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JP2002235579A - 筒内噴射型内燃機関の制御装置 - Google Patents

筒内噴射型内燃機関の制御装置

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JP2002235579A
JP2002235579A JP2001030841A JP2001030841A JP2002235579A JP 2002235579 A JP2002235579 A JP 2002235579A JP 2001030841 A JP2001030841 A JP 2001030841A JP 2001030841 A JP2001030841 A JP 2001030841A JP 2002235579 A JP2002235579 A JP 2002235579A
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internal combustion
combustion engine
fuel ratio
engine
fuel
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Masaru Ogawa
賢 小川
Yasunori Ebara
安則 江原
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0213—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal characterised by the method for generating shift signals
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒内噴射型の火花点火式内燃機関（エンジ
ン）に接続されてその出力をノーマルモードとパワーモ
ードからなる複数の変速特性の中の選択された特性に従
って変速する自動変速機を備えた内燃機関の制御装置に
おいて、パワーモードに切り換えられたときも燃費性能
の低下を防止すると共に、運転者の意図する加速性を満
足する。 【解決手段】 検出されたエンジン回転数ＮＥとアクセ
ル開度ＡＰから選択されたモードに対応する特性を検索
してエンジンの要求するトルクＰＭＣＭＤ（より詳しく
はその基本値ＰＭＥＭＡＰ）を算出する（Ｓ２００から
Ｓ２０４）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は筒内噴射型内燃機
関の燃焼状態制御装置に関し、より詳しくは、筒内噴射
型に接続されてその出力を複数の変速特性の中の選択さ
れた変速特性に従って変速する自動変速機を備えた内燃
機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内噴射型内燃機関ではないが、リーン
バーン機関を用いた例として、特開２０００−１６１０
９８号公報記載の技術が提案されている。この従来技術
にあっては、運転者によって選択された変速パターンに
対応してリーン空燃比での運転領域を可変に設定し、よ
ってリーンバーン機関において自動変速機の変速パター
ン（特性）が経済性重視のノーマルモードから加速性重
視のパワーモードに切り換えられたときのトルク差によ
るショックを防止することを提案している。
【０００３】より具体的には、この従来技術にあって
は、加速性重視のパワーモードが選択されたとき、リー
ン領域を高負荷領域および高回転側で狭小化する、目標
空燃比をリーン領域を高負荷領域および高回転側でリッ
チ化する、目標空燃比の全領域をリッチ傾向に設定する
ことなどを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、この従来
技術にあっては、加速性重視のパワーモードが選択され
たとき、経済性重視のノーマルモードに比してリーン領
域を狭小化するなどしているため、燃費性能が低下する
不都合があった。
【０００５】即ち、この従来技術にあっては、変速特性
の切り換えに対応して直ちに目標空燃比を変更している
ため、換言すれば、変速特性の切り換えに対応して内燃
機関に要求されるトルクを決定していないため、燃費性
能が低下する不都合が生じると共に、運転状態によって
は運転者の意図する加速性を十分満足できない場合があ
った。
【０００６】従って、この発明の目的は上記した不都合
を解消し、筒内噴射型に接続されてその出力を複数の変
速特性の中の選択された変速特性に従って変速する自動
変速機を備えたものの制御装置であって、変速特性の切
り換えに対応して内燃機関に要求されるトルクを算出
し、それに基づいて目標空燃比を含めた運転モードを決
定することで、加速性を重視した変速特性に切り換えら
れたときも、燃費性能の低下を防止すると共に、運転者
の意図する加速性も満足するようにした筒内噴射型内燃
機関の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１項において、ガソリン燃料が気筒内に直接
噴射される筒内噴射型の火花点火式内燃機関を備えると
共に、前記内燃機関に接続されてその出力を複数の変速
特性の中の選択された変速特性に従って変速する自動変
速機を備えた内燃機関の制御装置であって、少なくとも
機関回転数および機関負荷を含む前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段、少なくとも前記検出さ
れた機関回転数および機関負荷から前記複数の変速特性
ごとに予め設定された要求トルク特性の中から前記選択
された変速特性に対応する要求トルク特性に従って前記
内燃機関に要求される要求トルクを算出する要求トルク
算出手段、少なくとも前記算出された要求トルクに基づ
き、前記内燃機関の運転モードを、前記内燃機関の目標
空燃比が理論空燃比に設定される理論空燃比運転モード
と、前記理論空燃比よりリーン側の空燃比に設定される
予混合リーン運転モードと前記リーン側の空燃比よりさ
らにリーン側の空燃比に設定される成層燃焼運転モード
とからなる少なくとも２種の希薄燃焼運転モードとを含
む３種の中のいずれかに決定する運転モード決定手段、
前記設定された目標空燃比で基本燃料噴射量を補正して
前記内燃機関に供給すべき燃料噴射量を算出する燃料噴
射量算出手段、および前記決定された運転モードおよび
算出された燃料噴射量に基づいて前記内燃機関に燃料を
噴射する噴射手段を備える如く構成した。
【０００８】少なくとも機関回転数および機関負荷から
複数の変速特性ごとに予め設定された要求トルク特性の
中から選択された変速特性に対応する要求トルク特性に
従って内燃機関に要求される要求トルクを算出すると共
に、少なくとも算出された要求トルクに基づき、前記内
燃機関の運転モードを決定し、さらに、設定された目標
空燃比で基本燃料噴射量を補正して供給すべき燃料噴射
量を算出する如く構成したので、換言すれば、算出され
た要求トルクに基づいて目標空燃比を含めた運転モード
を決定すると共に、目標空燃比で基本燃料噴射量を補正
する供給すべき燃料噴射量を算出するようにしたので、
加速性を重視した変速特性に切り換えられたときも、燃
費性能の低下を防止することができると共に、運転者の
意図する加速性も満足することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
【００１０】図１はこの発明の一つの実施の形態に係る
筒内噴射型内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図で
ある。
【００１１】図において、符号１０はＯＨＣ直列４気筒
の内燃機関（以下「エンジン」という）を示し、吸気管
１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から導入され
た吸気は、サージタンク１６を通り、スロットルバルブ
１８でその流量を調節されつつ吸気（インテーク）マニ
ホルド２０を経て、２個の吸気バルブ（図示せず）を介
して第１（＃１）から第４（＃４）気筒（シリンダ）２
２に流入する。図１では１つの気筒のみ示す。
【００１２】気筒２２のそれぞれにはピストン２４が移
動自在に設けられると共に、その頂部に凹部が形成さ
れ、ピストン２４の頂部とシリンダヘッド２６の内壁と
の間に、燃焼室２８が形成される。燃焼室２８に臨む位
置の中央付近には、インジェクタ（燃料噴射弁）３０が
設けられる。
【００１３】インジェクタ３０は燃料供給管３２を通じ
て燃料タンク３４に接続され、燃料タンク３４の内部に
配置された燃料ポンプ３４ａによって汲み上げられて高
圧ポンプおよびレギュレータ（共に図示せず）で所定の
高圧に調圧された燃料（ガソリン燃料）の供給を受け、
開弁するとき、燃料を燃焼室２８に噴射する。
【００１４】気筒２２の燃焼室２８には点火プラグ３６
が配置される。点火プラグ３６は点火コイルを含む点火
装置３８から点火エネルギの供給を受け、所定の点火時
期において噴射燃料と吸入空気の混合気を点火する。点
火された混合気は燃焼して爆発し、ピストン２４を駆動
する。
【００１５】このように、この実施の形態に係るエンジ
ン１０は、ガソリン燃料をインジェクタ３０を介して各
気筒２２の燃焼室２８に直接噴射する、筒内噴射型の火
花点火式の内燃機関である。
【００１６】燃焼後の排気ガスは、２個の排気バルブ
（図示せず）を介して排気（エキゾースト）マニホルド
４０に排出され、排気管４２を進んでＮＯｘ成分除去触
媒装置４４および三元触媒装置４６に達し、そこで浄化
されてエンジン１０外に排出される。
【００１７】排気マニホルド４０の下流において、排気
管４２はＥＧＲ管４８を介してスロットルバルブ１８の
下流で吸気管１２に接続される。ＥＧＲ管４８にはＥＧ
Ｒ制御バルブ５０が設けられ、所定の運転状態において
開放させられて流量（ＥＧＲ量）を調節しつつ排気ガス
の一部を吸気系に還流させる。
【００１８】また、燃料タンク３４の液面上方空間はキ
ャニスタ５４に接続され、蒸発燃料はキャニスタ５４に
送られ、そこに充填される活性炭に吸着される。キャニ
スタ５４はパージ管５６を介してスロットルバルブ１８
の下流で吸気管１２に接続される。パージ管５６にはキ
ャニスタパージ制御バルブ５８が設けられ、所定の運転
状態において開弁させられて流量（パージ流量）を調節
しつつ蒸発燃料の一部を吸気系にパージさせる。
【００１９】また、スロットルバルブ１８は車両運転席
床面に配置されたアクセルペダル（図示せず）と機械的
に連結されず、スロットルバルブ１８はパルスモータ６
０に連結され、その出力で駆動されて吸気管１２を開閉
する。このように、スロットルバルブ１８は、ＤＢＷ方
式で駆動される。
【００２０】ピストン２４はコンロッド６２を介してク
ランクシャフト６４に連結されると共に、クランクシャ
フト６４の付近にはクランク角センサ６６が配置され
る。クランク角センサ６６は、クランクシャフト６４に
取り付けられたパルサ６６ａおよびそれに対向配置され
た磁気ピックアップ６６ｂからなる。
【００２１】クランク角センサ６６は、クランク角度７
２０度ごとに気筒判別用のＣＹＬ信号を、各気筒２２の
ＢＴＤＣ所定クランク角度ごとにＴＤＣ信号を、ＴＤＣ
信号間隔を６個に細分したクランク角度３０度（以下
「ＳＴＡＧＥ」という）ごとにＣＲＫ信号を出力する。
【００２２】パルスモータ６０にはスロットル開度セン
サ６８が接続され、パルスモータ開度を通じてスロット
ルバルブ１８の開度ＴＨに応じた信号を出力する。
【００２３】吸気管１２のスロットルバルブ１８の配置
位置付近には絶対圧（ＭＡＰ）センサ７０が設けられ、
スロットル下流の吸気圧力を図示しない通路を介して導
入して吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）に応じた
信号を出力する。また、吸気管１２においてスロットル
バルブ１８の配置位置の上流側には吸気温センサ７２が
設けられ、吸入空気の温度ＴＡに応じた信号を出力す
る。
【００２４】また、気筒２２の付近には水温センサ７４
が設けられ、エンジン水温ＴＷに応じた信号を出力す
る。排気マニホルド４０の集合部下流で触媒装置４４，
４６の上流側において排気管４２には空燃比センサ７６
が１個設けられ、排気空燃比、より正確には排気ガス中
の酸素濃度に比例した信号を出力する。
【００２５】また、触媒装置４４，４６の下流側にはＯ
2 センサ８０が設けられ、排気空燃比が理論空燃比に対
してリーンあるいはリッチ方向に変化する度に反転する
信号を出力する。
【００２６】さらに、アクセルペダルの付近にはアクセ
ル開度センサ８２が設けられ、運転者により操作される
アクセル開度（アクセルペダル位置）ＡＰに応じた信号
を出力する。また、エンジン１０の適宜位置には大気圧
センサ８４が設けられ、エンジン１０が位置する場所の
大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００２７】これらセンサ出力は、電子制御ユニット
（以下「ＥＣＵ」という）９０に送られる。ＥＣＵ９０
はマイクロコンピュータからなり、入力回路９０ａ、Ｃ
ＰＵ９０ｂ，メモリ９０ｃおよび出力回路９０ｄならび
にカウンタ（図示せず）を備える。
【００２８】クランク角センサ６６が出力するＣＲＫ信
号は、カウンタでカウントされてエンジン回転数ＮＥが
検出されてメモリ９０ｃに記憶（格納）されると共に、
その他のセンサ出力はＡ／Ｄ変換処理などを経てメモリ
９０ｃに記憶（格納）される。ＥＣＵ９０は、検出され
たエンジン回転数ＮＥおよび入力したセンサ出力値に基
づいて後述のように燃料噴射量および点火時期を算出す
る。
【００２９】エンジン１０の後段には自動変速機（以下
「トランスミッション」という）１００が配置される。
トランスミッション１００は破線で示すようにエンジン
１０に接続されてその出力を変速する。トランスミッシ
ョン１００は、公知の前進５段、後進４段の有段式変速
機からなる。
【００３０】トランスミッション１００の制御のために
シフトコントローラ１０２が設けられる。シフトコント
ローラ１０２は、電磁ソレノイドからなる油圧制御回路
１０４を介してトランスミッション１００に接続され
る。シフトコントローラ１０２も、前記したＥＣＵ９０
と同様にマイクロコンピュータからなり、入力回路、Ｃ
ＰＵ，メモリおよび出力回路ならびにカウンタ（全て図
示せず）を備える。シフトコントローラ１００とＥＣＵ
９０は、相互に通信自在に接続される。
【００３１】エンジン１０およびトランスミッション１
００が搭載される車両（図示せず）のドライブシャフト
（図示せず）の付近には車速センサ１０６が設けられ、
車両の走行速度（車速）Ｖに応じた信号を出力する。ま
た、車両運転席（図示せず）の付近にはレンジセレクタ
（図示せず）が設けられ、運転者が、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ
５，Ｄ４，Ｄ３，２，１の８つのレンジのいずれかを選
択可能に構成されると共に、変速特性（変速パターン。
ギアシフトスケジューリングマップ）を、経済性を重視
したノーマルモードと加速性を重視したパワーモードの
間で選択可能に構成される。
【００３２】シフトレバーの付近にはレンジセレクタス
イッチ１１０が設けられて運転者の選択レンジに応じた
信号を出力すると共に、モード切り換えスイッチ１１２
が設けられて運転者の選択した変速特性（モード）に応
じた信号を出力する。
【００３３】これらセンサの出力は、シフトコントロー
ラ１０２に送られる。さらに、前記したアクセル開度セ
ンサ８２の出力もシフトコントローラ１０２に送られ
る。
【００３４】シフトコントローラ１０２は、Ｄレンジが
選択されているとき、ノーマルモードとパワーモードご
とに予め設定されたギアシフトスケジューリングマップ
（変速特性）の中の選択されたモードに対応するマップ
（変速特性）を検出された車速Ｖとアクセル開度ＡＰ
（エンジン負荷を示すパラメータ）で検索し、目標ギア
段ＳＨを算出し、算出した目標ギア段ＳＨが油圧制御回
路１０４の電磁ソレノイドへの通電指令値を介して検出
した現在ギア段ＮＧＡＲと異なるときは、目標ギア段Ｓ
Ｈとなるように変速処理を行う。
【００３５】尚、ノーマルモードおよびパワーモードか
らなるギアシフトスケジューリングマップは公知である
ため、特性の図示は省略するが、同一車速および同一ア
クセル開度に対し、ノーマルモードに比してパワーモー
ドは目標ギア段ＳＨが変速比で大となるように、換言す
れば、低ギア側となるように設定される。
【００３６】図２は、図１に示すＥＣＵ９０およびシフ
トコントローラ１０２の動作を機能的に示す機能ブロッ
ク図である。
【００３７】同図を参照して説明すると、ＥＣＵ９０
は、要求トルク算出部２００と燃焼状態決定部２０２と
運転パラメータ決定部２０４を備える。要求トルク算出
部２００は、検出されたエンジン回転数ＮＥとアクセル
開度ＡＰと前記したモード（ノーマルモードとパワーモ
ード。フラグＦ．ＰＭＯＤＥで示す）から、エンジン１
０に要求される要求トルク（目標エンジン負荷あるいは
運転者要求出力）ＰＭＣＭＤを算出する。
【００３８】燃焼状態決定部２０２は、算出された要求
トルクＰＭＣＭＤとエンジン回転数ＮＥ、エンジン水温
ＴＷ、ＥＧＲ制御バルブ５０の実リフト量ＬＡＣＴなど
から、より具体的には算出された要求トルクＰＭＣＭＤ
と検出されたエンジン回転数ＮＥから燃費性能およびエ
ミッション性能が最良となるように運転モード（燃焼モ
ード）を決定すると共に、目標空燃比ＫＣＭＤを設定
（決定）する。
【００３９】具体的には、燃焼状態決定部２０２は、算
出された目標トルクＰＭＥが高負荷であるとき、運転モ
ードを、目標空燃比ＫＣＭＤを理論空燃比あるいはその
近傍、例えば、１２．０：１から１５．０：１に設定す
る理論空燃比運転モードに決定する。
【００４０】また、燃焼状態決定部２０２は、算出され
た目標トルクＰＭＥが中負荷であるとき、運転モード
を、目標空燃比ＫＣＭＤを理論空燃比よりリーン側の空
燃比、例えば１５．０：１から２２．０：１に設定する
予混合リーン運転モードに決定すると共に、低負荷であ
るときは前記リーン側の空燃比よりさらにリーン側の空
燃比、例えば２２．０：１から６０．０：１に設定する
成層燃焼運転モードに決定する。
【００４１】このように、エンジン１０は予混合リーン
運転モードおよび成層燃焼運転モードからなる２種の希
薄燃焼運転モードを備える。運転モードはラベルＳＴ．
ＥＭＯＤＥ０とフラグＦ．ＣＭＤで表現され、具体的に
は、Ｆ．ＣＭＤ＝１のときは２回噴射モード、Ｆ．ＣＭ
Ｄ＝０でＳＴ．ＥＭＯＤ０＝０のときは理論空燃比運転
モード、Ｆ．ＣＭＤ＝０でＳＴ．ＥＭＯＤ０＝１のとき
は予混合リーン運転モード、Ｆ．ＣＭＤ＝０でＳＴ．Ｅ
ＭＯＤ０＝２のときは成層燃焼運転モードを意味する。
【００４２】運転パラメータ決定部２０４は、検出され
たエンジン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧（エンジン負
荷）ＰＢＡなどから出力燃料噴射量ＴＯＵＴを算出し、
決定された運転モードに基づき、理論空燃比運転モード
あるいは予混合リーン運転モードに決定されるときは吸
入行程の所定の噴射時期θｉｎｊ（運転状態に応じて決
定）でインジェクタ３０を介して燃料噴射を実行する。
噴射された燃料は吸入空気と一体化し、運転パラメータ
決定部２０４は、所定の点火時期θｉｇ（運転状態に応
じて）で点火装置３８と点火プラグ３６を期して点火し
て予混合燃焼（均質燃焼）を生じさせる。
【００４３】運転パラメータ決定部２０４は、成層燃焼
運転モードに決定されるときは、圧縮行程（および必要
に応じて部分的に吸入工程）で燃料噴射を実行して成層
燃焼（Direct Injection Stratified Charge) を生じさ
せると共に、理論空燃比運転モードあるいは予混合リー
ン運転モードに決定されるときは吸入行程で燃料噴射を
実行して均一燃焼を生じさせる。
【００４４】尚、前記したように、燃焼状態決定部２０
２は検出されたエンジン回転数ＮＥと算出された要求ト
ルクＰＭＣＭＤとから運転モードを決定するが、運転パ
ラメータ決定部２０４は点火プラグ近傍の空燃比が、運
転モード（負荷）に関わらず１２．０：１から１５．
０：１となるように燃料噴射を実行する。
【００４５】具体的には、運転パラメータ決定部２０４
は、出力燃料噴射量ＴＯＵＴを以下のように算出する。 ＴＯＵＴ＝（ＴＣＹＬ−Ｂ×ＴＷＰ）／Ａ 上記で、ＴＷＰは壁面付着燃料量で、以下のように算出
する。 ＴＷＰ＝（１−Ａ）×ＴＯＵＴ＋（１−Ｂ）×ＴＷＰ 上記で、Ａ：壁面付着パラメータ直接率、Ｂ：壁面付着
パラメータ持ち去り率である。
【００４６】ＴＣＹＬは当該気筒の要求燃料噴射量で、
以下のように算出する。 ＴＣＹＬ＝ＴＩＭ×ＫＣＭＤＭ×ＫＡＦ×ＫＴ＋ＴＴ 上記で、ＴＩＭ：検出されたエンジン回転数ＮＥと吸気
管内絶対圧ＰＢＡから予め設定されたマップを検索して
得られる基本燃料噴射量、ＫＡＦ：空燃比センサ出力に
基づく空燃比フィードバック補正係数、ＫＴ：残余のエ
ンジン水温ＴＷ、外気温ＴＡなどによる乗算形式による
補正項、ＴＴ：残余の加算形式による補正項である。
【００４７】尚、基本燃料噴射量ＴＩＭおよび要求燃料
噴射量ならびに出力燃料噴射量ＴＯＵＴは、インジェク
タ３０の開弁時間で算出する。また、ＫＣＭＤＭは目標
空燃比補正係数であり、前記した目標空燃比ＫＣＭＤに
充填効率補正を施して算出する。その目標空燃比ＫＣＭ
Ｄは、具体的には、以下のように算出する。 ＫＣＭＤ＝ＫＢＳ×ＫＷＯＴ×ＫＬＥＡＮ×ＫＭＦ
【００４８】上記で、ＫＢＳ：エンジン回転数ＮＥと吸
気管内絶対圧ＰＢＡ（あるいは目標トルクＰＭＥ）から
予め設定されたマップを検出して得られる基本値（運転
モードによって別々に検索）、ＫＷＯＴ：スロットルバ
ルブ１８が全開開度にあるときのリッチ化補正係数、Ｋ
ＬＥＡＮ：始動後の（ＨＣ低減用の）リーン化補正係
数、ＫＭＦ：失火検知によるドライバビリティ補償用空
燃比補正係数である。
【００４９】尚、目標空燃比ＫＣＭＤの算出にはさらに
他の補正係数を使用するが、この発明の要旨と直接の関
連を有しないため、説明を省略する。また目標空燃比Ｋ
ＣＭＤも目標空燃比補正係数ＫＣＭＤＭも、実際には、
当量比で示される。
【００５０】また、運転パラメータ決定部２０４は、出
力点火時期ＩＧを以下のように算出する。 ＩＧ＝ＩＧＭＡＰ＋ＩＧＣＲ 上記で、ＩＧＭＡＰは、予混合リーン運転モードおよび
理論空燃比運転モードにおいては検出されたエンジン回
転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡから、また成層燃焼運
転モードにおいては検出されたエンジン回転数ＮＥと目
標トルクＰＭＥから予め設定されたマップを検索して得
られる基本点火時期である。
【００５１】また、ＩＧＣＲは点火時期の補正項の総和
であり、以下のように算出する。 ＩＧＣＲ＝ＩＧＴＷ＋ＩＧＴＡ＋ＩＧＡＤＶ 上記でＩＧＴＷ：エンジン水温ＴＷによる点火時期補正
項、ＩＧＴＡ：外気温ＴＡによる点火時期補正項、ＩＧ
ＡＤＶ：空燃比による点火時期進角補正項（リーン化時
の進角補正項）である。尚、ＩＧＣＲの算出にはさらに
他の補正係数も使用するが、この発明の要旨と直接の関
連を有しないため、説明を省略する。
【００５２】そして、運転パラメータ決定部２０４は、
算出した点火時期に相当するクランク角度において点火
装置３８および点火プラグ３６を介して混合気を着火す
る。さらに、運転パラメータ決定部２０４は、ＥＧＲバ
ルブ５０の通電指令値ＬＣＭＤ、パルスモータ６０への
通電（スロットル開度）指令値ＴＨＣＭＤ、可変バルブ
タイミング機構（図示せず）の駆動回路への指令値ＶＴ
ＣＣＭＤなどを決定して出力するが、それらについても
この発明の要旨と直接の関連を有しないため、説明を省
略する。また、シフトコントローラ１００の動作は図１
に関して説明したので、図２での説明を省略する。
【００５３】上記を前提として、この発明に係る筒内噴
射型内燃機関の制御装置の動作を説明する。これは具体
的にはＥＣＵ９０の動作であり、より具体的には要求ト
ルク算出部２００の動作である。
【００５４】図３はその動作を示すフロー・チャートで
ある。図示のプログラムはＴＤＣあるいはその付近の所
定クランク角度で実行される。
【００５５】以下説明すると、先ずＳ１０においてエン
ジン１０が始動モードにあるか否か適宜な手法で判断
し、肯定されるときはＳ１２に進み、データをイニシャ
ル値にセットし、Ｓ１４に進み、フラグＦ．ＦＢのビッ
トを０にリセットし、Ｓ１６に進み、始動モード時の要
求トルクＰＭＣＲＳＴを算出する。
【００５６】尚、このフロー・チャートでＦ．ＦＢのビ
ットを０にリセットすることはアイドル回転数フィード
バック制御を実行しないことを、１にセットすることは
実行することを意味する。アイドル回転数フィードバッ
ク制御の詳細は、この発明の要旨と直接の関連を有しな
いことから、説明を省略する。
【００５７】他方、Ｓ１０で否定されるときはＳ１８に
進み、フラグＦ．ＦＩＲＥのビットが１にセットされて
いるか否か判断する。このフラグは図示しない別ルーチ
ンで三元触媒装置４６の昇温制御（活性化制御）実行と
判断されたとき、そのビットが１にセットされる。
【００５８】Ｓ１０で否定されてエンジン１０が始動モ
ードにないと判断されてＳ１８に進むとき、所定時間の
間はＳ１８の判断は通例肯定されてＳ２０に進み、昇温
制御許可フラグＦ．ＦＩＲＥＯＮのビットが１にセット
されているか否か判断し、肯定されるときはＳ２２に進
み、前記したフラグＦ．ＦＢのビットを０にリセットす
ると共に、Ｓ２４に進み、昇温制御（「ＦＩＲＥモー
ド」と示す）を実行する。
【００５９】他方、Ｓ１８およびＳ２０で否定されると
きはＳ２６に進み、フラグＦ．ＩＤＬＥのビットが１に
セットされているか否か判断する。このフラグのビット
が１にセットされていることは前記したアイドル回転数
フィードバック制御可能領域にあることを意味するの
で、肯定されるときはＳ２８に進み、検出された車速Ｖ
が０か否か判断し、肯定されるときはＳ３０に進み、ア
イドル回転数フィードバック制御（「ＩＤＬＥモード」
と示す）を実行する。
【００６０】また、Ｓ２６あるいはＳ２８で否定される
ときはＳ３２に進み、前記したフラグＦ．ＦＢのビット
を０にリセットし、Ｓ３４に進み、走行モードと判断し
て前記した要求トルクを算出する。
【００６１】図４はその処理を示すサブルーチン・フロ
ー・チャートである。
【００６２】以下説明すると、Ｓ１００においてアクセ
ル開度ＡＰが０、即ち、運転者がアクセルペダルを操作
していないか否か判断し、否定されるときはＳ１０２に
進み、要求トルクＰＭＣＭＤの基本値ＰＭＥＭＡＰを算
出（検索）する。
【００６３】図５はその処理を示すサブルーチン・フロ
ー・チャートである。
【００６４】以下説明すると、Ｓ２００においてフラグ
Ｆ．ＰＭＯＤＥのビットが１にセットされているか否か
判断する。このフラグのビットは前記したモード切り換
えスイッチ１１２の出力に応じて図示しないルーチンで
設定され、モード切り換えスイッチ１１２が運転者によ
ってノーマルモードが選択されていることを示すときは
そのビットが０にリセットされると共に、パワーモード
が選択されていることを示すときはそのビットが１にセ
ットされる。
【００６５】Ｓ２００において否定されるときはＳ２０
２に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥとアクセル開
度ＡＰ（エンジン負荷を示すパラメータ）から前記した
ノーマルモードとパワーモードからなる２種（複数）の
変速特性（ギアシフトスケジューリングマップ）ごとに
予め設定された要求トルク特性の中から選択された変速
特性、この場合はノーマルモードに対応する要求トルク
特性に従ってエンジン１０に要求される要求トルクＰＭ
ＣＭＤ、より詳しくはその基本値ＰＭＥＭＡＰを算出
（検索）する。
【００６６】図６はその要求トルク特性、より詳しくは
その基本値ＰＭＥＭＡＰの特性を示す説明グラフであ
り、同図（ａ）はアクセル開度ＡＰ一定のときのエンジ
ン回転数ＮＥに対して設定された要求トルクの基本値Ｐ
ＭＥＭＡＰの特性、同図（ｂ）はエンジン回転数ＮＥ一
定のときのアクセル開度ＡＰに対して設定された要求ト
ルクの基本値ＰＭＥＭＡＰの特性を示す。
【００６７】同図（ａ）（ｂ）においてノーマルモード
に対応する特性を実線で、パワーモードに対応する特性
を破線で示す。ノーマルモードに対応する特性もパワー
モードに対応する特性も、エンジン回転数ＮＥおよびア
クセル開度ＡＰに対してエンジンの燃費性能（経済性）
およびエミッション性能が最適になるような値を実験を
通じて求めて設定される。
【００６８】ただし、図示の如く、パワーモードに対応
する特性は、よって算出（検索）される基本値ＰＭＥＭ
ＡＰが、ノーマルモードに対応する特性よりも大きく、
換言すれば燃費性能（経済性）を犠牲にして加速性をそ
の分だけ重視した値となるように設定される。
【００６９】他方、Ｓ２００において肯定されるときは
Ｓ２０４に進み、同様に検出されたエンジン回転数ＮＥ
とアクセル開度ＡＰから、破線で示すパワーモードに対
応する特性に従って要求トルクＰＭＣＭＤの基本値ＰＭ
ＥＭＡＰを算出（検索）する。
【００７０】図４フロー・チャートの説明に戻ると、次
いでＳ１０４に進み、要求トルクの水温補正項ＰＭＴＷ
と始動後補正項ＰＭＡＳＴを適宜な特性（図示せず）に
従って算出（検索）する。
【００７１】次いでＳ１０６に進み、ＡＣＧ（交流発電
機。図１で図示省略）の駆動に消費される損失を補償す
るためにＡＣＧ駆動による補正項ＰＭＥＡＣＧを適宜な
特性（図示せず）に従って算出（検索）する。
【００７２】次いでＳ１０８に進み、エアコンディショ
ナ（図１で図示省略）を除く電気機器の駆動に消費され
る損失を補償するために電気機器駆動による補正項ＰＭ
ＥＬを適宜な特性（図示せず）に従って算出（検索）す
る。
【００７３】次いでＳ１１０に進み、エアコンディショ
ナの駆動に消費される損失を補償するためにエアコンデ
ィショナ駆動による補正項ＰＭＨＡＣを適宜な特性（図
示せず）に従って算出（検索）する。
【００７４】次いでＳ１１２に進み、ダッシュポット制
御による補正項ＰＭＤＰを適宜な特性（図示せず）に従
って算出（検索）し、Ｓ１１４に進み、エンジン１０が
搭載される車両がＥＰＳ（パワーアシスト用電動モー
タ。図１で図示省略）を搭載するか否か判断し、肯定さ
れるときはＳ１１６に進み、その駆動に消費される損失
を補償するためにＥＰＳ駆動による補正項ＰＭＰＳを適
宜な特性（図示せず）に従って算出（検索）すると共
に、否定されるときはＳ１１８に進み、その補正項ＰＭ
ＰＳを０とする。
【００７５】次いでＳ１２０に進み、エンジン１０が搭
載される車両がＡＴ（自動変速機）を備えている車両か
否か判断する。前記した如く、この車両はトランスミッ
ション１００を装備していることから、当然に肯定され
るときはＳ１２２に進み、アイドル運転のインギア時の
トルクコンバータ負荷に応じた補正項ＰＭＡＴを適宜な
特性（図示せず）に従って算出（検索）する。尚、Ｓ１
２０で否定されて手動変速機を備えると判断されるとき
はＳ１２４に進み、その補正項ＰＭＡＴを０とする。
【００７６】次いでＳ１２６に進み、算出（検索）した
基本値ＰＭＥＭＡＰに上記の如くして算出した補正項を
加算して要求トルクＰＭＣＭＤを算出する。尚、Ｓ１０
０で肯定されるときは以降の処理をスキップする。
【００７７】この実施の形態に係る筒内噴射型内燃機関
の制御装置にあっては、上記の如く、変速特性（ノーマ
ルモードおよびパワーモード）の切り換えに対応してエ
ンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＰからエンジン１０
に要求される要求トルクＰＭＣＭＤ、より具体的にはそ
の基本値ＰＭＥＭＡＰを算出し、各種の補正項を加算し
て要求トルクＰＭＣＭＤを算出するようにした。
【００７８】さらに、算出した要求トルクＰＭＣＭＤに
基づいて目標空燃比ＫＣＭＤを含めた運転モードを決定
すると共に、目標空燃比ＫＣＭＤで基本燃料噴射量ＴＩ
Ｍを補正して出力燃料噴射量ＴＯＵＴを算出するように
したので、加速性を重視したパワーモード（変速特性）
に切り換えられたときも、燃費性能の低下を防止するこ
とができると共に、運転者の意図に沿った加速性を与え
ることで、加速性も満足することができる。
【００７９】さらに、変速特性（ノーマルモードおよび
パワーモード）ごとに目標空燃比ＫＣＭＤを記憶する必
要がないので、その分だけＥＣＵ９０のメモリ９０ｃの
容量を低減することができる。
【００８０】この実施の形態にあっては上記の如く、ガ
ソリン燃料が気筒（２２）内に直接噴射される筒内噴射
型の火花点火式内燃機関（エンジン１０）を備えると共
に、前記内燃機関に接続されてその出力を複数の変速特
性（ノーマルモードとパワーモード。ギアシフトスケジ
ューリングマップ）の中の選択された変速特性に従って
変速する自動変速機（トランスミッション１００）を備
えた内燃機関の制御装置であって、少なくとも機関回転
数（エンジン回転数ＮＥ）および機関負荷（アクセル開
度ＡＰ）を含む前記内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段（クランク角センサ６６、アクセル開度セ
ンサ８２、ＥＣＵ９０、要求トルク算出部２００）、少
なくとも前記検出された機関回転数および機関負荷から
前記複数の変速特性ごとに予め設定された要求トルク特
性の中から前記選択された変速特性に対応する要求トル
ク特性に従って前記内燃機関に要求される要求トルクＰ
ＭＣＭＤ、より具体的にはその基本値ＰＭＥＭＡＰを算
出する要求トルク算出手段（ＥＣＵ９０、要求トルク算
出部２００，Ｓ３４，Ｓ１００からＳ１０２，Ｓ２００
からＳ２０４）、少なくとも前記算出された要求トルク
に基づき、前記内燃機関の運転モードを、前記内燃機関
の目標空燃比ＫＣＭＤが理論空燃比に設定される理論空
燃比運転モードと、前記理論空燃比よりリーン側の空燃
比に設定される予混合リーン運転モードと前記リーン側
の空燃比よりさらにリーン側の空燃比に設定される成層
燃焼運転モードとからなる少なくとも２種の希薄燃焼運
転モードとを含む３種の中のいずれかに決定する運転モ
ード決定手段（ＥＣＵ９０、燃焼状態決定部２０２）、
前記設定された目標空燃比ＫＣＭＤで基本燃料噴射量Ｔ
ＩＭを補正して前記内燃機関に供給すべき燃料噴射量
（出力燃料噴射量ＴＯＵＴ）を算出する燃料噴射量算出
手段（ＥＣＵ９０、運転パラメータ決定部２０４）、お
よび前記決定された運転モードおよび算出された燃料噴
射量に基づいて前記内燃機関に燃料を噴射する噴射手段
（インジェクタ３０，ＥＣＵ９０、運転パラメータ決定
部２０４）を備える如く構成した。
【００８１】尚、この発明の実施の形態をノーマルモー
ドとパワーモードの２種の変速特性を備える場合を例に
とって説明したが、この発明は、３種以上の変速特性を
備えるものにも妥当する。
【００８２】また、この発明の実施の形態を筒内噴射型
の火花点火式ガソリンエンジンを例にとって説明した
が、この発明は、ガソリン燃料を吸気弁の前に噴射する
通常のエンジンで理論空燃比運転モードと予混合リーン
運転モードで運転されるものにも、妥当する。
【００８３】また、スロットルバルブ１８の駆動にパル
スモータ６０を使用したが、パルスモータ６０に代え、
トルクモータあるいはＤＣモータなどのアクチュエータ
を用いても良い。
【００８４】
【発明の効果】請求項１項にあっては、少なくとも機関
回転数および機関負荷から複数の変速特性ごとに予め設
定された要求トルク特性の中から選択された変速特性に
対応する要求トルク特性に従って内燃機関に要求される
要求トルクを算出すると共に、少なくとも算出された要
求トルクに基づき、前記内燃機関の運転モードを決定
し、さらに、設定された目標空燃比で基本燃料噴射量を
補正して供給すべき燃料噴射量を算出する如く構成した
ので、換言すれば、算出された要求トルクに基づいて目
標空燃比を含めた運転モードを決定すると共に、目標空
燃比で基本燃料噴射量を補正する供給すべき燃料噴射量
を算出するようにしたので、加速性を重視した変速特性
に切り換えられたときも、燃費性能の低下を防止するこ
とができると共に、運転者の意図する加速性も満足する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る筒内噴射型内燃機関（エンジ
ン）の制御装置を、前記内燃機関に接続される自動変速
機（トランスミッション）も含めて全体的に示す概略図
である。
【図２】図１装置の制御装置を構成する内燃機関制御用
のＥＣＵおよび自動変速機制御用のシフトコントローラ
の動作を、要求トルク算出部などと表示しつつ、機能的
に示す機能ブロック図である。
【図３】図１装置の動作、より具体的には図２に示す要
求トルク算出部の動作を示すメインフロー・チャートで
ある。
【図４】図３フロー・チャートの中の走行モード処理処
理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図５】図４フロー・チャートの中の要求トルクの基本
値ＰＭＥＭＡＰの算出処理を示すサブルーチン・フロー
・チャートである。
【図６】図５フロー・チャートで使用する変速特性（ノ
ーマルモードとパワーモード）ごとに設定された要求ト
ルク特性を示す説明グラフである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン） １２ 吸気管 ２２ 気筒（シリンダ） ２８ 燃焼室 ３６ 点火プラグ ３８ 点火装置 ５０ ＥＧＲ制御バルブ ６６ クランク角センサ ７０ 絶対圧（ＭＡＰ）センサ ７６ 空燃比センサ（ＬＡＦセンサ） ８２ アクセル開度センサ ９０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） １００ 自動変速機（トランスミッション） １０２ シフトコントローラ １１２ モード切り換えスイッチ ２００ 要求トルク算出部 ２０２ 燃焼状態決定部 ２０４ 運転パラメータ決定部
───────────────────────────────────────────────────── 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 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｆ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ａ Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA09 BA13 DA02 DA15 EB08 EB11 FA01 FA02 FA06 FA10 FA11 FA20 FA30 FA33 3G093 AA00 AA05 BA19 DA00 DA01 DA03 DA04 DA05 DA11 DB05 DB08 DB11 EA04 EA05 EC02 FA04 FA10 FB01 FB02 3G301 HA01 HA04 HA09 HA13 HA14 HA16 JA02 JA03 LC04 MA01 MA13 NC02 ND01 NE14 NE15 PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PD09A PD09Z PE01Z PE06Z PE08Z PF01Z PF03Z PF08Z

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガソリン燃料が気筒内に直接噴射される
    筒内噴射型の火花点火式内燃機関を備えると共に、前記
    内燃機関に接続されてその出力を複数の変速特性の中の
    選択された変速特性に従って変速する自動変速機を備え
    た内燃機関の制御装置であって、 ａ．少なくとも機関回転数および機関負荷を含む前記内
    燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、 ｂ．少なくとも前記検出された機関回転数および機関負
    荷から前記複数の変速特性ごとに予め設定された要求ト
    ルク特性の中から前記選択された変速特性に対応する要
    求トルク特性に従って前記内燃機関に要求される要求ト
    ルクを算出する要求トルク算出手段、 ｃ．少なくとも前記算出された要求トルクに基づき、前
    記内燃機関の運転モードを、前記内燃機関の目標空燃比
    が理論空燃比に設定される理論空燃比運転モードと、前
    記理論空燃比よりリーン側の空燃比に設定される予混合
    リーン運転モードと前記リーン側の空燃比よりさらにリ
    ーン側の空燃比に設定される成層燃焼運転モードとから
    なる少なくとも２種の希薄燃焼運転モードとを含む３種
    の中のいずれかに決定する運転モード決定手段、 ｄ．前記設定された目標空燃比で基本燃料噴射量を補正
    して前記内燃機関に供給すべき燃料噴射量を算出する燃
    料噴射量算出手段、および ｅ．前記決定された運転モードおよび算出された燃料噴
    射量に基づいて前記内燃機関に燃料を噴射する噴射手
    段、を備えることを特徴とする筒内噴射型内燃機関の制
    御装置。
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