JP3681041B2 - 筒内噴射式内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、気筒内に直接燃料を噴射して火花点火により燃料を着火させる筒内噴射式内燃機関の制御装置に関し、特にＥＧＲ（排気ガス還流）量を高精度に制御して排気ガス中のＮＯｘ成分を確実に低減させ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】
従来より、吸気管内で燃料を噴射して均一な混合気を気筒内に導入する火花点火式の内燃機関（エンジン）はよく知られており、この種の内燃機関においては、空燃比（Ａ／Ｆ）を理論値（１４．７）にフィードバック制御するために、排気管に空燃比センサが設けられている。
【０００３】
たとえば、特開昭６１−１０１６４５号公報に記載された内燃機関の制御装置においては、２つの空燃比センサを用いて空燃比センサの誤差を補正する技術が開示されている。
【０００４】
また、特開昭６３−７５３２７号公報に記載された内燃機関の制御装置においては、加減速時に空燃比フィードバック量を補正し、補正制御領域毎に加減速量をマップデータとして記憶する技術が開示されている。
【０００５】
ところで、上記のような一般的な内燃機関は、比較的大きい出力トルクが得られるものの、空燃比に対する変動も大きいため、トルク制御が容易でないという問題がある。
【０００６】
そこで、エンジン発生トルクを制御し易くするために、気筒内に直接燃料を噴射することにより、気筒内の部分的な領域で燃料を燃焼させるようにした筒内噴射式内燃機関の制御装置が開発されている。
【０００７】
たとえば、特開平８−３１２４３３号公報に記載された筒内噴射式内燃機関の制御装置においては、運転状態から目標エンジントルクを算出し、目標エンジントルクに基づいて各種の制御量（目標空燃比、目標噴射終了時期、点火時期、ＥＧＲ量など）を演算している。
【０００８】
図８は従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置を概略的に示す構成図である。
図８において、内燃機関の本体すなわちエンジン１には、吸入空気を導入するための吸気管１ａと、燃焼後の排気ガスを導出するための排気管１ｂが設けられている。
【０００９】
吸気管１ａの上流側には、矢印のようにエンジン１に導入される吸気量Ｑａを検出するためのエアフローセンサ２が設けられている。
また、吸気管１ａ内には、吸気量Ｑａを調節するためのスロットル弁３が設けられており、スロットル弁３には、スロットル開度θを検出するためのスロットルセンサ４が設けられている。
【００１０】
吸気管１ａの下流側すなわちエンジン１の直前の上流側には、サージタンク５が設けられている。
排気管１ｂ内には、リニアＯ２センサからなる空燃比センサ６が設けられている。空燃比センサ６は、排気ガス中の実際の空燃比Ｆとして、たとえば、１０〜５０の範囲の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する。
【００１１】
スロットル弁３には、スロットル開度θを調整するためのスロットルアクチュエータ７（吸気量調整手段）が設けられている。
スロットルアクチュエータ７は、たとえばステッパモータを含み、スロットル弁３を回転駆動して、吸気管１ａを通過する吸気量Ｑａを調整する。
【００１２】
エンジン１には、各気筒毎に点火プラグ８が設けられており、各点火プラグ８は、各気筒の燃焼室内で放電火花を発生させる。
配電器９は、点火タイミングに同期させて、各点火プラグ８に放電用の高圧電圧を分配供給する。
【００１３】
点火コイル１０は、トランス回路を含み、通電遮断されることにより、点火用の放電電圧を発生して配電器９に供給する。
イグナイタ１１は、パワートランジスタからなり、各気筒の点火時期に合わせて点火コイル１０を通電遮断させる。
【００１４】
点火プラグ８、配電器９、点火コイル１０およびイグナイタ１１は、エンジン１の各気筒内の燃料を着火させるための点火装置を構成している。
【００１５】
エンジン１を制御するＥＣＵ（電子式制御ユニット）１２は、マイクロコンピュータを含み、各種センサの検出情報（エンジン１の運転状態）に基づいて、エンジン１の燃焼制御に関する各種アクチュエータの制御量を演算し、制御量に応じた駆動信号を出力する。
【００１６】
各種の制御量としては、スロットルアクチュエータ７に対する吸気量制御信号Ａ、イグナイタ１１（点火装置）に対する点火信号Ｇ、燃料噴射弁（インジェクタ）１３に対する燃料噴射信号Ｊ、ＥＧＲ調整弁１７に対するＥＧＲ制御信号Ｅ、パージ調整弁２６に対するパージ制御信号Ｐなどが含まれる。
【００１７】
エンジン１の各気筒内には、燃焼室内に直接燃料を噴射するためのインジェクタ１３が配設されている。
エンジン１により回転駆動されるクランク軸には、クランク角信号ＣＡを出力するクランク角センサ１４が取り付けられている。
【００１８】
運転者により操作されるアクセルペダル（図示せず）には、アクセル開度αを検出するアクセル開度センサ１５が設けられている。
クランク角信号ＣＡおよびアクセル開度αは、他のセンサ信号と同様にＥＣＵ１２に入力される。
【００１９】
図示されない他の各種センサとしては、たとえば、エンジン１の吸気圧を検出する吸気圧センサ、吸気温を検出する吸気温センサおよびエンジン１の冷却水温を検出する水温センサなどが設けられる。
【００２０】
また、エンジン１を制御する図示されない他のアクチュエータとしては、たとえば、燃料ポンプ２４から送られた燃料を高圧化して噴射する高圧ポンプなどが設けられる。
【００２１】
クランク角センサ１４は、エンジン回転数Ｎｅ（回転情報）に対応したパルス信号をクランク角信号ＣＡとして出力し、周知のように回転センサとしても機能する。また、クランク角信号ＣＡのパルスは、複数のエンジン気筒の各基準クランク角に対応したエッジを有し、各基準クランク角はエンジン１の制御タイミングの演算に用いられる。
【００２２】
排気管１ｂとサージタンク５との間には、排気ガスの一部を吸気管１ａに環流するためのＥＧＲ通路１６が設けられており、ＥＧＲ通路１６には、ＥＧＲ量ＱＥを調整するためのステッパモータ式のＥＧＲ調整弁１７（ＥＧＲ調整手段）が設けられている。
【００２３】
車載のバッテリ２０は、イグニッションスイッチ２１を介して、ＥＣＵ１２に給電を行う。
エンジン１の燃料２２は、燃料タンク２３に収納されており、燃料ポンプ２４を介してインジェクタ１３に供給される。
【００２４】
燃料タンク２３の一端には、燃料タンク２３から蒸散した燃料ガス（以下、蒸散ガスという）を吸着するための活性炭などを含むキャニスタ２５が連通されている。また、キャニスタ２５は、ソレノイド駆動されるパージ調整弁２６を介してサージタンク５に連通されている。
【００２５】
パージ調整弁２６は、燃料タンク２３から発生する蒸散ガスを吸気管１ａ内にパージ処理（導入）するためのパージ手段を構成しており、パージ調整弁２６の開放時において、所望のパージ量ＱＰの蒸散ガスが吸気管１ａに導入される。
【００２６】
ＥＣＵ１２は、各種アクチュエータの制御量を演算する制御量演算手段を構成しており、エンジン１の運転状態に応じて、スロットルアクチュエータ７、イグナイタ１１、インジェクタ１３、ＥＧＲ調整弁１７およびパージ調整弁２６に対する駆動制御信号Ａ、Ｇ、Ｊ、ＥおよびＰを出力する。
【００２７】
図９は図８内のＥＣＵ１２の構成を詳細に示すブロック図である。
図９において、ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータ１００と、第１入力インターフェース回路１０１と、第２入力インターフェース回路１０２と、出力インターフェース回路１０４と、電源回路１０５とを備えている。
【００２８】
第１入力インターフェース回路１０１は、クランク角信号ＣＡを波形整形して割り込み信号とし、マイクロコンピュータ１００に入力する。
第２入力インターフェース回路１０２は、他のセンサ信号（吸気量Ｑａ、スロットル開度θ、空燃比Ｆ、アクセル開度αなど）を取り込み、マイクロコンピュータ１００に入力する。
【００２９】
出力インターフェース回路１０４は、各種アクチュエータ駆動信号（吸気量制御信号Ａ、燃料噴射信号Ｊ、点火信号Ｇおよびパージ制御信号Ｐなど）を増幅して、スロットルアクチュエータ７、イグナイタ１１およびインジェクタ１３などに出力する。
電源回路１０５は、バッテリ２０からの電力をマイクロコンピュータ１００に供給する。
【００３０】
マイクロコンピュータ１００は、ＣＰＵ２００と、カウンタ２０１と、タイマ２０２と、Ａ／Ｄ変換器２０３と、ＲＡＭ２０５と、ＲＯＭ２０６と、出力ポート２０７と、コモンバス２０８とを備えている。
【００３１】
ＣＰＵ２００は、運転状態（アクセル開度α、エンジン回転数Ｎｅに対応するクランク角信号ＣＡなど）に基づき、所定のプログラムにしたがってスロットルアクチュエータ７およびインジェクタ１３の制御量などを算出する。
【００３２】
フリーランニングのカウンタ２０１は、クランク角信号ＣＡからエンジン１の回転周期を計測し、タイマ２０２は、種々の制御時間を計時する。
Ａ／Ｄ変換器２０３は、各種センサからのアナログ入力信号をディジタル信号に変換して、ＣＰＵ２００に入力する。
【００３３】
ＲＡＭ２０５は、ＣＰＵ２００のワークメモリとして使用され、ＲＯＭ２０６には、ＣＰＵ２００の種々の動作プログラムが記憶されている。
出力ポート２０７は、種々の制御信号（燃料噴射信号Ｊ、点火信号Ｇなど）を出力する。コモンバス２０８は、マイクロコンピュータ１００内の各要素２０１〜２０７をＣＰＵ２００に結合している。
【００３４】
スロットル開度θは、運転状態たとえば吸気量制御信号Ａにより制御される。ＥＣＵ１２内のＣＰＵ２００（制御量演算手段）は、クランク角信号ＣＡ（エンジン回転数Ｎｅ）とアクセル開度αとから燃料噴射量を演算する。
【００３５】
インジェクタ１３は、燃料噴射量に応じたパルス幅の燃料噴射信号Ｊにより駆動され、クランク角信号ＣＡに基づく所定タイミングで、所要量の燃料を気筒内に直接噴射する。
このとき、インジェクタ１３から噴射される燃料は、気筒内に噴射するために非常に高圧で供給される。
【００３６】
ＣＰＵ２００（制御量演算手段）は、運転状態に応じて噴射モード（インジェクタ１３の駆動タイミング）を切り換える噴射モード切換手段を含む。噴射モードとしては、成層リーン燃焼させるための圧縮行程噴射モードと、リーン燃焼またはストイキフィードバック燃焼（または、エンリッチ燃焼）させるための吸気行程噴射モードとがある。
【００３７】
また、ＣＰＵ２００は、燃料噴射タイミングと同期してイグナイタ１１に点火信号Ｇを出力する。
点火信号Ｇにより、イグナイタ１１は作動し、コイル１０が励磁され配電器９を通して点火プラグ８が所定タイミングで点火する。
【００３８】
次に、図８および図９のように構成された従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置の動作について説明する。
まず、ＥＣＵ１２にクランク角信号ＣＡが入力されると、クランク角信号ＣＡのパルスエッジに応答して、第１入力インターフェース回路１０１から割り込み信号が発生する。
【００３９】
これにより、ＣＰＵ２００は、カウンタ２０１の値を読み取り、今回と前回のカウンタ値の差からエンジン１の回転周期を算出してＲＡＭ２０５に記憶させ、クランク角信号ＣＡの示す所定クランク角期間の計測時間から、エンジン回転数Ｎｅを算出する。
【００４０】
また、第２入力インターフェース回路１０２は、アクセル開度αなどのアナログセンサ信号を取り込み、Ａ／Ｄ変換器２０３を介してＣＰＵ２００に入力する。
【００４１】
ＣＰＵ２００内の制御量演算手段は、運転状態に基づいて各種の制御パラメータを演算し、制御パラメータに応じた駆動信号を出力ポート２０７および出力インターフェース回路１０４を介して各アクチュエータに出力する。
【００４２】
たとえば、ＥＣＵ１２内のＣＰＵ２００は、アクセル開度αに応じた目標スロットル開度を演算し、目標スロットル開度に対応した吸気量制御信号Ａを出力する。これにより、スロットルアクチュエータ７は、スロットル開度θが目標スロットル開度と一致するようにスロットル弁３を駆動する。
【００４３】
また、ＣＰＵ２００は、目標燃料噴射量を演算し、目標燃料噴射量に対応した燃料噴射信号Ｊを出力する。これにより、インジェクタ１３は、燃料噴射量（駆動時間）が目標燃料噴射量と一致するように、且つクランク角信号ＣＡに基づく所定タイミングで駆動され、エンジン１の各気筒内に燃料を直接噴射させる。
【００４４】
さらに、ＣＰＵ２００は、目標点火時期を演算し、目標点火時期に対応した点火信号Ｇを出力し、燃料噴射タイミングと同期した所定の点火タイミングでイグナイタ１１を駆動する。
【００４５】
これにより、点火コイル１０は、点火信号Ｇに同期して通電遮断され、配電器９を介して点火プラグ１３に高電圧を印加し、点火プラグ１３を所定タイミングで放電させて点火火花を発生させる。
【００４６】
また、運転状態に応じたＥＧＲ制御信号Ｅにより、ＥＧＲ調整弁１７を駆動してＥＧＲ量ＱＥを最適に制御する。また、運転状態に応じて、空燃比センサ６からの空燃比Ｆを用いて、実際の空燃比が目標空燃比となるよう燃料量をフィードバック制御する。
【００４７】
次に、図８および図９とともに、図１０〜図１２を参照しながら、従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置の具体的な動作について説明する。
図１０はＥＣＵ１２の具体的な動作例を示すフローチャートである。
【００４８】
図１１は圧縮行程噴射モード（成層リーン燃焼）における目標ＥＧＲ量Ｅｏに相当する目標ＥＧＲ率[％]の二次元設定領域を示す説明図である。
図１１において、横軸はエンジン回転数Ｎｅ[ｒｐｍ]、縦軸はエンジン負荷に相当するアクセル開度α[％]であり、目標ＥＧＲ率は、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度αが中間レベルの場合に最大値（たとえば、４０％以上）となる。
【００４９】
図１２は目標ＥＧＲ量Ｅｏ[リットル／ｓｅｃ]とＥＧＲ調整弁１７の開度θＥ[駆動ステップ数]との関係を示す説明図である。
【００５０】
エンジン１の運転制御中において、ＥＣＵ１２には、運転状態を示す各種センサ信号が入力されており、ＥＣＵ１２は、クランク角信号ＣＡに基づいて、所定の点火タイミング毎または所定時間毎に図１０の処理を実行する。
【００５１】
まず、図１０において、ＥＣＵ１２は、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度αなどから運転状態を判別し（ステップＳ１）、運転状態に応じて、ＥＧＲ率の二次元マップ（図１１参照）に対応した目標ＥＧＲ量Ｅｏを算出する（ステップＳ２）。
【００５２】
以下、ＥＧＲ量ＱＥが目標ＥＧＲ量Ｅｏと一致するように、ＥＧＲ開度θＥの特性（図１２参照）に基づいてＥＧＲ制御信号Ｅを生成し、ＥＧＲ調整弁１７を駆動制御する（ステップＳ３）。
次に、ＥＣＵ１２は、運転状態に応じて目標空燃比Ａ／Ｆｏを算出する（ステップＳ４）。
【００５３】
また、目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび吸気量Ｑａに基づいて、燃焼パラメータ（目標燃料噴射量、目標燃料噴射時期、目標点火時期）を算出し、これらの制御量に相当する燃料噴射信号Ｊおよび点火信号Ｇを生成して、インジェクタ１３およびイグナイタ１１を駆動制御する（ステップＳ５）。
【００５４】
続いて、実際に燃焼した後の排気ガス中の空燃比Ｆを空燃比センサ６から検出し（ステップＳ６）、圧縮行程噴射モード（成層リーン燃焼中）か否かを判定する（ステップＳ７）。
【００５５】
もし、圧縮行程噴射モード（すなわち、ＴＥＳ）と判定されれば、圧縮行程噴射モードにおける燃料噴射制御（図示せず）を実行して、図１０の処理ルーチンをリターンする。
【００５６】
また、圧縮行程噴射モードでない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、吸気行程噴射モード（ストイキ燃焼中）なので、実際の空燃比Ｆが目標空燃比Ａ／Ｆｏと一致するように空燃比フィードバック制御を行い（ステップＳ８）、図１０の処理ルーチンをリターンする。
【００５７】
こうして、エンジン１の各気筒内に所定量の燃料が直接噴射され、噴射された燃料を含む混合気を所定タイミングで着火することにより、エンジン１は、最適に動作することができる。
【００５８】
しかしながら、筒内噴射式のエンジン１の場合、吸気管１ａ内で燃料噴射する一般的なエンジンとは異なり、非常に薄い空燃比で燃焼されるので、ＥＧＲ通路１６を介して環流される排気ガスは、純粋な排気ガスのみならず多量の新気（エア）を含んでいる。
【００５９】
したがって、ＥＧＲ調整弁１７が全閉（ＥＧＲ量ＱＥが０）の状態で、実際に検出される空燃比Ｆが目標空燃比Ａ／Ｆｏとなるように、燃料噴射量を設定して燃焼させた場合の気筒内の空燃比と、ＥＧＲ調整弁１７が開放（ＥＧＲ量ＱＥが有り）の状態で、同様に燃料噴射量を設定して燃焼させた場合の気筒内の空燃比とでは、ＥＧＲ量ＱＥに新気が含まれていることから、各燃焼空燃比が互いに異なることになる。
【００６０】
すなわち、吸気管１ａ内で燃料噴射するエンジンの場合には、ＥＧＲ量ＱＥの全てが排気ガス（燃焼済みのガス）であったが、筒内噴射式のエンジン１の場合は、「燃焼済みガス」と「成層燃焼で燃焼に寄与しなかった新気成分」とがＥＧＲ量ＱＥとなっている。
【００６１】
以上の関係を式で示すと、吸気管内噴射式エンジンの場合、以下の（１）式のようになる。ただし、（１）式において、Ａ／Ｆｏは目標空燃比、Ｑａｎはエンジン１に吸入される新気量、Ｆｊはエンジン１に噴射される燃料量、Ａ／Ｆｒは実際の燃焼空燃比である。
【００６２】
Ａ／Ｆｏ＝Ｑａｎ／Ｆｊ＝Ａ／Ｆｒ ・・・（１）
【００６３】
一方、筒内噴射式エンジンの場合には、新気成分を含むＥＧＲ量ＱＥがエンジン１に吸入されるので、上記（１）式内の燃焼空燃比Ａ／Ｆｒが、以下の（２）式のように変更される。ただし、（２）式において、ＱＥｎはＥＧＲ量ＱＥに含まれる新気成分（成層リーン燃焼時に燃焼に寄与しなかった新気成分）である。
【００６４】
Ａ／Ｆｒ＝（Ｑａｎ＋ＱＥｎ）／Ｆｊ ・・・（２）
【００６５】
（２）式のように、筒内噴射式のエンジン１においては、新気成分ＱＥが燃焼空燃比Ａ／Ｆｒをリーン化するので、前述の不具合が発生することになる。
また、一般に、空燃比センサ６は、リーン領域（Ａ／Ｆ＞３０）において誤差が増大するので、ＥＧＲ動作時における空燃比制御の信頼性はさらに低下することになる。
【００６６】
また、たとえば加速時においては、パージ調整弁２６を開放して、キャニスタ２５に吸着された蒸散ガスをサージタンク５内に供給し、燃料噴射量を実質的に増大させてリッチ化するが、このパージ処理時の空燃比制御の信頼性も低下することになる。
【００６７】
次に、図１３および図１４を参照しながら、従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置のパージ処理動作について説明する。
図１３はパージ調整弁２６の駆動処理手順を示すフローチャート、図１４はパージ駆動デューティＤｐと実際のパージ量ＱＰとの関係を示す説明図である。
【００６８】
まず、図１３において、ＥＣＵ１２は、たとえば、エンジン１が暖機されてから所定時間が経過したか否かにより、パージ処理条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００６９】
もし、パージ処理条件が不成立（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、そのまま図１３の処理ルーチンをリターンし、パージ処理条件が成立（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度α（エンジン負荷）に基づく二次元マップ演算により、目標パージ量ＱＰｏを求める（ステップＳ１２）。
【００７０】
続いて、所要のパージ量ＱＰを得るためのパージ駆動デューティＤｐの特性（図１４参照）を用いるとともに、目標パージ量ＱＰｏとパージ駆動デューティＤｐとの関係から、パージ調整弁２６のパージ駆動デューティＤｐを求める（ステップＳ１３）。
【００７１】
以下、所要のパージ量ＱＰを得るためのパージ制御信号Ｐを生成して、パージ調整弁２６を駆動し（ステップＳ１４）、図１３の処理ルーチンをリターンする。
【００７２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置は以上のように、実際のＥＧＲ量ＱＥがエンジン１の負荷に見合った適正値に制御されないので、排気ガス中のＮＯｘを十分に除去することができず、燃焼状態（ドライバビリティ）の低下および排気ガス中の有害成分の増大を招くという問題点があった。
【００７３】
また、圧縮行程噴射（成層リーン燃焼）モードと吸気行程噴射（ストイキ燃焼）モードとの噴射モードの違いで生じる空燃比センサ６の誤差により、燃焼状態および排気ガスの悪化を招くという問題点があった。
【００７４】
また、パージ調整弁２６を駆動して蒸散ガスのパージ量ＱＰを制御する場合においても、空燃比制御誤差が生じるので、同様に、燃焼状態および排気ガスの悪化を招くという問題点があった。
【００７５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲ制御時の空燃比制御精度を向上させることにより、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。
【００７６】
また、この発明は、空燃比センサの誤差を補正して空燃比制御精度を向上させることにより、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。
【００７７】
また、この発明は、蒸散ガスをパージ処理（導入）するときの空燃比制御誤差を補正して空燃比制御精度を向上させることにより、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。
【００７８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、内燃機関の複数の気筒内に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁と、内燃機関の排気ガスの一部を環流するＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲ調整手段と、内燃機関の運転状態を検出するための各種センサと、運転状態に応じて燃料噴射弁およびＥＧＲ調整手段を制御する制御量演算手段とを備えた筒内噴射式内燃機関の制御装置において、各種センサは、内燃機関に導入される吸気量を検出する吸気量センサと、内燃機関の排気管に設けられて排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサとを含み、制御量演算手段は、運転状態に応じて、燃料噴射弁の噴射モードを圧縮行程噴射モードまたは吸気行程噴射モードに切り換える噴射モード切換手段と、運転状態に応じて目標ＥＧＲ量を算出するとともに、ＥＧＲ調整手段によるＥＧＲ量を目標ＥＧＲ量に制御するためのＥＧＲ量制御手段と、運転状態に応じて排気管内の排気目標空燃比を算出する排気目標空燃比演算手段と、運転状態に応じて制御目標空燃比を算出する制御目標空燃比演算手段と、制御目標空燃比、吸気量および噴射モードに応じて、燃料噴射弁の燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段とを含み、ＥＧＲ量制御手段は、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するために、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、ＥＧＲ設定量を初期値として用いるものである。
【００８０】
また、この発明の請求項２に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項１において、ＥＧＲ量制御手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合のみにＥＧＲ量をフィードバック制御するものである。
【００８１】
また、この発明の請求項３に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項１または請求項２において、燃料噴射量設定手段は、少なくとも噴射モードが吸気行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御し、ＥＧＲ量制御手段は、少なくとも噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するものである。
【００８２】
また、この発明の請求項４に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項３において、燃料噴射量設定手段は、燃料噴射量のフィードバック制御により可変設定された燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射設定量を初期値として用い、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、ＥＧＲ設定量を初期値として用いるものである。
【００８３】
また、この発明の請求項５に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項４において、燃料噴射量設定手段は、燃料噴射量のフィードバック制御時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を用いて燃料噴射量を補正し、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御時に、ＥＧＲ量記憶手段に記憶されたＥＧＲ設定量を用いてＥＧＲ量を補正するものである。
【００８４】
また、この発明の請求項６に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項３から請求項５までのいずれか１項において、制御量演算手段は、運転状態に応じてＥＧＲ量のフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含み、燃料噴射量設定手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合には、ＥＧＲ制御条件が不成立の場合であっても、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するものである。
【００８５】
また、この発明の請求項７に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、燃料噴射量設定手段は、圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでそれぞれ可変設定された各燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、噴射モードが吸気行程噴射モードおよび圧縮行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するとともに、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を初期値として用いるものである。
【００８６】
また、この発明の請求項８に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項７において、制御量演算手段は、燃料噴射量記憶手段に記憶された圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでの各燃料噴射設定量を比較する燃料噴射設定量比較手段と、燃料噴射設定量比較手段の比較結果に基づいて、空燃比センサにより検出される空燃比の誤差を補正する空燃比補正手段とを含むものである。
【００８７】
また、この発明の請求項９に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項１から請求項８までのいずれか１項において、内燃機関に噴射される燃料を収納する燃料タンクと、燃料タンクから発生する蒸散ガスを吸気管内にパージ処理するパージ手段とを備え、制御量演算手段は、蒸散ガスがパージ処理されているか否かを判定するパージ判定手段を含み、ＥＧＲ量制御手段は、パージ判定手段の判定結果であるパージ処理状態に応じて、ＥＧＲ量のフィードバック制御を処理するものである。
【００８８】
また、この発明の請求項１０に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項９において、制御量演算手段は、パージ判定手段の判定結果に応じたＥＧＲ量の各フィードバック制御結果の偏差に基づいて、蒸散ガス中のパージ燃料濃度を推定演算するパージ燃料濃度推定手段と、パージ燃料濃度に応じて、パージ処理手段によるパージ量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する補正制御手段とを含むものである。
【００８９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。なお、この発明の実施の形態１によるシステム構成は、前述（図８および図９参照）と同様であり、ＥＣＵ１２内のＣＰＵ２００（制御量演算手段）の制御プログラムの一部が異なるのみである。
【００９０】
ＥＣＵ１２は、前述と同様に、運転状態に応じて噴射モードを圧縮行程噴射モードまたは吸気行程噴射モードに切り換える噴射モード切換手段と、運転状態および噴射モードに基づいて目標制御量（目標スロットル開度、目標ＥＧＲ量、目標空燃比、目標燃料噴射時期、目標燃料噴射量、目標点火時期、目標パージ量など）を演算する演算手段とを含む。
【００９１】
また、ＥＣＵ１２（制御量演算手段）は、運転状態に応じてＥＧＲ量ＱＥを目標ＥＧＲ量Ｅｏに制御するＥＧＲ量制御手段と、排気目標空燃比Ａ／Ｆｏを算出する排気目標空燃比演算手段と、制御目標空燃比を算出する制御目標空燃比演算手段と、制御目標空燃比、吸気量Ｑａおよび噴射モードに応じて、インジェクタ１３による燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段とを含む。
なお、制御目標空燃比は、周知のマップ演算などにより算出され得る。
【００９２】
この場合、ＥＣＵ１２内のＥＧＲ量制御手段は、排気管１ｂ内の空燃比Ｆと排気目標空燃比Ａ／Ｆｏとが一致するようにＥＧＲ量ＱＥをフィードバック制御する。
【００９３】
次に、図８〜図１４とともに、図１および図２を参照しながら、この発明の実施の形態１の動作について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による具体的な動作例を示すフローチャートであり、図２は空燃比偏差ΔＦ（＝Ｆ−Ａ／Ｆｏ）と可変ＥＧＲ量ΔＥ（ゲイン）との関係を示す説明図である。
【００９４】
図２において、横軸で示す空燃比偏差ΔＦは、空燃比センサ６から検出される空燃比Ｆと排気目標空燃比Ａ／Ｆｏとの差（Ｆ−Ａ／Ｆｏ）により得られる。
また、空燃比偏差ΔＦの絶対値が小さい領域には不感帯Ｚが設定されており、不感帯Ｚ内において、可変ＥＧＲ量ΔＥは「０」に固定される。
【００９５】
前述のように、ＥＣＵ１２は、運転状態に応じた複数のマップデータを格納しており、噴射モードにしたがってアクセル開度αおよびエンジン回転数Ｎｅなどに応じた制御量を設定することにより、所定のエンジン出力トルクを得るとともに、燃費や排気ガスの状態がベストとなるように制御している。
【００９６】
図１において、ステップＳ２０については、前述（図１０参照）のステップＳ１〜Ｓ５に対応した処理（運転状態に基づく通常の制御処理）なので、ここでは詳述を省略する。また、ステップＳ６は、前述と同様の空燃比検出ステップである。
【００９７】
さらに、噴射モード判定処理（ステップＳ７）については、図面の煩雑さを避けるために図示を省略しており、ここでは、圧縮行程噴射（成層リーン燃焼）モードの場合のみを示している。
【００９８】
ＥＣＵ１２は、まず、前述と同様に、図１１および図１２に基づく通常の制御処理（ステップＳ２０）に続いて、空燃比センサ６から空燃比Ｆを検出する（ステップＳ６）。
【００９９】
次に、空燃比偏差ΔＦ（＝Ｆ−Ａ／Ｆｏ）を算出し、空燃比偏差ΔＦの絶対値が所定値ΔＦｚ（不感帯Ｚに相当する値）未満か否かを判定する（ステップＳ２１）。
【０１００】
もし、｜Ｆ−Ａ／Ｆｏ｜＜ΔＦｚ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、空燃比偏差ΔＦが不感帯Ｚの範囲内なので、可変ＥＧＲ量ΔＥの演算処理を実行せずに、図１の処理ルーチンをそのままリターンする。
【０１０１】
一方、ステップＳ２１において、｜Ｆ−Ａ／Ｆｏ｜≧ΔＦｚ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、空燃比偏差ΔＦが不感帯Ｚの範囲外なので、図２にしたがって、空燃比偏差ΔＦが０（すなわち、Ｆ＝Ａ／Ｆｏ）となるように、今回の可変ＥＧＲ量ΔＥを算出する（ステップＳ２２）。
【０１０２】
続いて、前回までのＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ｎ−１）に今回の可変ＥＧＲ量ΔＥを積算して、以下の（３）式のように、ＥＧＲ補正ゲインＥｃを求める（ステップＳ２３）。
【０１０３】
Ｅｃ＝Ｅｃ（ｎ−１）＋ΔＥ ・・・（３）
【０１０４】
ＥＧＲ補正ゲインＥｃの初期値は、たとえば「１．０」にあらかじめ設定されているものとする。
【０１０５】
最後に、通常の制御演算で得られた目標ＥＧＲ開度θＥｏにＥＧＲ補正ゲインＥｃを乗算して、以下の（４）式のように、実際のＥＧＲ制御信号Ｅに相当するＥＧＲ開度θＥを求める（ステップＳ２４）。
【０１０６】
θＥ＝θＥｏ×Ｅｃ ・・・（４）
【０１０７】
以下、ＥＧＲ開度θＥを反映したＥＧＲ制御信号ＥによりＥＧＲ調整弁１７を駆動し、図１の処理ルーチンをリターンする。
【０１０８】
このように、ＥＧＲ調整弁１７の制御時に、実際に検出される空燃比Ｆを用いて排気目標空燃比Ａ／Ｆｏをフィードバック制御することにより、ＥＧＲ量ＱＥに含まれる新気成分ＱＥｎによる誤差を補償することができ、空燃比制御精度を向上させることができる。
【０１０９】
また、ＥＧＲ量ＱＥに含まれる新気成分ＱＥｎによる誤差を、あらかじめ排気目標空燃比Ａ／Ｆｏとして設定しておき、排気目標空燃比Ａ／Ｆｏと実際に制御目標空燃比で噴射した燃料量での燃焼ガス中の空燃比Ｆとの差異を補償することができ、ＥＧＲ調整弁１７のバラツキを吸収することができる。
【０１１０】
さらに、ステップＳ２０内のステップＳ４（図１０参照）において、制御目標空燃比で噴射すべき燃料量を吸気量Ｑａに基づいて算出しているので、元々燃焼空燃比の制御精度がよいうえ、上記のように排気目標空燃比Ａ／Ｆｏをフィードバック制御しているので、ＥＧＲ制御精度がさらに向上する。
【０１１１】
また、ここでは図示を省略したが、吸気行程噴射（均質ストイキ燃焼）モードにおいては、実際の空燃比Ｆが排気目標空燃比Ａ／Ｆｏと一致するように通常の空燃比フィードバック制御が実行されることは言うまでもない。
【０１１２】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、所定タイミング毎にＥＧＲ補正ゲインＥｃを積算し、ステップＳ２４においてＥＧＲ開度θＥ（ＥＧＲ量ＱＥに相当する）を演算するのみであったが、たとえば制御開始時の初期制御精度を向上させるために、ＥＧＲ補正ゲインＥｃを記憶してもよい。
【０１１３】
以下、ＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ＥＧＲ設定量）を記憶する手段を備えたこの発明の実施の形態２を図について説明する。
図３はこの発明の実施の形態２による制御動作を示すフローチャートであり、圧縮行程噴射モードのみならず、吸気行程噴射モードの場合の制御動作も示している。
【０１１４】
図３において、前述（図１参照）と同様のステップについては、同一符号を付して詳述を省略する。
また、ステップＳ７およびＳ８は、前述（図１０参照）と同様の噴射モード判定ステップおよび空燃比フィードバック処理ステップである。
【０１１５】
この場合、ＥＣＵ１２内のＥＧＲ量制御手段は、圧縮行程噴射モードでのＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量（ＥＧＲ補正ゲインＥｃ）を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量ＱＥの次回のフィードバック制御開始時に、上記ＥＧＲ設定量を初期値として用いる。
【０１１６】
また、ＥＣＵ１２内の燃料噴射量設定手段は、吸気行程噴射モードでの燃料噴射量のフィードバック制御時に可変設定された燃料噴射設定量（空燃比補正量Ｆｃ）を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射設定量を初期値として用いる。
【０１１７】
すなわち、ＥＣＵ１２は、図３内の噴射モード判定ステップＳ７において、圧縮行程噴射モード（成層リーン燃焼中）（すなわち、ＹＥＳ）と判定されると、ＥＧＲ量ＱＥのフィードバック処理（ステップＳ２１〜Ｓ２４）を実行した後、ＥＧＲ補正ゲインＥｃを記憶して（ステップＳ２５）、図３の処理ルーチンをリターンする。
【０１１８】
一方、ステップＳ７において、吸気行程噴射モード（均質ストイキ燃焼中）（すなわち、ＮＯ）と判定されると、Ｆ＝Ａ／Ｆｏとなるように空燃比のフィードバック処理（ステップＳ８）を実行した後、空燃比補正量Ｆｃを記憶して（ステップＳ２６）、図３の処理ルーチンをリターンする。
【０１１９】
このように、ＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ＥＧＲ設定量）および空燃比補正量Ｆｃ（燃料噴射設定量）を記憶することにより、次回の始動時においても、制御量に直ちに反映させることができるので、ＥＧＲ量ＱＥおよび空燃比Ｆの制御開始時の初期制御精度を向上させることができる。
【０１２０】
また、この場合、ＥＧＲ量制御手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モード（ステップＳ７の判定結果がＹＥＳ）の場合のみに限定して、ＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御（ステップＳ２１〜Ｓ２４）を実行するので、ＥＧＲ量制御誤差の発生を防止することができる。
【０１２１】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、吸気行程噴射モードの場合のみに空燃比フィードバック制御（ステップＳ８）を実行したが、噴射モード判定（ステップＳ７）の前に空燃比補正量Ｆｃ（燃料噴射設定量）を燃料噴射量Ｊａに反映させてもよい。
【０１２２】
図４は噴射モードによらず空燃比補正量Ｆｃを燃料噴射量Ｊａに反映させたこの発明の実施の形態３による制御動作を示すフローチャートであり、図４において、前述（図３参照）と同様のステップについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１２３】
この場合、ＥＣＵ１２内の燃料噴射量設定手段は、吸気行程噴射モードのみならず、圧縮行程噴射モードにおいても、排気管１ｂ内の空燃比Ｆと制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量Ｊａをフィードバック制御する。
【０１２４】
また、ＥＧＲ量制御手段は、圧縮行程噴射モードのみならず、吸気行程噴射モードにおいても、排気管１ｂ内の空燃比Ｆと排気目標空燃比Ａ／Ｆｏとが一致するようにＥＧＲ量ＱＥをフィードバック制御する。
【０１２５】
すなわち、ＥＣＵ１２は、図４内の通常の制御処理（ステップＳ２０）を実行した後、目標燃料噴射量Ｊｏに空燃比補正量Ｆｃを乗算して、以下の（５）式のように、燃料噴射量Ｊａを算出する（ステップＳ２７）。
【０１２６】
Ｊａ＝Ｊｏ×Ｆｃ ・・・（５）
【０１２７】
続いて、ＥＧＲ量制御手段は、前述のように、ＥＧＲ開度θＥ（ＥＧＲ量ＱＥ）をフィードバック制御する（ステップＳ２４）。
以下、ＥＣＵ１２は、空燃比Ｆの検出ステップＳ６を実行し、噴射モード判定ステップＳ２１に進む。
【０１２８】
このように、燃料噴射量Ｊａを空燃比補正量Ｆｃで補正することにより、圧縮行程噴射（成層リーン燃焼）モード以外においても、インジェクタ１３などのバラツキによる誤差を補正するとともに、ＥＧＲ調整弁１７のバラツキを補正することができ、空燃比およびＥＧＲ量ＱＥの制御精度をさらに向上させることができる。
【０１２９】
また、燃料噴射量設定手段は、インジェクタ１３などの誤差に相当する空燃比補正量Ｆｃ（燃料噴射設定量）を用いて燃料噴射量Ｊａを常に補正し（ステップＳ２７）、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ調整弁１７などの誤差に相当するＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ＥＧＲ設定量）を用いて常にＥＧＲ量ＱＥを補正するので、さらに空燃比制御精度を向上させることができる。
【０１３０】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態３では、ＥＧＲ制御条件について言及しなかったが、ＥＣＵ１２内にＥＧＲ制御条件判定手段を設けてもよい。
【０１３１】
この場合、ＥＣＵ１２内の制御量演算手段は、運転状態に応じてＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含む。
【０１３２】
また、燃料噴射量設定手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合には、ＥＧＲ制御条件が不成立の場合であっても、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するように燃料噴射量Ｊａをフィードバック制御する。
【０１３３】
すなわち、燃料噴射量設定手段は、吸気行程噴射モード（均質ストイキ燃焼時）の空燃比補正量と、圧縮行程噴射モード（空燃比が２５以上の成層リーン燃焼時）の空燃比補正量とを分離して制御することになる。これにより、さらに高精度に前述の作用効果を奏する。
【０１３４】
実施の形態５．
また、上記実施の形態３では、吸気行程噴射モードで可変設定された空燃比補正量Ｆｃ（燃料噴射設定量）のみを記憶手段に記憶させたが、圧縮行程噴射モードで可変設定された空燃比補正量Ｆｄを別の記憶手段に記憶させてもよい。
【０１３５】
図５は圧縮行程噴射モードでの空燃比補正量Ｆｄも記憶させたこの発明の実施の形態５による制御動作を示すフローチャートであり、図５において、前述（図４参照）と同様のステップについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１３６】
また、各ステップＳ２２ｄ〜Ｓ２５ｄは、圧縮行程噴射モードでの可変空燃比ΔＦｄおよび空燃比補正量Ｆｄに関連した処理であり、それぞれ、前述のステップＳ２２〜Ｓ２５に対応している。
なお、ＥＧＲ制御処理（ステップＳ２２〜Ｓ２５）については、図面の煩雑さを避けるために、ここでは図示を省略する。
【０１３７】
この場合、ＥＣＵ１２内の制御量演算手段は、運転状態に応じてＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含む。
【０１３８】
また、ＥＣＵ１２内の燃料噴射量設定手段は、圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでそれぞれ可変設定された空燃比補正量ＦｃおよびＦｄ（各燃料噴射設定量）を記憶する燃料噴射量記憶手段を含む。
【０１３９】
さらに、燃料噴射量設定手段は、吸気行程噴射モードおよび圧縮行程噴射モードの場合に、排気管１ｂ内の空燃比Ｆと制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量Ｊａをフィードバック制御するとともに、燃料噴射量Ｊａの次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量（空燃比補正量Ｆｃ、Ｆｄ）を初期値として用いる。
【０１４０】
すなわち、図５内の噴射モード判定ステップＳ７において、吸気行程噴射モード（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、前述の空燃比フィードバック制御ステップＳ８に続いて、空燃比補正量Ｆｃの記憶ステップＳ２６を実行して、図５の処理ルーチンをリターンする。
【０１４１】
一方、ステップＳ７において、圧縮行程噴射モード（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、ＥＧＲ制御条件判定手段は、運転状態に応じてＥＧＲ制御条件の成立の有無を判定する（ステップＳ２８）。
【０１４２】
もし、ＥＧＲ制御条件が成立（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、前述と同様のステップＳ２２〜Ｓ２５（図示せず）を実行して、図５の処理ルーチンをリターンする。
【０１４３】
一方、ステップＳ２８において、ＥＧＲ制御条件が不成立（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、空燃比Ｆを検出して（ステップＳ６）、空燃比偏差ΔＦの判定ステップＳ２１を実行する。
【０１４４】
もし、ΔＦ＜ΔＦｚ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ２５ｄ（後述する）に進み、ΔＦ≧ΔＦｚ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、実際の空燃比Ｆが排気目標空燃比Ａ／Ｆｏと一致するように、可変空燃比ΔＦｄを算出する（ステップＳ２２ｄ）。
【０１４５】
続いて、前回の空燃比補正量Ｆｄ（ｎ−１）に可変空燃比ΔＦｄを積算して、以下の（６）式のように、圧縮行程噴射モードでの空燃比補正量Ｆｄを求める（ステップＳ２３ｄ）。
【０１４６】
Ｆｄ＝Ｆｄ（ｎ−１）＋ΔＦｄ ・・・（６）
【０１４７】
次に、通常の制御演算で得られた目標燃料噴射量Ｊｏに（６）式から得られた空燃比補正量Ｆｄを乗算して、以下の（７）式のように、実際の燃料噴射信号Ｊに相当する燃料噴射量Ｊａを求める（ステップＳ２４ｄ）。
【０１４８】
Ｊａ＝Ｊｏ×Ｆｄ ・・・（７）
【０１４９】
以下、燃料噴射量Ｊａを反映した燃料噴射信号Ｊによりインジェクタ１３を駆動した後、圧縮行程噴射モードで算出された空燃比補正量Ｆｄを記憶して（ステップ２５ｄ）、図５の処理ルーチンをリターンする。
【０１５０】
このように、噴射モードに応じて異なる２つの空燃比補正量ＦｃおよびＦｄを記憶することにより、空燃比フィードバック制御開始時の初期制御精度をさらに向上させることができる。
【０１５１】
実施の形態６．
なお、上記実施の形態５では、空燃比センサ６の誤差について言及しなかったが、各噴射モード毎に記憶された空燃比補正量ＦｃおよびＦｄに基づいて空燃比センサ６に含まれる空燃比Ｆの誤差を補正してもよい。
【０１５２】
この場合、ＥＣＵ１２内の制御量演算手段は、燃料噴射量記憶手段に記憶された圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでの空燃比補正量ＦｃおよびＦｄ（各燃料噴射設定量）を比較する燃料噴射設定量比較手段と、燃料噴射設定量比較手段の比較結果に基づいて、空燃比センサ６により検出される空燃比Ｆの誤差を補正する空燃比補正手段とを含む。
【０１５３】
たとえば、空燃比補正手段は、空燃比補正量ＦｃおよびＦｄの偏差から、各噴射モードにおける空燃比偏差ΔＦ（＝Ｆ−Ａ／Ｆｏ）を逆算し、空燃比Ｆの誤差を補償するように、空燃比制御を行う。
【０１５４】
このように、２つの空燃比補正量ＦｃおよびＦｄの偏差から空燃比センサ６の誤差を補正することにより、空燃比フィードバック制御開始時の初期制御精度をさらに向上させることができる。
【０１５５】
実施の形態７．
なお、上記実施の形態１〜６では、パージ調整弁２６（図８参照）によるパージ処理について言及しなかったが、パージ処理状態を判定するとともに、パージ処理に応じてＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御を分割処理してもよい。
【０１５６】
図６はパージ処理を考慮したこの発明の実施の形態７による制御動作を示すフローチャートであり、図６において、前述と同様のステップについては、同一符号を付して詳述を省略する。
また、図７はパージ処理される燃料濃度Ｍｐを算出して燃料補正量Ｊｃを補正するための制御動作を示すフローチャートである。
【０１５７】
なお、吸気行程噴射モードにおける空燃比フィードバック制御処理（ステップＳ７、Ｓ８およびＳ２６）については、図面の煩雑さを避けるために、ここでは図示を省略する。
【０１５８】
この場合、ＥＣＵ１２は、燃料タンク２３からの蒸散ガスをパージ調整弁２６を介して吸気管１ａ内に導入するパージ制御手段を含む。
また、ＥＣＵ１２内の制御量演算手段は、蒸散ガスがパージ処理されているか否かを判定するパージ判定手段を含む。
【０１５９】
また、制御量演算手段はパージ燃料濃度推定手段を含み、パージ燃料濃度推定手段は、パージ判定手段の判定結果に応じたＥＧＲ量ＱＥの各フィードバック制御結果（ＥＧＲ補正ゲイン）のＥＧＲ偏差ΔＥｃに基づいて、蒸散ガス中のパージ燃料濃度Ｍｐを推定演算する。
【０１６０】
さらに、制御量演算手段は実質燃料量を補正する補正制御手段を含み、補正制御手段は、パージ燃料濃度Ｍｐに応じて、パージ調整弁２６（パージ処理手段）によるパージ量ＱＰ（図１４参照）およびインジェクタ１３による燃料噴射量Ｊａの少なくとも一方を補正する。
【０１６１】
また、ＥＧＲ量制御手段は、パージ判定手段の判定結果に応じてＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御を分割処理するようになっている。
【０１６２】
まず、図６内のステップ２０を実行した後、パージ判定手段は、パージ制御信号Ｐに基づいて、パージ処理中（パージ調整弁２６が開放されている）か否かを判定する（ステップＳ３１）。
【０１６３】
もし、パージ処理中（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、パージ処理中でのＥＧＲ補正ゲインＥｃｐをＥＧＲ補正ゲインＥｃとして設定し（ステップＳ３２）、また、パージ処理中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、パージ処理を実行しないときのＥＧＲ補正ゲインＥｃｏをＥＧＲ補正ゲインＥｃとして設定し（ステップＳ３３）、空燃比Ｆの検出ステップＳ６に進む。
【０１６４】
以下、前述と同様に、ＥＧＲ量制御ステップＳ２１〜Ｓ２４を実行し、ＥＧＲ補正ゲインＥｃを記憶して（ステップＳ２５）、図６の処理ルーチンをリターンする。
【０１６５】
なお、パージ処理中において、パージ制御手段内のパージ燃料濃度推定手段は、まず、図７のように、パージ処理有りでのＥＧＲ補正ゲインＥｃｐとパージ処理無しでのＥＧＲ補正ゲインＥｃｏとのＥＧＲ偏差ΔＥｃ（＝Ｅｃｐ−Ｅｃｏ）を算出し（ステップＳ４１）、続いて、ＥＧＲ偏差ΔＥｃに基づいてパージ燃料濃度Ｍｐを算出する（ステップＳ４２）。
【０１６６】
次に、パージ制御手段内の補正制御手段は、パージ燃料濃度Ｍｐに応じて、パージ処理手段によるパージ量ＱＰおよびインジェクタ１３による燃料噴射量Ｊａの少なくとも一方を補正する。
図７においては、パージ燃料濃度Ｍｐに基づいて、インジェクタ１３による燃料噴射量Ｊａの燃料補正量Ｊｃを設定している（ステップＳ４３）。
【０１６７】
このとき、パージ燃料濃度Ｍｐは、ＥＧＲ偏差ΔＥｃに対して、ほぼ正の一次関数となり、燃料補正量Ｊｃは、パージ燃料濃度Ｍｐに対して、ほぼ負の一次関数となる。
【０１６８】
すなわち、ステップＳ４２において、パージ燃料濃度Ｍｐは、ＥＧＲ偏差ΔＥｃが大きいほど高い値を示すことになる。
また、ステップＳ４３において、燃料補正量Ｊｃは、パージ燃料濃度Ｍｐが高いほど、過剰リッチ状態を避けるために小さい値に設定され、燃料噴射量Ｊａを低減させることになる。
【０１６９】
このように、パージ処理（蒸散ガス導入）時においては、インジェクタ１３による燃料噴射量Ｊａに加えて実質的な燃料量が増大するので、燃料噴射量Ｊａが低減補正される。
【０１７０】
この結果、異なる燃料噴射量Ｊａに応じてＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ＥＧＲ設定量）が個別に設定されるので、パージ処理時の空燃比制御誤差を補正することができる。
【０１７１】
また、パージ処理（蒸散ガス導入）の有無でのＥＧＲ設定量の差異（ＥＧＲ偏差ΔＥｃ）に基づいてパージ燃料濃度Ｍｐを検出し、パージ燃料濃度Ｍｐに応じて燃料噴射量Ｊａ（または、パージ量ＱＰ）を補正制御するので、空燃比制御精度をさらに向上させることができる。
【０１７２】
なお、図６においては、ステップＳ３２およびＳ３３により、パージ処理の有無に応じてＥＧＲ補正ゲインＥｃを切り換えたが、ＥＧＲ量ＱＥそのものを切り換えてもよい。
【０１７３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、内燃機関の複数の気筒内に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁と、内燃機関の排気ガスの一部を環流するＥＧＲ量ＱＥを調整するためのＥＧＲ調整手段と、内燃機関の運転状態を検出するための各種センサと、運転状態に応じて燃料噴射弁およびＥＧＲ調整手段を制御する制御量演算手段とを備えた筒内噴射式内燃機関の制御装置において、各種センサは、内燃機関に導入される吸気量を検出する吸気量センサと、内燃機関の排気管に設けられて排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサとを含み、制御量演算手段は、運転状態に応じて、燃料噴射弁の噴射モードを圧縮行程噴射モードまたは吸気行程噴射モードに切り換える噴射モード切換手段と、運転状態に応じて目標ＥＧＲ量を算出するとともに、ＥＧＲ調整手段によるＥＧＲ量を目標ＥＧＲ量に制御するためのＥＧＲ量制御手段と、運転状態に応じて排気管内の排気目標空燃比を算出する排気目標空燃比演算手段と、運転状態に応じて制御目標空燃比を算出する制御目標空燃比演算手段と、制御目標空燃比、吸気量および噴射モードに応じて、燃料噴射弁の燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段とを含み、ＥＧＲ量制御手段は、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するために、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、ＥＧＲ設定量を初期値として用いるようにしたので、ＥＧＲ制御時の空燃比制御精度を向上させて、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７５】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、ＥＧＲ量制御手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合のみにＥＧＲ量をフィードバック制御するようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７６】
また、この発明の請求項３によれば、請求項１または請求項２において、燃料噴射量設定手段は、少なくとも噴射モードが吸気行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御し、ＥＧＲ量制御手段は、少なくとも噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７７】
また、この発明の請求項４によれば、請求項３において、燃料噴射量設定手段は、燃料噴射量のフィードバック制御により可変設定された燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射設定量を初期値として用い、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、ＥＧＲ設定量を初期値として用いるようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７８】
また、この発明の請求項５によれば、請求項４において、燃料噴射量設定手段は、燃料噴射量のフィードバック制御時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を用いて燃料噴射量を補正し、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御時に、ＥＧＲ量記憶手段に記憶されたＥＧＲ設定量を用いてＥＧＲ量を補正するようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７９】
また、この発明の請求項６によれば、請求項３から請求項５までのいずれか１項において、制御量演算手段は、運転状態に応じてＥＧＲ量のフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含み、ＥＧＲ量制御手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合には、ＥＧＲ制御条件が不成立の場合であっても、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１８０】
また、この発明の請求項７によれば、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、燃料噴射量設定手段は、圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでそれぞれ可変設定された各燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、噴射モードが吸気行程噴射モードおよび圧縮行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するとともに、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を初期値として用いるようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１８１】
また、この発明の請求項８によれば、請求項７において、制御量演算手段は、燃料噴射量記憶手段に記憶された圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでの各燃料噴射設定量を比較する燃料噴射設定量比較手段と、燃料噴射設定量比較手段の比較結果に基づいて、空燃比センサにより検出される空燃比の誤差を補正する空燃比補正手段とを含むようにしたので、空燃比センサの誤差を補正して空燃比制御精度をさらに向上させ、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１８２】
また、この発明の請求項９によれば、請求項１から請求項８までのいずれか１項において、内燃機関に噴射される燃料を収納する燃料タンクと、燃料タンクから発生する蒸散ガスを吸気管内にパージ処理するパージ手段とを備え、制御量演算手段は、蒸散ガスがパージ処理されているか否かを判定するパージ判定手段を含み、ＥＧＲ量制御手段は、パージ判定手段の判定結果であるパージ処理状態に応じて、ＥＧＲ量のフィードバック制御を処理するようにしたので、パージ処理時の空燃比制御誤差を補正して空燃比制御精度を向上させて、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１８３】
また、この発明の請求項１０によれば、請求項９において、制御量演算手段は、パージ判定手段の判定結果に応じたＥＧＲ量の各フィードバック制御結果の偏差に基づいて、蒸散ガス中のパージ燃料濃度を推定演算するパージ燃料濃度推定手段と、パージ燃料濃度に応じて、パージ処理手段によるパージ量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する補正制御手段とを含むようにしたので、パージ処理時の空燃比制御誤差を補正して空燃比制御精度を向上させて、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるＥＧＲ量のフィードバック制御動作を示すフローチャートである。
【図２】 この発明の実施の形態１におけるＥＧＲ量のフィードバック制御時での空燃比のズレ量とＥＧＲ量の可変制御ゲインとの関係を示す特性図である。
【図３】 この発明の実施の形態２における空燃比補正およびＥＧＲ補正を両立させたＥＧＲ量のフィードバック制御動作を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態３における補正値を常時使用したＥＧＲフィードバック制御を示すフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態５におけるパージ制御有無で補正値を切り換えたＥＧＲ量のフィードバック制御動作を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態７における空燃比センサの誤差修正処理を示すフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態７によるパージ制御有無でのＥＧＲ偏差からパージ燃料濃度および燃料補正量を算出する処理動作を示すフローチャートである。
【図８】 一般的なキャニスタを含む筒内噴射式内燃機関の制御装置を示す構成図である。
【図９】 図１２内のＥＣＵの具体的構成例を示すブロック図である。
【図１０】 一般的な筒内噴射式内燃機関の制御装置による空燃比フィードバック制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】 一般的な筒内噴射式内燃機関の制御装置による圧縮行程噴射モード（成層リーン燃焼時）でのＥＧＲ量の二次元マップを示す説明図である。
【図１２】 一般的な筒内噴射式内燃機関の制御装置による目標ＥＧＲ量とＥＧＲ開度との関係を示す特性図である。
【図１３】 一般的な筒内噴射式内燃機関の制御装置によるパージ制御動作を示すフローチャートである。
【図１４】 一般的なパージ調整弁の駆動デューティとパージ量との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ エンジン、１ａ 吸気管、１ｂ 排気管、２ エアフローセンサ（吸気量センサ）、６ 空燃比センサ、１２ ＥＣＵ（制御量演算手段）、１３ インジェクタ（燃料噴射弁）、１６ ＥＧＲ通路、１７ ＥＧＲ調整弁、２２ 燃料、２３ 燃料タンク、２５ キャニスタ、２６ パージ調整弁（パージ手段）、Ａ／Ｆｏ 排気目標空燃比、Ｅ ＥＧＲ制御信号、Ｅｃ、Ｅｃｐ、Ｅｃｏ ＥＧＲ補正ゲイン（ＥＧＲ設定量）、Ｅｏ 目標ＥＧＲ量、ΔＥｃ ＥＧＲ偏差、Ｆ空燃比、Ｆｃ、Ｆｄ 空燃比補正量（燃料噴射設定量）、Ｊ 燃料噴射信号、Ｊａ 燃料噴射量、Ｊｃ 燃料補正量、Ｍｐ パージ燃料濃度、Ｐ パージ制御信号、Ｑａ 吸気量、ＱＥ ＥＧＲ量、ＱＰ パージ量、Ｓ７ 噴射モードを判定するステップ、Ｓ８ 燃料噴射量をフィードバック制御するステップ、Ｓ２２〜Ｓ２４ ＥＧＲ量をフィードバック制御するステップ、Ｓ２５、Ｓ２６ 記憶ステップ、Ｓ２７ 燃料噴射量を補正するステップ、Ｓ２８ ＥＧＲ制御条件を判定するステップ、Ｓ３１ パージ処理を判定するステップ、Ｓ４１ ＥＧＲ偏差を算出するステップ、Ｓ４２ パージ燃料濃度を算出するステップ、Ｓ４３ 燃料噴射量を補正するステップ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、気筒内に直接燃料を噴射して火花点火により燃料を着火させる筒内噴射式内燃機関の制御装置に関し、特にＥＧＲ（排気ガス還流）量を高精度に制御して排気ガス中のＮＯｘ成分を確実に低減させ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】
従来より、吸気管内で燃料を噴射して均一な混合気を気筒内に導入する火花点火式の内燃機関（エンジン）はよく知られており、この種の内燃機関においては、空燃比（Ａ／Ｆ）を理論値（１４．７）にフィードバック制御するために、排気管に空燃比センサが設けられている。
【０００３】
たとえば、特開昭６１−１０１６４５号公報に記載された内燃機関の制御装置においては、２つの空燃比センサを用いて空燃比センサの誤差を補正する技術が開示されている。
【０００４】
また、特開昭６３−７５３２７号公報に記載された内燃機関の制御装置においては、加減速時に空燃比フィードバック量を補正し、補正制御領域毎に加減速量をマップデータとして記憶する技術が開示されている。
【０００５】
ところで、上記のような一般的な内燃機関は、比較的大きい出力トルクが得られるものの、空燃比に対する変動も大きいため、トルク制御が容易でないという問題がある。
【０００６】
そこで、エンジン発生トルクを制御し易くするために、気筒内に直接燃料を噴射することにより、気筒内の部分的な領域で燃料を燃焼させるようにした筒内噴射式内燃機関の制御装置が開発されている。
【０００７】
たとえば、特開平８−３１２４３３号公報に記載された筒内噴射式内燃機関の制御装置においては、運転状態から目標エンジントルクを算出し、目標エンジントルクに基づいて各種の制御量（目標空燃比、目標噴射終了時期、点火時期、ＥＧＲ量など）を演算している。
【０００８】
図８は従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置を概略的に示す構成図である。
図８において、内燃機関の本体すなわちエンジン１には、吸入空気を導入するための吸気管１ａと、燃焼後の排気ガスを導出するための排気管１ｂが設けられている。
【０００９】
吸気管１ａの上流側には、矢印のようにエンジン１に導入される吸気量Ｑａを検出するためのエアフローセンサ２が設けられている。
また、吸気管１ａ内には、吸気量Ｑａを調節するためのスロットル弁３が設けられており、スロットル弁３には、スロットル開度θを検出するためのスロットルセンサ４が設けられている。
【００１０】
吸気管１ａの下流側すなわちエンジン１の直前の上流側には、サージタンク５が設けられている。
排気管１ｂ内には、リニアＯ２センサからなる空燃比センサ６が設けられている。空燃比センサ６は、排気ガス中の実際の空燃比Ｆとして、たとえば、１０〜５０の範囲の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する。
【００１１】
スロットル弁３には、スロットル開度θを調整するためのスロットルアクチュエータ７（吸気量調整手段）が設けられている。
スロットルアクチュエータ７は、たとえばステッパモータを含み、スロットル弁３を回転駆動して、吸気管１ａを通過する吸気量Ｑａを調整する。
【００１２】
エンジン１には、各気筒毎に点火プラグ８が設けられており、各点火プラグ８は、各気筒の燃焼室内で放電火花を発生させる。
配電器９は、点火タイミングに同期させて、各点火プラグ８に放電用の高圧電圧を分配供給する。
【００１３】
点火コイル１０は、トランス回路を含み、通電遮断されることにより、点火用の放電電圧を発生して配電器９に供給する。
イグナイタ１１は、パワートランジスタからなり、各気筒の点火時期に合わせて点火コイル１０を通電遮断させる。
【００１４】
点火プラグ８、配電器９、点火コイル１０およびイグナイタ１１は、エンジン１の各気筒内の燃料を着火させるための点火装置を構成している。
【００１５】
エンジン１を制御するＥＣＵ（電子式制御ユニット）１２は、マイクロコンピュータを含み、各種センサの検出情報（エンジン１の運転状態）に基づいて、エンジン１の燃焼制御に関する各種アクチュエータの制御量を演算し、制御量に応じた駆動信号を出力する。
【００１６】
各種の制御量としては、スロットルアクチュエータ７に対する吸気量制御信号Ａ、イグナイタ１１（点火装置）に対する点火信号Ｇ、燃料噴射弁（インジェクタ）１３に対する燃料噴射信号Ｊ、ＥＧＲ調整弁１７に対するＥＧＲ制御信号Ｅ、パージ調整弁２６に対するパージ制御信号Ｐなどが含まれる。
【００１７】
エンジン１の各気筒内には、燃焼室内に直接燃料を噴射するためのインジェクタ１３が配設されている。
エンジン１により回転駆動されるクランク軸には、クランク角信号ＣＡを出力するクランク角センサ１４が取り付けられている。
【００１８】
運転者により操作されるアクセルペダル（図示せず）には、アクセル開度αを検出するアクセル開度センサ１５が設けられている。
クランク角信号ＣＡおよびアクセル開度αは、他のセンサ信号と同様にＥＣＵ１２に入力される。
【００１９】
図示されない他の各種センサとしては、たとえば、エンジン１の吸気圧を検出する吸気圧センサ、吸気温を検出する吸気温センサおよびエンジン１の冷却水温を検出する水温センサなどが設けられる。
【００２０】
また、エンジン１を制御する図示されない他のアクチュエータとしては、たとえば、燃料ポンプ２４から送られた燃料を高圧化して噴射する高圧ポンプなどが設けられる。
【００２１】
クランク角センサ１４は、エンジン回転数Ｎｅ（回転情報）に対応したパルス信号をクランク角信号ＣＡとして出力し、周知のように回転センサとしても機能する。また、クランク角信号ＣＡのパルスは、複数のエンジン気筒の各基準クランク角に対応したエッジを有し、各基準クランク角はエンジン１の制御タイミングの演算に用いられる。
【００２２】
排気管１ｂとサージタンク５との間には、排気ガスの一部を吸気管１ａに環流するためのＥＧＲ通路１６が設けられており、ＥＧＲ通路１６には、ＥＧＲ量ＱＥを調整するためのステッパモータ式のＥＧＲ調整弁１７（ＥＧＲ調整手段）が設けられている。
【００２３】
車載のバッテリ２０は、イグニッションスイッチ２１を介して、ＥＣＵ１２に給電を行う。
エンジン１の燃料２２は、燃料タンク２３に収納されており、燃料ポンプ２４を介してインジェクタ１３に供給される。
【００２４】
燃料タンク２３の一端には、燃料タンク２３から蒸散した燃料ガス（以下、蒸散ガスという）を吸着するための活性炭などを含むキャニスタ２５が連通されている。また、キャニスタ２５は、ソレノイド駆動されるパージ調整弁２６を介してサージタンク５に連通されている。
【００２５】
パージ調整弁２６は、燃料タンク２３から発生する蒸散ガスを吸気管１ａ内にパージ処理（導入）するためのパージ手段を構成しており、パージ調整弁２６の開放時において、所望のパージ量ＱＰの蒸散ガスが吸気管１ａに導入される。
【００２６】
ＥＣＵ１２は、各種アクチュエータの制御量を演算する制御量演算手段を構成しており、エンジン１の運転状態に応じて、スロットルアクチュエータ７、イグナイタ１１、インジェクタ１３、ＥＧＲ調整弁１７およびパージ調整弁２６に対する駆動制御信号Ａ、Ｇ、Ｊ、ＥおよびＰを出力する。
【００２７】
図９は図８内のＥＣＵ１２の構成を詳細に示すブロック図である。
図９において、ＥＣＵ１２は、マイクロコンピュータ１００と、第１入力インターフェース回路１０１と、第２入力インターフェース回路１０２と、出力インターフェース回路１０４と、電源回路１０５とを備えている。
【００２８】
第１入力インターフェース回路１０１は、クランク角信号ＣＡを波形整形して割り込み信号とし、マイクロコンピュータ１００に入力する。
第２入力インターフェース回路１０２は、他のセンサ信号（吸気量Ｑａ、スロットル開度θ、空燃比Ｆ、アクセル開度αなど）を取り込み、マイクロコンピュータ１００に入力する。
【００２９】
出力インターフェース回路１０４は、各種アクチュエータ駆動信号（吸気量制御信号Ａ、燃料噴射信号Ｊ、点火信号Ｇおよびパージ制御信号Ｐなど）を増幅して、スロットルアクチュエータ７、イグナイタ１１およびインジェクタ１３などに出力する。
電源回路１０５は、バッテリ２０からの電力をマイクロコンピュータ１００に供給する。
【００３０】
マイクロコンピュータ１００は、ＣＰＵ２００と、カウンタ２０１と、タイマ２０２と、Ａ／Ｄ変換器２０３と、ＲＡＭ２０５と、ＲＯＭ２０６と、出力ポート２０７と、コモンバス２０８とを備えている。
【００３１】
ＣＰＵ２００は、運転状態（アクセル開度α、エンジン回転数Ｎｅに対応するクランク角信号ＣＡなど）に基づき、所定のプログラムにしたがってスロットルアクチュエータ７およびインジェクタ１３の制御量などを算出する。
【００３２】
フリーランニングのカウンタ２０１は、クランク角信号ＣＡからエンジン１の回転周期を計測し、タイマ２０２は、種々の制御時間を計時する。
Ａ／Ｄ変換器２０３は、各種センサからのアナログ入力信号をディジタル信号に変換して、ＣＰＵ２００に入力する。
【００３３】
ＲＡＭ２０５は、ＣＰＵ２００のワークメモリとして使用され、ＲＯＭ２０６には、ＣＰＵ２００の種々の動作プログラムが記憶されている。
出力ポート２０７は、種々の制御信号（燃料噴射信号Ｊ、点火信号Ｇなど）を出力する。コモンバス２０８は、マイクロコンピュータ１００内の各要素２０１〜２０７をＣＰＵ２００に結合している。
【００３４】
スロットル開度θは、運転状態たとえば吸気量制御信号Ａにより制御される。ＥＣＵ１２内のＣＰＵ２００（制御量演算手段）は、クランク角信号ＣＡ（エンジン回転数Ｎｅ）とアクセル開度αとから燃料噴射量を演算する。
【００３５】
インジェクタ１３は、燃料噴射量に応じたパルス幅の燃料噴射信号Ｊにより駆動され、クランク角信号ＣＡに基づく所定タイミングで、所要量の燃料を気筒内に直接噴射する。
このとき、インジェクタ１３から噴射される燃料は、気筒内に噴射するために非常に高圧で供給される。
【００３６】
ＣＰＵ２００（制御量演算手段）は、運転状態に応じて噴射モード（インジェクタ１３の駆動タイミング）を切り換える噴射モード切換手段を含む。噴射モードとしては、成層リーン燃焼させるための圧縮行程噴射モードと、リーン燃焼またはストイキフィードバック燃焼（または、エンリッチ燃焼）させるための吸気行程噴射モードとがある。
【００３７】
また、ＣＰＵ２００は、燃料噴射タイミングと同期してイグナイタ１１に点火信号Ｇを出力する。
点火信号Ｇにより、イグナイタ１１は作動し、コイル１０が励磁され配電器９を通して点火プラグ８が所定タイミングで点火する。
【００３８】
次に、図８および図９のように構成された従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置の動作について説明する。
まず、ＥＣＵ１２にクランク角信号ＣＡが入力されると、クランク角信号ＣＡのパルスエッジに応答して、第１入力インターフェース回路１０１から割り込み信号が発生する。
【００３９】
これにより、ＣＰＵ２００は、カウンタ２０１の値を読み取り、今回と前回のカウンタ値の差からエンジン１の回転周期を算出してＲＡＭ２０５に記憶させ、クランク角信号ＣＡの示す所定クランク角期間の計測時間から、エンジン回転数Ｎｅを算出する。
【００４０】
また、第２入力インターフェース回路１０２は、アクセル開度αなどのアナログセンサ信号を取り込み、Ａ／Ｄ変換器２０３を介してＣＰＵ２００に入力する。
【００４１】
ＣＰＵ２００内の制御量演算手段は、運転状態に基づいて各種の制御パラメータを演算し、制御パラメータに応じた駆動信号を出力ポート２０７および出力インターフェース回路１０４を介して各アクチュエータに出力する。
【００４２】
たとえば、ＥＣＵ１２内のＣＰＵ２００は、アクセル開度αに応じた目標スロットル開度を演算し、目標スロットル開度に対応した吸気量制御信号Ａを出力する。これにより、スロットルアクチュエータ７は、スロットル開度θが目標スロットル開度と一致するようにスロットル弁３を駆動する。
【００４３】
また、ＣＰＵ２００は、目標燃料噴射量を演算し、目標燃料噴射量に対応した燃料噴射信号Ｊを出力する。これにより、インジェクタ１３は、燃料噴射量（駆動時間）が目標燃料噴射量と一致するように、且つクランク角信号ＣＡに基づく所定タイミングで駆動され、エンジン１の各気筒内に燃料を直接噴射させる。
【００４４】
さらに、ＣＰＵ２００は、目標点火時期を演算し、目標点火時期に対応した点火信号Ｇを出力し、燃料噴射タイミングと同期した所定の点火タイミングでイグナイタ１１を駆動する。
【００４５】
これにより、点火コイル１０は、点火信号Ｇに同期して通電遮断され、配電器９を介して点火プラグ１３に高電圧を印加し、点火プラグ１３を所定タイミングで放電させて点火火花を発生させる。
【００４６】
また、運転状態に応じたＥＧＲ制御信号Ｅにより、ＥＧＲ調整弁１７を駆動してＥＧＲ量ＱＥを最適に制御する。また、運転状態に応じて、空燃比センサ６からの空燃比Ｆを用いて、実際の空燃比が目標空燃比となるよう燃料量をフィードバック制御する。
【００４７】
次に、図８および図９とともに、図１０〜図１２を参照しながら、従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置の具体的な動作について説明する。
図１０はＥＣＵ１２の具体的な動作例を示すフローチャートである。
【００４８】
図１１は圧縮行程噴射モード（成層リーン燃焼）における目標ＥＧＲ量Ｅｏに相当する目標ＥＧＲ率[％]の二次元設定領域を示す説明図である。
図１１において、横軸はエンジン回転数Ｎｅ[ｒｐｍ]、縦軸はエンジン負荷に相当するアクセル開度α[％]であり、目標ＥＧＲ率は、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度αが中間レベルの場合に最大値（たとえば、４０％以上）となる。
【００４９】
図１２は目標ＥＧＲ量Ｅｏ[リットル／ｓｅｃ]とＥＧＲ調整弁１７の開度θＥ[駆動ステップ数]との関係を示す説明図である。
【００５０】
エンジン１の運転制御中において、ＥＣＵ１２には、運転状態を示す各種センサ信号が入力されており、ＥＣＵ１２は、クランク角信号ＣＡに基づいて、所定の点火タイミング毎または所定時間毎に図１０の処理を実行する。
【００５１】
まず、図１０において、ＥＣＵ１２は、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度αなどから運転状態を判別し（ステップＳ１）、運転状態に応じて、ＥＧＲ率の二次元マップ（図１１参照）に対応した目標ＥＧＲ量Ｅｏを算出する（ステップＳ２）。
【００５２】
以下、ＥＧＲ量ＱＥが目標ＥＧＲ量Ｅｏと一致するように、ＥＧＲ開度θＥの特性（図１２参照）に基づいてＥＧＲ制御信号Ｅを生成し、ＥＧＲ調整弁１７を駆動制御する（ステップＳ３）。
次に、ＥＣＵ１２は、運転状態に応じて目標空燃比Ａ／Ｆｏを算出する（ステップＳ４）。
【００５３】
また、目標空燃比Ａ／Ｆｏおよび吸気量Ｑａに基づいて、燃焼パラメータ（目標燃料噴射量、目標燃料噴射時期、目標点火時期）を算出し、これらの制御量に相当する燃料噴射信号Ｊおよび点火信号Ｇを生成して、インジェクタ１３およびイグナイタ１１を駆動制御する（ステップＳ５）。
【００５４】
続いて、実際に燃焼した後の排気ガス中の空燃比Ｆを空燃比センサ６から検出し（ステップＳ６）、圧縮行程噴射モード（成層リーン燃焼中）か否かを判定する（ステップＳ７）。
【００５５】
もし、圧縮行程噴射モード（すなわち、ＴＥＳ）と判定されれば、圧縮行程噴射モードにおける燃料噴射制御（図示せず）を実行して、図１０の処理ルーチンをリターンする。
【００５６】
また、圧縮行程噴射モードでない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、吸気行程噴射モード（ストイキ燃焼中）なので、実際の空燃比Ｆが目標空燃比Ａ／Ｆｏと一致するように空燃比フィードバック制御を行い（ステップＳ８）、図１０の処理ルーチンをリターンする。
【００５７】
こうして、エンジン１の各気筒内に所定量の燃料が直接噴射され、噴射された燃料を含む混合気を所定タイミングで着火することにより、エンジン１は、最適に動作することができる。
【００５８】
しかしながら、筒内噴射式のエンジン１の場合、吸気管１ａ内で燃料噴射する一般的なエンジンとは異なり、非常に薄い空燃比で燃焼されるので、ＥＧＲ通路１６を介して環流される排気ガスは、純粋な排気ガスのみならず多量の新気（エア）を含んでいる。
【００５９】
したがって、ＥＧＲ調整弁１７が全閉（ＥＧＲ量ＱＥが０）の状態で、実際に検出される空燃比Ｆが目標空燃比Ａ／Ｆｏとなるように、燃料噴射量を設定して燃焼させた場合の気筒内の空燃比と、ＥＧＲ調整弁１７が開放（ＥＧＲ量ＱＥが有り）の状態で、同様に燃料噴射量を設定して燃焼させた場合の気筒内の空燃比とでは、ＥＧＲ量ＱＥに新気が含まれていることから、各燃焼空燃比が互いに異なることになる。
【００６０】
すなわち、吸気管１ａ内で燃料噴射するエンジンの場合には、ＥＧＲ量ＱＥの全てが排気ガス（燃焼済みのガス）であったが、筒内噴射式のエンジン１の場合は、「燃焼済みガス」と「成層燃焼で燃焼に寄与しなかった新気成分」とがＥＧＲ量ＱＥとなっている。
【００６１】
以上の関係を式で示すと、吸気管内噴射式エンジンの場合、以下の（１）式のようになる。ただし、（１）式において、Ａ／Ｆｏは目標空燃比、Ｑａｎはエンジン１に吸入される新気量、Ｆｊはエンジン１に噴射される燃料量、Ａ／Ｆｒは実際の燃焼空燃比である。
【００６２】
Ａ／Ｆｏ＝Ｑａｎ／Ｆｊ＝Ａ／Ｆｒ ・・・（１）
【００６３】
一方、筒内噴射式エンジンの場合には、新気成分を含むＥＧＲ量ＱＥがエンジン１に吸入されるので、上記（１）式内の燃焼空燃比Ａ／Ｆｒが、以下の（２）式のように変更される。ただし、（２）式において、ＱＥｎはＥＧＲ量ＱＥに含まれる新気成分（成層リーン燃焼時に燃焼に寄与しなかった新気成分）である。
【００６４】
Ａ／Ｆｒ＝（Ｑａｎ＋ＱＥｎ）／Ｆｊ ・・・（２）
【００６５】
（２）式のように、筒内噴射式のエンジン１においては、新気成分ＱＥが燃焼空燃比Ａ／Ｆｒをリーン化するので、前述の不具合が発生することになる。
また、一般に、空燃比センサ６は、リーン領域（Ａ／Ｆ＞３０）において誤差が増大するので、ＥＧＲ動作時における空燃比制御の信頼性はさらに低下することになる。
【００６６】
また、たとえば加速時においては、パージ調整弁２６を開放して、キャニスタ２５に吸着された蒸散ガスをサージタンク５内に供給し、燃料噴射量を実質的に増大させてリッチ化するが、このパージ処理時の空燃比制御の信頼性も低下することになる。
【００６７】
次に、図１３および図１４を参照しながら、従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置のパージ処理動作について説明する。
図１３はパージ調整弁２６の駆動処理手順を示すフローチャート、図１４はパージ駆動デューティＤｐと実際のパージ量ＱＰとの関係を示す説明図である。
【００６８】
まず、図１３において、ＥＣＵ１２は、たとえば、エンジン１が暖機されてから所定時間が経過したか否かにより、パージ処理条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００６９】
もし、パージ処理条件が不成立（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、そのまま図１３の処理ルーチンをリターンし、パージ処理条件が成立（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、エンジン回転数Ｎｅおよびアクセル開度α（エンジン負荷）に基づく二次元マップ演算により、目標パージ量ＱＰｏを求める（ステップＳ１２）。
【００７０】
続いて、所要のパージ量ＱＰを得るためのパージ駆動デューティＤｐの特性（図１４参照）を用いるとともに、目標パージ量ＱＰｏとパージ駆動デューティＤｐとの関係から、パージ調整弁２６のパージ駆動デューティＤｐを求める（ステップＳ１３）。
【００７１】
以下、所要のパージ量ＱＰを得るためのパージ制御信号Ｐを生成して、パージ調整弁２６を駆動し（ステップＳ１４）、図１３の処理ルーチンをリターンする。
【００７２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の筒内噴射式内燃機関の制御装置は以上のように、実際のＥＧＲ量ＱＥがエンジン１の負荷に見合った適正値に制御されないので、排気ガス中のＮＯｘを十分に除去することができず、燃焼状態（ドライバビリティ）の低下および排気ガス中の有害成分の増大を招くという問題点があった。
【００７３】
また、圧縮行程噴射（成層リーン燃焼）モードと吸気行程噴射（ストイキ燃焼）モードとの噴射モードの違いで生じる空燃比センサ６の誤差により、燃焼状態および排気ガスの悪化を招くという問題点があった。
【００７４】
また、パージ調整弁２６を駆動して蒸散ガスのパージ量ＱＰを制御する場合においても、空燃比制御誤差が生じるので、同様に、燃焼状態および排気ガスの悪化を招くという問題点があった。
【００７５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲ制御時の空燃比制御精度を向上させることにより、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。
【００７６】
また、この発明は、空燃比センサの誤差を補正して空燃比制御精度を向上させることにより、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。
【００７７】
また、この発明は、蒸散ガスをパージ処理（導入）するときの空燃比制御誤差を補正して空燃比制御精度を向上させることにより、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ることを目的とする。
【００７８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、内燃機関の複数の気筒内に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁と、内燃機関の排気ガスの一部を環流するＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲ調整手段と、内燃機関の運転状態を検出するための各種センサと、運転状態に応じて燃料噴射弁およびＥＧＲ調整手段を制御する制御量演算手段とを備えた筒内噴射式内燃機関の制御装置において、各種センサは、内燃機関に導入される吸気量を検出する吸気量センサと、内燃機関の排気管に設けられて排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサとを含み、制御量演算手段は、運転状態に応じて、燃料噴射弁の噴射モードを圧縮行程噴射モードまたは吸気行程噴射モードに切り換える噴射モード切換手段と、運転状態に応じて目標ＥＧＲ量を算出するとともに、ＥＧＲ調整手段によるＥＧＲ量を目標ＥＧＲ量に制御するためのＥＧＲ量制御手段と、運転状態に応じて排気管内の排気目標空燃比を算出する排気目標空燃比演算手段と、運転状態に応じて制御目標空燃比を算出する制御目標空燃比演算手段と、制御目標空燃比、吸気量および噴射モードに応じて、燃料噴射弁の燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段とを含み、ＥＧＲ量制御手段は、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するために、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、ＥＧＲ設定量を初期値として用いるものである。
【００８０】
また、この発明の請求項２に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項１において、ＥＧＲ量制御手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合のみにＥＧＲ量をフィードバック制御するものである。
【００８１】
また、この発明の請求項３に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項１または請求項２において、燃料噴射量設定手段は、少なくとも噴射モードが吸気行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御し、ＥＧＲ量制御手段は、少なくとも噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するものである。
【００８２】
また、この発明の請求項４に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項３において、燃料噴射量設定手段は、燃料噴射量のフィードバック制御により可変設定された燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射設定量を初期値として用い、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、ＥＧＲ設定量を初期値として用いるものである。
【００８３】
また、この発明の請求項５に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項４において、燃料噴射量設定手段は、燃料噴射量のフィードバック制御時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を用いて燃料噴射量を補正し、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御時に、ＥＧＲ量記憶手段に記憶されたＥＧＲ設定量を用いてＥＧＲ量を補正するものである。
【００８４】
また、この発明の請求項６に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項３から請求項５までのいずれか１項において、制御量演算手段は、運転状態に応じてＥＧＲ量のフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含み、燃料噴射量設定手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合には、ＥＧＲ制御条件が不成立の場合であっても、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するものである。
【００８５】
また、この発明の請求項７に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、燃料噴射量設定手段は、圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでそれぞれ可変設定された各燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、噴射モードが吸気行程噴射モードおよび圧縮行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するとともに、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を初期値として用いるものである。
【００８６】
また、この発明の請求項８に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項７において、制御量演算手段は、燃料噴射量記憶手段に記憶された圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでの各燃料噴射設定量を比較する燃料噴射設定量比較手段と、燃料噴射設定量比較手段の比較結果に基づいて、空燃比センサにより検出される空燃比の誤差を補正する空燃比補正手段とを含むものである。
【００８７】
また、この発明の請求項９に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項１から請求項８までのいずれか１項において、内燃機関に噴射される燃料を収納する燃料タンクと、燃料タンクから発生する蒸散ガスを吸気管内にパージ処理するパージ手段とを備え、制御量演算手段は、蒸散ガスがパージ処理されているか否かを判定するパージ判定手段を含み、ＥＧＲ量制御手段は、パージ判定手段の判定結果であるパージ処理状態に応じて、ＥＧＲ量のフィードバック制御を処理するものである。
【００８８】
また、この発明の請求項１０に係る筒内噴射式内燃機関の制御装置は、請求項９において、制御量演算手段は、パージ判定手段の判定結果に応じたＥＧＲ量の各フィードバック制御結果の偏差に基づいて、蒸散ガス中のパージ燃料濃度を推定演算するパージ燃料濃度推定手段と、パージ燃料濃度に応じて、パージ処理手段によるパージ量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する補正制御手段とを含むものである。
【００８９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。なお、この発明の実施の形態１によるシステム構成は、前述（図８および図９参照）と同様であり、ＥＣＵ１２内のＣＰＵ２００（制御量演算手段）の制御プログラムの一部が異なるのみである。
【００９０】
ＥＣＵ１２は、前述と同様に、運転状態に応じて噴射モードを圧縮行程噴射モードまたは吸気行程噴射モードに切り換える噴射モード切換手段と、運転状態および噴射モードに基づいて目標制御量（目標スロットル開度、目標ＥＧＲ量、目標空燃比、目標燃料噴射時期、目標燃料噴射量、目標点火時期、目標パージ量など）を演算する演算手段とを含む。
【００９１】
また、ＥＣＵ１２（制御量演算手段）は、運転状態に応じてＥＧＲ量ＱＥを目標ＥＧＲ量Ｅｏに制御するＥＧＲ量制御手段と、排気目標空燃比Ａ／Ｆｏを算出する排気目標空燃比演算手段と、制御目標空燃比を算出する制御目標空燃比演算手段と、制御目標空燃比、吸気量Ｑａおよび噴射モードに応じて、インジェクタ１３による燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段とを含む。
なお、制御目標空燃比は、周知のマップ演算などにより算出され得る。
【００９２】
この場合、ＥＣＵ１２内のＥＧＲ量制御手段は、排気管１ｂ内の空燃比Ｆと排気目標空燃比Ａ／Ｆｏとが一致するようにＥＧＲ量ＱＥをフィードバック制御する。
【００９３】
次に、図８〜図１４とともに、図１および図２を参照しながら、この発明の実施の形態１の動作について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による具体的な動作例を示すフローチャートであり、図２は空燃比偏差ΔＦ（＝Ｆ−Ａ／Ｆｏ）と可変ＥＧＲ量ΔＥ（ゲイン）との関係を示す説明図である。
【００９４】
図２において、横軸で示す空燃比偏差ΔＦは、空燃比センサ６から検出される空燃比Ｆと排気目標空燃比Ａ／Ｆｏとの差（Ｆ−Ａ／Ｆｏ）により得られる。
また、空燃比偏差ΔＦの絶対値が小さい領域には不感帯Ｚが設定されており、不感帯Ｚ内において、可変ＥＧＲ量ΔＥは「０」に固定される。
【００９５】
前述のように、ＥＣＵ１２は、運転状態に応じた複数のマップデータを格納しており、噴射モードにしたがってアクセル開度αおよびエンジン回転数Ｎｅなどに応じた制御量を設定することにより、所定のエンジン出力トルクを得るとともに、燃費や排気ガスの状態がベストとなるように制御している。
【００９６】
図１において、ステップＳ２０については、前述（図１０参照）のステップＳ１〜Ｓ５に対応した処理（運転状態に基づく通常の制御処理）なので、ここでは詳述を省略する。また、ステップＳ６は、前述と同様の空燃比検出ステップである。
【００９７】
さらに、噴射モード判定処理（ステップＳ７）については、図面の煩雑さを避けるために図示を省略しており、ここでは、圧縮行程噴射（成層リーン燃焼）モードの場合のみを示している。
【００９８】
ＥＣＵ１２は、まず、前述と同様に、図１１および図１２に基づく通常の制御処理（ステップＳ２０）に続いて、空燃比センサ６から空燃比Ｆを検出する（ステップＳ６）。
【００９９】
次に、空燃比偏差ΔＦ（＝Ｆ−Ａ／Ｆｏ）を算出し、空燃比偏差ΔＦの絶対値が所定値ΔＦｚ（不感帯Ｚに相当する値）未満か否かを判定する（ステップＳ２１）。
【０１００】
もし、｜Ｆ−Ａ／Ｆｏ｜＜ΔＦｚ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、空燃比偏差ΔＦが不感帯Ｚの範囲内なので、可変ＥＧＲ量ΔＥの演算処理を実行せずに、図１の処理ルーチンをそのままリターンする。
【０１０１】
一方、ステップＳ２１において、｜Ｆ−Ａ／Ｆｏ｜≧ΔＦｚ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、空燃比偏差ΔＦが不感帯Ｚの範囲外なので、図２にしたがって、空燃比偏差ΔＦが０（すなわち、Ｆ＝Ａ／Ｆｏ）となるように、今回の可変ＥＧＲ量ΔＥを算出する（ステップＳ２２）。
【０１０２】
続いて、前回までのＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ｎ−１）に今回の可変ＥＧＲ量ΔＥを積算して、以下の（３）式のように、ＥＧＲ補正ゲインＥｃを求める（ステップＳ２３）。
【０１０３】
Ｅｃ＝Ｅｃ（ｎ−１）＋ΔＥ ・・・（３）
【０１０４】
ＥＧＲ補正ゲインＥｃの初期値は、たとえば「１．０」にあらかじめ設定されているものとする。
【０１０５】
最後に、通常の制御演算で得られた目標ＥＧＲ開度θＥｏにＥＧＲ補正ゲインＥｃを乗算して、以下の（４）式のように、実際のＥＧＲ制御信号Ｅに相当するＥＧＲ開度θＥを求める（ステップＳ２４）。
【０１０６】
θＥ＝θＥｏ×Ｅｃ ・・・（４）
【０１０７】
以下、ＥＧＲ開度θＥを反映したＥＧＲ制御信号ＥによりＥＧＲ調整弁１７を駆動し、図１の処理ルーチンをリターンする。
【０１０８】
このように、ＥＧＲ調整弁１７の制御時に、実際に検出される空燃比Ｆを用いて排気目標空燃比Ａ／Ｆｏをフィードバック制御することにより、ＥＧＲ量ＱＥに含まれる新気成分ＱＥｎによる誤差を補償することができ、空燃比制御精度を向上させることができる。
【０１０９】
また、ＥＧＲ量ＱＥに含まれる新気成分ＱＥｎによる誤差を、あらかじめ排気目標空燃比Ａ／Ｆｏとして設定しておき、排気目標空燃比Ａ／Ｆｏと実際に制御目標空燃比で噴射した燃料量での燃焼ガス中の空燃比Ｆとの差異を補償することができ、ＥＧＲ調整弁１７のバラツキを吸収することができる。
【０１１０】
さらに、ステップＳ２０内のステップＳ４（図１０参照）において、制御目標空燃比で噴射すべき燃料量を吸気量Ｑａに基づいて算出しているので、元々燃焼空燃比の制御精度がよいうえ、上記のように排気目標空燃比Ａ／Ｆｏをフィードバック制御しているので、ＥＧＲ制御精度がさらに向上する。
【０１１１】
また、ここでは図示を省略したが、吸気行程噴射（均質ストイキ燃焼）モードにおいては、実際の空燃比Ｆが排気目標空燃比Ａ／Ｆｏと一致するように通常の空燃比フィードバック制御が実行されることは言うまでもない。
【０１１２】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、所定タイミング毎にＥＧＲ補正ゲインＥｃを積算し、ステップＳ２４においてＥＧＲ開度θＥ（ＥＧＲ量ＱＥに相当する）を演算するのみであったが、たとえば制御開始時の初期制御精度を向上させるために、ＥＧＲ補正ゲインＥｃを記憶してもよい。
【０１１３】
以下、ＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ＥＧＲ設定量）を記憶する手段を備えたこの発明の実施の形態２を図について説明する。
図３はこの発明の実施の形態２による制御動作を示すフローチャートであり、圧縮行程噴射モードのみならず、吸気行程噴射モードの場合の制御動作も示している。
【０１１４】
図３において、前述（図１参照）と同様のステップについては、同一符号を付して詳述を省略する。
また、ステップＳ７およびＳ８は、前述（図１０参照）と同様の噴射モード判定ステップおよび空燃比フィードバック処理ステップである。
【０１１５】
この場合、ＥＣＵ１２内のＥＧＲ量制御手段は、圧縮行程噴射モードでのＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量（ＥＧＲ補正ゲインＥｃ）を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量ＱＥの次回のフィードバック制御開始時に、上記ＥＧＲ設定量を初期値として用いる。
【０１１６】
また、ＥＣＵ１２内の燃料噴射量設定手段は、吸気行程噴射モードでの燃料噴射量のフィードバック制御時に可変設定された燃料噴射設定量（空燃比補正量Ｆｃ）を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射設定量を初期値として用いる。
【０１１７】
すなわち、ＥＣＵ１２は、図３内の噴射モード判定ステップＳ７において、圧縮行程噴射モード（成層リーン燃焼中）（すなわち、ＹＥＳ）と判定されると、ＥＧＲ量ＱＥのフィードバック処理（ステップＳ２１〜Ｓ２４）を実行した後、ＥＧＲ補正ゲインＥｃを記憶して（ステップＳ２５）、図３の処理ルーチンをリターンする。
【０１１８】
一方、ステップＳ７において、吸気行程噴射モード（均質ストイキ燃焼中）（すなわち、ＮＯ）と判定されると、Ｆ＝Ａ／Ｆｏとなるように空燃比のフィードバック処理（ステップＳ８）を実行した後、空燃比補正量Ｆｃを記憶して（ステップＳ２６）、図３の処理ルーチンをリターンする。
【０１１９】
このように、ＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ＥＧＲ設定量）および空燃比補正量Ｆｃ（燃料噴射設定量）を記憶することにより、次回の始動時においても、制御量に直ちに反映させることができるので、ＥＧＲ量ＱＥおよび空燃比Ｆの制御開始時の初期制御精度を向上させることができる。
【０１２０】
また、この場合、ＥＧＲ量制御手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モード（ステップＳ７の判定結果がＹＥＳ）の場合のみに限定して、ＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御（ステップＳ２１〜Ｓ２４）を実行するので、ＥＧＲ量制御誤差の発生を防止することができる。
【０１２１】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、吸気行程噴射モードの場合のみに空燃比フィードバック制御（ステップＳ８）を実行したが、噴射モード判定（ステップＳ７）の前に空燃比補正量Ｆｃ（燃料噴射設定量）を燃料噴射量Ｊａに反映させてもよい。
【０１２２】
図４は噴射モードによらず空燃比補正量Ｆｃを燃料噴射量Ｊａに反映させたこの発明の実施の形態３による制御動作を示すフローチャートであり、図４において、前述（図３参照）と同様のステップについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１２３】
この場合、ＥＣＵ１２内の燃料噴射量設定手段は、吸気行程噴射モードのみならず、圧縮行程噴射モードにおいても、排気管１ｂ内の空燃比Ｆと制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量Ｊａをフィードバック制御する。
【０１２４】
また、ＥＧＲ量制御手段は、圧縮行程噴射モードのみならず、吸気行程噴射モードにおいても、排気管１ｂ内の空燃比Ｆと排気目標空燃比Ａ／Ｆｏとが一致するようにＥＧＲ量ＱＥをフィードバック制御する。
【０１２５】
すなわち、ＥＣＵ１２は、図４内の通常の制御処理（ステップＳ２０）を実行した後、目標燃料噴射量Ｊｏに空燃比補正量Ｆｃを乗算して、以下の（５）式のように、燃料噴射量Ｊａを算出する（ステップＳ２７）。
【０１２６】
Ｊａ＝Ｊｏ×Ｆｃ ・・・（５）
【０１２７】
続いて、ＥＧＲ量制御手段は、前述のように、ＥＧＲ開度θＥ（ＥＧＲ量ＱＥ）をフィードバック制御する（ステップＳ２４）。
以下、ＥＣＵ１２は、空燃比Ｆの検出ステップＳ６を実行し、噴射モード判定ステップＳ２１に進む。
【０１２８】
このように、燃料噴射量Ｊａを空燃比補正量Ｆｃで補正することにより、圧縮行程噴射（成層リーン燃焼）モード以外においても、インジェクタ１３などのバラツキによる誤差を補正するとともに、ＥＧＲ調整弁１７のバラツキを補正することができ、空燃比およびＥＧＲ量ＱＥの制御精度をさらに向上させることができる。
【０１２９】
また、燃料噴射量設定手段は、インジェクタ１３などの誤差に相当する空燃比補正量Ｆｃ（燃料噴射設定量）を用いて燃料噴射量Ｊａを常に補正し（ステップＳ２７）、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ調整弁１７などの誤差に相当するＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ＥＧＲ設定量）を用いて常にＥＧＲ量ＱＥを補正するので、さらに空燃比制御精度を向上させることができる。
【０１３０】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態３では、ＥＧＲ制御条件について言及しなかったが、ＥＣＵ１２内にＥＧＲ制御条件判定手段を設けてもよい。
【０１３１】
この場合、ＥＣＵ１２内の制御量演算手段は、運転状態に応じてＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含む。
【０１３２】
また、燃料噴射量設定手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合には、ＥＧＲ制御条件が不成立の場合であっても、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するように燃料噴射量Ｊａをフィードバック制御する。
【０１３３】
すなわち、燃料噴射量設定手段は、吸気行程噴射モード（均質ストイキ燃焼時）の空燃比補正量と、圧縮行程噴射モード（空燃比が２５以上の成層リーン燃焼時）の空燃比補正量とを分離して制御することになる。これにより、さらに高精度に前述の作用効果を奏する。
【０１３４】
実施の形態５．
また、上記実施の形態３では、吸気行程噴射モードで可変設定された空燃比補正量Ｆｃ（燃料噴射設定量）のみを記憶手段に記憶させたが、圧縮行程噴射モードで可変設定された空燃比補正量Ｆｄを別の記憶手段に記憶させてもよい。
【０１３５】
図５は圧縮行程噴射モードでの空燃比補正量Ｆｄも記憶させたこの発明の実施の形態５による制御動作を示すフローチャートであり、図５において、前述（図４参照）と同様のステップについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１３６】
また、各ステップＳ２２ｄ〜Ｓ２５ｄは、圧縮行程噴射モードでの可変空燃比ΔＦｄおよび空燃比補正量Ｆｄに関連した処理であり、それぞれ、前述のステップＳ２２〜Ｓ２５に対応している。
なお、ＥＧＲ制御処理（ステップＳ２２〜Ｓ２５）については、図面の煩雑さを避けるために、ここでは図示を省略する。
【０１３７】
この場合、ＥＣＵ１２内の制御量演算手段は、運転状態に応じてＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含む。
【０１３８】
また、ＥＣＵ１２内の燃料噴射量設定手段は、圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでそれぞれ可変設定された空燃比補正量ＦｃおよびＦｄ（各燃料噴射設定量）を記憶する燃料噴射量記憶手段を含む。
【０１３９】
さらに、燃料噴射量設定手段は、吸気行程噴射モードおよび圧縮行程噴射モードの場合に、排気管１ｂ内の空燃比Ｆと制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量Ｊａをフィードバック制御するとともに、燃料噴射量Ｊａの次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量（空燃比補正量Ｆｃ、Ｆｄ）を初期値として用いる。
【０１４０】
すなわち、図５内の噴射モード判定ステップＳ７において、吸気行程噴射モード（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、前述の空燃比フィードバック制御ステップＳ８に続いて、空燃比補正量Ｆｃの記憶ステップＳ２６を実行して、図５の処理ルーチンをリターンする。
【０１４１】
一方、ステップＳ７において、圧縮行程噴射モード（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、ＥＧＲ制御条件判定手段は、運転状態に応じてＥＧＲ制御条件の成立の有無を判定する（ステップＳ２８）。
【０１４２】
もし、ＥＧＲ制御条件が成立（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、前述と同様のステップＳ２２〜Ｓ２５（図示せず）を実行して、図５の処理ルーチンをリターンする。
【０１４３】
一方、ステップＳ２８において、ＥＧＲ制御条件が不成立（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、空燃比Ｆを検出して（ステップＳ６）、空燃比偏差ΔＦの判定ステップＳ２１を実行する。
【０１４４】
もし、ΔＦ＜ΔＦｚ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ２５ｄ（後述する）に進み、ΔＦ≧ΔＦｚ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、実際の空燃比Ｆが排気目標空燃比Ａ／Ｆｏと一致するように、可変空燃比ΔＦｄを算出する（ステップＳ２２ｄ）。
【０１４５】
続いて、前回の空燃比補正量Ｆｄ（ｎ−１）に可変空燃比ΔＦｄを積算して、以下の（６）式のように、圧縮行程噴射モードでの空燃比補正量Ｆｄを求める（ステップＳ２３ｄ）。
【０１４６】
Ｆｄ＝Ｆｄ（ｎ−１）＋ΔＦｄ ・・・（６）
【０１４７】
次に、通常の制御演算で得られた目標燃料噴射量Ｊｏに（６）式から得られた空燃比補正量Ｆｄを乗算して、以下の（７）式のように、実際の燃料噴射信号Ｊに相当する燃料噴射量Ｊａを求める（ステップＳ２４ｄ）。
【０１４８】
Ｊａ＝Ｊｏ×Ｆｄ ・・・（７）
【０１４９】
以下、燃料噴射量Ｊａを反映した燃料噴射信号Ｊによりインジェクタ１３を駆動した後、圧縮行程噴射モードで算出された空燃比補正量Ｆｄを記憶して（ステップ２５ｄ）、図５の処理ルーチンをリターンする。
【０１５０】
このように、噴射モードに応じて異なる２つの空燃比補正量ＦｃおよびＦｄを記憶することにより、空燃比フィードバック制御開始時の初期制御精度をさらに向上させることができる。
【０１５１】
実施の形態６．
なお、上記実施の形態５では、空燃比センサ６の誤差について言及しなかったが、各噴射モード毎に記憶された空燃比補正量ＦｃおよびＦｄに基づいて空燃比センサ６に含まれる空燃比Ｆの誤差を補正してもよい。
【０１５２】
この場合、ＥＣＵ１２内の制御量演算手段は、燃料噴射量記憶手段に記憶された圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでの空燃比補正量ＦｃおよびＦｄ（各燃料噴射設定量）を比較する燃料噴射設定量比較手段と、燃料噴射設定量比較手段の比較結果に基づいて、空燃比センサ６により検出される空燃比Ｆの誤差を補正する空燃比補正手段とを含む。
【０１５３】
たとえば、空燃比補正手段は、空燃比補正量ＦｃおよびＦｄの偏差から、各噴射モードにおける空燃比偏差ΔＦ（＝Ｆ−Ａ／Ｆｏ）を逆算し、空燃比Ｆの誤差を補償するように、空燃比制御を行う。
【０１５４】
このように、２つの空燃比補正量ＦｃおよびＦｄの偏差から空燃比センサ６の誤差を補正することにより、空燃比フィードバック制御開始時の初期制御精度をさらに向上させることができる。
【０１５５】
実施の形態７．
なお、上記実施の形態１〜６では、パージ調整弁２６（図８参照）によるパージ処理について言及しなかったが、パージ処理状態を判定するとともに、パージ処理に応じてＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御を分割処理してもよい。
【０１５６】
図６はパージ処理を考慮したこの発明の実施の形態７による制御動作を示すフローチャートであり、図６において、前述と同様のステップについては、同一符号を付して詳述を省略する。
また、図７はパージ処理される燃料濃度Ｍｐを算出して燃料補正量Ｊｃを補正するための制御動作を示すフローチャートである。
【０１５７】
なお、吸気行程噴射モードにおける空燃比フィードバック制御処理（ステップＳ７、Ｓ８およびＳ２６）については、図面の煩雑さを避けるために、ここでは図示を省略する。
【０１５８】
この場合、ＥＣＵ１２は、燃料タンク２３からの蒸散ガスをパージ調整弁２６を介して吸気管１ａ内に導入するパージ制御手段を含む。
また、ＥＣＵ１２内の制御量演算手段は、蒸散ガスがパージ処理されているか否かを判定するパージ判定手段を含む。
【０１５９】
また、制御量演算手段はパージ燃料濃度推定手段を含み、パージ燃料濃度推定手段は、パージ判定手段の判定結果に応じたＥＧＲ量ＱＥの各フィードバック制御結果（ＥＧＲ補正ゲイン）のＥＧＲ偏差ΔＥｃに基づいて、蒸散ガス中のパージ燃料濃度Ｍｐを推定演算する。
【０１６０】
さらに、制御量演算手段は実質燃料量を補正する補正制御手段を含み、補正制御手段は、パージ燃料濃度Ｍｐに応じて、パージ調整弁２６（パージ処理手段）によるパージ量ＱＰ（図１４参照）およびインジェクタ１３による燃料噴射量Ｊａの少なくとも一方を補正する。
【０１６１】
また、ＥＧＲ量制御手段は、パージ判定手段の判定結果に応じてＥＧＲ量ＱＥのフィードバック制御を分割処理するようになっている。
【０１６２】
まず、図６内のステップ２０を実行した後、パージ判定手段は、パージ制御信号Ｐに基づいて、パージ処理中（パージ調整弁２６が開放されている）か否かを判定する（ステップＳ３１）。
【０１６３】
もし、パージ処理中（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、パージ処理中でのＥＧＲ補正ゲインＥｃｐをＥＧＲ補正ゲインＥｃとして設定し（ステップＳ３２）、また、パージ処理中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、パージ処理を実行しないときのＥＧＲ補正ゲインＥｃｏをＥＧＲ補正ゲインＥｃとして設定し（ステップＳ３３）、空燃比Ｆの検出ステップＳ６に進む。
【０１６４】
以下、前述と同様に、ＥＧＲ量制御ステップＳ２１〜Ｓ２４を実行し、ＥＧＲ補正ゲインＥｃを記憶して（ステップＳ２５）、図６の処理ルーチンをリターンする。
【０１６５】
なお、パージ処理中において、パージ制御手段内のパージ燃料濃度推定手段は、まず、図７のように、パージ処理有りでのＥＧＲ補正ゲインＥｃｐとパージ処理無しでのＥＧＲ補正ゲインＥｃｏとのＥＧＲ偏差ΔＥｃ（＝Ｅｃｐ−Ｅｃｏ）を算出し（ステップＳ４１）、続いて、ＥＧＲ偏差ΔＥｃに基づいてパージ燃料濃度Ｍｐを算出する（ステップＳ４２）。
【０１６６】
次に、パージ制御手段内の補正制御手段は、パージ燃料濃度Ｍｐに応じて、パージ処理手段によるパージ量ＱＰおよびインジェクタ１３による燃料噴射量Ｊａの少なくとも一方を補正する。
図７においては、パージ燃料濃度Ｍｐに基づいて、インジェクタ１３による燃料噴射量Ｊａの燃料補正量Ｊｃを設定している（ステップＳ４３）。
【０１６７】
このとき、パージ燃料濃度Ｍｐは、ＥＧＲ偏差ΔＥｃに対して、ほぼ正の一次関数となり、燃料補正量Ｊｃは、パージ燃料濃度Ｍｐに対して、ほぼ負の一次関数となる。
【０１６８】
すなわち、ステップＳ４２において、パージ燃料濃度Ｍｐは、ＥＧＲ偏差ΔＥｃが大きいほど高い値を示すことになる。
また、ステップＳ４３において、燃料補正量Ｊｃは、パージ燃料濃度Ｍｐが高いほど、過剰リッチ状態を避けるために小さい値に設定され、燃料噴射量Ｊａを低減させることになる。
【０１６９】
このように、パージ処理（蒸散ガス導入）時においては、インジェクタ１３による燃料噴射量Ｊａに加えて実質的な燃料量が増大するので、燃料噴射量Ｊａが低減補正される。
【０１７０】
この結果、異なる燃料噴射量Ｊａに応じてＥＧＲ補正ゲインＥｃ（ＥＧＲ設定量）が個別に設定されるので、パージ処理時の空燃比制御誤差を補正することができる。
【０１７１】
また、パージ処理（蒸散ガス導入）の有無でのＥＧＲ設定量の差異（ＥＧＲ偏差ΔＥｃ）に基づいてパージ燃料濃度Ｍｐを検出し、パージ燃料濃度Ｍｐに応じて燃料噴射量Ｊａ（または、パージ量ＱＰ）を補正制御するので、空燃比制御精度をさらに向上させることができる。
【０１７２】
なお、図６においては、ステップＳ３２およびＳ３３により、パージ処理の有無に応じてＥＧＲ補正ゲインＥｃを切り換えたが、ＥＧＲ量ＱＥそのものを切り換えてもよい。
【０１７３】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項１によれば、内燃機関の複数の気筒内に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁と、内燃機関の排気ガスの一部を環流するＥＧＲ量ＱＥを調整するためのＥＧＲ調整手段と、内燃機関の運転状態を検出するための各種センサと、運転状態に応じて燃料噴射弁およびＥＧＲ調整手段を制御する制御量演算手段とを備えた筒内噴射式内燃機関の制御装置において、各種センサは、内燃機関に導入される吸気量を検出する吸気量センサと、内燃機関の排気管に設けられて排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサとを含み、制御量演算手段は、運転状態に応じて、燃料噴射弁の噴射モードを圧縮行程噴射モードまたは吸気行程噴射モードに切り換える噴射モード切換手段と、運転状態に応じて目標ＥＧＲ量を算出するとともに、ＥＧＲ調整手段によるＥＧＲ量を目標ＥＧＲ量に制御するためのＥＧＲ量制御手段と、運転状態に応じて排気管内の排気目標空燃比を算出する排気目標空燃比演算手段と、運転状態に応じて制御目標空燃比を算出する制御目標空燃比演算手段と、制御目標空燃比、吸気量および噴射モードに応じて、燃料噴射弁の燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段とを含み、ＥＧＲ量制御手段は、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するために、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、ＥＧＲ設定量を初期値として用いるようにしたので、ＥＧＲ制御時の空燃比制御精度を向上させて、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７５】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、ＥＧＲ量制御手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合のみにＥＧＲ量をフィードバック制御するようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７６】
また、この発明の請求項３によれば、請求項１または請求項２において、燃料噴射量設定手段は、少なくとも噴射モードが吸気行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御し、ＥＧＲ量制御手段は、少なくとも噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７７】
また、この発明の請求項４によれば、請求項３において、燃料噴射量設定手段は、燃料噴射量のフィードバック制御により可変設定された燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射設定量を初期値として用い、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、ＥＧＲ設定量を初期値として用いるようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７８】
また、この発明の請求項５によれば、請求項４において、燃料噴射量設定手段は、燃料噴射量のフィードバック制御時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を用いて燃料噴射量を補正し、ＥＧＲ量制御手段は、ＥＧＲ量のフィードバック制御時に、ＥＧＲ量記憶手段に記憶されたＥＧＲ設定量を用いてＥＧＲ量を補正するようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１７９】
また、この発明の請求項６によれば、請求項３から請求項５までのいずれか１項において、制御量演算手段は、運転状態に応じてＥＧＲ量のフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含み、ＥＧＲ量制御手段は、噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合には、ＥＧＲ制御条件が不成立の場合であっても、排気管内の空燃比と排気目標空燃比とが一致するようにＥＧＲ量をフィードバック制御するようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１８０】
また、この発明の請求項７によれば、請求項１から請求項３までのいずれか１項において、燃料噴射量設定手段は、圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでそれぞれ可変設定された各燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、噴射モードが吸気行程噴射モードおよび圧縮行程噴射モードの場合に、排気管内の空燃比と制御目標空燃比とが一致するように燃料噴射量をフィードバック制御するとともに、燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を初期値として用いるようにしたので、排気ガス中の有害成分の低減および燃焼状態の向上を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１８１】
また、この発明の請求項８によれば、請求項７において、制御量演算手段は、燃料噴射量記憶手段に記憶された圧縮行程噴射モードおよび吸気行程噴射モードでの各燃料噴射設定量を比較する燃料噴射設定量比較手段と、燃料噴射設定量比較手段の比較結果に基づいて、空燃比センサにより検出される空燃比の誤差を補正する空燃比補正手段とを含むようにしたので、空燃比センサの誤差を補正して空燃比制御精度をさらに向上させ、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１８２】
また、この発明の請求項９によれば、請求項１から請求項８までのいずれか１項において、内燃機関に噴射される燃料を収納する燃料タンクと、燃料タンクから発生する蒸散ガスを吸気管内にパージ処理するパージ手段とを備え、制御量演算手段は、蒸散ガスがパージ処理されているか否かを判定するパージ判定手段を含み、ＥＧＲ量制御手段は、パージ判定手段の判定結果であるパージ処理状態に応じて、ＥＧＲ量のフィードバック制御を処理するようにしたので、パージ処理時の空燃比制御誤差を補正して空燃比制御精度を向上させて、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【０１８３】
また、この発明の請求項１０によれば、請求項９において、制御量演算手段は、パージ判定手段の判定結果に応じたＥＧＲ量の各フィードバック制御結果の偏差に基づいて、蒸散ガス中のパージ燃料濃度を推定演算するパージ燃料濃度推定手段と、パージ燃料濃度に応じて、パージ処理手段によるパージ量および燃料噴射量の少なくとも一方を補正する補正制御手段とを含むようにしたので、パージ処理時の空燃比制御誤差を補正して空燃比制御精度を向上させて、燃焼状態の向上および排気ガス中の有害成分の低減を実現した筒内噴射式内燃機関の制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるＥＧＲ量のフィードバック制御動作を示すフローチャートである。
【図２】 この発明の実施の形態１におけるＥＧＲ量のフィードバック制御時での空燃比のズレ量とＥＧＲ量の可変制御ゲインとの関係を示す特性図である。
【図３】 この発明の実施の形態２における空燃比補正およびＥＧＲ補正を両立させたＥＧＲ量のフィードバック制御動作を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態３における補正値を常時使用したＥＧＲフィードバック制御を示すフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態５におけるパージ制御有無で補正値を切り換えたＥＧＲ量のフィードバック制御動作を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態７における空燃比センサの誤差修正処理を示すフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態７によるパージ制御有無でのＥＧＲ偏差からパージ燃料濃度および燃料補正量を算出する処理動作を示すフローチャートである。
【図８】 一般的なキャニスタを含む筒内噴射式内燃機関の制御装置を示す構成図である。
【図９】 図１２内のＥＣＵの具体的構成例を示すブロック図である。
【図１０】 一般的な筒内噴射式内燃機関の制御装置による空燃比フィードバック制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】 一般的な筒内噴射式内燃機関の制御装置による圧縮行程噴射モード（成層リーン燃焼時）でのＥＧＲ量の二次元マップを示す説明図である。
【図１２】 一般的な筒内噴射式内燃機関の制御装置による目標ＥＧＲ量とＥＧＲ開度との関係を示す特性図である。
【図１３】 一般的な筒内噴射式内燃機関の制御装置によるパージ制御動作を示すフローチャートである。
【図１４】 一般的なパージ調整弁の駆動デューティとパージ量との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ エンジン、１ａ 吸気管、１ｂ 排気管、２ エアフローセンサ（吸気量センサ）、６ 空燃比センサ、１２ ＥＣＵ（制御量演算手段）、１３ インジェクタ（燃料噴射弁）、１６ ＥＧＲ通路、１７ ＥＧＲ調整弁、２２ 燃料、２３ 燃料タンク、２５ キャニスタ、２６ パージ調整弁（パージ手段）、Ａ／Ｆｏ 排気目標空燃比、Ｅ ＥＧＲ制御信号、Ｅｃ、Ｅｃｐ、Ｅｃｏ ＥＧＲ補正ゲイン（ＥＧＲ設定量）、Ｅｏ 目標ＥＧＲ量、ΔＥｃ ＥＧＲ偏差、Ｆ空燃比、Ｆｃ、Ｆｄ 空燃比補正量（燃料噴射設定量）、Ｊ 燃料噴射信号、Ｊａ 燃料噴射量、Ｊｃ 燃料補正量、Ｍｐ パージ燃料濃度、Ｐ パージ制御信号、Ｑａ 吸気量、ＱＥ ＥＧＲ量、ＱＰ パージ量、Ｓ７ 噴射モードを判定するステップ、Ｓ８ 燃料噴射量をフィードバック制御するステップ、Ｓ２２〜Ｓ２４ ＥＧＲ量をフィードバック制御するステップ、Ｓ２５、Ｓ２６ 記憶ステップ、Ｓ２７ 燃料噴射量を補正するステップ、Ｓ２８ ＥＧＲ制御条件を判定するステップ、Ｓ３１ パージ処理を判定するステップ、Ｓ４１ ＥＧＲ偏差を算出するステップ、Ｓ４２ パージ燃料濃度を算出するステップ、Ｓ４３ 燃料噴射量を補正するステップ。
Claims (10)
- 内燃機関の複数の気筒内に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁と、
前記内燃機関の排気ガスの一部を環流するＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲ調整手段と、
前記内燃機関の運転状態を検出するための各種センサと、
前記運転状態に応じて前記燃料噴射弁および前記ＥＧＲ調整手段を制御する制御量演算手段と
を備えた筒内噴射式内燃機関の制御装置において、
前記各種センサは、
前記内燃機関に導入される吸気量を検出する吸気量センサと、
前記内燃機関の排気管に設けられて排気ガス中の空燃比を検出する空燃比センサとを含み、
前記制御量演算手段は、
前記運転状態に応じて、前記燃料噴射弁の噴射モードを圧縮行程噴射モードまたは吸気行程噴射モードに切り換える噴射モード切換手段と、
前記運転状態に応じて目標ＥＧＲ量を算出するとともに、前記ＥＧＲ調整手段によるＥＧＲ量を前記目標ＥＧＲ量に制御するためのＥＧＲ量制御手段と、
前記運転状態に応じて、前記内燃機関の排気管内の排気目標空燃比を算出する排気目標空燃比演算手段と、
前記運転状態に応じて、制御目標空燃比を算出する制御目標空燃比演算手段と、
前記制御目標空燃比、前記吸気量および前記噴射モードに応じて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定手段とを含み、
前記ＥＧＲ量制御手段は、
前記排気ガス中の空燃比と前記排気目標空燃比とが一致するように前記ＥＧＲ量をフィードバック制御するために、
前記ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、
前記ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、前記ＥＧＲ設定量を初期値として用いることを特徴とする筒内噴射式内燃機関の制御装置。 - 前記ＥＧＲ量制御手段は、前記噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合のみに前記ＥＧＲ量をフィードバック制御す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。
- 前記燃料噴射量設定手段は、少なくとも前記噴射モードが吸気行程噴射モードの場合に、前記排気ガス中の空燃比と前記制御目標空燃比とが一致するように前記燃料噴射量をフィードバック制御し、
前記ＥＧＲ量制御手段は、少なくとも前記噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合に、前記排気ガス中の空燃比と前記排気目標空燃比とが一致するように前記ＥＧＲ量をフィードバック制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。 - 前記燃料噴射量設定手段は、
前記燃料噴射量のフィードバック制御により可変設定された燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、
前記燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、前記燃料噴射設定量を初期値として用い、
前記ＥＧＲ量制御手段は、
前記ＥＧＲ量のフィードバック制御により可変設定されたＥＧＲ設定量を記憶するＥＧＲ量記憶手段を含み、
前記ＥＧＲ量の次回のフィードバック制御開始時に、前記ＥＧＲ設定量を初期値として用いることを特徴とする請求項３に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。 - 前記燃料噴射量設定手段は、前記燃料噴射量のフィードバック制御時に、前記燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を用いて前記燃料噴射量を補正し、
前記ＥＧＲ量制御手段は、前記ＥＧＲ量のフィードバック制御時に、前記ＥＧＲ量記憶手段に記憶されたＥＧＲ設定量を用いて前記ＥＧＲ量を補正することを特徴とする請求項４に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。 - 前記制御量演算手段は、前記運転状態に応じて前記ＥＧＲ量のフィードバック制御を行うためのＥＧＲ制御条件を判定するＥＧＲ制御条件判定手段を含み、
前記燃料噴射量設定手段は、前記噴射モードが圧縮行程噴射モードの場合には、前記ＥＧＲ制御条件が不成立の場合であっても、前記排気ガス中の空燃比と前記排気目標空燃比とが一致するように前記燃料噴射量をフィードバック制御することを特徴とする請求項３から請求項５までのいずれか１項に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。 - 前記燃料噴射量設定手段は、
前記圧縮行程噴射モードおよび前記吸気行程噴射モードでそれぞれ可変設定された各燃料噴射設定量を記憶する燃料噴射量記憶手段を含み、
前記噴射モードが吸気行程噴射モードおよび圧縮行程噴射モードの場合に、前記排気ガス中の空燃比と前記制御目標空燃比とが一致するように前記燃料噴射量をフィードバック制御するとともに、
前記燃料噴射量の次回のフィードバック制御開始時に、前記燃料噴射量記憶手段に記憶された燃料噴射設定量を初期値として用いることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。 - 前記制御量演算手段は、
前記燃料噴射量記憶手段に記憶された前記圧縮行程噴射モードおよび前記吸気行程噴射モードでの各燃料噴射設定量を比較する燃料噴射設定量比較手段と、
前記燃料噴射設定量比較手段の比較結果に基づいて、前記空燃比センサにより検出される空燃比の誤差を補正する空燃比補正手段と
を含むことを特徴とする請求項７に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関に噴射される燃料を収納する燃料タンクと、
前記燃料タンクから発生する蒸散ガスを前記吸気管内にパージ処理するパージ手段とを備え、
前記制御量演算手段は、前記蒸散ガスがパージ処理されているか否かを判定するパージ判定手段を含み、
前記ＥＧＲ量制御手段は、前記パージ判定手段の判定結果であるパージ処理状態に応じて、前記ＥＧＲ量のフィードバック制御を処理することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。 - 前記制御量演算手段は、
前記パージ判定手段の判定結果に応じた前記ＥＧＲ量の各フィードバック制御結果の偏差に基づいて、前記蒸散ガス中のパージ燃料濃度を推定演算するパージ燃料濃度推定手段と、
前記パージ燃料濃度に応じて、前記パージ処理手段によるパージ量および前記燃料噴射量の少なくとも一方を補正する補正制御手段と
を含むことを特徴とする請求項９に記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
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| JP03721799A JP3681041B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 |
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| JP03721799A JP3681041B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 |
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