの各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを設定するフローチャート
【図９】 燃料供給再開判断時に圧縮行程中であった気筒から燃料供給を再開した場合の筒内圧力と発生トルクとを示す図
【図１０】 燃料供給再開判断時に吸気行程中であった気筒から燃料供給を再開した場合の筒内圧力と発生トルクとを示す図
【図１１】 筒内圧力の相関値に基づいて燃料供給量を演算するフローチャート
【図１２】 クランク角に対応した筒内圧力センサの出力を示す図
【図１３】 燃料供給再開気筒、燃料供給量、点火時期および点火時期の補正方法を設定するフローチャート
【図１４】 カウンタＣの値から点火時期補正値Ｒet (Ｃ) を決定するテーブルの一例を示す図
【図１５】 燃料供給再開後の累積燃焼回数ｎ回までの各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを設定するフローチャート
【図１６】 燃料供給再開時の燃料供給量と点火時期との双方を補正する手続きを表すフローチャート
【図１７】 燃料供給再開後の累積燃焼回数ｎ回までの各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを設定するフローチャート
【図１８】 シリンダ吸入空気量演算の切り換え手続きを表すフローチャート
【図１９】 ４ °CA 毎の筒内圧力値からサイクル毎の発生トルクを演算するフローチャート
【図２０】 ポート噴射式エンジンと直噴式エンジンとの燃料供給再開時の筒内圧力と発生トルクとを示す図
【符号の説明】
１ エンジン
２ スロットルバルブ
３ サージタンク
４ インテークマニホールド
５ 吸気バルブ
６ 直噴インジェクタ
７ 燃焼室
８ 点火プラグ
９ エアフローメータ
10 筒内圧力センサ
11 水温センサ
12 Ｏ2 センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンの制御装置に関し、特に、燃料を気筒内に直接噴射する直噴インジェクタを備えた筒内直接噴射式火花点火エンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来周知の筒内直接噴射式エンジンでは気筒内に直接燃料を供給する直噴インジェクタを備えることから、吸気バルブが開いていない圧縮行程でも燃料を供給することが原理的に可能である。しかしながら、吸入空気の流れによる混合気の均一化や、噴射燃料が十分に霧化するための時間の確保なども考慮し、従来の吸気ポート噴射式のエンジンにならって吸気行程で燃料供給を行う場合が多い。この方法によっても、直接噴射により壁流がなくなるので、エミッション性能の向上等の筒内直接噴射式エンジンのメリットは十分に活かすことができる。
【０００３】
このようなエンジンにおいては、エンジンの回転数が比較的高い状態でスロットルが全閉とされた場合には、運転者が減速を意図または許容していると判断し、燃料の供給を停止して減速度を発生させ、かつ、燃費の向上を図っている。
そして、スロットルが開かれた場合などの所定の条件が成立した場合には、減速意図の中断と判断して燃料供給を再開する。また、エンジン回転数が低下した場合にも、不意のエンジン停止（エンスト）を防止するため、燃料供給を再開する。
【０００４】
この燃料供給再開の際、急激なトルクの変化は運転者に不快感を与え、運転性に悪影響を及ぼすため、従来より点火時期のリタードによる発生トルクの抑制、あるいは、特開平2-196149号に述べられているような燃料噴射を再開する気筒数の順次増加によるトルク操作などが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の筒内直接噴射式エンジンの制御装置では、燃料供給再開の判断が成されたあとに吸気行程をむかえる気筒から燃料供給を再開するため、燃料供給再開の判断がなされてから実際にトルクが発生するまでに幾分かの時間遅れが生じることは避けられない。
【０００６】
図20は、４気筒筒内直接噴射式ガソリンエンジンの燃料供給再開時の、燃焼サイクルに対応した筒内圧力と発生トルクとを示す図である。いま、図20を参照し、燃料供給停止の状態からスロットルが開かれたことをきっかけに燃料供給を再開する場合を考える。図中のタイミングｔ0 でスロットルが開かれた場合に、吸気行程噴射のエンジンでは、既に吸気行程に入っている＃１気筒への燃料供給は完全には間に合わず、その次に吸気行程をむかえる＃３気筒からようやく完全な燃料供給が再開されるため、＃１気筒の筒内圧力および発生トルクは図20の破線のようになり、その結果レスポンスが悪くなるという問題点があった。
【０００７】
一方、レスポンスを良くしようとして点火時期のリタードや噴射再開気筒数の順次増加というトルク操作をなくす、あるいは緩和すると、運転性の悪化が生じてしまうという問題点があった。
また、運転条件によって回転数低下の速度が異なるので、回転数の低下によって燃料供給を再開するときに、エンストに陥る可能性が最も高い場合（急激に回転数が低下するような場合）であっても運転が持続されるように、燃料供給再開の回転数をトルク発生の遅れを考慮して安全側に設定しておく必要がある。しかし、このような設定では、その他の条件の場合にはエンストまでの余裕を大きく取りすぎることになり、燃費の向上も十分には達成できないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、レスポンスの向上と運転性悪化の防止とを両立し、さらに、燃費および耐エンスト性を向上させることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明ではスロットルが開かれたときに吸気行程中の気筒に関しては燃料噴射をやめるのではなく、圧縮行程噴射を行えるという直接噴射方式の特徴を活かして、吸気行程から圧縮行程の点火までの間に燃料供給を行い、それ以降の気筒に関しては従来通り吸気行程噴射を行うようにした。
【００１０】
すなわち、請求項１に係る発明では、図１に示すように、燃料を供給あるいは供給停止のいずれの状態にするかを判断する、供給判断手段Ａと、燃料供給時に、運転条件に基づいて燃料供給量を設定する供給量設定手段Ｂと、該供給量設定手段の出力に基づいて気筒内に直接燃料を噴射供給し、前記供給判断手段による供給停止状態からの燃料供給再開後に吸気行程噴射を行う筒内直接供給手段Ｃと、前記燃料供給時に、運転条件に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段Ｄと、該点火時期設定手段の出力に基づいて点火する点火手段Ｅとを有する筒内直接噴射式エンジンの制御装置において、前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを判断する再開気筒判断手段Ｆと、可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から常に圧縮行程で行われる燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から常に圧縮行程で行われる燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行う再開気筒切換手段Ｇとを設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る発明では、再開気筒判断手段は、前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを供給停止状態から供給状態への移行の判断時に常に判断し、前記再開気筒切換手段は、供給停止状態から供給状態への移行の判断時に常に実行され、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から常に圧縮行程噴射で行われる燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から常に圧縮行程噴射で行われる燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行うことを特徴とする。
また、請求項３に係る発明では、前記供給量設定手段は、前記再開気筒切換手段が行う燃料供給にのみ適用され、気筒内の圧力値を吸気行程時及び排気行程時の筒内圧力検出手段の出力に基づいて算出した変換係数により補正して前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定するものであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に係る発明では、前記供給量設定手段は、前記再開気筒切換手段が行う燃料供給にのみ適用され、気筒内の圧力値に相関のある値を吸気行程時及び排気行程時の圧力相関値検出手段の出力に基づいて算出した変換係数により補正して前記気筒内の圧力値を演算し、さらに前記気筒内の圧力値から前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定するものであることを特徴とする。
【００１３】
以上のようにして燃料供給の再開を行った場合、先に述べた「吸入空気の流れによる混合気の均一化や噴射燃料が十分に霧化するための時間の確保」という点では、吸気行程噴射のみ行うエンジンに対して若干劣るものの、筒内圧力および発生トルクの様子は図20の実線のようになり、吸気行程噴射のみの場合と比較して発生トルクの立ち上がりが速く、レスポンスを向上させることが可能となる。
【００１４】
また、この場合、スロットルが開かれて間もなく燃料供給を行うため、燃料供給量を演算するための吸入空気量の計測にエアフローメータを用いている場合には応答が追いつかない可能性があるが、その場合、各気筒に装着された筒内圧力センサの出力から近似的に吸入空気量を演算し、それに基づいて燃料供給量を演算すればよい。
【００１５】
そこで、請求項５に係る発明では、前記供給量設定手段は、気筒内の圧力値を検出する筒内圧力検出手段の出力に基づき前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定する一方、燃料供給の再開後の所定燃焼回数は過渡的に前記気筒内の圧力値から算出した吸入空気量に基づいて燃料供給量を演算し、所定回数経過後は、機関への吸入空気量を直接検出する吸入空気量検出手段の出力に基づいて燃料供給量を演算する演算方式切換手段を備えることを特徴とする。
また、請求項６に係る発明では、前記供給量設定手段は、気筒内の圧力値に相関のある値を検出する圧力相関値検出手段の出力に基づき前記気筒内の圧力値を演算し、さらに前記気筒内の圧力値から前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定する一方、燃料供給の再開後の所定燃焼回数は過渡的に前記気筒内の圧力値から算出した吸入空気量に基づいて燃料供給量を演算し、所定回数経過後は、機関への吸入空気量を直接検出する吸入空気量検出手段の出力に基づいて燃料供給量を演算する演算方式切換手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に係る発明では、燃料供給再開後の所定燃焼回数の間、前記筒内圧力値から各燃焼毎の発生トルクを演算し、該発生トルクに基づいて次回燃焼の供給量補正係数と点火時期補正値との少なくとも一方をさらに補正する補正量補正手段を備えることを特徴とする。
また、請求項８に係る発明では、前記供給量設定手段は、前記供給判断手段による燃料供給再開決定後の所定燃焼回数は、吸入空気量に基づいて決定される基本燃料供給量を、発生トルクを制御するように燃焼回数に対応した所定の供給量補正係数によって補正して燃料供給量を設定するものであることを特徴とする。
また、請求項９に係る発明では、前記点火時期設定手段は、前記供給判断手段による燃料供給再開決定後の所定燃焼回数は、運転条件に基づいて決定される基本点火時期を、発生トルクを制御するように燃焼回数に対応した所定の点火時期補正値によって補正して点火時期を設定するものであることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図２は、本発明が適用される筒内直接噴射式エンジンの一例を示すシステム構成図である。
図２のエンジン１では、スロットルバルブ２、サージタンク３、吸気マニホールド４および吸気バルブ５を介して吸気が行われ、筒内直接供給手段としての直噴インジェクタ６より燃焼室７に直接燃料が供給される。
【００１８】
また、点火手段としての点火プラグ８は、点火のための電極を燃焼室７内に臨ませて設けられている。
エンジン１の運転条件・状態を検出する手段として、スロットルバルブ２の上流に設けられて吸入空気量を計測するエアフローメータ９と、スロットルバルブ２の全閉位置でＯＮとなる図示しないアイドルスイッチ、エンジン１のクランク位置を計測する図示しないクランク角センサ、等がある。クランク角センサはクランク軸あるいはこれと連動して回転するカム軸に直接あるいはギアを介して間接的に接続され、クランク位置（クランク角度）や、エンジン１の回転数を算出する。
【００１９】
また、燃焼状態を検出するために、筒内圧力検出手段としての筒内圧力センサ10を装着する。空燃比は直噴インジェクタ６により燃料噴射量を調整することにより制御する。この他、エンジンの冷却水温を計測する水温センサ11や、排気中の酸素濃度を計測するＯ2 センサ12等を備える。
また、外部との情報の入出力、種々の演算は、図３に示されるマイクロコンピュータを中心とする回路で実現される。入力ポート13には、前述のエアフローメータ９をはじめとした各種センサが接続されており、それらの情報が入力される。Ａ／Ｄ変換器14では、入力ポート13を介して各種センサから得られた信号のうち、アナログ信号がコンピュータで扱えるようにＡ／Ｄ変換される。そして、ＣＰＵ15は入力データに基づき所定の演算を実行し、その結果は出力ポート16から外部の機器を駆動・制御するための信号として出力される。
【００２０】
また、ＲＯＭ17は後述する制御プログラムや各種データ等をあらかじめ記憶し、ＲＡＭ18はプログラム実行中に一時的に情報の記憶を行うものである。
次に、本発明の第１の実施例を説明する。
図４は、燃料の供給／停止の判断を行うルーチンであり、所定時間毎に実行される。
【００２１】
ステップ１（図中Ｓ１と表記、以下同様）では、燃料供給中か否かを燃料供給停止フラグＦc から判定する。
燃料が供給されている（Ｆc ＝０）場合は、ステップ２でアイドルスイッチがＯＮか否かを判定し、また、ステップ３でエンジン回転数Ｎが所定の燃料供給停止回転数Ｎfc以上か否かを判定する。
【００２２】
ステップ２とステップ３との判定で、アイドルスイッチがＯＮ（スロットルバルブ全閉）で、かつ、エンジン回転数Ｎが所定の燃料供給停止回転数Ｎfc以上の場合には、ステップ４に進み、燃料供給停止フラグＦc ＝１として、燃料の供給を停止する。
また、ステップ２とステップ３との判定で、上記以外の場合には、燃料の供給を続行する。
【００２３】
ステップ１の判定で、燃料の供給が停止されている（Ｆc ＝１）の場合には、ステップ５でアイドルスイッチがＯＦＦになったか否かを判定し、また、ステップ６でエンジン回転数Ｎが所定の燃料供給再開回転数Ｎrcを下回ったか否かを判定する。
ステップ５とステップ６との判定で、アイドルスイッチがＯＦＦとなるか（言い換えればアクセルペダルが踏み込まれるか）、または、エンジン回転数Ｎが所定の燃料供給再開回転数Ｎrcを下回った場合には、ステップ７で燃料供給停止フラグＦc ＝０として、燃料供給を再開する。
【００２４】
以上のルーチンが供給判断手段に相当する。
図５は燃料供給停止の状態から燃料供給を再開したときの燃料供給量と点火時期とを設定するルーチンであり、燃料供給が再開されたときに実行される。
まず、ステップ11では燃料供給の再開手続き中であることを示す再開フラグＦrec ＝１とする。
【００２５】
そして、ステップ12ではカウンタＣに初期値ｎを代入する。このｎは燃料供給の再開から定常の運転に滑らかに移行するのに何燃焼費やすかを定める定数で、運転条件毎に異なる値としてもよく、また運転条件にかかわらず一定の値でもよい。
ステップ13では燃料供給再開の判断がなされたときに圧縮行程中である気筒ａの基本燃料供給量Ｔi を演算する。
【００２６】
ここで、図６は、基本燃料供給量Ｔi を算出する具体的な処理を示すフローであり、ステップ13はこれに従って実行される。
図６のステップ31では所定のタイミングで当該気筒の筒内圧力Ｐcyl を筒内圧力センサ10から読み込み、ステップ32では読み込んだ筒内圧力からその気筒のシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する。そして、ステップ33では前段で算出したＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算し、処理を図５のフローに戻す。この、ステップ31〜33が供給量設定手段に相当する。
【００２７】
図５のステップ14では、燃料供給再開時の運転性の悪化を防止するために前段で算出された基本燃料供給量Ｔi に供給量補正係数Ｌean(Ｃ) を掛けて、補正燃料供給量Ｔiadj＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) とする。ここで、Ｌean(Ｃ) はカウンタＣの値によって定まる、例えば図７のような、カウンタＣの値が減少するに従って１に近づくテーブル値である。
【００２８】
続くステップ15では、ステップ13の中で算出した吸入空気量Ｔp や、回転数Ｎあるいはシリンダ吸入空燃比等の運転条件に基づくマップからそのときの基本点火時期Ａdvmap を読込む。
そして、ステップ16では読み込んだ基本点火時期Ａdvmap までに圧縮行程中の気筒ａに補正燃料供給量Ｔiadjを供給し終えることが可能かどうかを判断する。このステップ16が再開気筒判断手段に相当する。
【００２９】
ステップ16で供給し終えることが可能と判断した場合は、ステップ17で燃料供給量ＴioutにＴiadjを代入し、ステップ18で点火時期ＡdvにＡdvmap を代入する。そして、ステップ19ではカウンタＣを１減らす。
ここで、ステップ15と18とが点火時期設定手段に相当する。
上記ステップ16で圧縮行程中の気筒ａへの燃料供給が不可能と判断した場合、あるいはステップ19までの処理が終了した後は、ステップ20へ進む。
【００３０】
ステップ20では、燃料供給再開の判断がなされたときには吸気行程中であり、気筒ａの次に圧縮行程をむかえる気筒ｂの吸気バルブが閉じたか否かを判断する。
気筒ｂの吸気バルブが閉じていない場合は閉じるまで時間待ちをし、吸気バルブが閉じたならば、ステップ21で気筒ｂに関する基本燃料供給量Ｔi を演算する。このステップ21は、ステップ13と同様にして、図６に示すステップ31〜33を用いる。
【００３１】
そして、ステップ22では、求められた基本燃料供給量Ｔi に供給量補正係数Ｌean(Ｃ) を掛けて、Ｔiadj＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) とする。
続くステップ23では、所定のマップから気筒ｂの基本点火時期Ａdvmap を読み込む。
そして、ステップ22とステップ23との結果から、ステップ24では燃料供給量Ｔiout＝Ｔiadj、ステップ25では点火時期Ａdv＝Ａdvmap とし、ステップ26でカウンタＣの値を１つ減らして終了する。
【００３２】
このステップ17〜ステップ26が再開気筒切換手段に相当する。
ここで、ステップ20で吸気バルブが閉じるまで時間待ちをするのは、筒内圧力から吸入空気量を演算する場合、バルブが閉じてシリンダ内が閉空間となった方がより正確に吸入空気量を求められるためであり、エアフローメータ９によってシリンダ吸入空気量を求める場合は、この時間待ちは必要ない。
【００３３】
図５のルーチンの終了後には、燃料供給再開後の累積燃焼回数がｎ回になるまで、各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを図８に示すルーチンによって設定する。このルーチンは、クランク角センサからのリファレンス信号（４気筒の場
合、 180 °CA 毎) により開始される。
まず、ステップ41で供給再開フラグＦrec をチェックし、Ｆrec ＝１であるときには燃料供給の手続き中であると判断して、続くステップ42でカウンタＣが０以下か否か（既にｎ回の燃料供給再開手続きが終了したか）をチェックする。
【００３４】
ステップ42でカウンタＣが０以下でない場合は、ステップ43でカウンタを１減らし、ステップ44でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する。ステップ45ではステップ44で算出したＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算し、ステップ46ではＴi に供給量補正係数Ｌean(Ｃ) を掛けて燃料供給量Ｔiout＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) とする。
【００３５】
ステップ47では、そのときの吸入空気量Ｔp 、回転数Ｎ、空燃比等の運転状態に対応する基本点火時期Ａdvmap を所定の点火時期マップから読み込み、ステップ48でＡdvmap を点火時期Ａdvに代入し、終了する。
ステップ42でカウンタＣが０以下の場合は燃料供給再開手続きが終了したと判断し、ステップ49で供給再開フラグＦrec を０として、以下は通常の燃焼条件となるようにする。
【００３６】
すなわち、ステップ50でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算し、ステップ51でＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算する。この値に補正を加えずに、ステップ52で燃料供給量ＴioutにＴi を代入し、ステップ47および48で点火時期Ａdvを設定して終了する。
また、ステップ41で供給再開フラグＦrec ＝０の場合には、燃料供給の再開手続きは終了しているので、同様にステップ50〜52、および、ステップ47〜48を行い処理を終了する。
【００３７】
ここで、設定した値に基づく実際の燃料供給、点火は、図示していない上位の割込手続きにより実行されるものとし、これは以下の実施例でも同様とする。
ここまで説明した処理を用いた４気筒直接噴射型エンジンの各気筒の筒内圧力と、発生トルクとの例を図９および図10に示す。
図９の実線は、燃料供給再開の判断がなされたときに圧縮行程中であった気筒ａから燃料供給を再開することができた場合（＃２気筒から燃料供給再開）である。
【００３８】
また、図10の実線は、燃料供給再開の判断がなされたときに吸気行程中であった気筒ｂから燃料供給を再開した場合（＃１気筒から燃料供給再開）である。
いずれの場合も、従来の吸気行程のみで燃料供給を行う場合（図中の破線）と比較して、レスポンスよくかつ滑らかにトルクが発生するように燃料供給を再開することができる。
【００３９】
以上の説明では、図６に示す手続きによって筒内圧力からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する場合、筒内圧力センサは絶対圧力値を検出できるものとしたが、センサによっては圧力と相関関係のある値は検出できるが絶対圧力値は検出できないものもある。
この場合、供給量設定手段として、図６の代わりに図11に示す手続きを用いる。ここでは、圧力相関値検出手段としての筒内圧力センサ10が圧力と比例する値を検出することを前提としている。
【００４０】
図12は、クランク角に対応した筒内圧力センサの出力を示す図である。
図11と図12とを同時に参照し、ステップ61では、当該気筒の直近の吸気行程におけるセンサ出力Ｖ1 を読み込み、ステップ62では当該気筒の直近の排気行程におけるセンサ出力Ｖ2 を読み込む。
ここで、排気行程の筒内圧力Ｐex（排圧とほぼ等しい）は運転条件ごとにほぼわかっており、燃料供給停止時は吸気行程の筒内圧力がある所定レベルＰinとなるよう補助空気を補正している場合、ステップ63で次式のごとく圧力相関値を絶対圧力に変換する変換係数Ｋを演算する。
Ｋ＝（Ｐex−Ｐin）／（Ｖ2 −Ｖ1 ）
ステップ64では筒内圧力センサの出力Ｖを読み込み、ステップ65では次式のご
とく変換係数Ｋにより読み込んだ圧力相関値を絶対圧力値に変換する。
【００４１】
Ｐcyl ＝Ｐin＋Ｋ×（Ｖ−Ｖin）
ここで、Ｖinは吸気行程中の筒内圧力センサ出力の記憶値である。
ステップ66ではステップ65で求めた絶対圧力に基づいてシリンダ吸入空気量Ｔp を演算し、ステップ67ではＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算する。
【００４２】
以上に述べた第１の実施例では、燃料供給の再開後、所定の燃焼回数は燃料供給量を補正してトルクを滑らかに回復する構成としたが、これは燃料供給量の代わりに点火時期を補正する構成としてもよい。
次に、点火時期の補正を用いた第２の実施例について説明する。
図13は、燃料供給再開時の点火時期を補正する手続きを表すフローチャートである。
【００４３】
まず、図２のルーチンによって燃料供給の再開が判断されると、ステップ71で燃料供給の再開手続き中であることを示す再開フラグＦrec を１とし、続くステップ72ではカウンタＣに初期値ｎを代入する。
次に、ステップ73では、図６または図11の処理に従って基本燃料供給量Ｔi を演算する。
【００４４】
そして、ステップ74では、吸入空気量Ｔp および回転数Ｎ等の運転条件に基づく所定のマップから、そのときの基本点火時期Ａdvmap を読み込む。続くステップ75では燃料供給再開時の運転性の悪化を防止するために基本点火時期Ａdvmap から点火時期補正値Ｒet (Ｃ) を減算し（リタードし）、Ａdvadj ＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) とする。ここで、Ｒet (Ｃ) は、例えば図14に示すような、カウンタＣの値の減少にともなって減少するテーブル値である。
【００４５】
ステップ76では補正した点火時期までに圧縮行程中の気筒ａに基本燃料供給量Ｔi を噴射し終えることが可能かどうかを判断する。
ステップ76で供給し終えることが可能と判断した場合はステップ77で燃料供給量ＴioutにＴi を代入、ステップ78で点火時期ＡdvにＡdvadj を代入して、ステップ79ではカウンタＣの値を１減らす。
【００４６】
ステップ76で圧縮行程中の気筒ａへの燃料供給が不可能と判断した場合、あるいはステップ79までの処理が終了したときには、ステップ80へ進み、燃料供給再開の判断がなされたときに。気行程中であった気筒ｂの吸気バルブが閉じたかどうかを判断する。
吸気バルブが閉じていない場合は閉じるまで時間待ちをし、吸気バルブが閉じたならば、ステップ81で気筒ｂに関する基本燃料供給量Ｔi を、ステップ73と同様にして算出する。
【００４７】
ステップ82では、ステップ74と同様に所定のマップから基本点火時期Ａdvmap を読み込み、ステップ83でＲet (Ｃ) による補正を行い、Ａdvadj ＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) とする。そして、ステップ84では吸気行程中である気筒ｂの燃料供給量ＴioutにＴi を、ステップ85で点火時期Ａdvにリタード補正した点火時期Ａdvadj を代入し、ステップ86でカウンタＣの値を１つ減らして終了する。
【００４８】
ここで、ステップ80での時間待ちに関しては第１の実施例と同様である。
図13のルーチンの終了後には、燃料供給再開後の累積燃焼回数がｎ回になるまで、各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを図15に示すルーチンによって設定する。このルーチンは、クランク角センサからのリファレンス信号（４気筒の場
合、 180 °CA 毎) により開始される。
まず、ステップ91では供給再開フラグＦrec の値をチェックし、フラグが１のときには燃料供給の手続き中であると判断し、続くステップ92でカウンタＣが０以下か否か（既にｎ回の燃料供給再開手続きが終了したか）をチェックする。
【００４９】
ステップ92でカウンタが０以下でない場合には、ステップ93でカウンタを１減らし、ステップ94でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する。
ステップ95では、そのときの吸入空気量Ｔp 、回転数Ｎ、空燃比等の運転状態に対応する基本点火時期Ａdvmap を所定の点火時期マップから読み込み、続くステップ96ではリタード補正したＡdvmap −Ｒet (Ｃ) を点火時期Ａdvに代入する。
【００５０】
ステップ97では、ステップ94で算出したＴp に基づいて基本燃料供給量Ｔi を演算し、ステップ98ではＴi を燃料供給量Ｔioutに代入して、終了する。
ステップ92でカウンタＣが１以下の場合は燃料供給再開手続きが終了したと判断し、ステップ99で供給再開フラグＦrec を０として、以下は通常の燃焼条件となるようにする。
【００５１】
すなわち、ステップ100 でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸空気量Ｔp を演算し、ステップ101 でＴp に基づいて基本点火時期Ａdvmap を所定の点火時期マップから読み込む。ステップ102 では基本点火時期Ａdvmap を補正せずに、点火時期Ａdvに代入し、ステップ97および98で燃料供給量ＴioutにＴi を代入して終了する。
【００５２】
また、ステップ91で供給再開フラグＦrec が立っていない場合には、燃料供給の再開手続きは終了しているので、同様にステップ100 〜102 、および、ステップ97〜98の手続きを行い終了する。
この第２の実施例を適用した場合も、燃料供給再開の判断がなされたときに圧縮行程中であった気筒ａから燃料供給を再開した場合には、その筒内圧力と発生トルクとは図９の実線のようになり（＃２気筒から燃料供給再開）、また、燃料供給再開の判断のタイミングが遅く、吸気行程中の気筒ｂから燃料供給を再開した場合には図10の実線のようになる（＃１気筒から燃料供給再開）。
【００５３】
いずれの場合も、第１の実施例と同様に、従来の吸気行程のみで燃料供給を行う場合（図中の破線）と比較して、レスポンスがよく、かつ滑らかにトルクが発生するように燃料供給を再開することができる。
次に、第３の実施例を示す。
これは、第１実施例で用いた燃料供給量の補正によるトルク補正と、第２の実施例で用いた点火時期の補正によるトルク補正の両者を用いたもので、図16および図17に示される手続きにより実行される。
【００５４】
図16は、燃料供給再開時の燃料供給量と点火時期との双方を補正する手続きを表すフローチャートである。
ステップ111 〜116 では、第１実施例および第２実施例と同様にして、供給量補正係数Ｌean(Ｃ) により補正された補正燃料供給量Ｔiadj（＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) ）と、点火時期補正値Ｒet (Ｃ) により補正された補正点火時期Ａdvadj （＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) ）とを計算する。
【００５５】
続くステップ117 で、圧縮行程中の気筒ａから燃料供給を再開することが可能であると判断された場合には、ステップ118 と119 とで燃料供給量ＴioutにＴiadjを、点火時期ＡdvにＡdvadj を代入し、カウンタＣの値を１つ減らす。
また、ステップ117 で圧縮行程中の気筒ａから燃料供給を再開することが不可能であると判断された場合か、ステップ120 までの処理が終了した場合には、ステップ121 〜125 で、燃料供給の再開が判断されたときに吸気行程中であった気筒Ｂのバルブが閉じた状態で、その気筒Ｂに対する燃料供給量Ｔiout（＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) ）と点火時期Ａdv（＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) ）とを同様の式に基づいて設定し、ステップ126 でカウンタＣの値を１つ減らして終了する。
【００５６】
図17は、図16のルーチン終了後に、燃料供給再開後の累積燃焼回数がｎ回になるまで、各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを設定するルーチンである。
ここでも、第１実施例および第２実施例と同様、ステップ131 では供給再開フラグＦrec をチェックし、フラグが１のときは燃料供給の手続き中であると判断し、続くステップ132 でカウンタＣが０以下か否かをチェックする。
【００５７】
ステップ132 でカウンタが０以下でない場合は、ステップ133 でカウンタを１減らし、ステップ134 でエアフローメータ９の計測値の履歴からシリンダ吸入空気量Ｔp を演算する。そして、ステップ135 から138 で燃料供給再開手続き中のリーン補正した燃料供給量Ｔiout（＝Ｔi ×Ｌean(Ｃ) ）と、リタード補正した点火時期Ａdv（＝Ａdvmap −Ｒet (Ｃ) ）とを設定して終了する。
【００５８】
また、ステップ131 で供給再開フラグＦrec が０の場合、および、ステップ132 でカウンタＣが０以下の場合には、燃料供給の再開手続きは終了しているので、ステップ140 から144 の手続きで通常条件の燃料供給量Ｔiout（＝Ｔi ）と点火時期Ａdv（＝Ａdvmap ）とを設定して終了する。
尚、本実施例では、燃料供給量補正も点火時期補正も同じカウンタＣを用い、補正の回数も同じｎ回としたが、これらはそれぞれ別々のカウンタＣ1 とＣ2 とし、補正の回数もそれぞれｎ1 とｎ2 として、燃料供給量補正の回数と点火時期補正の回数とを別々にしてもよい。
【００５９】
次に、第４の実施例について説明する。
第１〜第３の実施例では、燃料供給再開の判断がなされたときに吸気行程中であった気筒ｂのシリンダ吸入空気量までは筒内圧力センサ10の出力から演算し（再開後１〜２燃焼サイクル分）、その後の気筒のシリンダ吸入空気量はエアフローメータ９の計測値の履歴から演算している。しかし、エアフローメータ９が正確な吸入空気量を検出できるようになるまでの時間遅れが大きい場合には、その時間遅れに相当する所定期間は筒内圧力センサ10の検出値に基づいてシリンダ吸入空気量を演算し、その後、エアフローメータ９の検出値に基づくシリンダ吸入空気量演算に移行するようにしてもよい。
【００６０】
図18は、筒内圧力センサ10の検出値に基づくシリンダ吸入空気量の演算と、エアフローメータ９の計測値の履歴によるシリンダ吸入空気量の演算とを切り換える手続きを表すルーチンであり、例えば第１の実施例の場合には、図８のステップ44およびステップ50の代わりにこのルーチンを用いることができる。
第１の実施例にこのルーチンを用いる場合、図５のステップ12でカウンタＣの設定と同時に、１燃焼毎に減算するダウンカウンタＭに燃料供給再開時に初期値Ｍn を設定する。そして、ステップ151 ではカウンタＭが０以下かどうか（筒内圧力センサによるシリンダ吸入空気量演算期間がＭn 回終了したか）チェックする。
【００６１】
カウンタＭが０以下でない場合はステップ152 で筒内圧力センサ10の検出値に基づいてシリンダ吸入空気量Ｔp を演算し、153 でカウンタＭを１減らして終了する。
ステップ151 でカウンタＭが０以下となった場合は、ステップ154 でエアフローメータ９の計測値の履歴によるシリンダ吸入空気量の演算を行い、終了する。
【００６２】
以上のルーチンが、演算方式切換手段に相当する。
ここで、カウンタＭの初期値Ｍn はエアフローメータ９が正確な吸入空気量を検出できるようになるまでの時定数に対応する値で、運転条件毎に異なる値としてもよく、運転条件にかかわらず一定の値でもよい。
この図18のルーチンは、第２の実施例および第３の実施例にも同様に用いることができる。
【００６３】
次に、第５の実施例について説明する。
第１から第４の実施例では、燃料供給再開時のトルクを補正するために燃料供給量や点火時期を補正する場合、あらかじめ定められたテーブル値である供給量補正係数Ｌean(Ｃ) や点火時期補正値Ｒet (Ｃ) を用いたが、これらは、各気筒に装着された筒内圧力センサ10の出力からサイクル毎の発生トルクを求め、その発生トルクに基づいてさらに補正される変数としてもよい。
【００６４】
図19は、４ °CA 毎の筒内圧力値からサイクル毎の発生トルク（図示平均有効圧力）を演算するルーチンの一例であり、各気筒の排気上死点毎に実行される。
まず、ステップ161 でカウンタＳと積分値Ｐとをクリアする。
次に、ステップ162 でそのときの筒内圧力Ｐcyl を読み込み、ステップ163 ではカウンタＳからそのときのクランク角における容積変化率 dＶ(S) をマップから読み出す。
【００６５】
ステップ164 では、ステップ162 で読み込んだＰcyl とステップ163 で読み出したマップ値 dＶ(S) との積を計算し、 dＰ＝Ｐcyl × dＶ(S) とする。ステップ165 では、Ｐ＝Ｐ＋ dＰの式により、前回の積分値Ｐに dＰを加え、これを新しい積分値Ｐとする。そして、ステップ166 ではカウンタＳの値を１増加させる。
【００６６】
ステップ167 ではＳ＞180 （ 720 °CA 終了した）であるか否かをチェックし、成立しない場合はステップ168 に進み、クランク角が４ °CA 進むのを待って、ステップ162 へ戻る。ステップ167 でＳ＞180 が成立した場合には、ステップ169 で積分値Ｐと行程容積Ｖs とから、式Ｐi ＝Ｐ／Ｖs により図示平均有効圧力Ｐi を計算する。
【００６７】
ステップ170 では、図示平均有効圧力Ｐi から発生トルクＵi を求め、ステップ171 で、発生トルクＵi とあらかじめ運転条件毎に求めておいた燃料供給再開時の発生トルクの目標値Ｕとを比較する。発生トルクＵi と目標トルクＵとに差がなければそのまま処理を終了し、差があれば、ステップ172 で、その差が解消される方向に補正係数Ｌean(Ｃ) および／または補正値Ｒet (Ｃ) を補正し、終了する。
【００６８】
以上のルーチンが補正量補正手段に相当する。
このようにすることにより、運転環境の変化や、インジェクタ特性の変化等のハードウェアの経時変化が生じても、燃料供給再開時の発生トルクを望ましい値とすることができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、その構成を、燃料供給の再開が判断された時点に圧縮行程中にある気筒で良好な燃焼が実現可能と判断される場合にはその圧縮行程中の気筒から、そうでない場合は吸気行程中の気筒から燃料供給を再開することにより、従来のポート噴射の場合よりも早いサイクルで燃料供給を再開し、燃料供給再開後の所定燃焼サイクルは、空燃比の補正や点火時期の補正によってトルク制御を行うことにより、レスポンスの向上と運転性悪化の防止を両立し、また、耐エンスト性を向上させることができる。
【００７０】
すなわち、請求項１〜請求項６に係る発明によれば、筒内直接噴射式エンジンで燃料供給停止の状態から燃料供給を再開する場合、燃料供給再開の判断がなされたタイミングによって、そのときの燃料供給再開を最適な条件にある気筒から実行することができ、その結果レスポンスの向上と、燃料供給再開の回転数を下げられることによる燃費の向上を達成できるという効果がある。
【００７１】
特に、請求項３に係る発明によれば、吸入空気量センサの応答性が高くない場合でも、燃料供給再開時の吸入空気量を迅速に求めることができ、最適な燃料供給量を設定できるという効果がある。
また、請求項４に係る発明によれば、筒内の絶対圧力値を検出することができない場合でも、燃料供給再開時の吸入空気量を迅速に求めることができ、最適な燃料供給量を設定できるという効果がある。
【００７２】
また、請求項５，６に係る発明によれば、燃料供給再開直後の吸入空気量を直接検出する際、検出値の応答性が高くない場合であっても、燃料供給再開後の所定期間は筒内圧力値から近似的に吸入空気量を検出することで、必要な燃料量を迅速かつ正確に求めることができるという効果がある。
また、請求項７に係る発明によれば、燃料供給再開後の発生トルクを正確に調節し、より望ましい特性を得ることができるという効果がある。
【００７３】
また、請求項８に係る発明によれば、燃料供給停止の状態から燃料供給を再開するときに、供給する燃料の量を制御し、発生トルクを調節することにより、燃料供給再開時の運転性の悪化を軽減することができるという効果がある。
また、請求項９に係る発明によれば、燃料供給停止の状態から燃料供給を再開するときに、点火時期を制御し、発生トルクを調節することにより、燃料供給再開時の運転性の悪化を軽減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の基本構成を示すブロック図
【図２】 本発明の一実施例の機関部分を示すシステム構成図
【図３】 本発明の一実施例の回路部分を説明するシステム構成図
【図４】 所定時間毎に実行される燃料の供給／停止の判断を行うフローチャート
【図５】 燃料供給再開気筒、燃料供給量、点火時期および燃料供給量の補正方法を設定するフローチャート
【図６】 基本燃料供給量Ｔi を算出する具体的な処理を示すフローチャート
【図７】 カウンタＣの値から供給量補正係数Ｌean(Ｃ) を決定するテーブルの一例を示す図
【図８】 燃料供給再開後の累積燃焼回数ｎ回までの各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを設定するフローチャート
【図９】 燃料供給再開判断時に圧縮行程中であった気筒から燃料供給を再開した場合の筒内圧力と発生トルクとを示す図
【図１０】 燃料供給再開判断時に吸気行程中であった気筒から燃料供給を再開した場合の筒内圧力と発生トルクとを示す図
【図１１】 筒内圧力の相関値に基づいて燃料供給量を演算するフローチャート
【図１２】 クランク角に対応した筒内圧力センサの出力を示す図
【図１３】 燃料供給再開気筒、燃料供給量、点火時期および点火時期の補正方法を設定するフローチャート
【図１４】 カウンタＣの値から点火時期補正値Ｒet (Ｃ) を決定するテーブルの一例を示す図
【図１５】 燃料供給再開後の累積燃焼回数ｎ回までの各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを設定するフローチャート
【図１６】 燃料供給再開時の燃料供給量と点火時期との双方を補正する手続きを表すフローチャート
【図１７】 燃料供給再開後の累積燃焼回数ｎ回までの各気筒に対する燃料供給量と点火時期とを設定するフローチャート
【図１８】 シリンダ吸入空気量演算の切り換え手続きを表すフローチャート
【図１９】 ４ °CA 毎の筒内圧力値からサイクル毎の発生トルクを演算するフローチャート
【図２０】 ポート噴射式エンジンと直噴式エンジンとの燃料供給再開時の筒内圧力と発生トルクとを示す図
【符号の説明】
１ エンジン
２ スロットルバルブ
３ サージタンク
４ インテークマニホールド
５ 吸気バルブ
６ 直噴インジェクタ
７ 燃焼室
８ 点火プラグ
９ エアフローメータ
10 筒内圧力センサ
11 水温センサ
12 Ｏ2 センサ
Claims (9)
- 燃料を供給あるいは供給停止のいずれの状態にするかを判断する、供給判断手段と、
燃料供給時に、運転条件に基づいて燃料供給量を設定する供給量設定手段と、
該供給量設定手段の出力に基づいて気筒内に直接燃料を噴射供給し、前記供給判断手段による供給停止状態からの燃料供給再開後に吸気行程噴射を行う筒内直接供給手段と、
前記燃料供給時に、運転条件に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
該点火時期設定手段の出力に基づいて点火する点火手段と、
を有する筒内直接噴射式エンジンの制御装置において、
前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを判断する再開気筒判断手段と、
可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から常に圧縮行程噴射で行われる燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から常に圧縮行程噴射で行われる燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行う再開気筒切換手段と、
を設けたことを特徴とする筒内直接噴射式エンジンの制御装置。 - 再開気筒判断手段は、前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを供給停止状態から供給状態への移行の判断時に常に判断し、
前記再開気筒切換手段は、供給停止状態から供給状態への移行の判断時に常に実行され、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から常に圧縮行程噴射で行われる燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から常に圧縮行程噴射で行われる燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行うことを特徴とする請求項１記載の筒内直接噴射式エンジンの制御装置。 - 燃料を供給あるいは供給停止のいずれの状態にするかを判断する、供給判断手段と、
燃料供給時に、運転条件に基づいて燃料供給量を設定する供給量設定手段と、
該供給量設定手段の出力に基づいて気筒内に直接燃料を噴射供給し、前記供給判断手段による供給停止状態からの燃料供給再開後に吸気行程噴射を行う筒内直接供給手段と、
前記燃料供給時に、運転条件に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
該点火時期設定手段の出力に基づいて点火する点火手段と、
を有する筒内直接噴射式エンジンの制御装置において、
前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを判断する再開気筒判断手段と、
可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行う再開気筒切換手段と、
を設け、
前記供給量設定手段は、前記再開気筒切換手段が行う燃料供給にのみ適用され、気筒内の圧力値を吸気行程時及び排気行程時の筒内圧力検出手段の出力に基づいて算出した変換係数により補正して前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定するものであることを特徴とする筒内直接噴射式エンジンの制御装置。 - 燃料を供給あるいは供給停止のいずれの状態にするかを判断する、供給判断手段と、
燃料供給時に、運転条件に基づいて燃料供給量を設定する供給量設定手段と、
該供給量設定手段の出力に基づいて気筒内に直接燃料を噴射供給し、前記供給判断手段による供給停止状態からの燃料供給再開後に吸気行程噴射を行う筒内直接供給手段と、
前記燃料供給時に、運転条件に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
該点火時期設定手段の出力に基づいて点火する点火手段と、
を有する筒内直接噴射式エンジンの制御装置において、
前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを判断する再開気筒判断手段と、
可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行う再開気筒切換手段と、
を設け、
前記供給量設定手段は、前記再開気筒切換手段が行う燃料供給にのみ適用され、気筒内の圧力値に相関のある値を吸気行程時及び排気行程時の圧力相関値検出手段の出力に基づいて算出した変換係数により補正して前記気筒内の圧力値を演算し、さらに前記気筒内の圧力値から前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定するものであることを特徴とする筒内直接噴射式エンジンの制御装置。 - 燃料を供給あるいは供給停止のいずれの状態にするかを判断する、供給判断手段と、
燃料供給時に、運転条件に基づいて燃料供給量を設定する供給量設定手段と、
該供給量設定手段の出力に基づいて気筒内に直接燃料を噴射供給し、前記供給判断手段による供給停止状態からの燃料供給再開後に吸気行程噴射を行う筒内直接供給手段と、
前記燃料供給時に、運転条件に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
該点火時期設定手段の出力に基づいて点火する点火手段と、
を有する筒内直接噴射式エンジンの制御装置において、
前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを判断する再開気筒判断手段と、
可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行う再開気筒切換手段と、を設け、
前記供給量設定手段は、気筒内の圧力値を検出する筒内圧力検出手段の出力に基づき前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定する一方、燃料供給の再開後の所定燃焼回数は過渡的に前記気筒内の圧力値から算出した吸入空気量に基づいて燃料供給量を演算し、所定回数経過後は、機関への吸入空気量を直接検出する吸入空気量検出手段の出力に基づいて燃料供給量を演算する演算方式切換手段を備えることを特徴とする筒内直接噴射式エンジンの制御装置。 - 燃料を供給あるいは供給停止のいずれの状態にするかを判断する、供給判断手段と、
燃料供給時に、運転条件に基づいて燃料供給量を設定する供給量設定手段と、
該供給量設定手段の出力に基づいて気筒内に直接燃料を噴射供給し、前記供給判断手段による供給停止状態からの燃料供給再開後に吸気行程噴射を行う筒内直接供給手段と、
前記燃料供給時に、運転条件に基づいて点火時期を設定する点火時期設定手段と、
該点火時期設定手段の出力に基づいて点火する点火手段と、
を有する筒内直接噴射式エンジンの制御装置において、
前記供給判断手段による供給停止状態から供給状態への移行の判断時に最初に燃料を供給する際、前記供給量設定手段と前記点火時期設定手段との出力に基づき、設定された供給量を設定された点火時期までに、前記移行の判断時に圧縮行程にある気筒へ供給することが可能か否かを判断する再開気筒判断手段と、
可能であると判断した場合には前記圧縮行程にある気筒から燃料供給を再開し、不可能であると判断した場合には前記移行の判断時に吸気行程にある気筒から燃料供給を再開し、前記移行の判断時に吸気行程にある気筒より後の気筒には吸気行程噴射を行う再開気筒切換手段と、を設け、
前記供給量設定手段は、気筒内の圧力値に相関のある値を検出する圧力相関値検出手段の出力に基づき前記気筒内の圧力値を演算し、さらに前記気筒内の圧力値から前記気筒内への吸入空気量を演算し、該吸入空気量に応じて基本燃料供給量を決定する一方、燃料供給の再開後の所定燃焼回数は過渡的に前記気筒内の圧力値から算出した吸入空気量に基づいて燃料供給量を演算し、所定回数経過後は、機関への吸入空気量を直接検出する吸入空気量検出手段の出力に基づいて燃料供給量を演算する演算方式切換手段を備えることを特徴とする筒内直接噴射式エンジンの制御装置。 - 燃料供給再開後の所定燃焼回数の間、前記筒内圧力値から各燃焼毎の発生トルクを演算し、該発生トルクに基づいて次燃焼回の供給量補正係数と点火時期補正値との少なくとも一方をさらに補正する補正量補正手段を備えることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式エンジンの制御装置。
- 前記供給量設定手段は、前記供給判断手段による燃料供給再開決定後の所定燃焼回数の間、吸入空気量に基づいて決定される基本燃料供給量を、発生トルクを制御するように燃焼回数に対応した所定の供給量補正係数によって補正して燃料供給量を設定するものであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式エンジンの制御装置。
- 前記点火時期設定手段は、前記供給判断手段による燃料供給再開決定後の所定燃焼回数の間、運転条件に基づいて決定される基本点火時期を、発生トルクを制御するように燃焼回数に対応した所定の点火時期補正値によって補正して点火時期を設定するものであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の筒内直接噴射式エンジンの制御装置。
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| JP33900795A JP3709595B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 筒内直接噴射式火花点火エンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP33900795A JP3709595B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 筒内直接噴射式火花点火エンジンの制御装置 |
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