JPH06200814A - エンジンの燃料制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの１燃焼サイクルごとに、吸気通路
と燃焼室とが連通する前のタイミングと、吸気通路が燃
焼室に連通しているタイミングとで分割して吸気通路内
に燃料を噴射するように構成されたエンジンにおいて、
エンジンの運転状態に応じて空燃比を適切に制御するよ
うにすることを目的とする。 【構成】 エンジン１の吸気通路８に臨んでインジェク
タ１２を設置する。そして、吸気通路８と燃焼室６とが
連通する前の第１タイミングと、吸気通路８と燃焼室６
とが連通している吸気行程中の第２タイミングとで、そ
れぞれエンジン１の運転状態に基づいて燃料噴射量を算
出して、第１タイミングにおいて算出した燃料噴射量を
所定の分割比率となるように修正した燃料を該第１タイ
ミングで噴射させると共に、上記第２タイミングにおい
て算出した燃料噴射量から上記第１タイミングで噴射さ
れた燃料噴射量から減算した燃料を該第２タイミングで
噴射させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの燃料制御装
置、特にエンジンの１燃焼サイクルごとに、吸気通路と
燃焼室とが連通する前のタイミングと、吸気通路が燃焼
室に連通しているタイミングとで燃料噴射手段から分割
して吸気通路内に燃料を噴射するように構成されたエン
ジンの燃料制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用などのエンジンにおいて
は、燃費性能や排気性能などの向上を目的として、燃料
を空燃比が理論空燃比（空気／燃料＝１４．７）よりも
大きい状態で燃焼させる希薄燃焼化が試みられている
が、この希薄燃焼を安定して実現させる方法として例え
ば層状給気がある。これは、燃料の供給方法や燃焼室周
辺の形状を工夫することにより、点火プラグの近傍に燃
料が過濃（リッチ）な濃混合気を集中させる一方におい
て、残りの領域に燃料が希薄（リーン）な希薄混合気を
形成するように構成したもので、点火プラグ近傍の濃混
合気に生じた火炎が周辺の希薄混合気に伝播することに
より、燃焼性を損なわせることなく燃焼室内における全
体としての混合気の空燃比をリーンな状態に設定するこ
とが可能となって、燃料消費量の大幅な削減が期待され
る。

【０００３】この層状給気を簡便に実現する手段とし
て、例えば実開昭６１−７６１４３号公報に開示されて
いるように分割噴射がある。これは、例えばレシプロ式
ガソリンエンジンの燃焼室に通じる吸気通路に臨んで燃
料噴射用のインジェクタを設置すると共に、エンジン負
荷に基づいて計算した燃料噴射量を、各気筒における１
燃焼サイクルごとに、吸気弁が開弁する前の所定の時期
と、吸気弁が開弁状態の吸気行程中の所定の時期とに分
けて上記インジェクタから分割して噴射供給させるよう
に構成したもので、吸気弁の開弁に先立って噴射された
燃料により吸気通路内に燃料と空気とが予め混合された
与混合状態の混合気が形成されることにより、この混合
気が吸気弁が開いたときに燃焼室内に一挙に流入して、
燃焼室ないしシリンダの外周部分に空燃比がリーンな希
薄混合気の領域が形成される。そして、吸気行程で噴射
される後続の燃料により、例えば燃焼室の中央に設置さ
れた点火プラグの近傍に空燃比がリッチな濃混合気の領
域が形成されることになる。これにより、燃焼室内にお
ける混合気の空燃比を全体としてリーンな状態に維持し
つつ、点火プラグの近傍に燃料が過濃な濃混合気を集中
させることが可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の従来技術においては、例えば加速時のようにエ
ンジンの過渡運転時における空燃比の制御精度が不足す
るという問題がある。つまり、上記の技術においては、
吸気弁が開弁する前のタイミング（以下、第１タイミン
グという）における燃料噴射量（以下、リーディング噴
射量という）と、吸気行程中のタイミング（以下、第２
タイミングという）における燃料噴射量（以下、トレー
リング噴射量という）とを、第１タイミングにおけるエ
ンジンの運転状態に基づいて計算した燃料噴射量を所定
の分割比に応じて配分することにより決定するようにな
っている。したがって、例えば第１タイミングにおいて
定常状態にあるエンジンが、第２タイミングが到来する
前に例えばアクセルペダルの踏込操作により加速状態に
移行したとすると、第２タイミングにおけるトレーリン
グ噴射量は、概ね第１タイミングで計算されたベースと
なる燃料噴射量から上記リーディング噴射量を減算した
値となる。このため、エンジンのスロットルバルブの開
度が大きくなって吸入空気量が増大しているにもかかわ
らずトータルした燃料噴射量が定常状態と変化しないこ
とになり、燃焼室における全体としての混合気の空燃比
が目標空燃比よりもリーンな状態になるなど、空燃比の
制御精度が悪化することになるのである。

【０００５】この発明は、エンジンの１燃焼サイクルご
とに、吸気通路と燃焼室とが連通する前のタイミング
と、吸気通路が燃焼室に連通しているタイミングとで分
割して吸気通路内に燃料を噴射するように構成されたエ
ンジンの燃料制御装置における上記の問題に対処するも
ので、エンジンの運転状態に応じて空燃比を適切に制御
するようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本願の請求項
１の発明（以下、第１発明という）に係るエンジンの燃
料制御装置は、吸気通路に臨んで設置された燃料噴射手
段を備え、エンジンの１燃焼サイクルごとに、吸気通路
と燃焼室とが連通する前の第１タイミングと、吸気通路
と燃焼室とが連通している吸気行程中の第２タイミング
とで上記燃料噴射手段から分割して燃料を噴射するよう
に構成されたエンジンにおいて、上記第１、第２タイミ
ングでそれぞれ吸入空気量を含むエンジンの運転状態に
基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
両タイミングにおける燃料噴射量の分割割合を設定する
分割割合設定手段と、上記第１タイミングにおいて算出
された燃料噴射量を上記分割割合に応じた比率となるよ
うに修正した燃料を該第１タイミングで噴射させる第１
噴射制御手段と、上記第２タイミングにおいて算出され
た燃料噴射量から第１タイミングで噴射された燃料噴射
量を減算した量の燃料を該第２タイミングで噴射させる
第２噴射制御手段とを設けたことを特徴とする。

【０００７】そして、本願の請求項２の発明（以下、第
２発明という）に係るエンジンの燃料制御装置は、吸気
通路に臨んで設置された燃料噴射手段を備え、エンジン
の１燃焼サイクルごとに、吸気通路と燃焼室とが連通す
る前の第１タイミングと、吸気通路と燃焼室とが連通し
ている吸気行程の後半に設定された第２タイミングとで
上記燃料噴射手段から分割して燃料を噴射するように構
成されたエンジンにおいて、上記第１、第２タイミング
でそれぞれ吸入空気量を含むエンジンの運転状態に基づ
いて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、両タ
イミングにおける燃料噴射量の分割割合を設定する分割
割合設定手段と、上記第１タイミングにおいて算出され
た燃料噴射量を上記分割割合に応じた比率となるように
修正した燃料を該第１タイミングで噴射させる第１噴射
制御手段と、上記第２タイミングにおいて算出された燃
料噴射量から第１タイミングで噴射された燃料噴射量を
減算した量の燃料を該第２タイミングで噴射させる第２
噴射制御手段とを設けたことを特徴とする。

【０００８】また、本願の請求項３の発明（以下、第３
発明という）に係るエンジンの燃料制御装置は、吸気通
路に臨んで設置された燃料噴射手段を備え、エンジンの
１燃焼サイクルごとに、吸気通路と燃焼室とが連通する
前の第１タイミングと、吸気通路と燃焼室とが連通して
いる吸気行程の後半に設定された第２タイミングとで上
記燃料噴射手段から分割して燃料を噴射するように構成
されたエンジンにおいて、上記第１、第２タイミングで
それぞれ吸入空気量を含むエンジンの運転状態に基づい
て燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、両タイ
ミングにおける燃料噴射量の分割割合を設定する分割割
合設定手段と、上記第１タイミングにおいて算出された
燃料噴射量を上記分割割合に応じた比率となるように修
正した燃料を該第１タイミングで噴射させる第１噴射制
御手段と、上記第２タイミングにおいて算出された燃料
噴射量から第１タイミングで噴射された燃料噴射量を減
算した量の燃料を該第２タイミングで噴射させる第２噴
射制御手段と、エンジンの加速状態を検出する加速状態
検出手段と、該検出手段によってエンジンの加速状態が
検出されたときに上記第１タイミングにおける燃料噴射
量の分割割合を増大させる分割割合補正手段とを設けた
ことを特徴とする。

【０００９】さらに、本願の請求項４の発明（以下、第
４発明という）に係るエンジンの燃料制御装置は、吸気
通路に臨んで設置された燃料噴射手段を備え、エンジン
の１燃焼サイクルごとに、吸気通路と燃焼室とが連通す
る前の第１タイミングと、吸気通路と燃焼室とが連通し
ている吸気行程の後半に設定された第２タイミングとで
上記燃料噴射手段から分割して燃料を噴射するように構
成されたエンジンにおいて、上記第１、第２タイミング
でそれぞれ吸入空気量を含むエンジンの運転状態に基づ
いて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、エン
ジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、該検出手
段によって検出されるエンジン負荷に応じて上記第１、
第２タイミングにおける燃料噴射量の分割割合を設定す
る分割割合設定手段と、上記第１タイミングにおいて算
出された燃料噴射量を上記分割割合に応じた比率となる
ように修正した燃料を該第１タイミングで噴射させる第
１噴射制御手段と、上記第２タイミングにおいて算出さ
れた燃料噴射量から第１タイミングで噴射された燃料噴
射量を減算した量の燃料を該第２タイミングで噴射させ
る第２噴射制御手段と、エンジンの加速状態を検出する
加速状態検出手段と、該検出手段によってエンジンの加
速状態が検出されたときに上記第１タイミングにおける
燃料噴射量の分割割合を増大させる分割割合補正手段と
を設けたことを特徴とする。

【００１０】そして、本願の請求項５の発明（以下、第
５発明という）に係るエンジンの燃料制御装置は、上記
第３、第４発明における分割割合補正手段を、エンジン
の加速度合が大きいほど第１タイミングにおける分割割
合を増大させるように構成したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、次のような作用が得られ
る。

【００１２】まず、第１発明によれば、吸気通路と燃焼
室とが連通する前の第１タイミングと、吸気通路と燃焼
室とが連通している吸気行程中の第２タイミングとで、
それぞれエンジンの運転状態に基づいて燃料噴射量を算
出するようにしているので、例えば第１タイミングにお
いて定常状態にあるエンジンが、第２タイミングが到来
する前に例えばアクセルペダルの踏込操作により加速状
態に移行したとしても、第２タイミングが到来したとき
にはその時点における最新の運転状態を反映した燃料噴
射量が算出されることになる。その場合に、上記第１タ
イミングにおいて算出された燃料噴射量を所定の分割割
合に応じた比率となるように修正した燃料が、該第１タ
イミングで噴射されると共に、上記第２タイミングにお
いて算出された燃料噴射量から第１タイミングで噴射さ
れた燃料噴射量を減算した量の燃料が、該第２タイミン
グで噴射されることになるので、吸入空気量の増加量を
ほぼ反映した燃料が燃焼室に供給されることになって、
過渡運転時における空燃比の制御精度が向上することに
なる。

【００１３】また、吸入空気量が第１、第２タイミング
でほとんど変化しない定常状態においては、各タイミン
グでそれぞれ算出される燃料噴射量がほぼ等しいことか
ら、第２タイミングで実際に噴射される燃料噴射量も上
記分割割合を反映したものとなる。これにより、定常時
における空燃比の制御精度を悪化させることもない。

【００１４】そして、第２発明によれば、分割噴射にお
ける第２タイミングが吸気行程の後半に設定されたエン
ジンにおいて上記の作用が得られることになるので、定
常運転時における空燃比の制御精度を悪化させることな
く、過渡運転時における空燃比の制御精度をより向上さ
せることが可能となる。

【００１５】一方、第３，第４発明によれば、上記第２
タイミングが吸気行程の後半に設定されたエンジンにお
いて、エンジンの加速状態が検出されたときに上記第１
タイミングにおける燃料噴射量の分割割合を増大させる
ようにしているので、点火プラグ近傍に濃混合気を良好
に形成して燃焼安定性を高めるために通常時における第
２タイミングの分割割合を大きく設定することが可能と
なると共に、加速時における空燃比のオーバーリーン状
態を回避して燃焼性の悪化を防止することが可能とな
る。

【００１６】つまり、この種の分割噴射においては、ト
レーリング噴射の分担割合を大きくするほど燃焼室にお
ける混合気の層状化度合が大きくなり、点火プラグ近傍
に濃混合気が効率よく形成されて希薄燃焼化における燃
焼安定性が向上することになる。

【００１７】しかし、例えば加速のためにアクセルペダ
ルが踏み込まれた直後に第１タイミングが到来したとす
ると、アクセルペダルに連動するスロットルバルブの開
度の変化が小さく、エンジンに吸入される空気量もほと
んど変化しないことから、その際のベースとなる燃料噴
射量はそれ以前の状態と余り変わらないことになる。そ
して、アクセル操作後に第２タイミングが到来したとす
ると、そのときのスロットル開度に対応する量の空気が
エンジンに吸入されていることから、トレーリング噴射
におけるベースとなる燃料噴射量も多くなる。ここで、
リーディング噴射とトレーリング噴射との分担比率が、
トレーリング噴射を重視した比率に設定されていたとす
ると、リーディング噴射量が定常時とほとんどしないこ
とから吸気行程後半に噴射される燃料が更に増量される
ことになる。そのため、吸気行程後半に噴射された燃料
の全量が燃焼室に吸入される前に、吸気通路と燃焼室と
の連通状態が遮断されて燃焼室内の混合気がオーバーリ
ーン状態となり、ミスファイアを生じやすくなって燃焼
性を悪化させることになる。

【００１８】しかし、第３、第４発明によれば、上記し
たようにエンジンの加速状態においては第１タイミング
における分割割合を増大させるようになっているので、
第２タイミングにおける燃料噴射量が少なくなり、この
ため第１、第２タイミングで噴射された燃料の全量が燃
焼室に供給されることになって、空燃比のオーバーリー
ン状態が回避されて燃焼性の悪化が防止されることにな
るのである。

【００１９】しかも、第４発明によれば、エンジン負荷
に応じて第１、第２タイミングの分割割合を設定するよ
うにしているので、例えば低負荷時には第２タイミング
の分割割合を大きく、また高負荷時には第１タイミング
の分割割合を大きくというような分割割合の設定が可能
となる。これにより、低負荷時には吸気行程後半の燃料
噴射量を多くして層状化度合を強めて点火プラグの近傍
に濃混合気を効率よく形成して希薄燃焼を良好に行わせ
ることが可能となると共に、高負荷時には吸気行程後半
の燃料噴射量を少なくして点火プラグ近傍に過度の濃混
合気が集中するのを回避して、燃焼性が良すぎることに
よってＮＯｘが多量に発生するのを防止することも可能
となる。

【００２０】第５発明によれば、エンジンの加速度合に
応じて第１タイミングの分割割合を増大させるようにし
ているので、分割噴射における空燃比の制御がより適切
に行われることになる。

【００２１】

【実施例】以下、レシプロ式ガソリンエンジンに適用し
た本発明の実施例について説明する。

【００２２】図１に示すように、エンジン１にはシリン
ダブロック２に形成されたシリンダボア３の内周面と、
該シリンダボア３に摺動自在に嵌挿されたピストン４の
上面と、シリンダブロック２の上部に設置されたシリン
ダヘッド５の底面とで形成される燃焼室６が設けられて
いると共に、シリンダヘッド５に装備された吸気弁７を
介して燃焼室６に通じる吸気通路８には、上流側から、
エンジン１に吸入される空気を濾過するエアクリーナ９
と、吸入空気量を検出するエアフローセンサ１０と、吸
入空気量ないしエンジン出力を調節するスロットルバル
ブ１１と、燃料噴射用のインジェクタ１２とが設置され
ている。なお、上記インジェクタ１２は吸気弁７の直上
流において、そのノズルの延長線が吸気弁７によって開
閉される燃焼室６への開口部を通って燃焼室中央部を指
向するように設置されている。

【００２３】一方、シリンダヘッド５に装備された排気
弁１３と上記吸気弁７との間には、先端の着火部を燃焼
室６内に露出させた状態で点火プラグ１４が設置されて
いると共に、上記排気弁１３を介して燃焼室６に通じる
排気通路１５には、排気ガスを浄化する触媒コンバータ
１６が設置されている。

【００２４】そして、このエンジン１には上記インジェ
クタ１２からの燃料噴射量を制御する電子制御式のコン
トロールユニット（以下、ＥＣＵという）２０が備えら
れている。このＥＣＵ２０は、上記エアフローセンサ１
０からの空気量信号と、上記スロットルバルブ１１の開
度を検出するスロットル開度センサ２１からのスロット
ル開度信号と、エンジン１の冷却水温を検出する水温セ
ンサ２２からの水温信号と、クランク角センサ２３から
出力されるピストン４の上死点位置を示すＴＤＣ信号及
びエンジン回転数信号とを入力し、これらの信号に基づ
いてインジェクタ１２の作動を制御することにより、エ
ンジン１の１燃焼サイクルごとに、吸気弁７が開弁する
前の第１タイミングと、吸気弁７が開弁している吸気行
程中の第２タイミングとで分割して燃料を噴射させる分
割噴射制御を行うようになっている。

【００２５】なお、この実施例においては、上記第２タ
イミングが吸気行程の後半（例えば、クランク角で排気
上死点から９０°遅れた位置）に設定されていると共
に、第１タイミングが上記第２タイミングよりもクラン
ク角で３６０°進んだ位置に設定されている。

【００２６】次に、本実施例に係る分割噴射制御を説明
すると、この分割噴射制御は具体的には図２のフローチ
ャートに従って次のように行われる。

【００２７】つまり、ＥＣＵ２０はステップＳ１で各種
信号を読み込んだ上で、ステップＳ２を実行して上記セ
ンサ１０，２３からの信号が示す吸入空気量Ｑとエンジ
ン回転数Ｎｅとに基づいて１燃焼サイクルあたりに燃焼
室６に吸入される空気量、つまり充填効率Ｃｅを演算す
る。そして、ＥＣＵ２０はステップＳ３，Ｓ４を実行し
て、基本リーディング噴射量Ｔｌｏと基本トレーリング
噴射量Ｔｔｏとをそれぞれ計算する。つまり、ＥＣＵ２
０は例えばクランク角センサ２３からのＴＤＣ信号に基
づいて生成したタイミング信号が第１タイミングを示す
ときに、その時点における充填効率Ｃｅから目標空燃比
を実現するための基本噴射量を求め、その値を上記水温
センサ２２からの信号が示すエンジン水温などに応じて
補正することにより上記基本リーディング噴射量Ｔｌｏ
を求めるのである。また、上記タイミング信号が第２タ
イミングを示すときには、その時点における充填効率Ｃ
ｅから目標空燃比を実現するための基本噴射量が求めら
れると共に、その値が上記水温センサ２２からの信号が
示すエンジン水温などに応じて補正されることにより上
記基本トレーリング噴射量Ｔｔｏが求められることにな
る。

【００２８】次いで、ＥＣＵ２０はステップＳ５を実行
して、図３に示すように予めエンジン回転数と充填効率
とをパラメータとして設定された基本分割比のマップ
に、現実のエンジン回転数Ｎｅと充填効率Ｃｅとを当て
はめて、そのときの運転状態に対応する基本分割比Ｄｐ
ｏを読み出す。なお、この基本分割比のマップは、一般
的傾向としてエンジン負荷の代表特性としての充填効率
Ｃｅが小さいときには基本分割比Ｄｐｏが１以下の値と
なるように設定されていると共に、該充填効率Ｃｅの増
大に伴って基本分割比Ｄｐｏが増大するように設定され
ている。

【００２９】また、ＥＣＵ２０はステップＳ６を実行し
て充填効率偏差量△Ｃｅを演算する。つまり、ＥＣＵ２
０は例えば充填効率の前回値と今回値とを所定の割合で
加重平均することにより平均充填効率Ｃｅ’を計算した
上で、この平均充填効率Ｃｅ’を実際の充填効率Ｃｅか
ら差し引いた値を上記充填効率偏差量△Ｃｅとする。こ
の場合、例えば加速時においてはスロットルバルブ１１
の開度の変化に伴って実際の充填効率Ｃｅは速やかに増
加することになるが、平均充填効率Ｃｅ’は充填効率Ｃ
ｅの前回値を反映して更新されることから、ぞの増加は
緩やかなものとなる。これにより、充填効率偏差量△Ｃ
ｅの大きさによってエンジン１の加減速状態と定常運転
状態とを識別することが可能となると共に、加減速度が
大きくなるほど上記充填効率偏差量△Ｃｅが大きな値と
なる。

【００３０】次に、ＥＣＵ２０はステップＳ７を実行し
て上記充填効率偏差量△Ｃｅが所定の加速判定値αより
も大きいか否かを判定し、充填効率偏差量△Ｃｅが上記
加速判定値αよりも大きいと判定したときには、ステッ
プＳ８に進んで図４に示すように予めエンジン回転数と
充填効率とをパラメータとして設定された基本分割比補
正値のマップに、現実のエンジン回転数Ｎｅと充填効率
Ｄｅとを当てはめて、そのときの運転状態に対応する基
本分割比補正値Ｄｍｏを読み出す。なお、この基本分割
比補正値のマップは、一般的傾向として充填効率偏差量
△Ｃｅの増大に伴って基本分割比補正値Ｄｍｏが次第に
増大するように設定されている。

【００３１】そして、ステップＳ９を実行して最終分割
比Ｄｆを演算する。つまり、ＥＣＵ２０は、図５に示す
ように、予め基本分割比と充填効率とエンジン回転数と
をパラメータとして設定された最終基本分割比のマップ
に、上記ステップＳ５において求めた基本分割比ＤＰｏ
と充填効率Ｃｅとエンジン回転数Ｎｅとを当てはめて、
対応する最終基本分割比Ｄｐを読み出し、また図６に示
すように、予め基本分割比補正値と充填効率とエンジン
回転数とをパラメータとして設定された最終分割比補正
値のマップに、上記ステップＳ８において求めた基本分
割比補正値Ｄｍｏと充填効率Ｃｅとエンジン回転数Ｎｅ
とを当てはめて、対応する最終分割比補正値Ｄｍを読み
出す。そして、最終基本分割比Ｄｐに最終分割比補正値
Ｄｍを加算した値を最終分割比Ｄｆとする。

【００３２】ここで、上記最終基本分割比のマップは、
図５に示すように、基本分割比Ｄｐｏの増大に伴って最
終基本分割比Ｄｐが増大し、また充填効率Ｃｅの増大に
伴って最終基本分割比Ｄｐが増大し、さらにエンジン回
転数Ｎｅの増大に伴って最終基本分割比Ｄｐが増大する
特性とされている。

【００３３】また、上記最終分割比補正値のマップは、
図５に示すように、基本分割比補正値Ｄｍｏの増大に伴
って最終分割比補正値Ｄｍが増大し、また充填効率Ｃｅ
の増大に伴って最終分割比補正値Ｄｍが増大し、さらに
エンジン回転数Ｎｅの増大に伴って最終分割比補正値Ｄ
ｍが増大する特性とされている。

【００３４】次に、ＥＣＵ２０はステップＳ１０を実行
して、次の関係式に上記基本リーディング噴射量Ｔｌ
ｏと最終分割比Ｄｐとを代入し、その演算結果を最終リ
ーディング噴射量Ｔｌとしてセットする。

【００３５】 Ｔｌ＝Ｔｌｏ×Ｄｐ …… つまり、基本リーディング噴射量Ｔｌｏに最終分割比Ｄ
ｐを乗算した結果が最終リーディング噴射量Ｔｌとして
設定されることになる。

【００３６】また、ＥＣＵ２０はステップＳ１１を実行
して、次の関係式に上記基本トレーリング噴射量Ｔｔ
ｏと最終リーディング噴射量Ｔｌとを代入し、その演算
結果を最終トレーリング噴射量Ｔｔとしてセットする。

【００３７】 Ｔｔ＝Ｔｔｏ−Ｔｌ …… つまり、基本トレーリング噴射量Ｔｔｏから最終トレー
リング噴射量Ｔｔを減算した結果が最終トレーリング噴
射量Ｔｔとして設定されることになる。

【００３８】次いで、ＥＣＵ２０はステップＳ１２を実
行して、第１タイミングで最終リーディング噴射量Ｔｌ
に対応する燃料が、また第２タイミングで最終トレーリ
ング噴射量Ｔｔに対応する燃料がそれぞれ噴射されるよ
うにインジェクタ１２にパルス状の駆動信号を出力す
る。

【００３９】一方、ＥＣＵ２０は上記ステップＳ７にお
いて充填効率偏差量△Ｃｅが加速判定値αよりも大きく
ないと判定したときには、ステップＳ１３に移って上記
図５に示した最終基本分割比のマップのみを用いて、現
実の充填効率Ｃｅとエンジン回転数Ｎｅとに対応する最
終分割比Ｄｆを設定する。

【００４０】次に、実施例の作用を説明する。

【００４１】図７に示すように、圧縮上死点に対応する
ＴＤＣ信号が出力されてから所定のクランク角が経過し
た膨張行程後半の所定の時期に第１タイミングパルス
が、また排気上死点に対応するＴＤＣ信号が出力されて
から所定のクランク角が経過した吸気行程後半の所定の
時期に第２タイミングパルスがそれぞれ出力されると共
に、これら第１、第２タイミングパルスに同期して算出
された充填効率Ｃｅに基づいて、第１タイミングにおけ
る基本リーディング噴射量Ｔｌｏと第２タイミングにお
ける基本トレーリング噴射量Ｔｔｏとがそれぞれ計算で
求められることになる。

【００４２】その場合に、矢印（ア）で示すように充填
効率Ｃｅがほぼ一定状態のときに圧縮上死点に対応する
ＴＤＣ信号に連係して第１タイミングパルスが生成され
たとする。このときには、その時点におけるエンジン１
の運転状態に対応する基本リーディング噴射量Ｔｌｏ
に、図５に示す最終基本分割比のマップから求められた
最終分割比Ｄｆを乗算することにより最終リーディング
噴射量Ｔｌが設定され、該噴射量Ｔｌに対応する燃料が
上記第１タイミングパルスに同期してインジェクタ１２
から噴射されることになる。そして、排気上死点に対応
するＴＤＣ信号に連係して第２タイミングパルスが生成
された時点で、その時点におけるエンジン１の運転状態
に対応する基本トレーリング噴射量Ｔｔｏから上記最終
リーディング噴射量Ｔｌを減算した値が最終トレーリン
グ噴射量Ｔｔとして設定されて、該噴射量Ｔｔに対応す
る燃料が上記第２タイミングパルスに同期してインジェ
クタ１２から噴射されることになる。ここで、第１、第
２タイミングで算出される充填効率Ｃｅに変化がなけれ
ば、それらの充填効率Ｃｅに基づいて算出される基本リ
ーディング噴射量Ｔｌｏと基本トレーリング噴射量Ｔｔ
ｏとがほぼ等しくなり、したがって第１タイミング及び
第２タイミングで噴射される燃料の総和は基本リーディ
ング噴射量Ｔｌｏと基本トレーリング噴射量Ｔｔｏとを
加算したものと等価となる。これにより、定常時におい
ては、そのときの運転状態に対応する分割比に応じて再
配分された燃料が第１タイミングと第２タイミングとで
それぞれ噴射されることになり、空燃比の制御精度が悪
化することがない。その場合に、上記したように、充填
効率Ｃｅが小さいときには基本分割比Ｄｐｏが１以下の
値となるように設定されていると共に、該充填効率Ｃｅ
の増大に伴って基本分割比Ｄｐｏが増大するように設定
されているので、低負荷時には点火プラグ１４の近傍に
濃混合気が効率よく形成されて良好な希薄燃焼が行われ
ると共に、高負荷時には点火プラグ１４近傍に過度の濃
混合気が集中することが回避されて、燃焼性が良すぎる
ことによりＮＯｘが多量に発生するのが防止されること
になる。

【００４３】一方、エンジン１の加速により矢印（イ）
で示すように充填効率Ｃｅが増大している状態のときに
圧縮上死点に対応するＴＤＣ信号に連係して第１タイミ
ングパルスが生成されたとする。このときに、充填効率
Ｃｅと平均充填効率Ｃｅ’とから算出される充填効率偏
差量△Ｃｅが加速判定値αよりも大きいときには、その
時点におけるエンジン１の運転状態に対応する基本リー
ディング噴射量Ｔｌｏに、図５に示す最終基本分割比の
マップと図６に示す最終分割比補正値のマップとから求
められた最終分割比Ｄｆを乗算することにより最終リー
ディング噴射量Ｔｌが設定され、該噴射量Ｔｌに対応す
る燃料が上記第１タイミングパルスに同期してインジェ
クタ１２から噴射されることになる。その場合に、上記
したようにエンジン１の加速度合を代表する充填効率偏
差量△Ｃｅが大きいほど基本分割比補正値Ｄｍｏが次第
に増大するようになっているので、最終分割比Ｖｆも充
填効率偏差量△Ｃｅを反映して大きくなる。これによ
り、定常時と同じ分割比であれば、第１タイミングにお
いては矢印（ウ）で示す鎖線のように狭いパルス幅の駆
動信号が出力されるのに対して、充填効率偏差量△Ｃｅ
に応じて最終分割比Ｖｆが増大することにより最終リー
ディング噴射量Ｔｔが大きくなり、それに伴って図の矢
印（エ）で示す実線のようにパルス幅の広い駆動信号が
第１タイミングで出力されることになる。そして、排気
上死点に対応するＴＤＣ信号に連係して第２タイミング
パルスが生成された時点で、その時点におけるエンジン
１の運転状態に対応する基本トレーリング噴射量Ｔｔｏ
から上記最終リーディング噴射量Ｔｌを減算した値が最
終トレーリング噴射量Ｔｔとして設定されて、該噴射量
Ｔｔに対応する燃料が上記第２タイミングパルスに同期
してインジェクタ１２から噴射されることになる。その
場合に、上記したように最終リーディング噴射量Ｔｌが
大きく設定されることから、充填効率Ｃｅの増大に伴っ
て基本トレーリング噴射量Ｔｔｏが大きくなったとして
も最終トレーリング噴射量Ｔｔは小さめに設定されるこ
とになり、図の矢印（オ）で示すように第２タイミング
で出力される駆動信号のパルス幅が広すぎることに起因
して、有効噴射終了角Ａｏで燃料噴射が終了せずに空燃
比がオーバーリーン状態になることが防止される。しか
も、第２タイミングで噴射される最終トレーリング噴射
量Ｔｔは、第２タイミングにおける吸入空気量から算出
される最新の充填効率Ｃｅをベースとして計算されるよ
うになっているので、吸入空気量の増加に対して燃料噴
射量が少なすぎることによる空燃比の制御精度の悪化も
回避されることになる。

【００４４】なお、この実施例においては、加速判定を
充填効率の変化に基づいて判定するようにしているが、
スロットル開度の変化によって直接的に加速判定を行う
ようにしてもよい。

【００４５】また、吸、排気弁を持たないロータリピス
トンエンジンについても本発明を実施することができ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エンジン
の１燃焼サイクルごとに、吸気通路と燃焼室とが連通す
る前のタイミングと、吸気通路が燃焼室に連通している
タイミングとで分割して吸気通路内に燃料を噴射するよ
うに構成されたエンジンにおいて、吸気通路と燃焼室と
が連通する前の第１タイミングと、吸気通路と燃焼室と
が連通している吸気行程中の第２タイミングとで、それ
ぞれエンジンの運転状態に基づいて燃料噴射量を算出す
るようにしているので、例えば第１タイミングにおいて
定常状態にあるエンジンが、第２タイミングが到来する
前に例えばアクセルペダルの踏込操作により加速状態に
移行したとしても、第２タイミングが到来したときには
その時点における最新の運転状態を反映した燃料噴射量
が算出されることになる。その場合に、上記第１タイミ
ングにおいて算出された燃料噴射量を所定の分割割合に
応じた比率となるように修正した燃料が、該第１タイミ
ングで噴射されると共に、上記第２タイミングにおいて
算出された燃料噴射量から第１タイミングで噴射された
燃料噴射量を減算した量の燃料が、該第２タイミングで
噴射されることになるので、吸入空気量の増加量をほぼ
反映した燃料が燃焼室に供給されることになって、過渡
運転時における空燃比の制御精度が向上することにな
る。

【００４７】また、吸入空気量が第１、第２タイミング
でほとんど変化しない定常状態においては、各タイミン
グでそれぞれ算出される燃料噴射量がほぼ等しいことか
ら、第２タイミングで実際に噴射される燃料噴射量も上
記分割割合を反映したものとなる。これにより、定常時
における空燃比の制御精度を悪化させることもない。

【００４８】そして、第２発明によれば、分割噴射にお
ける第２タイミングが吸気行程の後半に設定されたエン
ジンにおいて、定常運転時における空燃比の制御精度を
悪化させることなく、過渡運転時における空燃比の制御
精度をより向上させることが可能となる。

【００４９】一方、第３，第４発明によれば、上記第２
タイミングが吸気行程の後半に設定されたエンジンにお
いて、エンジンの加速状態が検出されたときに上記第１
タイミングにおける燃料噴射量の分割割合を増大させる
ようにしているので、点火プラグ近傍に濃混合気を良好
に形成して燃焼安定性を高めるために通常時における第
２タイミングの分割割合を大きく設定することが可能と
なると共に、加速時における空燃比のオーバーリーン状
態を回避して燃焼性の悪化を防止することが可能とな
る。

【００５０】しかも、第４発明によれば、エンジン負荷
に応じて第１、第２タイミングの分割割合を設定するよ
うにしているので、例えば低負荷時には第２タイミング
の分割割合を大きく、また高負荷時には第１タイミング
の分割割合を大きくというような分割割合の設定が可能
となる。これにより、低負荷時には吸気行程後半の燃料
噴射量を多くして層状化度合を強めて点火プラグの近傍
に濃混合気を効率よく形成して希薄燃焼を良好に行わせ
ることが可能となると共に、高負荷時には吸気行程後半
の燃料噴射量を少なくして点火プラグ近傍に過度の濃混
合気が集中するのを回避して、燃焼性が良すぎることに
よってＮＯｘが多量に発生するのを防止することも可能
となる。

【００５１】また、第５発明によれば、エンジンの加速
度合に応じて第１タイミングの分割割合を増大させるよ
うにしているので、分割噴射における空燃比の制御がよ
り適切に行われることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 エンジンの制御システム図である。

【図２】 実施例に係る分割噴射制御を示すフローチャ
ート図である。

【図３】 該制御に用いる基本分割比のマップの説明図
である。

【図４】 該制御で用いる基本分割比補正値のマップの
説明図である。

【図５】 該制御で用いる最終基本分割比のマップの説
明図である。

【図６】 該制御で用いる最終分割比補正値のマップの
説明図である。

【図７】 実施例の作用を示すタイムチャート図であ
る。

【符号の説明】

１ エンジン ６ 燃焼室 ８ 吸気通路 １０ エアフローセンサ １２ インジェクタ ２０ ＥＣＵ ２３ クランク角センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路に臨んで設置された燃料噴射手
   段を備え、エンジンの１燃焼サイクルごとに、吸気通路
   と燃焼室とが連通する前の第１タイミングと、吸気通路
   と燃焼室とが連通している吸気行程中の第２タイミング
   とで上記燃料噴射手段から分割して燃料を噴射するよう
   に構成されたエンジンの燃料制御装置であって、上記第
   １、第２タイミングでそれぞれ吸入空気量を含むエンジ
   ンの運転状態に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射
   量算出手段と、両タイミングにおける燃料噴射量の分割
   割合を設定する分割割合設定手段と、上記第１タイミン
   グにおいて算出された燃料噴射量を上記分割割合に応じ
   た比率となるように修正した燃料を該第１タイミングで
   噴射させる第１噴射制御手段と、上記第２タイミングに
   おいて算出された燃料噴射量から第１タイミングで噴射
   された燃料噴射量を減算した量の燃料を該第２タイミン
   グで噴射させる第２噴射制御手段とが設けられているこ
   とを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
2. 【請求項２】 吸気通路に臨んで設置された燃料噴射手
   段を備え、エンジンの１燃焼サイクルごとに、吸気通路
   と燃焼室とが連通する前の第１タイミングと、吸気通路
   と燃焼室とが連通している吸気行程の後半に設定された
   第２タイミングとで上記燃料噴射手段から分割して燃料
   を噴射するように構成されたエンジンの燃料制御装置で
   あって、上記第１、第２タイミングでそれぞれ吸入空気
   量を含むエンジンの運転状態に基づいて燃料噴射量を算
   出する燃料噴射量算出手段と、両タイミングにおける燃
   料噴射量の分割割合を設定する分割割合設定手段と、上
   記第１タイミングにおいて算出された燃料噴射量を上記
   分割割合に応じた比率となるように修正した燃料を該第
   １タイミングで噴射させる第１噴射制御手段と、上記第
   ２タイミングにおいて算出された燃料噴射量から第１タ
   イミングで噴射された燃料噴射量を減算した量の燃料を
   該第２タイミングで噴射させる第２噴射制御手段とが設
   けられていることを特徴とするエンジンの燃料制御装
   置。
3. 【請求項３】 吸気通路に臨んで設置された燃料噴射手
   段を備え、エンジンの１燃焼サイクルごとに、吸気通路
   と燃焼室とが連通する前の第１タイミングと、吸気通路
   と燃焼室とが連通している吸気行程の後半に設定された
   第２タイミングとで上記燃料噴射手段から分割して燃料
   を噴射するように構成されたエンジンの燃料制御装置で
   あって、上記第１、第２タイミングでそれぞれ吸入空気
   量を含むエンジンの運転状態に基づいて燃料噴射量を算
   出する燃料噴射量算出手段と、両タイミングにおける燃
   料噴射量の分割割合を設定する分割割合設定手段と、上
   記第１タイミングにおいて算出された燃料噴射量を上記
   分割割合に応じた比率となるように修正した燃料を該第
   １タイミングで噴射させる第１噴射制御手段と、上記第
   ２タイミングにおいて算出された燃料噴射量から第１タ
   イミングで噴射された燃料噴射量を減算した量の燃料を
   該第２タイミングで噴射させる第２噴射制御手段と、エ
   ンジンの加速状態を検出する加速状態検出手段と、該検
   出手段によってエンジンの加速状態が検出されたときに
   上記第１タイミングにおける燃料噴射量の分割割合を増
   大させる分割割合補正手段とが設けられていることを特
   徴とするエンジンの燃料制御装置。
4. 【請求項４】 吸気通路に臨んで設置された燃料噴射手
   段を備え、エンジンの１燃焼サイクルごとに、吸気通路
   と燃焼室とが連通する前の第１タイミングと、吸気通路
   と燃焼室とが連通している吸気行程の後半に設定された
   第２タイミングとで上記燃料噴射手段から分割して燃料
   を噴射するように構成されたエンジンの燃料制御装置で
   あって、上記第１、第２タイミングでそれぞれ吸入空気
   量を含むエンジンの運転状態に基づいて燃料噴射量を算
   出する燃料噴射量算出手段と、エンジン負荷を検出する
   エンジン負荷検出手段と、該検出手段によって検出され
   るエンジン負荷に応じて上記第１、第２タイミングにお
   ける燃料噴射量の分割割合を設定する分割割合設定手段
   と、上記第１タイミングにおいて算出された燃料噴射量
   を上記分割割合に応じた比率となるように修正した燃料
   を該第１タイミングで噴射させる第１噴射制御手段と、
   上記第２タイミングにおいて算出された燃料噴射量から
   第１タイミングで噴射された燃料噴射量を減算した量の
   燃料を該第２タイミングで噴射させる第２噴射制御手段
   と、エンジンの加速状態を検出する加速状態検出手段
   と、該検出手段によってエンジンの加速状態が検出され
   たときに上記第１タイミングにおける燃料噴射量の分割
   割合を増大させる分割割合補正手段とが設けられている
   ことを特徴とするエンジンの燃料制御装置。
5. 【請求項５】 分割割合補正手段は、エンジンの加速度
   合が大きいほど第１タイミングにおける分割割合を増大
   させるように構成されていることを特徴とする請求項３
   もしくは請求項４のいずれかに記載のエンジンの燃料制
   御装置。