JP2001221091A - 筒内噴射式内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒内噴射式エンジンの燃焼モードの切り換え
時に軸トルクの段差が生じることを防止する。 【解決手段】 燃焼モード切換手段５２は、運転状態に
応じて成層燃焼モード制御手段５４と均質燃焼モード制
御手段５３のいずれか一方を選択して燃焼モードを切り
換え、成層燃焼モード制御手段５４を選択して成層燃焼
モードで運転する時は、要求図示トルク演算手段５１で
演算した要求図示トルクとエンジン回転速度に基づいて
目標燃料量を求め、少なくともこの目標燃料量を用いて
目標スロットル開度等の他の制御パラメータを求める。
また、均質燃焼モード制御手段５３を選択して均質燃焼
モードで運転する時は、要求図示トルクとエンジン回転
速度に基づいて目標空気量を求め、少なくともこの目標
空気量を用いて目標スロットル開度等の他の制御パラメ
ータを求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、運転状態に応じて
燃焼モードを成層燃焼モード（圧縮行程噴射モード）と
均質燃焼モード（吸気行程噴射モード）との間で切り換
えるようにし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（直噴式エ
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、エンジン出力や軸トル
クを高めるようにしている。この筒内噴射式エンジンの
制御方式は、例えば特開平１０−４７１１１号公報に示
すように、成層燃焼モード（圧縮行程噴射モード）の実
行中は、スロットル開度検出値とエンジン回転速度に基
づいて目標平均有効圧を算出し、この目標平均有効圧と
エンジン回転速度に基づいて目標空燃比等の各種の制御
パラメータを算出し、一方、均質燃焼モード（吸気行程
噴射モード）の実行中は、吸入空気量検出値に基づいて
体積効率を算出し、この体積効率とエンジン回転速度に
基づいて目標空燃比等の各種の制御パラメータを算出す
るようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報の筒内噴射式エンジンの制御方式では、燃焼モードの
切り換えの前後において、両燃焼モードの燃焼状態にお
ける軸トルクへの変換効率の差により、軸トルクの段差
（トルクショック）が生じてドライバビリティが低下す
る可能性がある。これを防止するには、開発時の設計段
階で、各種の制御パラメータを適合させる煩わしい作業
が必要となり、多くの適合工数が必要となってコストア
ップにつながるという欠点がある。

【０００４】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、燃焼モードの切り換
え時に軸トルクの段差が生じることを防止できて、ドラ
イバビリティを向上することができると共に、開発時の
適合工数を削減できて、コストダウンの要求を満たすこ
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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の筒内噴射式内燃機関の制御装置
によれば、燃焼モード切換手段は、運転状態に応じて成
層燃焼モード制御手段と均質燃焼モード制御手段のいず
れか一方を選択して燃焼モードを切り換え、成層燃焼モ
ード制御手段を選択して成層燃焼モードで運転する時
は、内燃機関の燃焼によって発生すべき要求図示トルク
と機関回転速度に基づいて目標燃料量を求め、少なくと
もこの目標燃料量を用いて目標スロットル開度等の他の
制御パラメータを求める。また、均質燃焼モード制御手
段を選択して均質燃焼モードで運転する時は、内燃機関
の燃焼によって発生すべき要求図示トルクと機関回転速
度に基づいて目標空気量を求め、少なくともこの目標空
気量を用いて目標スロットル開度等の他の制御パラメー
タを求める。

【０００６】この構成では、成層燃焼モードと均質燃焼
モードのいずれの燃焼モードでも、要求図示トルクに基
づいて制御（トルクディマンド制御）するため、両燃焼
モードの燃焼状態における軸トルクへの変換効率に差が
あっても、その影響を受けずに軸トルクを制御すること
ができ、燃焼モードの切り換え時に軸トルクの段差（ト
ルクショック）が生じることを防止できて、ドライバビ
リティを向上することができると共に、開発時の適合工
数を削減できて、コストダウンの要求を満たすことがで
きる。

【０００７】ところで、現在の最も一般的なエンジンで
ある吸気ポート噴射式エンジン（リーンバーンエンジン
を含む）の燃焼方式は、全運転領域で均質燃焼のみであ
る。従って、均質燃焼モードの制御仕様については、筒
内噴射式エンジンの均質燃焼モードの基本制御仕様と、
吸気ポート噴射式エンジンの基本制御仕様とを共通化す
ることが可能となり、本発明の制御装置を吸気ポート噴
射式エンジンの制御装置としても使用することができ、
制御装置の共通化によるコストダウンを期待することが
できる。尚、本発明の制御装置を吸気ポート噴射式エン
ジンの制御装置として使用する場合は、燃焼モード切換
手段が常に均質燃焼モード制御手段を選択するようにす
れば良い。

【０００８】本発明は、成層燃焼モード制御手段と均質
燃焼モード制御手段とがそれぞれ別々に要求図示トルク
を演算するようにしても良いが、請求項２のように、要
求図示トルクを演算する要求図示トルク演算手段を設
け、成層燃焼モード制御手段と均質燃焼モード制御手段
が要求図示トルク演算手段で演算した要求図示トルクを
利用するようにしても良い。このようにすれば、要求図
示トルク演算手段を共通化することができ、その分、制
御装置のソフトウエア構成を簡単化することができる。

【０００９】更に、請求項３のように、要求図示トルク
と機関回転速度に基づいて目標空燃比を設定する目標空
燃比設定手段を設け、成層燃焼モード制御手段は、前記
目標空燃比設定手段で設定した目標空燃比と前記目標燃
料量とに基づいて目標空気量を算出して目標スロットル
開度を算出し、均質燃焼モード制御手段は、前記目標空
燃比設定手段で設定した目標空燃比と実空気量の検出値
又は推定値とに基づいて目標燃料量を算出するようにし
ても良い。このようにすれば、目標空燃比設定手段を共
通化することができ、その分、制御装置のソフトウエア
構成を簡単化することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制
御システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式内燃
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（図示せず）が設けられ、この
エアクリーナの下流側には、吸入空気量を検出するエア
ーフローメータ１３が設けられている。このエアーフロ
ーメータ１３の下流側には、ＤＣモータ等のモータ１４
によって開度調節されるスロットルバルブ１５が設けら
れている。このモータ１４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、スロットルバルブ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。

【００１１】このスロットルバルブ１５の下流側にはサ
ージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、
吸気圧Ｐｍを検出する吸気圧センサ１８が取り付けられ
ている。サージタンク１７には、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１９が接続され、各
気筒の吸気マニホールド１９内には、エンジン１１の筒
内のスワール流を制御するためのスワールコントロール
バルブ２０が設けられている。

【００１２】エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を
筒内に直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられ、燃
料タンク２２内の燃料が燃料ポンプ２３によって高圧に
加圧されて各気筒の燃料噴射弁２１に供給され、その燃
料の圧力（燃圧）が燃圧センサ２４によって検出され
る。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２５が取り付けられ、各点火プラグ２５の火花
放電によって筒内の混合気に点火される。

【００１３】エンジン１１の吸気バルブ２６と排気バル
ブ２７は、それぞれカム軸２８，２９によって駆動さ
れ、吸気側のカム軸２８には、運転状態に応じて吸気バ
ルブ２６の開閉タイミングを可変する油圧式の可変バル
ブタイミング機構３０が設けられている。この可変バル
ブタイミング機構３０を駆動する油圧は、油圧制御弁３
１によって制御される。エンジン１１の各気筒のピスト
ン３２の往復運動によってクランク軸３３が回転駆動さ
れ、このクランク軸３３の回転トルクによって外部負荷
３４（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、パワー
ステアリングのポンプ等）と車両駆動系が駆動される。
エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出
する水温センサ３５が取り付けられている。

【００１４】一方、エンジン１１の排気管３６には、排
ガスを浄化する三元触媒等の触媒３７が設けられ、この
触媒３７の上流側に排ガスの空燃比を検出する空燃比セ
ンサ３８が設けられている。排気管３６のうちの空燃比
センサ３８の上流側とサージタンク１７との間には、排
ガスの一部を吸気側に環流させるためのＥＧＲ配管３９
が接続され、このＥＧＲ配管３９の途中に排ガス環流量
（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲバルブ４０が設けられて
いる。

【００１５】エンジン運転状態を制御するＥＣＵ１６
は、マイクロコンピュータを主体として構成され、その
ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶されたトルクディマンド制御
プログラムを実行することで、図２に示す要求図示トル
ク演算手段５１、燃焼モード切換手段５２、均質燃焼モ
ード制御手段５３、成層燃焼モード制御手段５４、目標
空燃比設定手段５５の各機能を実現する。以下、これら
各機能について具体的に説明する。

【００１６】要求図示トルク演算手段５１は、アクセル
ペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセルセン
サ４１の出力等に基づいて要求図示トルクを算出する。
ここで、要求図示トルクは、図示トルクの要求値（目標
値）であり、図示トルクは、エンジン１１の燃焼によっ
て発生するトルク、つまりエンジン１１の内部損失トル
クや外部負荷トルク（補機類の負荷）を含めたトルクで
ある。従って、図示トルクから内部損失トルクや外部負
荷トルクを差し引いたトルクは、クランク軸３３から取
り出される軸トルク（正味トルク）となり、この軸トル
クによって車両駆動系が駆動される。

【００１７】要求図示トルク演算手段５１は、アクセル
センサ４１の出力（アクセル開度）、エンジン回転速度
Ｎｅ、車速等に基づいて要求軸トルクを算出し、この要
求軸トルクに後述する各種の損失トルクを加算し、更
に、このトルクからアイドルスピードコントロール（Ｉ
ＳＣ制御）によるトルク増減分を補正して要求図示トル
クを求める。ここで、要求軸トルクに加算する内部損失
トルクは、機械摩擦損失とポンピング損失であり、機械
摩擦損失は、エンジン回転速度Ｎｅと冷却水温ＴＨＷと
に基づいてマップ又は数式によって算出され、ポンピン
グ損失は、エンジン回転速度Ｎｅと吸気圧Ｐｍとに基づ
いてマップ又は数式によって算出される。また、要求軸
トルクに加算する外部負荷トルクは、エンジン１１の動
力で駆動される補機類（エアコンのコンプレッサ、オル
タネータ、パワーステアリングのポンプ等）の負荷トル
クであり、エアコン信号、オルタネータの負荷電流等に
応じて設定される。

【００１８】更に、要求図示トルク演算手段５１は、内
部損失トルクと外部負荷トルクを加算した要求軸トルク
を、アイドルスピードコントロール（ＩＳＣ制御）によ
るトルク増減分を補正することで、要求図示トルクを求
める。ＩＳＣ制御による補正トルク（トルク増減分）
は、目標アイドル回転速度Ｎｅtargetと現在のエンジン
回転速度Ｎｅとに基づいてマップ又は数式によって算出
される。

【００１９】一方、目標空燃比設定手段５５は、要求図
示トルク演算手段５１で演算した要求図示トルクとエン
ジン回転速度Ｎｅとに基づいてマップ等により目標空燃
比（目標Ａ／Ｆ）を設定する。この目標空燃比は、均質
燃焼モード制御手段５３と成層燃焼モード制御手段５４
の両方で共通して使用される。

【００２０】燃焼モード切換手段５２は、エンジン回転
速度Ｎｅと要求図示トルクに応じてマップ等から均質燃
焼モード制御手段５３と成層燃焼モード制御手段５４の
いずれか一方を選択して燃焼モードを切り換える。例え
ば、低回転領域、低トルク領域では、成層燃焼モード制
御手段５４が選択され、成層燃焼モードで運転される。
この成層燃焼モード運転時には、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、均質燃焼モード制御手段５
３が選択され、均質燃焼モードで運転される。この均質
燃焼モード運転時には、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、エンジン出力や軸トルクを高める。

【００２１】次に、図３（ａ）に基づいて、均質燃焼モ
ード制御手段５３の各機能を説明する。均質燃焼モード
制御手段５３は、要求図示トルクを目標空気量に変換し
てスロットル開度を設定する空気量優先方式のトルクデ
ィマンド制御を行う。その際、点火時期や筒内の空燃比
によって図示トルクが変動することを考慮して、要求図
示トルクを点火時期効率（ＳＡ効率）と空燃比効率（Ａ
／Ｆ効率）とによって次式により補正する。

【００２２】補正後の要求図示トルク＝要求図示トルク
／（点火時期効率×空燃比効率）ここで、点火時期効率
は、点火遅角量に応じてマップ等により設定され、点火
遅角量が０の時に図示トルクが最大になることから、点
火遅角量が０の時に点火時期効率＝１に設定される。ま
た、空燃比効率は、前述の目標空燃比に応じてマップ等
により設定される。

【００２３】そして、補正後の要求図示トルクとエンジ
ン回転速度Ｎｅに基づいてマップ等により目標空気量を
算出し、この目標空気量とエンジン回転速度Ｎｅ、目標
ＥＧＲ量、内部ＥＧＲ量（可変バルブタイミング機構３
０の進角量）等に基づいて空気系逆モデルを用いてスロ
ットル開度の指令値を算出する。ここで、空気系逆モデ
ルは、スロットルバルブ１５から吸気ポートまでの空気
の流れを模擬した空気系モデルの入出力関係を逆に解い
たモデルである。この空気系逆モデルで算出したスロッ
トル開度の指令値に応じた制御信号を電子スロットルシ
ステムのモータ１４に出力し、スロットルバルブ１５を
駆動してスロットル開度を制御する。

【００２４】また、均質燃焼モード制御手段５３は、推
定筒内空気量（又は実空気量）を目標空燃比で割り算し
て目標燃料量を算出し、この目標燃料量に各種の補正係
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）を乗算して最終的な燃料噴射量を求め、この燃
料噴射量に応じたパルス幅の噴射パルスを、各気筒の吸
気行程で燃料噴射弁２１に出力して燃料噴射を実行す
る。これにより、均質燃焼モード運転時には、吸気行程
で燃料を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。

【００２５】更に、均質燃焼モード制御手段５３は、運
転状態に応じて目標ＥＧＲ量をマップ等により算出し、
その算出結果に応じてＥＧＲバルブ４０を駆動してＥＧ
Ｒ量を目標ＥＧＲ量に制御する。尚、この目標ＥＧＲ量
を設定する手段は、均質燃焼モード制御手段５３とは別
に設けても良く、この目標ＥＧＲ量設定手段で設定した
目標ＥＧＲ量を均質燃焼モード制御手段５３と成層燃焼
モード制御手段５４の両方で使用するようにしても良
い。

【００２６】また、均質燃焼モード制御手段５３は、運
転状態に応じて各気筒の点火時期をマップ等により算出
し、その点火時期に点火プラグ２５に高電圧を印加して
火花放電を発生させる。この点火時期から前述した点火
時期効率が算出される。

【００２７】また、筒内空気量推定モデルを用いてエア
ーフローメータ１３の出力（スロットル通過空気量）、
エンジン回転速度Ｎｅ、吸気圧センサ１８の出力（吸気
圧Ｐｍ）から推定筒内空気量を算出し、この推定筒内空
気量と目標燃料量とから推定筒内空燃比を算出する。

【００２８】次に、図３（ｂ）に基づいて、成層燃焼モ
ード制御手段５４の各機能を説明する。成層燃焼モード
制御手段５４は、要求図示トルクを目標燃料量に変換
し、この目標燃料量と目標空燃比とを乗算して目標空気
量を求めてスロットル開度を設定する燃料量優先方式の
トルクディマンド制御を行う。その際、筒内の空燃比に
よって図示トルクが変動することを考慮して、要求図示
トルクを空燃比効率で割り算して要求図示トルクを補正
する。 補正後の要求図示トルク＝要求図示トルク／空燃比効率 ここで、空燃比効率の算出方法は、均質燃焼モード制御
手段５３の場合と同じく、目標空燃比に応じて空燃比効
率をマップ等により算出する。

【００２９】そして、補正後の要求図示トルクとエンジ
ン回転速度Ｎｅとに基づいてマップ等により目標燃料量
を算出し、この目標燃料量に各種の補正係数（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
算して最終的な燃料噴射量を求め、この燃料噴射量に応
じたパルス幅の噴射パルスを、各気筒の圧縮行程で燃料
噴射弁２１に出力して燃料噴射を実行する。これによ
り、成層燃焼モード運転時には、圧縮行程で燃料を筒内
に直接噴射して成層混合気を形成して成層燃焼させる。

【００３０】更に、成層燃焼モード制御手段５４は、目
標燃料量とエンジン回転速度Ｎｅに応じて点火時期をマ
ップ等により算出し、その点火時期に点火プラグ２５に
高電圧を印加して火花放電を発生させる。

【００３１】また、成層燃焼モード制御手段５４は、目
標燃料量に目標空燃比を乗算して目標空気量を算出し、
この目標空気量、エンジン回転速度Ｎｅ、目標ＥＧＲ
量、内部ＥＧＲ量（可変バルブタイミング機構３０の進
角量）等に基づいて空気系逆モデルを用いてスロットル
開度の指令値を算出し、このスロットル開度の指令値に
応じた制御信号を電子スロットルシステムのモータ１４
に出力し、スロットルバルブ１５を駆動してスロットル
開度を制御する。更に、目標ＥＧＲ量に応じてＥＧＲバ
ルブ４０を駆動してＥＧＲ量を目標ＥＧＲ量に制御す
る。

【００３２】以上説明した筒内噴射式エンジン１１のト
ルクディマンド制御は、ＥＣＵ１６によって図４に示す
ような手順で実行される。まず、ステップ１０１で、ア
クセルセンサ４１の出力（アクセル開度）、エンジン回
転速度Ｎｅ、車速等に基づいて要求軸トルクを算出し、
この要求軸トルクに内部損失トルクと外部負荷トルクを
加算し、更に、このトルクからＩＳＣ制御で消費される
トルク分を補正して要求図示トルクを求める。この後、
ステップ１０２に進み、エンジン回転速度Ｎｅと要求図
示トルクに応じてマップ等から均質燃焼モードと成層燃
焼モードのいずれか一方を選択し、均質燃焼モードの場
合は、燃焼モードフラグＭｏｄｅを１にセットし、一
方、成層燃焼モードの場合は、燃焼モードフラグＭｏｄ
ｅを２にセットする。この後、ステップ１０３に進み、
燃焼モードフラグＭｏｄｅ＝１（均質燃焼モード）であ
るか否かを判定する。

【００３３】均質燃焼モードの運転中（Ｍｏｄｅ＝１）
は、ステップ１０４に進み、要求図示トルクとエンジン
回転速度Ｎｅとに基づいてマップ等により目標空気量を
算出し、この目標空気量とエンジン回転速度Ｎｅ等に基
づいて空気系逆モデルを用いてスロットル開度の指令値
を算出する（ステップ１０５）。その後、このスロット
ル開度の指令値に応じた制御信号を電子スロットルシス
テムのモータ１４に出力し、スロットルバルブ１５を駆
動してスロットル開度を制御する（ステップ１０６）。

【００３４】また、エンジン運転中は、ステップ１０１
で演算した要求図示トルクとエンジン回転速度Ｎｅに基
づいてマップ等により目標空燃比を設定する（ステップ
１０７）。この目標空燃比は、均質燃焼モードと成層燃
焼モードの両方で共通して使用される。

【００３５】均質燃焼モードの運転中は、ステップ１０
８〜１１１の処理で、次のようにして燃料噴射量を算出
する。まず、ステップ１０８で、エアーフローメータ１
３の出力（スロットル通過空気量）と吸気圧センサ１８
の出力（吸気圧Ｐｍ）を読み込み、次のステップ１０９
で、筒内空気量推定モデルを用いてスロットル通過空気
量、吸気圧Ｐｍ、エンジン回転速度Ｎｅから推定筒内空
気量を算出する。この後、推定筒内空気量を前記ステッ
プ１０７で演算した目標空燃比で割り算して目標燃料量
を算出し（ステップ１１０）、この目標燃料量に各種の
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）を乗算して最終的な燃料噴射量を求める
（ステップ１１１）。その後、この燃料噴射量に応じた
パルス幅の噴射パルスを、各気筒の吸気行程で燃料噴射
弁２１に出力して燃料噴射を実行する（ステップ１１
６）。これにより、均質燃焼モード運転時には、吸気行
程で燃料を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。

【００３６】一方、成層燃焼モードの運転中（Ｍｏｄｅ
＝２）は、ステップ１１２に進み、前記ステップ１０１
で演算した要求図示トルクとエンジン回転速度Ｎｅとに
基づいてマップ等により目標燃料量を算出し、この目標
燃料量に各種の補正係数（水温補正係数、フィードバッ
ク補正係数、学習補正係数等）を乗算して最終的な燃料
噴射量を求め（ステップ１１３）、この燃料噴射量に応
じたパルス幅の噴射パルスを、各気筒の圧縮行程で燃料
噴射弁２１に出力して燃料噴射を実行する（ステップ１
１６）。これにより、成層燃焼モード運転時には、圧縮
行程で燃料を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。

【００３７】更に、成層燃焼モードの運転中は、ステッ
プ１０７で設定した目標空燃比と目標燃料量とを乗算し
て目標空気量を求め（ステップ１１４）、この目標空気
量とエンジン回転速度Ｎｅ等に基づいて空気系逆モデル
を用いてスロットル開度の指令値を算出し（ステップ１
１５）、このスロットル開度の指令値に応じた制御信号
を電子スロットルシステムのモータ１４に出力し、スロ
ットルバルブ１５を駆動してスロットル開度を制御する
（ステップ１１６）。

【００３８】以上説明した本実施形態の筒内噴射式エン
ジン１１の制御方式によれば、成層燃焼モードと均質燃
焼モードのいずれの燃焼モードでも、要求図示トルクに
基づいてトルクディマンド制御するため、両燃焼モード
の燃焼状態における軸トルクへの変換効率に差があって
も、その影響を受けずに軸トルクを制御することがで
き、燃焼モードの切り換え時に軸トルクの段差（トルク
ショック）が生じることを防止できて、ドライバビリテ
ィを向上することができる。

【００３９】ところで、現在の最も一般的なエンジンで
ある吸気ポート噴射式エンジン（リーンバーンエンジン
を含む）の燃焼方式は、全運転領域で均質燃焼のみであ
る。従って、均質燃焼モードの制御仕様については、筒
内噴射式エンジン１１の均質燃焼モードの基本制御仕様
と、吸気ポート噴射式エンジンの基本制御仕様とを共通
化することが可能となり、本実施形態のトルクディマン
ド制御装置を吸気ポート噴射式エンジンのトルクディマ
ンド制御装置としても使用することができ、トルクディ
マンド制御装置の共通化により、機種展開時の開発・適
合工数の大幅な削減が可能となり、コストダウンを期待
できる。尚、本実施形態のトルクディマンド制御装置を
吸気ポート噴射式エンジンのトルクディマンド制御装置
として使用する場合は、燃焼モード切換手段５２が常に
均質燃焼モード制御手段５３を選択するようにすれば良
い。

【００４０】尚、要求図示トルクを演算する際に、図２
に示された内部損失や外部負荷以外の損失・負荷を追加
したり、反対に、図２に示された内部損失や外部負荷か
ら一部の損失・負荷を無視して演算を簡略化するように
しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す筒内噴射式エンジン
制御システム全体の概略構成図

【図２】筒内噴射式エンジンのトルクディマンド制御の
概要を説明するブロック図

【図３】（ａ）は均質燃焼モード制御手段の機能を説明
するブロック図、（ｂ）は成層燃焼モード制御手段の機
能を説明するブロック図

【図４】筒内噴射式エンジンのトルクディマンド制御の
概要を説明するフローチャート

【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、１３…エアフローメータ、１５…スロット
ルバルブ、１６…ＥＣＵ（要求図示トルク演算手段，燃
焼モード切換手段，均質燃焼モード制御手段，成層燃焼
モード制御手段，目標空燃比設定手段）、１８…吸気圧
センサ、２１…燃料噴射弁、２５…点火プラグ、３３…
クランク軸、３４…外部負荷、３６…排気管、４０…Ｅ
ＧＲバルブ、４１…アクセルセンサ、５１…要求図示ト
ルク演算手段、５２…燃焼モード切換手段、５３…均質
燃焼モード制御手段、５４…成層燃焼モード制御手段、
５５…目標空燃比設定手段。

───────────────────────────────────────────────────── 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 41/14 ３２０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３２０Ｃ 41/18 41/18 Ｚ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ｇ Ｆターム(参考） 3G084 AA03 AA04 BA02 BA05 BA06 BA13 BA17 BA20 CA09 EB02 EB09 EB13 EB20 FA05 FA07 FA10 FA18 FA20 FA26 FA29 FA33 3G301 HA04 HA13 HA16 HA19 JA18 KA06 KA08 KA23 KA24 LA03 LA04 LB04 LC04 MA11 NA09 NC04 ND05 ND25 NE01 PA01A PA07Z PA11A PA15A PB03A PD02Z PE01Z PE06A PE08Z PE09Z PF01Z PF03Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮行程で筒内に燃料を噴射して成層燃
   焼させる成層燃焼モードと、吸気行程で筒内に燃料を噴
   射して均質燃焼させる均質燃焼モードとを運転状態に応
   じて切り換えるようにした筒内噴射式内燃機関の制御装
   置において、 前記成層燃焼モード運転時に内燃機関の燃焼によって発
   生すべき要求図示トルクと機関回転速度に基づいて目標
   燃料量を求め、少なくともこの目標燃料量を用いて他の
   制御パラメータを求める成層燃焼モード制御手段と、 前記均質燃焼モード運転時に内燃機関の燃焼によって発
   生すべき要求図示トルクと機関回転速度に基づいて目標
   空気量を求め、少なくともこの目標空気量を用いて他の
   制御パラメータを求める均質燃焼モード制御手段と 運転状態に応じて前記成層燃焼モード制御手段と前記均
   質燃焼モード制御手段のいずれか一方を選択して燃焼モ
   ードを切り換える燃焼モード切換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】 前記要求図示トルクを演算する要求図示
   トルク演算手段を備え、 前記成層燃焼モード制御手段及び前記均質燃焼モード制
   御手段はそれぞれ前記要求図示トルク演算手段で演算し
   た要求図示トルクを用い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】 前記要求図示トルクと機関回転速度に基
   づいて目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段を備
   え、 前記成層燃焼モード制御手段は、前記目標空燃比設定手
   段で設定した目標空燃比と前記目標燃料量とに基づいて
   目標空気量を算出して目標スロットル開度を算出し、 前記均質燃焼モード制御手段は、前記目標空燃比設定手
   段で設定した目標空燃比と実空気量の検出値又は推定値
   とに基づいて目標燃料量を算出することを特徴とする請
   求項１又は２に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。