JPH1068347A - 筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置 - Google Patents

筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置

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JPH1068347A
JPH1068347A JP8225722A JP22572296A JPH1068347A JP H1068347 A JPH1068347 A JP H1068347A JP 8225722 A JP8225722 A JP 8225722A JP 22572296 A JP22572296 A JP 22572296A JP H1068347 A JPH1068347 A JP H1068347A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードでのア
イドル運転時（または微速走行運転時）において、常に
応答性良くエンジン回転速度の安定化を実現可能な筒内
噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置を提供する。 【解決手段】 燃料噴射モードを運転状態に応じて吸気
行程噴射モードと圧縮行程噴射モードとに切換え可能な
筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置におい
て、内燃エンジンのアイドル運転状態を検出するアイド
ル状態検出手段と、燃焼室に供給される吸入空気量を補
正する吸気量補正手段と、燃料噴射弁から噴射される噴
射量を補正する燃料噴射量補正手段(S14〜S30)とを備え
ており、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードであり且
つアイドル運転状態であるときには(S10、S12)、吸気量
補正手段のみならず燃料噴射量補正手段(S14〜S30)に基
づいてアイドル回転速度が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射型火花点
火式内燃エンジンの制御装置に係り、詳しくは、圧縮行
程及び吸気行程で燃料噴射可能な筒内噴射型火花点火式
内燃エンジンのエンジン回転速度制御に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】近年、車両に搭載される火花点火
式内燃エンジンにおいて、有害排出ガス成分の低減や燃
費の向上等を図るため、旧来の吸気管噴射型に代えて燃
焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射型のガソリンエンジ
ンが種々提案されている。筒内噴射型のガソリンエンジ
ンでは、例えば、燃料噴射弁からピストン頂部に設けた
キャビティ内に燃料を噴射することで、点火時点におい
て点火プラグの周囲に理論空燃比に近い空燃比の混合気
を生成させている。これにより、全体に希薄な空燃比で
も着火が可能となり、ＣＯやＨＣの排出量が減少すると
共に、アイドル運転時や低負荷走行時の燃費を大幅に向
上させることができるようにされている。
【０００３】また、このようなガソリンエンジンでは、
エンジンの運転状態、つまりエンジン負荷に応じて圧縮
行程噴射モード（後期噴射モード）と吸気行程噴射モー
ド（前期噴射モード）とを切り換えるようにしている。
これにより、低負荷運転時には、圧縮行程中に燃料を噴
射し、点火プラグの周囲やキャビティ内に理論空燃比に
近い空燃比の混合気を形成させることができ、これによ
り、全体として希薄な空燃比でも良好な着火を実現でき
る。一方、中高負荷運転時には、吸気行程中に燃料を噴
射し、燃焼室内に均一な空燃比の混合気を形成させるこ
とができ、これにより、吸気管噴射型のものと同様に、
多量の燃料を燃焼させて加速時や高速走行時に要求され
る出力を確保することが可能とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この筒内噴
射型のガソリンエンジンにおいても、通常の吸気管噴射
型の内燃エンジンと同様にして、アイドル運転時におい
てアイドル回転速度を安定したものに維持すべくアイド
ル回転速度制御を行うようにしている。この場合、燃料
噴射モードが吸気行程噴射モードでアイドル運転状態と
された場合には、吸気行程で燃料が噴射されることか
ら、吸気管噴射型エンジンのときと同様にしてアイドル
回転速度の制御を行うことができる。
【０００５】つまり、エアコン等の補機類の外部負荷の
入力等があった場合には、エンジン回転速度Ｎeが低下
或いは上昇するのであるが、吸気行程噴射モードでは、
この低下或いは上昇を防止すべく、主としてアイドルス
ピードコントローラとして機能するエアバイパスバルブ
（ＡＢＶ）の開度制御、つまりバルブ位置制御を行って
吸入空気量を補正する。そして、さらに、応答性よくエ
ンジン出力を増減可能な点火時期の進角補正或いは遅角
補正を外部負荷入力直後において一時的に行うように
し、これにより、アイドル回転速度を速やかに安定させ
るように図っている。
【０００６】しかしながら、当該筒内噴射型のガソリン
エンジンでは、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードの
ときには、燃料噴霧が点火プラグ近傍に良好に集約され
たときに点火が行われることで良好な燃焼が実現されよ
うにされている（ＭＢＴ設定）。従って、一方、燃料噴
射モードが圧縮行程噴射モードでアイドル運転状態とさ
れた場合にあっては、吸入空気量の補正は可能であるも
のの、応答性の向上を図るべく吸気行程噴射モードの場
合と同様にして点火時期補正を行うと燃焼悪化を引き起
こす虞があり、故に、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モ
ードのときには、アイドル回転速度制御に点火時期補正
を適用することは好ましいことではない。
【０００７】また、このことは、アイドル回転速度制御
に限られず、車両が渋滞路等で微速走行しているような
場合のエンジン回転速度制御でも同様である。本発明
は、上述した事情に基づきなされたもので、その目的と
するところは、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードで
のアイドル運転時や微速走行運転時において、常に応答
性良くエンジン回転速度の安定化を実現可能な筒内噴射
型火花点火式内燃エンジンの制御装置を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、請求項１の発明では、燃焼室に燃料を直接噴射する
燃料噴射弁を有し、燃料噴射モードを運転状態に応じて
主として吸気行程において燃料噴射を行う吸気行程噴射
モードと、主として圧縮行程において燃料噴射を行う圧
縮行程噴射モードとに切換え可能な筒内噴射型火花点火
式内燃エンジンの制御装置において、前記内燃エンジン
のアイドル運転状態を検出するアイドル状態検出手段
と、前記燃焼室に供給される吸入空気量を補正する吸気
量補正手段と、前記燃料噴射弁から噴射される燃料量を
補正する燃料噴射量補正手段と、前記燃料噴射モードが
前記圧縮行程噴射モードであり、且つ、前記アイドル状
態検出手段により前記アイドル運転状態が検出されると
き、前記吸気量補正手段と前記燃料噴射量補正手段とに
基づいてアイドル回転速度を制御するアイドル回転速度
制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】従って、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モ
ードであって、且つ、アイドル運転状態であるときに
は、吸気量補正手段のみならず燃料噴射量補正手段に基
づいてアイドル回転速度が良好に制御される。つまり、
吸気量を補正する吸気補正では吸気遅れにより制御の応
答性があまり良くないのであるが、一方、燃料噴射量を
補正する燃料補正は、筒内噴射型火花点火式内燃エンジ
ンの構造上の理由から制御の応答性が極めて良く、故
に、アイドル回転速度が急激に増減変化するような場合
でも、燃料補正によって速やかにアイドル回転速度速が
適正な回転速度とされ、アイドル運転の安定化が図られ
る。
【００１０】また、請求項２の発明では、前記燃料噴射
量補正手段による前記アイドル回転速度の制御周期は、
前記吸気量補正手段による制御周期よりも短周期に設定
されていることを特徴としている。従って、燃料噴射量
を補正する燃料補正制御が短周期（例えば、１回の燃料
噴射毎）で応答性よく実施されることになり、極めて速
やかにアイドル回転速度速が適正な回転速度に変化す
る。
【００１１】また、請求項３の発明では、車両に搭載さ
れ、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を有し、燃
料噴射モードを運転状態に応じて主として吸気行程にお
いて燃料噴射を行う吸気行程噴射モードと、主として圧
縮行程において燃料噴射を行う圧縮行程噴射モードとに
切換え可能な筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御
装置において、前記車両の微速走行状態を検出する微速
走行状態検出手段と、前記燃焼室に供給される吸入空気
量を補正する吸気量補正手段と、前記燃料噴射弁から噴
射される燃料量を補正する燃料噴射量補正手段と、前記
燃料噴射モードが前記圧縮行程噴射モードであり、且
つ、前記微速走行状態検出手段により前記車両の微速走
行状態が検出されるとき、前記吸気量補正手段と前記燃
料噴射量補正手段とに基づいて前記内燃エンジンのエン
ジン回転速度を制御するエンジン回転速度制御手段とを
備えたことを特徴としている。
【００１２】従って、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モ
ードであって、且つ、車両が微速走行状態にあるときに
は、吸気量補正手段のみならず燃料噴射量補正手段に基
づいてエンジン回転速度が良好に制御される。つまり、
燃料噴射量を補正する燃料補正は、筒内噴射型火花点火
式内燃エンジンの構造上の理由から制御の応答性が極め
て良く、故に、エンジン回転速度が急激に増減変化する
ような場合でも、燃料補正によって速やかにエンジン回
転速度速が適正に維持され、微速走行の安定化が図られ
る。
【００１３】また、請求項４の発明では、前記燃料噴射
量補正手段による前記エンジン回転速度の制御周期は、
前記吸気量補正手段による制御周期よりも短周期に設定
されていることを特徴としている。従って、燃料噴射量
を補正する燃料補正制御が短周期（例えば、１回の燃料
噴射毎）で応答性よく実施されることになり、極めて速
やかにエンジン回転速度が適正な回転速度に変化し、車
両の微速走行の安定化が図られる。
【００１４】また、請求項５の発明では、前記吸気量補
正手段は、前記燃料噴射量補正手段により設定される補
正量に基づいて前記吸入空気量の補正量を設定する補正
量置換手段を含んでなることを特徴としている。従っ
て、燃料噴射量を補正する燃料補正制御が実施されてい
る間、吸入空気量の補正量が燃料補正に使用される補正
量に基づいて設定されることになり、容易にして吸入空
気量の補正量が設定されるとともに、燃料補正が行われ
た後に後追いで吸気補正が実施された場合でも、先に燃
料補正によって応答性よく補正されたエンジン回転速度
が良好に保持されながら吸気補正が好適に実施される。
【００１５】また、請求項６の発明では、前記圧縮行程
噴射モードでは、前記燃料噴射量補正手段は、外部負荷
状態、目標エンジン回転速度に対するエンジン回転速度
偏差及びエンジン回転速度変化率のうちの少なくとも一
つに基づいて前記燃料噴射量を補正することを特徴とし
ている。従って、エアコン等の補機類による外部負荷状
態、目標エンジン回転速度に対するエンジン回転速度偏
差及びエンジン回転速度変化率のうちの少なくとも一つ
に基づいて燃料補正量が好適に設定される。
【００１６】外部負荷状態に応じた補正では、エアコン
等の補記類による外部負荷が入力したときまたは外部負
荷入力が解除されたときに燃料噴射量が所定量増減さ
れ、急激なエンジン回転速度の低下或いは上昇が防止さ
れ、吸気補正による制御遅れがあっても、速やかにエン
ジン回転速度速が適正なものとされる。目標エンジン回
転速度に対するエンジン回転速度偏差に応じた補正で
は、エンジン回転速度偏差が生じたときにこの偏差を小
さくするよう燃料噴射量が所定量増減され、やはり急激
なエンジン回転速度の低下或いは上昇が防止されて速や
かにエンジン回転速度速が適正なものとされる。
【００１７】エンジン回転速度変化率に応じた補正で
は、エンジン回転速度の微少な変動が生じたときにこの
微少変動を無くすよう燃料噴射量が所定量増減され、エ
ンジン回転速度の低下或いは上昇の助長が防止されて早
いタイミングで速やかにエンジン回転速度速が適正なも
のとされる。また、請求項７の発明では、前記圧縮行程
噴射モードでは、前記燃料噴射量補正手段は、外部負荷
状態、目標エンジン回転速度に対するエンジン回転速度
偏差及びエンジン回転速度変化率に基づいて前記燃料噴
射量を補正することを特徴としている。
【００１８】従って、エアコン等の補機類による外部負
荷状態、目標エンジン回転速度に対するエンジン回転速
度偏差及びエンジン回転速度変化率の全てに基づいて燃
料補正量が設定される。つまり、外部負荷状態に応じた
補正において、エアコン等の補記類による外部負荷が入
力したときまたは外部負荷入力が解除されたときに燃料
噴射量が所定量増減されると、この燃料噴射量が、目標
エンジン回転速度に対するエンジン回転速度偏差に応じ
た補正によって、エンジン回転速度偏差を小さくするよ
う調整され、さらに、エンジン回転速度変化率に応じた
補正によって、エンジン回転速度の微少な変動を無くす
よう調整される。
【００１９】これにより、急激なエンジン回転速度の低
下或いは上昇が好適に防止され、吸気補正による制御遅
れがあっても、極めて速やかに且つ制御のオーバシュー
トやアンダシュートなくエンジン回転速度が適正なもの
とされる。また、請求項８の発明では、前記燃料噴射量
補正手段は、前記外部負荷状態、前記エンジン回転速度
偏差及び前記エンジン回転速度変化率に基づく各補正量
の総計値に基づいて前記燃料噴射量を補正するものであ
って、前記総計値は所定値以下に規制されていることを
特徴としている。
【００２０】従って、燃料噴射量は、外部負荷状態、エ
ンジン回転速度偏差及びエンジン回転速度変化率に基づ
く各補正量の総計値に応じて補正されるが、この総計値
が所定値以下に制限されることになり、補正による空燃
比の過度のリッチ化やリーン化が規制され、燃焼悪化が
防止される。また、請求項９の発明では、請求項３の発
明に関し、前記圧縮行程噴射モードでは、前記燃料噴射
量補正手段は、目標エンジン回転速度に対するエンジン
回転速度偏差に基づいて前記燃料噴射量を補正すること
を特徴としている。
【００２１】従って、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モ
ードであって、且つ、車両が微速走行状態にあるときに
は、車体振動に対して特に影響の大きいエンジン回転速
度偏差に基づく燃料補正のみによってエンジン回転速度
が良好に制御される。これにより、容易にしてエンジン
回転速度の変動が好適に防止されてエンジン回転速度速
が適正に維持され、微速走行が安定したものとされる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施形態を詳細に説明する。図１は、車両に搭載され
た本発明に係る内燃エンジンの制御装置の一実施形態を
示す概略構成図である。以下、同図に基づき、内燃エン
ジンの制御装置の構成について説明する。
【００２３】エンジン１としては、吸気行程での燃料噴
射（前期噴射モード）とともに圧縮行程での燃料噴射
（後期噴射モード）を実施可能であって、且つ希薄空燃
比、即ちリーン空燃比での燃焼が可能な、筒内噴射型直
列４気筒ガソリンエンジンが適用される。この筒内噴射
型のエンジン１では、燃焼室を始め吸気装置や排ガス再
循環（ＥＧＲ）を行うＥＧＲ装置（排ガス再循環装置）
等が筒内噴射専用に設計されており、また、容易にして
リッチ空燃比、理論空燃比（ストイキオ）ＡＦS、リー
ン空燃比での運転が実現可能とされている。
【００２４】エンジン１のシリンダヘッド２には、各気
筒毎に点火プラグ３とともに電磁式の燃料噴射弁４も取
り付けられており、燃焼室５内に燃料が直接噴射される
ようにされている。また、シリンダ６に上下摺動自在に
保持されたピストン７の頂面には、圧縮行程後期に燃料
噴射弁４からの燃料噴霧が到達する位置に、半球状の窪
み、即ちキャビティ８が形成されている。また、このエ
ンジン１の圧縮比は、吸気管噴射型のものに比べ高く
（例えば、１２程度）設定されている。動弁機構として
はＤＯＨＣ４弁式が採用されており、シリンダヘッド２
の上部には、吸排気弁９，１０をそれぞれ駆動すべく、
吸気側カムシャフト１１と排気側カムシャフト１２とが
回転自在に支持されている。
【００２５】シリンダヘッド２には、両カムシャフト１
１，１２の間を抜けるようにして、略直立方向に吸気ポ
ート１３が形成されており、この吸気ポート１３を通過
した吸気流は燃焼室５内において、通常のタンブル流と
は逆方向の逆タンブル流を発生可能とされている。一
方、排気ポート１４については、通常のエンジンと同様
に略水平方向に形成されているが、斜め下方に向け大径
の排ガス再循環ポート、即ちＥＧＲポート１５が分岐し
ている。
【００２６】図中、符号１６は冷却水温Ｔwを検出する
水温センサである。また、符号１７は各気筒の所定のク
ランク位置（例えば、５°BTDCおよび７５°BTDC）でク
ランク角信号ＳGTを出力するベーン型のクランク角セン
サであり、このクランク角センサ１７はクランク角信号
ＳGTに基づきエンジン回転速度Ｎeを検出可能とされて
いる。符号１９は点火プラグ３に高電圧を出力する点火
コイルである。なお、クランクシャフトの半分の回転数
で回転するカムシャフトには、気筒判別信号ＳGCを出力
する気筒判別センサ（図示せず）が設けられており、こ
れにより、上記クランク角信号ＳGTがどの気筒のものか
判別可能とされている。
【００２７】吸気ポート１３には、サージタンク２０を
有する吸気マニホールド２１を介して、スロットルボデ
ィ２３、吸気量補正手段として機能するステッパモータ
式の＃１ＡＢＶ（第１エアバイパスバルブ）２４、エア
フローセンサ３２及びエアクリーナ２２を備えた吸気管
２５が接続されている。吸気管２５には、スロットルボ
ディ２３を迂回して吸気マニホールド２１に吸気を行う
大径のエアバイパスパイプ２６が併設されており、その
管路にはリニアソレノイド式で大型の＃２ＡＢＶ（第２
エアバイパスバルブ）２７が設けられている。なお、エ
アバイパスパイプ２６は、吸気管２５に準ずる流路面積
を有しており、＃２ＡＢＶ２７の全開時にはエンジン１
の低中速域で要求される量の吸気が可能とされている。
【００２８】また、スロットルボディ２３には、流路を
開閉するバタフライ式のスロットルバルブ２８ととも
に、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弁開度センサとしてのスロッ
トルポジションセンサ（以下、ＴＰＳという）２９と、
スロットルバルブ２８の全閉状態を検出してエンジン１
のアイドリング状態を検出するアイドルスイッチ（アイ
ドル状態検出手段）３０とが備えられている。なお、実
際には、ＴＰＳ２９からは、スロットル開度θthに応じ
たスロットル電圧Ｖthが出力され、このスロットル電圧
Ｖthに基づいてスロットル開度θthが認識される。
【００２９】上記エアフローセンサ３２は、吸入空気量
Ｑaを検出するものであって、例えば、カルマン渦式フ
ローセンサが使用される。なお、吸入空気量Ｑaは、サ
ージタンク２０にブースト圧センサを取付け、このブー
スト圧センサにより検出される吸気管圧力から求めるよ
うにしてもよい。一方、排気ポート１４には、実際の空
燃比（実Ａ／Ｆ）を検出可能なＯ2センサ４０が取付け
られた排気マニホールド４１を介して、三元触媒４２や
図示しないマフラー等を備えた排気管４３が接続されて
いる。また、上述のＥＧＲポート１５は、大径のＥＧＲ
パイプ４４を介して、吸気マニホールド２１の上流に接
続されており、その管路にはステッパモータ式のＥＧＲ
バルブ４５が設けられている。
【００３０】燃料タンク５０は、車両の図示しない車体
後部に設置されている。燃料タンク５０に貯留された燃
料は、電動式の低圧燃料ポンプ５１に吸い上げられ、低
圧フィードパイプ５２を介してエンジン１側に送給され
る。低圧フィードパイプ５２内の燃圧は、リターンパイ
プ５３の管路に介装された第１燃圧レギュレータ５４に
より、比較的低圧（低燃圧）に調圧される。エンジン１
側に送給された燃料は、シリンダヘッド２に取り付けら
れた高圧燃料ポンプ５５により、高圧フィードパイプ５
６とデリバリパイプ５７とを介して、各燃料噴射弁４に
送給される。
【００３１】高圧燃料ポンプ５５は、例えば斜板アキシ
ャルピストン式であり、排気側カムシャフト１２または
吸気側カムシャフト１１により駆動され、エンジン１の
アイドル運転時においても５ＭＰa〜７ＭＰa以上の吐出
圧を発生可能とされている。そして、デリバリパイプ５
７内の燃圧は、リターンパイプ５８の管路に介装された
第２燃圧レギュレータ５９により、比較的高圧（高燃
圧）に調圧される。
【００３２】図中、符号６０は第２燃圧レギュレータ５
９に取付けられた電磁式の燃圧切換弁である。この燃圧
切換弁６０は、オン状態で燃料をリリーフし、これによ
りデリバリパイプ５７内の燃圧を低燃圧に低下させるこ
とが可能である。また、符号６１は高圧燃料ポンプ５５
の潤滑や冷却等に利用された一部の燃料を燃料タンク５
０に還流させるリターンパイプである。
【００３３】車両の車室内には、入出力装置、制御プロ
グラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子制御ユニ
ット）７０が設置されており、このＥＣＵ７０によっ
て、エンジン１の総合的な制御が実施される。ＥＣＵ７
０の入力側には、上述した各種センサ類の他車速Ｖを検
出する車速センサ７２が接続されており、これら各種セ
ンサ類からの検出情報が入力する。ＥＣＵ７０は、これ
らの検出情報に基づき、燃料噴射モードを始めとして、
燃料噴射量、点火時期、ＥＧＲガスの導入量等を決定
し、燃料噴射弁４や点火コイル１９、ＥＧＲバルブ４５
等を駆動制御する。なお、ＥＣＵ７０の入力側には、説
明を省略するが、上記各種センサ類の他、図示しない多
数のスイッチやセンサ類が接続されており、一方、出力
側にも図示しない各種警告灯や機器類等が接続されてい
る。
【００３４】次に、上記のように構成されたエンジン１
の制御装置の作用、即ち燃焼制御の概要について説明す
る。エンジン１が冷機状態にあるときには、運転者がイ
グニッションキーをオン操作すると、ＥＣＵ７０は、低
圧燃料ポンプ５１と燃圧切換弁６０をオンにして、燃料
噴射弁４に低燃圧の燃料を供給する。
【００３５】運転者がイグニッションキーをスタート操
作すると、図示しないセルモータによりエンジン１がク
ランキングされ、同時にＥＣＵ７０により燃焼制御が開
始される。この時点では、ＥＣＵ７０は、前期噴射モー
ド（即ち、吸気行程噴射モード）を選択し、比較的リッ
チな空燃比となるように燃料を噴射する。これは、冷機
時には燃料の気化率が低いため、後期噴射モード（即
ち、圧縮行程噴射モード）で噴射を行うと、失火や未燃
燃料（ＨＣ）の排出が避けられないことに基づいてい
る。また、ＥＣＵ７０は、このような始動時においては
＃２ＡＢＶ２７を閉鎖する。従って、この場合、燃焼室
５への吸気はスロットルバルブ２８の隙間や＃１ＡＢＶ
２４を介して行われる。なお、＃１ＡＢＶ２４と＃２Ａ
ＢＶ２７とは、ＥＣＵ７０により一元管理されており、
スロットルバルブ２８を迂回する吸入空気（バイパスエ
ア）の必要導入量に応じてそれぞれの開弁量が決定され
る。
【００３６】このようにしてエンジン１の始動が完了
し、エンジン１がアイドル運転を開始すると、高圧燃料
ポンプ５５が定格の吐出作動を始めることになり、ＥＣ
Ｕ７０は、燃圧切換弁６０をオフにして燃料噴射弁４に
高圧の燃料を供給する。この際、要求される燃料噴射量
は、高圧燃料ポンプ５５の吐出圧と燃料噴射弁４の開弁
時間、即ち燃料噴射時間とから得られる。
【００３７】そして、冷却水温Ｔwが所定値に上昇する
までは、ＥＣＵ７０は、始動時と同様に前期噴射モード
を選択してリッチ空燃比となるよう燃料を噴射するとと
もに、＃２ＡＢＶ２７を継続して閉鎖状態とする。エン
ジン１が暖機状態になると、ＥＣＵ７０は、ＴＰＳ２９
からのスロットル電圧Ｖthに基づくスロットル開度情報
θthから得た目標平均有効圧Ｐe、或いはエアフローセ
ンサ３２からの吸入空気量Ｑaに基づき算出される体積
効率Ｅvとエンジン回転速度Ｎeとに基づき、図２に示す
燃料噴射制御マップから燃料噴射モード領域を検索す
る。これにより、燃料噴射モードが設定される。そし
て、この燃料噴射モードに応じて燃料噴射量が決定さ
れ、燃料噴射弁４が駆動制御される。また、同時に＃２
ＡＢＶ２７やＥＧＲバルブ４５の開閉制御等も行われ
る。
【００３８】例えば、アイドル運転時や低速走行時のよ
うにエンジン１が低負荷・低回転域にあるときには、図
２に基づき燃料噴射モードは後期噴射リーンモードとさ
れ、圧縮行程において燃料噴射が実施されるとともに、
目標平均有効圧Ｐeに基づき、リーンな目標空燃比、即
ち目標Ａ／Ｆ（例えば、Ａ／Ｆ＝３０〜４０程度）とな
るよう燃料噴射量が決定される。同時に点火時期Ｓa、
ＥＧＲ量Ｌegrが設定され、これにより良好な燃焼制御
が行われる。
【００３９】なお、後期噴射リーンモードでの燃焼につ
いてより詳しく説明すると、この筒内噴射型のエンジン
１では、前述したように、ピストン７の上面にキャビテ
ィ８が形成されている。このことから、吸気ポート１３
から流入した吸気流がキャビティ８に沿い上記逆タンブ
ル流を形成するため、燃料噴射弁４から噴射された燃料
と吸入空気との混合気、即ち燃料噴霧は、点火プラグ３
近傍に良好に集約される。その結果、点火時点において
点火プラグ３の周囲には理論空燃比ＡＦSに近い混合気
が常に層状に形成されることになる。従って、この後期
噴射モードにおいては、全体としてリーン空燃比であっ
ても良好な着火性が確保される。
【００４０】また、例えば、定速走行時のようにエンジ
ン１が中負荷域にあるときには、図２に基づき燃料噴射
モードは前期噴射リーンモード或いはストイキオフィー
ドバックモードとされる。これら前期噴射リーンモー
ド、ストイキオフィードバックモードでは、燃料噴射は
吸気行程で実施される。前期噴射リーンモードでは、目
標Ａ／Ｆは、目標平均有効圧Ｐeに代えて、上記体積効
率Ｅvに基づいて、リーンな目標Ａ／Ｆ（例えば、Ａ／
Ｆ＝２０〜２３程度）となるよう燃料噴射量が決定され
る。同時に体積効率Ｅvに基づいて点火時期Ｓa、ＥＧＲ
量Ｌegrが設定され、これにより良好な燃焼制御が行わ
れる。
【００４１】一方、ストイキオフィードバックモードで
は、体積効率Ｅvに基づいて点火時期Ｓa、ＥＧＲ量Ｌeg
rが設定されることになるが、この場合には、Ｏ2センサ
４０の出力電圧に応じて空燃比フィードバック制御が行
われることになり、目標Ａ／Ｆに関しては、理論空燃比
ＡＦSとなるよう制御される。また、例えば、急加速時
や高速走行時のようにエンジン１が高負荷域にあるとき
には、図２に基づき燃料噴射モードはオープンループモ
ードとされ、この場合には、前期噴射モードが選択され
て燃料噴射が吸気行程で行われるとともに、上記同様に
体積効率Ｅvに基づいて比較的リッチな空燃比となるよ
う目標Ａ／Ｆが設定される。そして、さらに点火時期Ｓ
a、ＥＧＲ量Ｌegrが設定されて、良好な燃焼制御が行わ
れる。
【００４２】なお、中高速走行中の惰行運転時等には、
燃料噴射モードは図２中に示すように燃料カットモード
となり、この場合には、燃料噴射は停止される。この燃
料カットは、エンジン回転速度Ｎeが復帰回転速度より
低下した場合や、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ
場合には即座に中止されるものである。ところで、エン
ジン１がアイドル運転状態のときには、アイドル運転の
安定化を図るため、エアコン等の補機類の負荷の増減等
に応じ、吸気管噴射型エンジンの場合と同様にして、ア
イドル回転速度の制御を行う必要がある。この場合、上
述したように、エンジン１が暖機中であって、燃料噴射
モードが前期噴射モードの場合には、吸気行程で燃料が
噴射されることから、吸気管噴射型エンジンのときと同
様にしてアイドル回転速度の制御を行うことが可能であ
る。
【００４３】つまり、エアコン等の補機類の外部負荷の
入力があった場合には、エンジン回転速度Ｎeの低下を
防止すべく、ＥＣＵ７０において、現在の実際のエンジ
ン回転速度Ｎe（以下、実Ｎeという）よりも高い回転速
度の目標エンジン回転速度Ｎe（以下、目標Ｎeという）
が設定され、そして、この実Ｎeと目標Ｎeとの回転速度
偏差（後述のΔＮe’）を埋めるべく、前期噴射モード
では、回転速度偏差に応じて、主として＃１ＡＢＶ２４
の開度制御、つまりバルブ位置制御を行って吸入空気量
を補正する。また、より良好にアイドル回転速度を安定
化すべく、応答性よくエンジン出力を増減可能な点火時
期の進角補正或いは遅角補正を外部負荷入力直後におい
て一時的に行うようにする。これにより、通常吸入空気
量の増減補正では吸入遅れがあって制御応答性が悪いの
であるが、点火時期補正を加えることで速やかにアイド
ル回転速度、即ち実Ｎeを目標Ｎeに追従させ、外部負荷
入力に拘わらず良好なアイドル運転状態を維持すること
が可能とされる。
【００４４】一方、エンジン１が暖機状態とされ、燃料
噴射モードが後期噴射モードの場合にも、外部負荷の入
力等によりエンジン回転速度Ｎeの変動が予測され、目
標Ｎeが設定されるような場合には、上記同様にして、
主として＃１ＡＢＶ２４のバルブ位置制御を行って吸入
空気量を補正すればよい。しかしながら、後期噴射モー
ドの場合にあっては、上述したように、燃料噴霧が点火
プラグ３近傍に良好に集約されたときに点火が行われる
ことで良好な燃焼が実現されようにされている（ＭＢＴ
設定）。従って、後期噴射モードにおいて点火時期補正
を無闇に行うと燃焼悪化に繋がる虞があり、故に、後期
噴射モードでは点火時期補正を行うことは困難とされて
いる。
【００４５】このようなことから、燃料噴射モードが後
期噴射モードである場合には、外部負荷が入力されたと
きにおいてアイドル回転速度を応答性よく制御すること
ができないことになってしまうのであるが、一方で、後
期噴射モード時には、燃料噴射量を調節すると極めて応
答性よくエンジン出力、つまりエンジン回転速度Ｎeを
制御することが可能である。つまり、燃料を直接筒内に
噴射することにより、供給した燃料が全て燃焼するた
め、応答性及び精度のよいエンジン出力制御が可能とな
る。従って、後期噴射モードにおいては、点火時期補正
に代えて燃料噴射量を補正することで、応答性よくアイ
ドル回転速度を制御している。以下、後期噴射モードに
おけるアイドル回転速度の制御手順について説明する。
【００４６】図３乃至図５を参照すると、エンジン１が
暖機状態とされ、燃料噴射モードが後期噴射モードであ
る場合のアイドル回転速度補正制御ルーチンのフローチ
ャートが示されている（アイドル回転速度制御手段）。
図３，４が、燃料噴射量の補正量を短周期（１回の燃料
噴射毎）で更新しながら応答性よくアイドル回転速度を
補正制御可能なアイドル回転短周期補正ルーチン、即ち
燃料補正制御のフローチャートであり（燃料噴射量補正
手段）、図５が、＃１ＡＢＶ２４のバルブ位置制御を行
うことで吸入空気量の補正を行うアイドル回転長周期補
正ルーチン、即ち吸気補正制御のフローチャートである
（吸気量補正手段）。ここに、吸気補正をアイドル回転
長周期補正としているのは、吸入空気量は増量、減量す
るのに応答遅れがあるため、燃料噴射量と同周期で補正
を行うと吸入空気量が発散してしまう可能性があるため
である。従って、吸入空気量の補正量については、上記
燃料噴射量の補正量よりも長い周期で更新して補正を実
施する。以下、図３乃至図５に基づいて、後期噴射モー
ド時の燃料噴射量の補正（以下、燃料補正という）、及
び＃１ＡＢＶ２４のバルブ位置制御による吸入空気量の
補正（以下、吸気補正という）についてそれぞれ説明す
る。
【００４７】先ず燃料補正について説明する。この燃料
補正では、エアコン等の補機類の外部負荷入力による負
荷補正（図３のステップＳ２２参照）、この負荷補正に
よって変化する実Ｎeの変化率ｄＮe／ｄｔによるｄＮe
／ｄｔ補正（図３のステップＳ１４参照）、及び、実Ｎ
eと平均エンジン回転速度（以下、平均Ｎeという）との
エンジン回転速度偏差ΔＮeによるＮe偏差補正（図３の
ステップＳ１８参照）に基づいて燃料量の補正を行う。
詳しくは、負荷補正、ｄＮe／ｄｔ補正、Ｎe偏差補正の
各補正毎に補正値ＫFLS，Ｋnfb，Ｋfl(n)を設定するよ
うにしており、これら各補正値の総計値である燃料補正
値ＫFLに基づいて燃料噴射量を補正するようにしてい
る。これにより、実Ｎeが応答性よく目標Ｎeに追従し、
アイドル回転速度が好適に制御されることになる。
【００４８】図７を参照すると、後期噴射モード時に外
部負荷が入力されたときの実Ｎe、平均Ｎe及び目標Ｎe
の時間変化が（ａ）に示されており、また、このときの
外部負荷入力に応じた外部負荷補正値Ｋfl(n)の時間変
化が（ｂ）に、エンジン回転速度偏差ΔＮeに応じたＮe
偏差補正値Ｋnfbの時間変化が（ｃ）に、変化率ｄＮe／
ｄｔに応じたｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLSの時間変化が
（ｄ）に、これら各補正値の総計値、即ち燃料補正値Ｋ
FLの時間変化が（ｅ）に示されており、ここでは、この
図７をも参照して燃料補正について説明する。なお、図
７中の（ｆ）は吸気補正に関するものであり後述する。
【００４９】先ず、図３のステップＳ１０では、燃料噴
射モードが後期噴射モードであるか否かを判別する。判
別結果が偽（Ｎｏ）で後期噴射モードでない場合には、
何もせずに当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果が真
（Ｙｅｓ）の場合には、次にステップＳ１２に進む。ス
テップＳ１２では、アイドル条件が成立し、エンジン１
がアイドル運転状態にあるか否かを判別する。ここで
は、車両が停止状態であり且つアイドルスイッチ３０が
オン状態でスロットルバルブ２８が全閉状態とされてい
るか否かを判別する。車両が停止しているか否かは、車
速センサ７２からの車速情報Ｖが０km/hであるか否かで
判別する。
【００５０】ステップＳ１２の判別結果が偽の場合に
は、何もせずに当該ルーチンを抜ける。一方、ステップ
Ｓ１２の判別結果が真の場合には、エンジン１がアイド
ル運転状態にあると判定でき、次にステップＳ１４に進
む。ステップＳ１４では、最初にｄＮe／ｄｔ補正を行
う。即ち、上述したように、実Ｎeの変化率ｄＮe／ｄｔ
に応じたｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLSを算出する。
【００５１】ここでは、先ず、次式(1)から変化率ｄＮe
／ｄｔを算出する。 ｄＮe／ｄｔ＝Ｎe(n)−Ｎe(n-1) …(1) ここに、Ｎe(n)は現在の実Ｎeであり、Ｎe(n-1)は単位
時間前の実Ｎeである。そして、次式(2)からｄＮe／ｄ
ｔ補正値ＫFLSを算出する。 ＫFLS＝１．０＋ＸFIDL・ｄＮe／ｄｔ …(2) ここに、ＸFIDLは、ｄＮe／ｄｔ補正のために予め設定
された係数である。
【００５２】このようにしてｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLSが
算出されるが、このｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLSに基づくｄ
Ｎe／ｄｔ補正は、微少なエンジン回転速度変化に対し
て有効なものである。つまり、図７（ａ）に示すよう
に、実Ｎeは微少変動しているのであるが、ｄＮe／ｄｔ
補正値ＫFLSは、図７（ｄ）に示すように、この実Ｎeの
微少変動に応じてこれを打ち消すように基準値1.0近傍
で微少変動している。故に、燃料噴射量が常に速やかに
補正されることになり、実Ｎeの微少変動が助長されて
増大することなく好適に抑えられるのである。
【００５３】ｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLSが算出されたら、
次にステップＳ１６において、現時点で負荷変化等がな
くエンジン回転速度Ｎeフィードバック（Ｎe−Ｆ／Ｂ）
中であるか否かを判別する。判別結果が真で現在Ｎe−
Ｆ／Ｂ中であると判定される場合には、次にステップＳ
１８に進む。ステップＳ１８では、Ｎe偏差補正を行
う。即ち、上述したように、エンジン回転速度偏差ΔＮ
eに応じたＮe偏差補正値Ｋnfbを算出する。
【００５４】ここでは、図４に示すＮe偏差補正値Ｋnfb
算出ルーチンが実行される。図４中のステップＳ４０で
は、先ず、実Ｎeと平均Ｎeとの回転速度偏差ΔＮeを次
式(3)から求める。 ΔＮe＝実Ｎe−平均Ｎe …(3) なお、平均Ｎeは次式(4)から算出される。
【００５５】 平均Ｎe＝平均Ｎe(n)＝平均Ｎe(n-1)・（１−Ｋ）＋実Ｎe・Ｋ …(4) ここに、平均Ｎe(n)が現在の平均Ｎeを示し、平均Ｎe(n
-1)が前回算出された平均Ｎeを示している。また、Ｋは
係数である（Ｋ＜１）。次のステップＳ４２では、回転
速度偏差ΔＮeに基づくＮe偏差補正値Ｋnfbのうち比例
補正成分Ｋnfbpを次式(5)から求める。
【００５６】Ｋnfbp＝Ｘnfbp・ΔＮe …(5) ここに、Ｘnfbpは、比例補正成分Ｋnfbpによる補正のた
めに予め設定された係数である。そして、次に、ステッ
プＳ４４において、回転速度偏差ΔＮeに基づくＮe偏差
補正値Ｋnfbのうち積分補正成分Ｋnfbi(n)を次式(6)か
ら求める。
【００５７】 Ｋnfbi(n)＝Ｋnfbi(n-1)＋Ｘnfbi・ΔＮe …(6) ここに、Ｘnfbiは、積分補正成分Ｋnfbi(n)による補正
のために予め設定された係数である。そして、これら比
例補正成分Ｋnfbpと積分補正成分Ｋnfbi(n)とに基づ
き、ステップＳ４６において、次式(7)からＮe偏差補正
値Ｋnfbを求める。
【００５８】Ｋnfb＝Ｋnfbp＋Ｋnfbi(n) …(7) このようにして算出されたＮe偏差補正値Ｋnfbは、外部
負荷が入力されると、基準値である０値近傍で、例え
ば、図７（ｃ）に示すように変化することになる。この
Ｎe偏差補正は、実Ｎeが大きく変動した場合において速
やかに元の適正なアイドル回転速度に復帰させることが
できるという効果を有している。
【００５９】なお、ここでは、実Ｎeと平均Ｎeとの回転
速度偏差ΔＮeに基づいてＮe偏差補正値Ｋnfbを求める
ようにしたが、後述の実Ｎeと目標Ｎeとの回転速度偏差
ΔＮe’に基づいてＮe偏差補正値Ｋnfbを求めるように
しても略同様の結果が得られる。図３に戻り、一方、ス
テップＳ１６の判別結果が偽の場合、つまり、外部負荷
入力等があって負荷が変化し、現在Ｎe−Ｆ／Ｂ中でな
い場合には、ステップＳ２０に進み、Ｎe偏差補正値Ｋn
fbを基準値０に設定する。即ち、Ｎe−Ｆ／Ｂ中でない
場合には、目標Ｎeが変化しているため、エンジン回転
速度偏差ΔＮeに応じた補正を行う必要はないのであ
る。
【００６０】Ｎe偏差補正値Ｋnfbが設定されたら、次に
ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、負荷補正
を行う。即ち、上述したように、外部負荷の入力に応じ
た外部負荷補正値Ｋfl(n)を算出する。ここで、外部負
荷について述べておくと、外部負荷を発生する補機類に
は、上記エアコンの他、パワーステアリング、オルタネ
ータ等が有る。従って、これらのオン信号に応じて外部
負荷が入力されて目標Ｎeが増加し、一方、増加した目
標Ｎeは、オフ信号に応じて外部負荷入力が解除されて
減少することになる。なお、自動変速機のＤレンジとＮ
レンジの切換えによっても外部負荷は発生する。
【００６１】外部負荷補正値Ｋfl(n)は、次式(8)，(9)
から算出される。 Ｋfl(1)＝Ｋflc …(8) Ｋfl(n)＝Ｋfl(n-1)・Ｋflt …(9) ここに、Ｋflcは、外部負荷入力毎に予め設定された補
正初期値であり、Ｋfltはテーリング係数である（Ｋflt
＜1.0）。
【００６２】つまり、外部負荷入力があった場合には、
外部負荷補正値Ｋfl(n)は、図７（ｂ）に示すように、
一旦、補正初期値Ｋflcとされ、その後時間経過ととも
にテーリング係数Ｋflt（＜1.0）によって減少するよう
にされている。以上のように、ｄＮe／ｄｔ補正値ＫFL
S、Ｎe偏差補正値Ｋnfb、外部負荷補正値Ｋfl(n)が設定
されたら、これら各補正値は、次のステップＳ２４にお
いて、次式(10)により加算され、最終的に燃料補正値
（総計値）ＫFLが求められる。
【００６３】ＫFL＝ＫFLS＋Ｋnfb＋Ｋfl(n) …(10) 次のステップＳ２６では、燃料補正値ＫFLの絶対値が所
定のクリップ値ＫCLP以下であるか否かを判別する。こ
のようにクリップ値ＫCLPを設けるのは、燃料補正値ＫF
Lが正または負側に大きすぎて燃料量が変化しすぎ、実
際の空燃比、つまり実Ａ／Ｆが過剰にリッチ化したりリ
ーン化して燃焼状態が却って悪化してしまうことを防止
するためである。
【００６４】ステップＳ２６の判別結果が真で、燃料補
正値ＫFLの絶対値が所定のクリップ値ＫCLP以下（｜ＫF
L｜≦ＫCLP）である場合には、ステップＳ３０に進み、
燃料補正値ＫFLをそのままに保持する（ＫFL＝ＫFL）。
一方、ステップＳ２６の判別結果が偽で、燃料補正値Ｋ
FLの絶対値がクリップ値ＫCLPを超えているような場合
には（｜ＫFL｜＞ＫCLP）、燃焼状態が悪化することが
予測され、次に、ステップＳ２８に進み、燃料補正値Ｋ
FLの絶対値をクリップ値ＫCLPに設定する（｜ＫFL｜＝
ＫCLP）。
【００６５】このように、燃料補正値ＫFLが設定される
と、この燃料補正値ＫFLに基づいて、ＥＣＵ７０におい
て燃料噴射時間が補正される。実際には、燃料噴射時間
に燃料補正値ＫFLが積算されて燃料噴射時間が補正され
る。これにより、燃料噴射弁４から噴射される燃料噴射
量が適正に調節される。そして、このアイドル回転短周
期補正ルーチンが繰り返し実行されることで、当該ルー
チンの実行周期毎の短い周期で燃料補正値ＫFLが、図７
（ｅ）に示すように良好に更新され続け、この結果、図
７（ａ）に示すように、実Ｎeが応答性よく目標Ｎeに追
従することになる。故に、外部負荷入力等があった場合
でも外部負荷入力に応じたアイドル回転速度が速やかに
確保されることになる。
【００６６】ところで、上述したように、燃料補正値Ｋ
FLは、ｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLS、Ｎe偏差補正値Ｋnfb、
外部負荷補正値Ｋfl(n)の和として設定される。故に、
燃料補正値ＫFLは、図７（ｅ）に示すように、実Ｎeが
目標Ｎeに近づくにつれてその傾斜は緩やかなものとさ
れている。即ち、外部負荷補正値Ｋfl(n)によって一旦
大きく増量させられた燃料量は、外部負荷補正値Ｋfl
(n)のテーリングに加え、時間経過とともにＮe偏差補正
値Ｋnfbによってさらに減ぜられるようにされており、
これにより、緩やかな減少カーブをもって増量前の状態
に戻されるようにされている。従って、当該燃料補正値
ＫFLを用いるようにすることで、実Ｎeは大きくオーバ
シュート或いはアンダシュートすることなく良好に目標
Ｎeに収束することになる。
【００６７】次に吸気補正について説明する。図５のス
テップＳ５０では、上記燃料補正の場合と同様にして、
燃料噴射モードが後期噴射モードであるか否かを判別す
る。そして、ステップＳ５２では、やはり同様にして、
アイドル運転条件が成立しているか否かを判別する。ス
テップＳ５０，Ｓ５２の判別結果がともに真である場合
には、次にステップＳ５４に進む。
【００６８】ステップＳ５４では、上記図３中のステッ
プＳ１６と同様にして、現在Ｎe−Ｆ／Ｂ中であるか否
かを判別する。判別結果が真で、負荷変化等がなく現在
Ｎe−Ｆ／Ｂ中であると判定された場合には、次にステ
ップＳ５６に進む。ステップＳ５６では、次式(11)から
実Ｎeと目標Ｎeとの回転速度偏差ΔＮe’を算出する。
【００６９】ΔＮe’＝実Ｎe−目標Ｎe …(11) ステップＳ５８では、次のステップＳ６２において初期
値ＮとされるタイマＴＭの値が０であるか否かを判別す
る。ステップＳ５４の判別結果が真と判定された直後に
あっては、後述するように、タイマＴＭの値は初期値０
とされているため、このときには、判別結果は真であ
り、次にステップＳ６２に進む。
【００７０】ステップＳ６２では、タイマＴＭを値Ｎと
する。この値Ｎは、所定時間ｔa（例えば、１sec）に対
応した値である。詳しくは、当該ルーチンの実行周期Ｔ
cと値Ｎとの積が所定時間ｔa（例えば、１sec）となる
ようにして値Ｎは設定されている（Ｔc・Ｎ＝ｔa）。そ
して、次のステップＳ６４では、＃１ＡＢＶ２４のバル
ブ位置Ｐobjの補正を次式(12)に基づいて行う。
【００７１】Ｐobj＝Ｐobj＋Ｐ（ΔＮe’） …(12) ここに、Ｐ（ΔＮe’）がバルブ位置Ｐobjの補正値であ
り、この補正値Ｐ（ΔＮe’）は上記ΔＮe’に応じて設
定されるものである。当該ルーチンが繰り返し実行さ
れ、次回ステップＳ５８が実行されたときには、タイマ
ＴＭは値０ではなく、その判別結果は偽とされる。この
場合には次にステップＳ６０に進み、タイマＴＭをカウ
ントダウンする（ＴＭ＝ＴＭ−１）。
【００７２】そして、ステップＳ６０でのカウントダウ
ンが進んでタイマＴＭの値が０とされると、再びステッ
プＳ６２を経てステップＳ６４が実行される。つまり、
このステップＳ６４におけるバルブ位置Ｐobjの補正値
Ｐ（ΔＮe’）に基づく吸気補正は、タイマＴＭがカウ
ントダウンされて値０とされる毎、即ち比較的長周期で
ある周期ｔa毎に行われる。従って、バルブ位置Ｐobj
は、図７（ｆ）に示すように、外部負荷入力があり負荷
が変化している間を除き、周期ｔa毎に階段状に補正さ
れて最終的に目標Ｎeに応じた適正なものとされる。
【００７３】一方、先のステップＳ５４の判別結果が偽
で、アイドル回転速度制御がＮe−Ｆ／Ｂ中でないと判
定された場合には、次にステップＳ６６に進む。ステッ
プＳ６６では、＃１ＡＢＶ２４のバルブ位置Ｐobjを次
式(13)から算出する。 Ｐobj＝ＰK＋ＰL …(13) ここに、ＰKは目標Ｎeに対応した＃１ＡＢＶ２４の基準
バルブ位置であり、ＰLは、ここでは詳細な説明を省略
するが、アイドル安定化のための学習制御に基づき設定
される学習値である。
【００７４】つまり、アイドル回転速度制御がＮe−Ｆ
／Ｂ中でない場合には、＃１ＡＢＶ２４の位置Ｐobj
は、基準バルブ位置ＰKと学習値ＰLとに基づいた値とさ
れ、これにより、アイドル回転速度は学習値ＰLに基づ
き安定した状態に維持されることになる。図７（ｆ）中
には、外部負荷入力があった場合、即ちＮe−Ｆ／Ｂ中
でない場合のバルブ位置Ｐobj変化についても示してあ
るが、このように現在Ｎe−Ｆ／Ｂ中にない場合には、
バルブ位置Ｐobjは、上記式(13)に基づき、例えば外部
負荷入力に応じた量だけ増加された後略一定に保持され
る。
【００７５】ステップＳ６６が実行されると、ステップ
Ｓ６８において、次回アイドル回転速度制御がＮe−Ｆ
／Ｂ中と判定されたときの準備として上記タイマＴＭを
初期値０にリセットする。以上のようにして、燃料補正
と吸気補正とが行われることになるのであるが、ここ
で、燃料補正と吸気補正との関係について説明する。
【００７６】上述したように、例えば外部負荷入力があ
ったときには、先ず燃料補正値ＫFLに基づいて燃料補正
が行われ、この燃料補正値ＫFLは、図７（ｅ）に示すよ
うに徐々に減少し、これにより燃料補正は終了に向かう
ことになる。そして、図７（ｆ）から明らかなように、
燃料補正値ＫFLが減少する一方で、バルブ位置Ｐobjに
よる吸気補正が応答遅れを伴って実施されるようにされ
ている。つまり、吸気補正は、燃料補正を後追いする形
でこれを引き継ぐように実施されるのである。
【００７７】これにより、燃料補正が終了した時点にお
いて、実Ｎeは目標Ｎeにまで変化させられているのであ
るが、この実Ｎeは、燃料補正と吸気補正の実施によっ
てエンジン出力が略一定に確保されることで、良好に目
標Ｎeに維持されることになるのである。従って、アイ
ドル運転中に外部負荷入力があった場合であっても、ア
イドル回転速度は、応答性よく外部負荷入力に応じたも
のとされ、且つ、回転むらなく安定した状態に良好に維
持されることとなる。
【００７８】ところで、上記図５中のステップＳ６４で
は、バルブ位置Ｐobjを補正値Ｐ（ΔＮe’）、即ち実Ｎ
eと目標Ｎeとの回転速度偏差ΔＮe’に応じた補正値を
用いて周期ｔa毎に更新するようにしたが、この補正値
を上記燃料補正値ＫFLに応じて設定される補正値Ｐ（Ｋ
FL）としてもよい。図８を参照すると、補正値Ｐ（ＫF
L）とした場合の燃料補正値ＫFLと＃１ＡＢＶ２４の位
置Ｐobjとの対応関係を模式的に示してあるが、つま
り、燃料補正値ＫFLによる補正があった場合、このよう
に周期ｔa（例えば、１sec）毎の燃料補正値ＫFLの変化
量に応じた分だけ補正値Ｐ（ＫFL）を段階的に変化させ
るようにしてもよい。ここでは、補正値Ｐ（ＫFL）は、
例えば、燃料補正値ＫFLの３％の変化量が補正値Ｐ（Ｋ
FL）の１段階変化に相当するようにして設定される（補
正量置換手段）。
【００７９】このように、燃料補正値ＫFLの変化量に応
じた補正値Ｐ（ＫFL）を用いることにより、燃料補正と
吸気補正とが互いに密接な関係を有することとなり、こ
れにより、アイドル回転速度制御がより好適なものとさ
れる。つまり、吸気補正が補正値Ｐ（ΔＮe’）に基づ
いて行われる場合には、燃料補正とは略独立にして吸気
補正が行われることになるのであるが、＃１ＡＢＶ２４
の位置Ｐobjが燃料補正値ＫFLの変化量に応じて設定さ
れることで、燃料補正による補正量を吸気補正による補
正量に好適に置換することができ、故に、安定した空燃
比での燃焼が実現され、アイドル回転速度がより安定し
たものとなる。
【００８０】以上、燃料噴射モードが後期噴射モードで
あるときのアイドル回転速度制御、即ちアイドル回転速
度の補正について説明したが、このような補正は、アイ
ドル運転状態の場合のみならず、車両が低速（微速）で
走行しており、エンジン回転速度Ｎeが低回転域にある
場合においても同様に行うことが可能である。但し、こ
の微速状態でのエンジン回転速度制御では、車速Ｖを安
定して保持することにより車体振動を低減することを目
的としている。即ち、ここでは、車速Ｖが変動してしま
わないようにエンジン回転速度を制御することになる。
【００８１】具体的には、燃料補正に関していえば、上
記図３中のステップＳ１２において、アイドル条件成立
の判別に代えて車両が微速状態であるか否かの判別を行
うようにして燃料制御を行う。ここに、微速状態の成立
条件としては、例えば、車速センサ７２からの車速情報
Ｖが所定速度Ｖ1（例えば、２０k/m）以下であること、
変速機（図示せず）の変速段が低速段（例えば、１速段
または２速段）であること、ＴＰＳ２９の開度変化率が
略０であること等が揚げられる（微速走行状態検出手
段）。
【００８２】さらに、この場合にあっては、アイドル運
転中ではないので、ステップＳ１６のＮe−Ｆ／Ｂ中か
否かの判別を行わず、ステップＳ１４から直ぐにステッ
プＳ１８を実行するようにする。ところで、車両が微速
走行している場合には、エンジン回転速度Ｎeは、通常
アイドル運転状態の場合よりも高い状態に維持されて比
較的大きなエンジン出力を有している。従って、この場
合には、燃料補正において、車体振動に対して影響の大
きいＮe偏差補正値Ｋnfbのみに基づいて燃料補正値ＫFL
を設定するようにしてもよい。
【００８３】つまり、図６を参照すると、微速回転短周
期補正ルーチンのフローチャートが示されているが、車
両が微速走行している場合には該フローチャートに基づ
いて燃料補正を行う。以下、図６について簡単に説明す
る。ステップＳ７０では、上記図３のステップＳ１０と
同様にして燃料噴射モードが後期噴射モードであるか否
かを判別する。そして、この判別結果が真の場合には、
次のステップＳ７２において車両が微速状態であるか否
かを判別する。なお、この判別条件は上述したとおりで
ある。
【００８４】ステップＳ７２の判別により、車両が微速
状態と判定された場合には、次のステップＳ７４におい
てＮe偏差補正値Ｋnfbをやはり上述したようにして算出
する。そして、ステップＳ７６においてＮe偏差補正値
Ｋnfbを補正値ＫFLとする。ステップＳ７８，Ｓ８０，
Ｓ８２については、図３中のステップＳ２６，Ｓ２８，
Ｓ３０と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００８５】これにより、車体振動が防止され、より安
定した微速走行が実現される。以上、詳細に説明したよ
うに、本発明の筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制
御装置では、燃料噴射モードが後期噴射モードとされて
いるときにアイドル運転状態とされた場合において、例
えば、エアコンの作動等による外部負荷が入力等された
ときには、アイドル回転速度が低下或いは上昇しないよ
うに目標Ｎeが設定されるが、この目標Ｎeと実Ｎeとの
回転速度偏差ΔＮe’を埋めるべく、応答性の遅い＃１
ＡＢＶ２４による吸気補正に加え、短い周期で応答性よ
く実施可能な燃料補正を併せて行うようにしている。従
って、アイドル運転時に外部負荷入力等があったような
場合でも、実Ｎeを極めて速やか且つ良好に目標Ｎeに追
従させるようにでき、回転むらなく安定したアイドル回
転速度を維持することが可能となる。このことから、通
常のアイドル回転速度を低く抑え、燃費の向上等を図る
こともできる。
【００８６】また、ここでは、燃料補正を行う燃料補正
値ＫFLをｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLS、Ｎe偏差補正値Ｋnf
b、外部負荷補正値Ｋfl(n)の総計に基づいて設定するよ
うにしている。従って、外部負荷補正値Ｋfl(n)をＮe偏
差補正値ＫnfbやｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLSで調整するよ
うにして、燃料補正値ＫFLを図７（ｅ）に示すような緩
やかな減少曲線にでき、これにより、目標Ｎeに対する
実Ｎeのオーバシュートやアンダシュートを好適に防止
することができ、アイドル回転速度をより安定したもの
にできる。
【００８７】また、例えば燃料補正が実施された場合に
おいて、吸気補正の補正量、即ち＃１ＡＢＶ２４のバル
ブ位置Ｐobjの補正量を燃料補正時に使用する燃料補正
値ＫFLに応じた補正値Ｐ（ＫFL）とすることにより、燃
料補正による補正量を吸気補正による補正量に好適に置
換することができ、故に、安定した空燃比での燃焼を可
能にしてアイドル回転速度をより安定したものにでき
る。
【００８８】また、短周期で応答性よく実施可能な燃料
補正を、アイドル運転時のみならず車両が微速走行中に
おいて適用するようにすれば、実Ｎeを良好に維持する
ことが可能となり、車速Ｖを一定に保持して微速走行を
安定したものにすることが可能となる。なお、上記実施
形態では、後期噴射モードにおいて、主として外部負荷
が入力された場合のアイドル回転速度制御（エンジン回
転速度制御）について説明したが、外部負荷入力が解除
された場合においても、やはり同様にして実Ｎeは良好
に目標Ｎeに追従し、安定したアイドル回転速度（エン
ジン回転速度Ｎe）が維持されることになる。この場合
には、外部負荷入力のときとは異なり、燃料噴射量は低
減される側に補正される。
【００８９】また、上記実施形態では、主としてアイド
ル回転速度制御において、ｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLS、Ｎ
e偏差補正値Ｋnfb、外部負荷補正値Ｋfl(n)の総計値を
燃料補正値ＫFLとして燃料補正を行うようにしたが、つ
まり、ｄＮe／ｄｔ補正、Ｎe偏差補正、外部負荷補正の
全てによって燃料補正を行うようにしたが、エンジン回
転速度Ｎeの変動時において、ｄＮe／ｄｔ補正、Ｎe偏
差補正、外部負荷補正のいずれか一つを行うようにする
だけでも応答性良くアイドル回転速度を安定させること
ができる。
【００９０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項１
の筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置によれ
ば、燃料噴射モードが圧縮行程噴射モードであって、且
つ、アイドル運転状態であるときには、吸気量補正手段
のみならず燃料噴射量補正手段に基づいてアイドル回転
速度を良好に制御することができる。つまり、吸気量を
補正する吸気補正では吸気遅れによって制御の応答性が
あまり良くないのであるが、一方、燃料噴射量を補正す
る燃料補正は、筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの構
造上の理由から制御の応答性が極めて良く、故に、アイ
ドル回転速度が急激に増減変化するような場合でも、燃
料補正によって速やかにアイドル回転速度速を適正な回
転速度にでき、アイドル運転の安定化を図ることができ
る。
【００９１】また、請求項２の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、燃料噴射量を補正する
燃料補正制御を短周期（例えば、１回の燃料噴射毎）で
応答性よく実施するようにでき、極めて速やかにアイド
ル回転速度速を適正な回転速度に変化させることができ
る。また、請求項３の筒内噴射型火花点火式内燃エンジ
ンの制御装置によれば、燃料噴射モードが圧縮行程噴射
モードであって、且つ、車両が微速走行状態にあるとき
には、吸気量補正手段のみならず燃料噴射量補正手段に
基づいてエンジン回転速度を良好に制御できる。つま
り、燃料噴射量を補正する燃料補正は、筒内噴射型火花
点火式内燃エンジンの構造上の理由から制御の応答性が
極めて良く、故に、エンジン回転速度が急激に増減変化
するような場合でも、燃料補正によって速やかにエンジ
ン回転速度速を適正に維持でき、微速走行の安定化を図
ることができる。
【００９２】また、請求項４の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、燃料噴射量を補正する
燃料補正制御を短周期（例えば、１回の燃料噴射毎）で
応答性よく実施するようにでき、極めて速やかにエンジ
ン回転速度速を適正な回転速度に変化させることがで
き、微速走行の安定化を図ることができる。また、請求
項５の筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置に
よれば、燃料噴射量を補正する燃料補正制御が実施され
ている間、吸入空気量の補正量を燃料補正に使用される
補正量に基づいて設定することで、容易にして吸入空気
量の補正量を設定でき、燃料補正が行われた後に後追い
で吸気補正が実施された場合でも、先に燃料補正によっ
て応答性よく補正されたエンジン回転速度速を良好に継
続保持しながら吸気補正を好適に実施することができ
る。
【００９３】また、請求項６の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、エアコン等の補機類に
よる外部負荷状態、目標エンジン回転速度に対するエン
ジン回転速度偏差及びエンジン回転速度変化率のうちの
少なくとも一つに基づいて燃料補正量を好適に設定でき
る。つまり、外部負荷状態に応じた補正では、エアコン
等の補記類による外部負荷が入力したときまたは外部負
荷入力が解除されたときに燃料噴射量を所定量増減し
て、急激なエンジン回転速度の低下或いは上昇を防止で
き、吸気補正による制御遅れがあっても、速やかにエン
ジン回転速度速を適正なものとすることができる。
【００９４】目標エンジン回転速度に対するエンジン回
転速度偏差に応じた補正では、エンジン回転速度偏差が
生じたときにこの偏差を小さくするよう燃料噴射量を所
定量増減して、やはり急激なエンジン回転速度の低下或
いは上昇を防止でき、速やかにエンジン回転速度速を適
正なものとすることができる。エンジン回転速度変化率
に応じた補正では、エンジン回転速度の微少な変動が生
じたときにこの微少変動を無くすよう燃料噴射量を所定
量増減して、エンジン回転速度の低下或いは上昇の助長
を防止して早いタイミングで速やかにエンジン回転速度
速を適正なものとすることができる。
【００９５】また、請求項７の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、エアコン等の補機類に
よる外部負荷状態、目標エンジン回転速度に対するエン
ジン回転速度偏差及びエンジン回転速度変化率の全てに
基づいて燃料補正量を設定できる。つまり、外部負荷状
態に応じた補正において、エアコン等の補記類による外
部負荷が入力したときまたは外部負荷入力が解除された
ときに燃料噴射量を所定量増減して、この燃料噴射量
を、目標エンジン回転速度に対するエンジン回転速度偏
差に応じた補正によって、エンジン回転速度偏差を小さ
くするよう調整でき、さらに、エンジン回転速度変化率
に応じた補正によって、エンジン回転速度の微少な変動
を無くすよう調整することができる。
【００９６】これにより、急激なエンジン回転速度の低
下或いは上昇を好適に防止でき、吸気補正による制御遅
れがあっても、極めて速やかに且つ制御のオーバシュー
トやアンダシュートなくエンジン回転速度を適正なもの
とすることができる。また、請求項８の筒内噴射型火花
点火式内燃エンジンの制御装置によれば、燃料噴射量
は、外部負荷状態、エンジン回転速度偏差及びエンジン
回転速度変化率に基づく各補正量の総計値に応じて補正
されるが、この総計値を所定値以下に制限することで、
補正による空燃比の過度のリッチ化やリーン化を規制で
き、燃焼悪化を防止することができる。
【００９７】また、請求項９の筒内噴射型火花点火式内
燃エンジンの制御装置によれば、燃料噴射モードが圧縮
行程噴射モードであって、且つ、車両が微速走行状態に
あるときには、車体振動に対して特に影響の大きいエン
ジン回転速度偏差に基づく燃料補正のみによってエンジ
ン回転速度を良好に制御できる。これにより、容易にし
てエンジン回転速度の変動を好適に防止してエンジン回
転速度速を適正に維持でき、微速走行を安定したものと
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】筒内噴射型火花点火式内燃エンジン及びその制
御装置を示す概略構成図である。
【図２】燃料噴射モードの判定マップを示す図である。
【図３】後期噴射モードにおけるアイドル運転時に燃料
補正を行うアイドル回転短周期補正ルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図４】図３中のＮe偏差補正値Ｋnfb算出のためのサブ
ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】後期噴射モードにおけるアイドル運転時に吸気
補正を行うアイドル回転長周期補正ルーチンを示すフロ
ーチャートである。
【図６】後期噴射モードにおける微速走行時に燃料補正
を行う微速回転短周期補正ルーチンを示すフローチャー
トである。
【図７】後期噴射モード時に外部負荷が入力されたとき
の、実Ｎe、平均Ｎe及び目標Ｎe、外部負荷補正値Ｋfl
(n)、Ｎe偏差補正値Ｋnfb、ｄＮe／ｄｔ補正値ＫFLS、
燃料補正値ＫFL、及び＃１ＡＢＶのバルブ位置Ｐobjの
各時間変化を示すタイムチャートである。
【図８】＃１ＡＢＶのバルブ位置Ｐobjの補正値を補正
値Ｐ（ＫFL）としたときの燃料補正値ＫFLと＃１ＡＢＶ
のバルブ位置Ｐobj及び補正値Ｐ（ＫFL）との関係を模
式的に示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン ４ 燃料噴射弁 ２４ ＃１ＡＢＶ（第１エアバイパスバルブ、吸気量補
正手段） ２７ ＃２ＡＢＶ（第２エアバイパスバルブ） ２９ ＴＰＳ ３０ アイドルスイッチ（アイドル状態検出手段） ７０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） ７２ 車速センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３５Ｃ 41/08 ３１５ 41/08 ３１５ ３３０ ３３０Ｚ 45/00 ３５８ 45/00 ３５８Ｊ ３７２ ３７２Ｆ (72)発明者 小島 淳良 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁
    を有し、燃料噴射モードを運転状態に応じて主として吸
    気行程において燃料噴射を行う吸気行程噴射モードと、
    主として圧縮行程において燃料噴射を行う圧縮行程噴射
    モードとに切換え可能な筒内噴射型火花点火式内燃エン
    ジンの制御装置において、 前記内燃エンジンのアイドル運転状態を検出するアイド
    ル状態検出手段と、 前記燃焼室に供給される吸入空気量を補正する吸気量補
    正手段と、 前記燃料噴射弁から噴射される燃料量を補正する燃料噴
    射量補正手段と、 前記燃料噴射モードが前記圧縮行程噴射モードであり、
    且つ、前記アイドル状態検出手段により前記アイドル運
    転状態が検出されるとき、前記吸気量補正手段と前記燃
    料噴射量補正手段とに基づいてアイドル回転速度を制御
    するアイドル回転速度制御手段と、 を備えたことを特徴とする筒内噴射型火花点火式内燃エ
    ンジンの制御装置。
  2. 【請求項２】 前記燃料噴射量補正手段による前記アイ
    ドル回転速度の制御周期は、前記吸気量補正手段による
    制御周期よりも短周期に設定されていることを特徴とす
    る、請求項１記載の筒内噴射型火花点火式内燃エンジン
    の制御装置。
  3. 【請求項３】 車両に搭載され、燃焼室に燃料を直接噴
    射する燃料噴射弁を有し、燃料噴射モードを運転状態に
    応じて主として吸気行程において燃料噴射を行う吸気行
    程噴射モードと、主として圧縮行程において燃料噴射を
    行う圧縮行程噴射モードとに切換え可能な筒内噴射型火
    花点火式内燃エンジンの制御装置において、 前記車両の微速走行状態を検出する微速走行状態検出手
    段と、 前記燃焼室に供給される吸入空気量を補正する吸気量補
    正手段と、 前記燃料噴射弁から噴射される燃料量を補正する燃料噴
    射量補正手段と、 前記燃料噴射モードが前記圧縮行程噴射モードであり、
    且つ、前記微速走行状態検出手段により前記車両の微速
    走行状態が検出されるとき、前記吸気量補正手段と前記
    燃料噴射量補正手段とに基づいて前記内燃エンジンのエ
    ンジン回転速度を制御するエンジン回転速度制御手段
    と、 を備えたことを特徴とする筒内噴射型火花点火式内燃エ
    ンジンの制御装置。
  4. 【請求項４】 前記燃料噴射量補正手段による前記エン
    ジン回転速度の制御周期は、前記吸気量補正手段による
    制御周期よりも短周期に設定されていることを特徴とす
    る、請求項３記載の筒内噴射型火花点火式内燃エンジン
    の制御装置。
  5. 【請求項５】 前記吸気量補正手段は、前記燃料噴射量
    補正手段により設定される補正量に基づいて前記吸入空
    気量の補正量を設定する補正量置換手段を含んでなるこ
    とを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか記載の筒内
    噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置。
  6. 【請求項６】 前記圧縮行程噴射モードでは、前記燃料
    噴射量補正手段は、外部負荷状態、目標エンジン回転速
    度に対するエンジン回転速度偏差及びエンジン回転速度
    変化率のうちの少なくとも一つに基づいて前記燃料噴射
    量を補正することを特徴とする、請求項１乃至５のいず
    れか記載の筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装
    置。
  7. 【請求項７】 前記圧縮行程噴射モードでは、前記燃料
    噴射量補正手段は、外部負荷状態、目標エンジン回転速
    度に対するエンジン回転速度偏差及びエンジン回転速度
    変化率に基づいて前記燃料噴射量を補正することを特徴
    とする、請求項１乃至５のいずれか記載の筒内噴射型火
    花点火式内燃エンジンの制御装置。
  8. 【請求項８】 前記燃料噴射量補正手段は、前記外部負
    荷状態、前記エンジン回転速度偏差及び前記エンジン回
    転速度変化率に基づく各補正量の総計値に基づいて前記
    燃料噴射量を補正するものであって、前記総計値は所定
    値以下に規制されていることを特徴とする、請求項６ま
    たは７記載の筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御
    装置。
  9. 【請求項９】 前記圧縮行程噴射モードでは、前記燃料
    噴射量補正手段は、目標エンジン回転速度に対するエン
    ジン回転速度偏差に基づいて前記燃料噴射量を補正する
    ことを特徴とする、請求項３記載の筒内噴射型火花点火
    式内燃エンジンの制御装置。
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