JPH09268942A - 筒内噴射式内燃機関の制御装置 - Google Patents

筒内噴射式内燃機関の制御装置

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JPH09268942A
JPH09268942A JP8081491A JP8149196A JPH09268942A JP H09268942 A JPH09268942 A JP H09268942A JP 8081491 A JP8081491 A JP 8081491A JP 8149196 A JP8149196 A JP 8149196A JP H09268942 A JPH09268942 A JP H09268942A
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internal combustion
combustion engine
deterioration
fuel
cylinder
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Yoichi Kadota
陽一 門田
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料噴射と点火時期の微妙なタイミングによ
り成層燃焼を実現している筒内噴射式内燃機関において
燃焼の悪化を抑制する。 【解決手段】 内燃機関の燃焼の悪化を検出する燃焼状
態検出手段と、燃焼状態検出手段が内燃機関の燃焼の悪
化を検出したとき排気ガスの環流量、点火時期あるいは
空燃比のうち少なくとも１つのパラメータを徐々に変更
して内燃機関の燃焼の悪化を抑制する抑制手段とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の気筒に
直接燃料を供給する筒内噴射式内燃機関の制御装置に関
するものであって、特に燃焼の悪化を抑制する制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の気筒に直接燃料を供給する筒
内噴射式内燃機関は、排気ガス排出量の低減、燃費の低
減、高出力化及びドライバビリティの向上といった観点
から期待されているエンジンである。即ち、筒内噴射式
内燃機関においては点火タイミングに合わせて点火直前
に点火プラグの周辺に燃料を噴射しており、これにより
点火プラグ周辺に可燃燃料を形成し成層燃焼を行ってい
る。この場合、気筒中においては混合気の分布が不均一
となっており、点火プラグ周辺では理論空燃比近傍とな
っているものの他の部分ではリーンとなっており、その
結果、吸気量と供給される燃料量の見かけ上の空燃比は
大幅にリーンとなっている。従って、見かけ上の空燃比
が３０以上の超リーン運転が可能となり排気ガス排出量
の低減及び燃費の低減を図ることができる。また、点火
プラグ周辺以外では混合気が少ないのでノッキングの原
因であるエンドガスが少なくなっておりエンジンの圧縮
比を大きくすることが可能となると共に、気筒内で燃料
が気化して気化熱を奪うため吸入空気の密度が上昇し体
積効率が上昇するので出力の向上が図れる。更に、燃料
を直接気筒内に噴射しているので燃料の吸気管壁あるい
は吸気弁への付着を考慮しなくても良いのでその分空燃
比をリーンにすることができると共に、燃料噴射から出
力発生までの遅れが短いのでドライバビリティを向上さ
せることができる。このような筒内噴射式内燃機関とし
て、例えば特開平４−１８７８１９号公報のものが知ら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の筒内
噴射式内燃機関においては見かけ上の供給空燃比は３０
以上の超リーン状態であるが実際燃焼しているところで
の空燃比は理論空燃比（１４．７）近傍である。即ち、
空燃比が２０程度で運転されるリーンバーンエンジンに
比し窒素酸化物（ＮＯｘ）が大量に生成される空燃比１
６に近い領域で運転されることになるので、排気ガスを
吸気側に大量に環流させて窒素酸化物の生成を低減させ
ている。さて、このような筒内噴射式内燃機関において
は燃料噴射と点火時期の微妙なタイミングにより成層燃
焼を実現しているので燃焼が悪化した場合にこれを抑制
するのが困難であった。
【０００４】また、上述した筒内噴射式内燃機関の特性
を損なうことを抑制しつつ燃焼の悪化を抑制するのは困
難であった。
【０００５】また、燃焼の悪化をより確実に抑制する信
頼性の高い装置を得ることは困難であった。
【０００６】また、筒内噴射式内燃機関の特性を損なう
ことを抑制するという観点から燃焼の悪化の抑制は当該
気筒毎に行うのが望ましかった。
【０００７】この発明は上述の課題を解決するためのも
のであって、微妙な制御が要求される筒内噴射式内燃機
関において燃焼の悪化を抑制する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を目的としてい
る。
【０００８】また、この発明は、筒内噴射式内燃機関の
特性を損なうことを抑制しつつ燃焼の悪化を抑制する筒
内噴射式内燃機関の制御装置を提供することを目的とし
ている。
【０００９】また、この発明は、燃焼の悪化をより確実
に抑制する信頼性の高い筒内噴射式内燃機関の制御装置
を提供することを目的としている。
【００１０】また、この発明は、気筒毎に燃焼の悪化を
抑制する筒内噴射式内燃機関の制御装置を提供すること
を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る筒内噴射
式内燃機関の制御装置は、内燃機関に吸入される吸気量
あるいはこれに関連するパラメータを検出する吸気量セ
ンサと、内燃機関のクランク角度を検出するクランク角
センサと、少なくとも吸気量センサ及びクランク角セン
サの検出結果に基づいて空燃比がリーンになるよう内燃
機関に供給する燃料量を演算すると共に演算した燃料量
の燃料を内燃機関が圧縮行程にあるとき内燃機関の気筒
に直接供給する燃料制御手段と、内燃機関の吸気に排気
ガスを環流させる排気ガス環流制御手段と、内燃機関の
燃焼の悪化を検出する燃焼状態検出手段と、燃焼状態検
出手段が内燃機関の燃焼の悪化を検出したとき排気ガス
の環流量、点火時期あるいは空燃比のうち少なくとも１
つのパラメータを徐々に変更して内燃機関の燃焼の悪化
を抑制する抑制手段とを備えたものである。
【００１２】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置は、抑制手段は少なくとも点火時期あるいは
空燃比を制御すると共に燃焼の悪化が改善されない場合
には更に排気ガスの環流量を減少させるものである。
【００１３】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置は、抑制手段は排気ガスの環流量を減少させ
ても燃焼の悪化が改善されない場合には燃料噴射タイミ
ングを内燃機関の圧縮行程から吸気行程に切り換えるも
のである。
【００１４】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置は、抑制手段は燃料噴射タイミングを切り換
えても燃焼の悪化が改善されない場合には空燃比を理論
空燃比近傍までリッチ化させるものである。
【００１５】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置は、抑制手段は燃焼が悪化した気筒毎に燃焼
の悪化の抑制制御を行うものである。
【００１６】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置は、内燃機関に吸入される吸気量あるいはこ
れに関連するパラメータを検出する吸気量センサと、内
燃機関のクランク角度を検出するクランク角センサと、
少なくとも吸気量センサ及びクランク角センサの検出結
果に基づいて空燃比がリーンになるよう内燃機関に供給
する燃料量を演算すると共に演算した燃料量の燃料を内
燃機関が圧縮行程にあるとき内燃機関の気筒に直接供給
する燃料制御手段と、内燃機関の吸気に排気ガスを環流
させる排気ガス環流制御手段と、内燃機関の燃焼の悪化
を検出する燃焼状態検出手段と、燃焼状態検出手段が内
燃機関の燃焼の悪化を検出したとき燃料の供給を圧縮行
程中から吸気行程中に切り換えて内燃機関の燃焼の悪化
を抑制する抑制手段を備えたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．図１は実施の形態１の構成を示す構成図
である。図において、１は自動車用のエンジン、２はエ
ンジン１に吸入される空気量あるいはこれに関連するパ
ラメータを計測する吸気量センサとしてのエアフローセ
ンサ、３は運転者が操作する図示しないアクセルペダル
と連動して回動しエンジン１に吸入される空気量を調節
するスロットル弁、４はスロットル弁３の位置を検出す
るためのスロットル開度センサ、５はエンジン１の回転
速度とクランク軸の位置を検出するためのクランク角セ
ンサ、６はエンジンの暖機状態を検出する暖機状態検出
手段として冷却水温を検出する水温センサ、７はエンジ
ン１から排出される排気ガスの酸素濃度を検出する酸素
センサ、８はエンジン１の各部に装着された各種のセン
サからの情報を受けてエンジンの運転状態を判断し、運
転状態に応じた各種制御量を演算し各種の制御を行うエ
ンジン制御手段で、エンジンを所望の空燃比で燃焼させ
るための空燃比制御、エンジンを最高の効率で運転する
ためのノッキング制御などを含む点火時期制御、排気ガ
スを吸気に環流して再燃焼することによりＮＯｘの生成
を抑制するための排気ガス環流制御、エンジンの運転状
態に応じて燃料の噴射タイミングを変更する燃料噴射タ
イミング制御、アイドリング運転時の回転数制御及び走
行時のトルク制御などが行われる。またエンジン制御手
段８は、エンジン１の燃焼の悪化を抑制する抑制手段を
包含している。９はエンジン１の気筒に設けられ混合気
を着火する点火プラグ、１０はスロットル弁３をバイパ
スしてエンジン１に流入する空気量を調節するためのエ
アバイパスバルブであり、スロットル弁３が全閉となる
アイドリング運転時の回転数制御及び走行時のトルク制
御を行うためのものである。１１はエンジン１の気筒に
設けられ燃料を噴射供給するインジェクタで、点火プラ
グ９、エアバイパスバルブ１０及びインジェクタ１１は
エンジン制御手段８により制御される。１２は燃料タン
ク、１３は燃料タンク１２から燃料を取り出すための燃
料ポンプ、１４はインジェクタ１１に供給する燃料の圧
力を制御する燃圧レギュレータで、ａ部で検出した大気
圧を基準としてｂ部の燃料圧力が所定の一定圧力になる
よう調節する。筒内噴射式内燃機関においては気筒の内
部圧力以上の燃料圧力をインジェクタに印加する必要が
あるので、所定の一定圧力は大気圧力を基準として数十
気圧に設定される。１５はエンジン１に取り付けられエ
ンジン１のノッキングを検出するためのノッキングセン
サ、１６はエンジン１のカム軸に取り付けられ燃焼気筒
の識別を行う気筒識別センサ、１７はエンジン１の吸気
に排気ガスを環流し再燃焼させる排気ガス環流制御にお
ける排気ガス環流量を調節するＥＧＲバルブである。
【００１８】図２は実施の形態１の制御の様子を示すタ
イムチャートである。時刻Ｔ１以前では、空燃比（Ａ／
Ｆ）は３０以上の超リーン運転であって気筒の圧縮行程
で噴射された燃料による成層燃焼が行われており、点火
時期はＴＤＣ２０°前（２０°Ｂ）以上、排気ガス環流
量（ＥＧＲ）は３０％程度となっている。ここで時刻Ｔ
１において後述する燃焼状態検出手段により燃焼の悪化
あるいは失火（以後、燃焼の悪化あるいは失火をまとめ
て、燃焼の悪化と称する）が検出されたとする。燃焼の
悪化が検出されると時刻Ｔ２より空燃比を徐々にリッチ
化させると共に、点火時期も徐々に遅らせてゆき、安定
な燃焼が行われやすい状況に徐々にパラメータを変更す
る。このパラメータの変更にも拘わらず燃焼の悪化が改
善されない場合には、時刻Ｔ３において排気ガスの環流
量を３０％から１０％程度まで徐々に減少させ燃焼の改
善を図る。更に燃焼の悪化が抑制されない場合には燃料
噴射タイミングを圧縮行程から吸気行程に切り換えて吸
気行程噴射リーンモードによる運転を行う。これは微妙
な調整を必要とする成層燃焼を中止することを意味して
おり、吸気行程で噴射された燃料は気筒内において吸入
空気と十分に混合された後に着火される。吸気行程噴射
リーンモードに切り換えても燃焼の悪化を抑制できない
場合には時刻Ｔ５において空燃比を理論空燃比（１４．
７）近傍までリッチ化させて吸気行程噴射ストイキモー
ドによる運転を行う。上述の何れかのパラメータの変更
によって燃焼の改善が検出されたならば変更した空燃
比、点火時期、排気ガス環流量及び燃料噴射タイミング
などのパラメータを順次、元の制御に戻してゆく。時刻
Ｔ６では燃焼の改善が検出され、これにより排気ガス環
流量を元に戻している様子が例示されている。なお、こ
れらの制御は燃焼が悪化した気筒毎に行われており、正
常な気筒の出力特性を悪化させないよう配慮が為されて
いる。また、上述では時刻Ｔ２から空燃比をリッチ化さ
せると共に点火時期も遅らせるようにしたが何れか一方
のパラメータのみを変更するようにしても良い。あるい
は一方のパラメータを先に変更し、その後、他方のパラ
メータを変更するようにしても良い。例えば時刻Ｔ２に
おいて空燃比を徐々にリッチ化し始め、そこから所定時
間経過しても燃焼が改善されなければ今度は点火時期も
徐々に遅らせるようにし、更にこれでも燃焼が改善され
ない場合は時刻Ｔ３において排気ガス環流量を徐々に減
少させていくという方法である。
【００１９】図３は燃焼状態検出手段の動作を示すタイ
ムチャートで、この燃焼状態検出手段はエンジン制御手
段８に包含されている。気筒識別センサ１６は第１気筒
を検出して図示の如き信号を出力するものである。ま
た、クランク角センサ５の信号の立ち上がり時は、ある
気筒のＴＤＣ７５°前であることを示すと共に、該信号
の立ち下がり時は、ある気筒のＴＤＣ（圧縮上死点）で
あることを示している。従って、気筒識別センサ１６の
信号とクランク角センサ５の信号とにより気筒とその状
態が判別できる。例えば時刻Ｔ１０では気筒識別センサ
１６の信号がＨレベルになっていることから第１気筒で
あることが解り、クランク角センサ５の信号が立ち上が
っていることから当該気筒がＴＤＣ７５°前にあること
が解る。同様に時刻Ｔ１１では第１気筒がＴＤＣにある
ことが解る。また気筒識別センサ１６は第１気筒以外の
気筒については信号を出力していないが、予め定められ
た各気筒の順序によりいずれの気筒であるのか判別され
る。即ち、エンジン１の気筒の順序は予め定められてお
り、例えば４気筒の場合では、第１気筒、第３気筒、第
４気筒そして最後に第２気筒となっている。従って、気
筒識別センサ１６が第１気筒を識別したとき次に来る気
筒が第３気筒であることが解っている。これにより時刻
Ｔ１２では、第３気筒のＴＤＣ７５°前であることが解
る。他の気筒についても同様の方法で判別が行われる。
【００２０】エンジン１の回転変動はクランク角センサ
５の信号周期、即ちクランク軸が所定角度を回る時間を
測定することにより検出される。例えばクランク角セン
サ５の信号周期として該信号の立ち下がり時の周期を計
測したとする。まず時刻Ｔ１１の点火により発生した出
力は、その発生した出力の大きさに応じた速度でクラン
ク軸を回転させる。このため発生した出力が大きいほど
次の立ち下がり時を早く検出することになる。従って、
時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１３までの時間を測定してその周
期が短いほど第１気筒における燃焼が良好に行われてい
ると判断できると共にその周期が長いほど第１気筒にお
ける燃焼が悪化していると判断することができる。以後
同様に、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順で当該気筒
の燃焼状態が検出される。図３には、第２気筒が何らか
の原因で失火した状態を例示しており、時刻Ｔ１４から
時刻Ｔ１５までの時間が極端に長くなっている。これは
時刻Ｔ１４の点火により発生した出力が極端に小さかっ
たことを示しており、この場合は、時刻Ｔ１４で点火さ
れた気筒、即ち第２気筒が失火したと判断できる。
【００２１】次に図を用いて実施の形態１の動作手順に
ついて説明する。図４、図５は実施の形態１の制御概要
を示すフローチャートで、図４はクランク角センサ５の
信号の立ち下がり時に起動する制御概要を示すと共に、
図５はクランク角センサ５の信号の立ち上がり時に起動
する制御概要を示している。クランク角センサ５の信号
の立ち下がり時には図４のフローチャートが起動され、
まずステップ４０１ではエアフローセンサ２、スロット
ル開度センサ４、クランク角センサ５、水温センサ６及
び酸素センサ７からの情報に基づいてエンジン１の運転
状態を判定すると共に、該運転状態に応じた運転モード
を判定する。ここで言う運転モードとは例えば燃料を圧
縮行程で噴射供給する圧縮行程噴射モードあるいは吸気
行程で燃料を噴射供給する吸気行程噴射モードであっ
て、これらのモードは運転状態に応じて選択される。な
お、運転モードは上述の燃料噴射に関するものだけでな
く必要に応じて多種のものが用意されている。続くステ
ップ４０２ではステップ４０１で判定した運転状態に応
じた燃料量をインジェクタ１１の駆動幅情報として演算
し、ステップ４０３ではインジェクタ１１を駆動する駆
動タイミングを演算する。ステップ４０２はエンジン１
の燃焼が良好に行われている状態では見かけ上の空燃比
が３０以上となる超リーン運転になるよう燃料量を調節
すると共に、ステップ４０３は燃料噴射タイミングが圧
縮行程になるよう調節する。ここで、ステップ４０２及
び４０３は、燃料制御手段を構成している。ステップ４
０４ではステップ４０１で判定した運転状態に応じて最
適な排気ガス環流量を演算し、ステップ４０５ではステ
ップ４０４で演算した量の排気ガスをエンジン１の吸気
に環流すべく制御信号をＥＧＲバルブ１７に出力し処理
を終える。運転状態に応じた排気ガス環流量は予め定め
られており、エンジン１の燃焼が良好に行われている状
態ではＮＯｘの生成を抑制すべく大量の排気ガスが吸気
に導入されるように設定されている。ここで、ステップ
４０４及び４０５は排気ガス環流制御手段を構成してい
る。なお、ステップ４０１において運転状態を判定する
際にエアフローセンサ２の出力、即ち吸気量を用いたが
これに限られるものでなく例えば吸気管の負圧などの吸
気量に関連するパラメータを検出して用いるようにして
も良い。
【００２２】図５のフローチャートはクランク角センサ
５の信号の立ち上がり時に起動される。ステップ５０１
では上述のステップ４０１と同様に各種センサの出力に
基づいてエンジンの運転状態が判定され、これに基づい
て点火時期制御モードが判定される。点火時期は、運転
モードが圧縮行程噴射モードか、あるいは吸気行程噴射
モードかによって変更する必要がある。そこで、このス
テップではエンジン１の運転状態に応じて燃料噴射モー
ドを予測し、この予測した燃料噴射モードに応じて点火
時期制御モードを判定するようにしている。続くステッ
プ５０２ではステップ５０１で判定したエンジンの運転
状態及び点火時期制御モードに応じて点火時期を演算
し、ステップ５０３ではステップ５０２で演算した点火
時期を達成するための点火タイミング信号を点火プラグ
９に出力し処理を終える。ここで、ステップ５０２及び
５０３は、点火時期制御手段を構成している。
【００２３】図６は、図４を詳細に示したもので実施の
形態１の処理手順を示すフローチャートである。ステッ
プ６０１は各種センサ情報に基づいてエンジン１の運転
状態を判定すると共に該運転状態に応じた運転モードを
決定する。また、以下のステップにおいて燃焼の悪化の
有無により運転モードが変更された場合、ステップ６０
１は変更後の運転モードを優先的に選択する。以下、エ
ンジンの運転状態は、運転モードとして圧縮行程噴射モ
ードが選択され成層燃焼が行われるべき運転状態にある
として説明する。ステップ６０２では図３の原理に基づ
いてエンジン１の燃焼状態を検出する。エンジン１が安
定した成層燃焼を行っている状態ではＮと判定されステ
ップ６０３に進む。ステップ６０３は燃焼の悪化が検出
されない状態が所定時間以上継続したか否かを判定す
る。エンジン１が安定して燃焼している状態ではＹと判
定されステップ６０４、６０５に進み、後述する失火カ
ウンタ及びＡ／Ｆ切換カウンタをクリアする。ステップ
６０６ではステップ６０１で判定したエンジン１の運転
状態に応じて燃料量をインジェクタ１１の駆動幅情報と
して演算する。ステップ６０７ではステップ６０１で判
定したエンジン１の運転状態に応じて最適な排気ガス環
流量を算出する。ステップ６０８ではステップ６０１で
決定した運転モードに応じてインジェクタ１１の駆動タ
イミングを演算すると共に演算したタイミングでインジ
ェクタ１１を駆動する。ステップ６０９ではステップ６
０７で演算した量の排気ガスを吸気に環流すべくＥＧＲ
バルブ１７を制御する。以上の処理はエンジン１が安定
した成層燃焼を実現している状態であって、ステップ６
０１は図４のステップ４０１に相当していると共に、以
下同様にステップ６０６はステップ４０２に、ステップ
６０７はステップ４０４に、ステップ６０８はステップ
４０３に、ステップ６０９はステップ４０５に各々相当
している。
【００２４】次に燃焼の悪化が発生した場合について説
明する。燃焼の悪化が発生した場合は、ステップ６０２
においてＹと判定されステップ６１０に進む。ステップ
６１０は燃焼の悪化の回数を計数する失火カウンタをカ
ウントアップする処理で、失火カウンタのカウント値に
より燃焼の悪化がどのくらいの頻度で発生しているかが
解る。ステップ６１１は燃焼の悪化が発生した気筒を識
別し、且つ、記憶する処理で、該気筒の識別は上述のク
ランク角センサ５及び気筒識別センサ１６の信号により
行われる。ステップ６１２は失火カウンタの値が第１の
判定値以上か否かを判定する処理で、第１の判定値は例
えば１００に設定されている。ステップ６１２において
Ｎと判定された場合は、燃焼の悪化が認められるものの
その頻度が少ない状態である。この場合は、燃料噴射タ
イミングを吸気行程噴射モードに切り換えなければなら
ない程ではないので、このときはステップ６１３以降の
処理に進みパラメータを徐々に変更して燃焼の安定を図
る。ステップ６１３では燃料噴射タイミングが圧縮行程
噴射モードであるか否か判定し、圧縮行程噴射モードで
なければステップ６０４に進み上述の処理を行う。ま
た、圧縮行程噴射モードであった場合はステップ６１４
に進み、以降の燃焼の悪化の抑制の処理を行う。このス
テップ６１３は、燃焼が不安定となり易い圧縮行程噴射
モードの時のみ燃焼悪化の抑制処理を行うためのもので
あって、燃焼が安定し易い吸気行程噴射モードの場合は
後述するステップ６１４乃至ステップ６１７の処理を禁
止する。ステップ６１３は吸気行程噴射モードではパラ
メータの変更を禁止する禁止手段を構成している。
【００２５】ステップ６１４乃至ステップ６１７は、パ
ラメータを徐々に変更することにより燃焼の安定を図る
処理である。ここで成層燃焼は安定した燃焼を得るため
には微妙な調整が必要なものであるから、各パラメータ
の変更は徐々に行う必要があることに注意しなければな
らない。また、パラメータを徐々に変更することによ
り、エンジンの特性損失を最小限に抑制しつつ燃焼の悪
化を抑制することが可能となる。ステップ６１４では今
回点火する気筒が、燃焼の悪化を生じた気筒であるのか
否かを判定する。燃焼の悪化を生じた気筒でないのなら
ば今回の気筒は安定して成層燃焼が行われている気筒で
あるから、この場合は何もせずステップ６０８に進み以
降の処理を行う。燃焼の悪化が発生した気筒である場合
は、ステップ６１５に進み目標空燃比、即ち標準状態で
は３０以上に設定されている空燃比を所定量だけリッチ
化させる。この処理はクランク角センサ５の信号の立ち
下がり毎に繰り返されて徐々に目標空燃比がリッチ化さ
れてゆく。目標空燃比をリッチ化したにも拘わらず燃焼
の悪化が改善されない場合には失火カウンタのカウント
値が徐々に積算され、やがて第２の判定値である５０以
上となる。失火カウンタのカウンタ値が５０以上になる
とステップ６１６でＹと判定されステップ６１７で目標
とする排気ガス環流量を所定量だけ減少させる。即ち、
目標空燃比をリッチ化したにも拘わらず燃焼の悪化が抑
制できない場合には、今度は排気ガス環流量を徐々に減
少させて安定な燃焼を得ようとするわけである。この処
理はクランク角センサ５の信号の立ち下がり毎に繰り返
されて徐々に目標排気ガス環流量が減少される。
【００２６】目標空燃比をリッチ化すると共に排気ガス
環流量を減少させても燃焼の悪化が抑制できない場合、
即ち失火カウンタの値が１００以上となってステップ６
１２でＹと判定された場合は、ステップ６１８以降に進
んで燃料噴射モードを圧縮行程噴射モードから吸気行程
噴射モードに切り換える。ステップ６１８ではＡ／Ｆ切
換カウンタの値が第３の判定値以上であるか否かが判定
される。このＡ／Ｆ切換カウンタは後述するステップで
カウントアップされるもので、燃料噴射モードを後に説
明する吸気行程噴射リーンモードにするかあるいは吸気
行程噴射ストイキモードにするかを判定するためのもの
である。初めてステップ６１８に進んだ場合はＡ／Ｆ切
換カウンタの値は０となっているのでＮと判定されステ
ップ６１９の処理に進む。ステップ６１９では燃料噴射
モードを吸気行程噴射リーンモードに切り換える。この
吸気行程噴射リーンモードとは燃料を吸気行程で噴射す
るものであって、目標空燃比が２０乃至２５程度に設定
されるものである。即ち、燃焼の悪化が抑制できない場
合には、標準状態では３０乃至４０程度に設定されてい
る目標空燃比が時刻Ｔ２から徐々にリッチ化され、これ
で燃焼が安定しなければ更に時刻Ｔ３から排気ガス環流
量を３０％から１０％程度まで徐々に減少させると共
に、更に燃焼が改善されない場合では時刻Ｔ４において
目標空燃比を２０乃至２５程度に設定すると共に燃料噴
射のタイミングを圧縮行程から吸気行程に切り換えるわ
けである。ステップ６２０では選択された燃料噴射モー
ドに応じて目標空燃比を演算し、ステップ６２１では目
標とする排気ガス環流量を演算する。ステップ６２２で
はＡ／Ｆ切換カウンタをカウントアップし、ステップ６
０８、６０９では上述のステップ６２０、６２１で演算
した量の燃料及び排気ガス環流量を所定のタイミングで
供給する。
【００２７】吸気行程噴射リーンモードに切り換えても
所定期間内に燃焼が改善されない場合、即ちステップ６
１８にてＹと判定された場合はステップ６２３に進んで
燃料噴射モードを吸気行程噴射ストイキモードに切り換
える。吸気行程噴射ストイキモードとは、燃料を吸気行
程で噴射するものであって、目標空燃比が理論空燃比
（１４．７）近傍に設定されるものである。吸気行程噴
射ストイキモードが選択されると、ステップ６２０及び
６２１では吸気行程噴射ストイキモードに会わせた目標
空燃比及び排気ガス環流量が演算される。
【００２８】以上の何れかの処理において燃焼の改善が
見られた場合は、ステップ６０２においてＮと判定され
ると共にステップ６０３でＹと判定され、ステップ６０
４及び６０５において失火カウンタ及びＡ／Ｆ切換カウ
ンタがクリアされる。そして次回のクランク角センサ５
の信号の立ち下がり時にはステップ６０１においてエン
ジンの運転状態に応じた運転モードが判定され、通常の
制御が行われる。
【００２９】また、上述では燃焼が悪化した場合に変更
するパラメータとして空燃比、排気ガス環流量あるいは
燃料噴射タイミングの例を示したが、これに更に点火時
期を加えても良い。図７は図５の詳細なフローチャート
であって、燃焼の悪化時に点火時期を徐々に変更するこ
とを示している。ステップ７０１はステップ５０１と同
様のものでセンサ類により判定したエンジン１の運転状
態に基づいて点火時期制御モードを判定する。続くステ
ップ７０２は圧縮行程噴射モードか否かを判定し圧縮行
程噴射モードの時にのみ燃焼の悪化の抑制のために点火
時期を徐々に変更させるステップで上述のステップ６１
３と同様に禁止手段を構成している。圧縮行程噴射モー
ドにある場合はステップ７０３に進み、第４の判定値に
基づいて燃焼が悪化しているか否かを判定する。ステッ
プ７０３にて燃焼が悪化していないと判定された場合あ
るいはステップ７０２にて圧縮行程噴射モードではない
と判定された場合には、ステップ７０４以降に進み、目
標点火時期が演算されると共に該目標点火時期にて点火
プラグ９を着火するよう制御される。ここでステップ７
０１はステップ５０１に相当するものであり、同様にス
テップ７０４はステップ５０２、ステップ７０５はステ
ップ５０３にそれぞれ相当している。
【００３０】ステップ７０３で失火カウンタの値が第４
の判定値以上であると判定された場合はステップ７０６
に進む。ステップ７０６では今回制御する気筒が燃焼の
悪化を生じた気筒か否かを判定する。燃焼の悪化を生じ
た気筒でない場合はステップ７０５に進んで処理を終え
ると共に、燃焼が悪化した気筒である場合は目標点火時
期を所定量だけ遅角させ燃焼の安定を図る。この処理は
クランク角センサ５の信号の立ち上がり毎に行われ徐々
に点火時期が遅角されてゆく。ここで第４の判定値は２
５としている。即ち、燃焼の悪化が検出された場合は、
まず上述のステップ６１５の処理で目標空燃比が徐々に
リッチ化され、それでも燃焼が改善されなければ失火カ
ウンタが第４の判定値である２５以上となった時点で今
度はステップ７０７の処理により点火時期も徐々に遅角
されると共に、更に燃焼が改善されない場合は失火カウ
ンタが第２の判定値である５０以上となった時点からス
テップ６１７の処理により排気ガス環流量が徐々に減少
されてゆく。
【００３１】上述の実施の形態１では、パラメータの変
更順序を目標空燃比、点火時期そして排気ガス環流量の
順で行ったが、これに限られることなく自由に設定して
も良い。
【００３２】また、実施の形態１では多くのパラメータ
を変更する例について説明したが、上述のパラメータの
内何れか一つのパラメータを変更するものであっても良
い。
【００３３】また、実施の形態１ではパラメータを変更
しても燃焼の改善が見られないときに圧縮行程噴射モー
ドから吸気行程噴射モードに切り換えるようにしたが、
燃焼の悪化を検出した時点で圧縮行程噴射モードから吸
気行程噴射モードに切り換えるようにしてもよい。
【００３４】また、本発明の実施の形態は上述の実施の
形態に限られるものではなく、発明の精神の範囲内で様
々な変形が可能である。
【００３５】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係る筒内噴射式
内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の燃焼の悪化を
検出する燃焼状態検出手段と、燃焼状態検出手段が内燃
機関の燃焼の悪化を検出したとき排気ガスの環流量、点
火時期あるいは空燃比のうち少なくとも１つのパラメー
タを徐々に変更して内燃機関の燃焼の悪化を抑制する抑
制手段とを備えたので、微妙な制御が要求される筒内噴
射式内燃機関において筒内噴射式内燃機関の特性を損な
うことを抑制しつつ燃焼の悪化を抑制することができ
る。
【００３６】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置によれば、抑制手段は少なくとも点火時期あ
るいは空燃比を制御すると共に燃焼の悪化が改善されな
い場合には更に排気ガスの環流量を減少させるようにし
たので、燃焼の悪化をより確実に抑制する信頼性の高い
筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ることができる。
【００３７】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置によれば、抑制手段は排気ガスの環流量を減
少させても燃焼の悪化が改善されない場合には燃料噴射
タイミングを内燃機関の圧縮行程から吸気行程に切り換
えるようにしたので、燃焼の悪化をより確実に抑制する
信頼性の高い筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ること
ができる。
【００３８】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置によれば、抑制手段は燃料噴射タイミングを
切り換えても燃焼の悪化が改善されない場合には空燃比
を理論空燃比近傍までリッチ化させるようにしたので、
燃焼の悪化をより確実に抑制する信頼性の高い筒内噴射
式内燃機関の制御装置を得ることができる。
【００３９】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置によれば、抑制手段は燃焼が悪化した気筒毎
に燃焼の悪化の抑制制御を行うので、燃焼の悪化が生じ
ていない気筒における特性の損失を招くことがない。
【００４０】また、この発明に係る筒内噴射式内燃機関
の制御装置は、内燃機関の燃焼の悪化を検出する燃焼状
態検出手段と、燃焼状態検出手段が内燃機関の燃焼の悪
化を検出したとき燃料の供給を圧縮行程中から吸気行程
中に切り換えて内燃機関の燃焼の悪化を抑制する抑制手
段とを備えたので、燃焼の悪化をより確実に抑制する信
頼性の高い筒内噴射式内燃機関の制御装置を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１の構成を示す構成図である。
【図２】 実施の形態１の制御の様子を示すタイムチャ
ートである。
【図３】 燃焼状態検出手段の動作を示すタイムチャー
トである。
【図４】 クランク角センサ信号の立ち下がり時におけ
る制御概要を示すフローチャートである。
【図５】 クランク角センサ信号の立ち上がり時におけ
る制御概要を示すフローチャートである。
【図６】 クランク角センサ信号の立ち下がり時におけ
る詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【図７】 クランク角センサ信号の立ち上がり時におけ
る詳細な処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン、２ エアフローセンサ、３ スロットル
弁、４ スロットル開度センサ、５ クランク角セン
サ、６ 水温センサ、７ 酸素センサ、８ エンジン制
御手段、９ 点火プラグ、１０ エアバイパスバルブ、
１１ インジェクタ、１２ 燃料タンク、１３ 燃料ポ
ンプ、１４ 燃圧レギュレータ、１５ ノッキングセン
サ、１６ 気筒識別センサ、１７ ＥＧＲバルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０１Ｊ 41/36 41/36 Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ ３０１Ｅ ３０１Ｎ ３０１Ｊ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｇ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関に吸入される吸気量あるいはこ
    れに関連するパラメータを検出する吸気量センサと、前
    記内燃機関のクランク角度を検出するクランク角センサ
    と、少なくとも前記吸気量センサ及びクランク角センサ
    の検出結果に基づいて空燃比がリーンになるよう前記内
    燃機関に供給する燃料量を演算すると共に前記演算した
    燃料量の燃料を前記内燃機関が圧縮行程にあるとき前記
    内燃機関の気筒に直接供給する燃料制御手段と、前記内
    燃機関の吸気に排気ガスを環流させる排気ガス環流制御
    手段と、前記内燃機関の燃焼の悪化を検出する燃焼状態
    検出手段と、前記燃焼状態検出手段が前記内燃機関の燃
    焼の悪化を検出したとき排気ガスの環流量、点火時期あ
    るいは空燃比のうち少なくとも１つのパラメータを徐々
    に変更して前記内燃機関の燃焼の悪化を抑制する抑制手
    段とを備えた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】 抑制手段は少なくとも点火時期あるいは
    空燃比を制御すると共に燃焼の悪化が改善されない場合
    には更に排気ガスの環流量を減少させることを特徴とす
    る請求項１記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  3. 【請求項３】 抑制手段は排気ガスの環流量を減少させ
    ても燃焼の悪化が改善されない場合には燃料噴射タイミ
    ングを内燃機関の圧縮行程から吸気行程に切り換えるこ
    とを特徴とする請求項２記載の筒内噴射式内燃機関の制
    御装置。
  4. 【請求項４】 抑制手段は燃料噴射タイミングを切り換
    えても燃焼の悪化が改善されない場合には空燃比を理論
    空燃比近傍までリッチ化させることを特徴とする請求項
    ３記載の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  5. 【請求項５】 抑制手段は燃焼が悪化した気筒毎に燃焼
    の悪化の抑制制御を行うことを特徴とする請求項１記載
    の筒内噴射式内燃機関の制御装置。
  6. 【請求項６】 内燃機関に吸入される吸気量あるいはこ
    れに関連するパラメータを検出する吸気量センサと、前
    記内燃機関のクランク角度を検出するクランク角センサ
    と、少なくとも前記吸気量センサ及びクランク角センサ
    の検出結果に基づいて空燃比がリーンになるよう前記内
    燃機関に供給する燃料量を演算すると共に前記演算した
    燃料量の燃料を前記内燃機関が圧縮行程にあるとき前記
    内燃機関の気筒に直接供給する燃料制御手段と、前記内
    燃機関の吸気に排気ガスを環流させる排気ガス環流制御
    手段と、前記内燃機関の燃焼の悪化を検出する燃焼状態
    検出手段と、前記燃焼状態検出手段が前記内燃機関の燃
    焼の悪化を検出したとき前記燃料の供給を圧縮行程中か
    ら吸気行程中に切り換えて前記内燃機関の燃焼の悪化を
    抑制する抑制手段とを備えたことを特徴とする筒内噴射
    式内燃機関の制御装置。
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