(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ過給機と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と、加速前期に、吸気行程から点火時期にかけての範囲で燃料を分割噴射するとともに、その後期側の噴射時期を圧縮行程の中期以降に設定する燃料噴射制御手段とを備え、エンジンが吸気行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、燃料の早期側の噴射時期を吸気行程に設定するとともに、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、燃料の早期側の噴射時期を圧縮行程に設定することを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記加速前期よりも短い期間に設定された加速初期に、燃料を吸気行程と、圧縮行程の後期とに分割して噴射するとともに、この吸気行程と圧縮行程の後期との間で、吸気の増加量に見合う量の追加燃料を噴射するように構成したことを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、加速初期が、加速開始時点からエンジンの各気筒の１サイクルに相当する期間内に設定されるとともに、加速前期が、加速開始時点からエンジンの各気筒の複数サイクルに相当する期間内に設定されたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、エンジンが温間状態にある場合には、加速前期の前半に、燃料の後期側の噴射時期を膨張行程に設定し、加速前期の後半に、後期側の噴射時期を圧縮行程の中期以降に設定したことを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
【請求項５】
ターボ過給機と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と、エンジンの吸入空気量を検出する吸気検出手段と、エンジンの温間時に、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、上記吸入空気量の少ない加速前期に、燃料を圧縮行程と膨張行程とに分割して噴射するとともに、上記吸入空気量の多い加速後期に、燃料を吸気行程と圧縮行程とに分割して噴射するように制御する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記加速前期と加速後期との間の加速中期に、燃料を圧縮行程の前期と圧縮行程の後期とに分割して噴射するように構成したことを特徴とするターボ過給機付エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターボ過給機と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備えた自動車等に搭載されるターボ過給機付エンジンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平７−１１９５０７号公報に示されるように、吸気行程で燃料を噴射することにより均一燃焼を行うように構成された筒内噴射式火花点火機関において、燃料拡散速度の低い低回転時には、吸気行程で燃料を分割噴射することにより、一回当りの燃料噴射量を少なくして噴射された燃料を、次回の燃料噴射時期までに供給される吸気によって充分に霧化拡散させ、点火時期までに全ての燃料を気筒内全体で蒸発させて良好な均一混合気を形成し、スモークの発生を防止することが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにエンジンの低回転時に、吸気行程で燃料を分割噴射するように構成した場合には、スモークの発生を防止することができる。しかし、ターボ過給機を備えたターボ過給機付エンジンでは、加速前期に、ターボラグの発生を防止するために、タービンを駆動する排気ガスのエネルギーを増大させてターボ過給機の過給効果が早期に得られるようにすることが望まれるが、上記公報に記載された従来技術では、排気ガスの温度を上昇させることができないので、エネルギーを充分に確保することができない。このため、加速前期に、ターボラグが発生してターボ過給機の過給作用が得られず、車両の加速性が不十分になる傾向があるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑み、加速前期に排気ガスのエネルギーを増大させてターボラグの発生を防止することができるターボ過給機付エンジンの制御装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ターボ過給機と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と、加速前期に、吸気行程から点火時期にかけての範囲で燃料を分割噴射するとともに、その後期側の噴射時期を圧縮行程の中期以降に設定する燃料噴射制御手段とを備え、エンジンが吸気行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、燃料の早期側の噴射時期を吸気行程に設定するとともに、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、燃料の早期側の噴射時期を圧縮行程に設定するものである。
【０００６】
上記構成によれば、加速前期に、吸気行程から点火時期にかけての範囲で燃料を分割して噴射する制御が実行され、圧縮行程の中期以降に後期側の燃料が噴射されることにより、エンジンの排気ガス温度が上昇する。この結果、ターボ過給機のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーが充分に確保され、ターボ過給機の過給作用が迅速に得られて車両の加速性が向上することになる。そして、エンジンが吸気行程噴射の運転領域にあり、エンジン出力が要求される状態で、車両の加速が検出された場合には、その加速前期に、燃料が吸気行程と、圧縮行程の後期とに分割されて噴射され、早期側の噴射燃料が効果的に拡散して均一燃焼し、エンジン出力が充分に確保されるとともに、後期側の噴射燃料により排気ガス温度が上昇し、ターボ過給機のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーが充分に確保されることになる。さらに、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にあり、エンジン出力がそれ程要求されない状態で、車両の加速が検出された場合には、その加速前期に、燃料が圧縮行程で分割噴射され、これらの噴射燃料により排気ガスのエネルギーが充分に確保されて車両の加速性が向上することになる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記加速前期よりも短い期間に設定された加速初期に、燃料を吸気行程と、圧縮行程の後期とに分割して噴射するとともに、この吸気行程と圧縮行程の後期との間で、吸気の増加量に見合う量の追加燃料を噴射するように構成したものである。
【０００８】
上記構成によれば、加速初期に、吸気行程で噴射された燃料が効果的に拡散して均一燃焼し、エンジン出力が確保されるとともに、圧縮行程で噴射された燃料により排気ガスのエネルギーが充分に確保されて車両の加速性が向上し、さらに吸気行程と圧縮行程の後期との間で噴射された追加燃料により、吸気の増加量に見合う量の燃料が確保されてエンジン出力が充分に確保されることになる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、加速初期が、加速開始時点からエンジンの各気筒の１サイクルに相当する期間内に設定されるとともに、加速前期が、加速開始時点からエンジンの各気筒の複数サイクルに相当する期間内に設定されたものである。
【００１０】
上記構成によれば、加速開始時点からエンジンの各気筒の１サイクルに相当する加速初期に、燃料が吸気行程と、圧縮行程の後期とに分割して噴射されるとともに、この吸気行程と圧縮行程の後期との間で、吸気の増加量に見合う追加燃料が噴射された後、加速開始時点からエンジンの各気筒の複数サイクルに相当する加速前期に、後期側の噴射時期が圧縮行程の中期以降に設定された燃料の分割噴射が実行されることになる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、エンジンが温間状態にある場合には、加速前期の前半に、燃料の後期側の噴射時期を膨張行程に設定し、加速前期の後半に、後期側の噴射時期を圧縮行程の中期以降に設定したものである。
【００１２】
上記構成によれば、加速前期の前半に、膨張行程で燃料が温間状態にあるエンジンの燃焼室に噴射されることにより、エンジンの排気ガス温度が効果的に上昇するとともに、排気ガス量が増大し、ターボ過給機のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーが充分に確保されて車両の加速性が向上することになる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、ターボ過給機と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と、エンジンの吸入空気量を検出する吸気検出手段と、エンジンの温間時に、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、上記吸入空気量の少ない加速前期に、燃料を圧縮行程と膨張行程とに分割して噴射するとともに、上記吸入空気量の多い加速後期に、燃料を吸気行程と圧縮行程とに分割して噴射するように制御する燃料噴射制御手段とを備えたものである。
【００１４】
上記構成によれば、上記吸入空気量の少ない加速前期には、燃料が圧縮行程と膨張行程とに分割して噴射されることにより、エンジンの排気ガス温度が上昇するとともに、排気ガス量が増大し、かつ上記吸入空気量の多い加速後期には、燃料が吸気行程と圧縮行程とに分割して噴射されることにより、エンジン出力が充分に確保されつつ、ターボ過給機のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーが充分に確保されることになる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項５記載のターボ過給機付エンジンの制御装置において、上記加速前期と加速後期との間の加速中期に、燃料を圧縮行程の前期と圧縮行程の後期とに分割して噴射するように構成したものである。
【００１６】
上記構成によれば、上記加速前期から加速中期を経て加速後期に移行するに伴い変化する排ガスエネルギーの増大要求およびエンジンの出力要求に適合した燃料の分割噴射制御が実行されることになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るターボ過給機付エンジンの制御装置の実施形態を示している。上記ターボ過給機付エンジンは、自動車に搭載される筒内噴射型のガソリンエンジンのエンジン本体１と、このエンジン本体１に接続された吸気通路２および排気通路３と、上記エンジン本体１の燃焼室頂部に設けられた点火プラグ４と、燃焼室側部に設けられた燃料噴射弁５と、ターボ過給機６とを有している。
【００１８】
上記吸気通路２には、その上流側から順にエアフローセンサ７と、ターボ過給機６のブロア８と、インタークーラ１０と、モータ駆動されるスロットル弁１２からなるエレキスロットルとが配設され、上記スロットル弁１２に対してスロットルセンサ１１が設けられている。また、上記排気通路３には、ターボ過給機６のタービン１３と、触媒コンバータ１４とが配設されている。
【００１９】
上記ターボ過給機付エンジンには、上記エアフローセンサ７およびスロットルセンサ１１に加え、エンジン回転数を検出するためのクランク角センサ１５、アクセル開度センサ１６およびエンジン水温センサ１７等の各種センサ類が装備され、これらの検出信号がエンジンコントロールユニット１８に入力されるようになっている。このエンジンコントロールユニット１８には、燃料の噴射量および噴射時期を制御する燃料噴射制御手段１９と、点火時期を制御する点火時期制御手段２０とが設けられている。
【００２０】
上記燃料噴射制御手段１９は、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１６によって検出されたアクセル開度と、上記クランク角センサ１５によって検出されたエンジン回転数とに基づき、予め設定されたマップからエンジンの目標トルクを読み出すとともに、この目標トルクと、上記エアフローセンサ７によって検出された実吸入空気量とに基づき、予め設定されたマップから目標燃料噴射量を読み出し、この目標燃料噴射量に対応した制御信号を上記燃料噴射弁５に出力するように構成されている。
【００２１】
また、上記燃料噴射制御手段２０は、エンジンの運転状態に応じて燃料の噴射時期を制御するように構成されている。すなわち、エンジンの始動時には、燃料の気化および霧化を促進させて燃焼性を向上させることにより、エンジンの始動性を確保するため、吸気行程で燃料を一括噴射して均一燃焼を行わせる制御が実行されるようになっている。
【００２２】
また、エンジンの冷却水温が所定値未満の冷間運転状態において、図２に示すように、低負荷低回転領域Ａにある場合には、空燃比を略理論空燃比に保ちながら、燃料を吸気行程と圧縮行程とに分割して噴射する。これによって点火プラグ４の付近に比較的リッチな混合気が存在するとともに、その周囲に比較的リーンな混合気が存在した状態で、点火プラグ４の付近からその周囲に順次燃焼が伝播されることにより、いわゆる燃料の後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇し、上記触媒コンバータ１４の暖機が促進されることになる。そして、エンジンが上記低負荷低回転領域Ａ以外の運転領域にある場合には、吸気行程で燃料を一括噴射して均一燃焼を行わせる制御を実行するように構成されている。
【００２３】
また、エンジンの冷却水温が所定値以上の温間運転状態においては、減速時に、燃料カットを行う等の減速時の噴射制御を実行するとともに、非減速時に、図３に示すように、エンジンの運転状態に対応した燃料の噴射時期制御を実行するように構成されている。すなわち、エンジンの温間運転状態において、低負荷低回転領域Ｃにある場合には、圧縮行程で燃料を噴射することによって成層燃焼を行わせ、高負荷高回転領域Ｄにある場合には、吸気行程で燃料を一括噴射して均一燃焼を行わせる制御を実行するように構成されている。
【００２４】
図３の領域Ｂは、車両の加速時に過給の促進制御を行う制御領域であって、低回転域における非過給領域に相当する上記圧縮行程噴射の領域Ｃを包含するものである。
【００２５】
さらに、上記燃料噴射制御手段２０は、エンジンの冷却水温が所定値以上の温間運転状態にあり、かつ上記制御領域Ｂおいて、エンジンの加速が検出された場合には、加速前期に、吸気行程から点火時期にかけての範囲で燃料を分割噴射し、その早期側の噴射時期を吸気行程の所定時期に設定するとともに、後期側の噴射時期を圧縮行程の中期以降に設定するように構成されている。
【００２６】
そして、加速後期には、エンジンの運転領域に対応した燃料の噴射時期制御を実行し、上記低負荷低回転領域Ｃで、圧縮行程噴射を行うことにより成層燃焼を行わせ、この低負荷低回転領域Ｃ以外の運転領域、つまり高負荷高回転領域Ｄで、吸気行程噴射を行うことにより均一燃焼を行わせるように構成されている。
【００２７】
また、上記点火時期制御手段２０は、原則としてエンジンの運転状態に応じ、最大の軸トルクが得られる必要な最小点火進角（ＭＢＴ）となるように点火時期を制御するように構成されている。
【００２８】
上記ターボ過給機付エンジンの制御装置の基本制御動作を、図４及び図５に示すフローチャートに基づいて説明する。上記制御動作がスタートすると、まず上記エアフローセンサ７、クランク角センサ１５およびアクセル開度センサ１６の各検出信号を読み込んだ後（ステップＳ１）、上記アクセル開度センサ１６によって検出されたアクセル開度と、クランク角センサ１５によって検出されたエンジン回転数とに基づき、吸気の目標充填量を算出する（ステップＳ２）。さらに、上記吸気の目標充填量と、エンジン回転数とに基づいてエンジントルクに対応する値、つまり平均有効圧力Ｐｉに対応する値を算出する（ステップＳ３）。
【００２９】
次に、スタータスイッチ信号またはエンジン回転数等に基づき、現時点がエンジンの始動時であるか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定の結果、エンジンの始動時であることが確認された場合には、吸気行程で燃料を一括噴射するように燃料の噴射時期を制御する（ステップＳ５）。
【００３０】
また、上記ステップＳ４でＮＯと判定され、エンジンの始動時でないことが確認された場合には、上記エンジン水温センサの検出信号に基づき、エンジンの暖機が終了した温間状態にあるか否かを判定し（ステップＳ６）、ＮＯと判定された場合には、エンジンが低負荷低回転領域Ａにある否かを判定する（ステップＳ７）。このステップＳ７でＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ５に移行し、吸気行程で燃料を一括噴射するように燃料の噴射時期を制御する。上記ステップＳ７でＹＥＳと判定され、エンジンが低負荷低回転領域Ａにあることが確認された場合には、略理論空燃比としつつ、燃料を吸気行程と圧縮行程とに分割して噴射するように燃料の噴射量及び噴射時期を制御する（ステップＳ８）。
【００３１】
上記ステップＳ６でＹＥＳと判定され、エンジンが温間運転状態にあることが確認された場合には、エンジンが制御領域Ｂにあるか否かを判定し（ステップＳ９）、ＮＯと判定された場合には、上記アクセル開度センサ１６の検出信号に応じて車両が減速状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。そして、車両が減速状態にあることが確認された場合には、燃料カットを行う等の減速時の噴射制御を実行する（ステップＳ１１）。
【００３２】
上記ステップＳ１０でＮＯと判定され車両が減速状態にないことが確認された場合には、エンジンの運転状態に対応した時期に設定された噴射時期に燃料を噴射させる通常時の噴射制御を実行する（ステップＳ１２）。
【００３３】
また、上記ステップＳ９でＹＥＳと判定されてエンジンが制御領域Ｂにあることが確認された場合には、上記アクセル開度センサ１６及びエアフローセンサ７の検出信号等に応じて車両が加速状態にあるか否かを判定し（ステップＳ１３）、ＮＯと判定された場合には、上記ステップＳ１０に移行し、減速時の噴射制御または通常時の噴射制御を実行する。
【００３４】
上記ステップＳ１３でＹＥＳと判定され、車両が加速状態にあることが確認された場合には、現時点が加速前期であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。すなわち、上記アクセル開度センサ１６の検出信号に応じて車両が加速状態に移行した時点から、エンジンの各気筒の複数サイクルに相当する期間が経過するまでの間に設定された加速前期であるか否かを、タイマーのカウント値等に基づいて判定し、ＹＥＳと判定された場合には、燃料を吸気行程と圧縮行程の後期とに分割して噴射する分割噴射制御を実行する（ステップＳ１５）。この場合、空燃比は１６以下、例えば略理論空燃比とする。
【００３５】
また、上記ステップＳ１４でＮＯと判定され、現時点が加速前期でなく、加速後期であることが確認された場合には、エンジンが低負荷低回転領域Ｃにあるか否かを判定する（ステップＳ１６）。このステップＳ１６でＮＯと判定され、エンジンが高負荷高回転領域Ｄにあることが確認された場合には、吸気行程で燃料を一括噴射する制御を実行する（ステップＳ１７）。上記ステップＳ１６でＹＥＳと判定され、エンジンが低負荷低回転領域Ｃにあることが確認された場合には、圧縮行程で燃料を一括噴射する制御を実行する（ステップＳ１８）。
【００３６】
上記のようにアクセル開度センサ１６からなる加速状態検出手段によって車両が加速状態にあることが確認された場合には、上記燃料噴射制御手段１９により、加速前期に、吸気行程から点火時期にかけての範囲で燃料を分割噴射するとともに、その後期側の噴射時期を圧縮行程の中期以降に設定するように構成したため、圧縮行程の中期以降に噴射された後期側の燃料により、上記加速前期に、エンジンの排気ガス温度を上昇させることができるとともに、排気ガス量を増大させることができる。
【００３７】
すなわち、上記のように圧縮行程の中期以降に後期側の燃料を噴射し、この燃料によって、いわゆる燃料の後燃えを促進することができるため、図６の（Ｃ）に示すように、吸気行程で全ての燃料を噴射する場合に比べ、排気ガス温度を効果的に上昇させることができる。したがって、ターボ過給機６のタービン１３を駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーを充分に確保することにより、図６（Ｄ）に示すように、ターボラグを生じさせることなく、ターボ過給機６の回転数を迅速に上昇させて車両の加速性を向上させることができる。
【００３８】
また、従来は、図６（Ａ）に示すように、アクセル開度が増大し始めた加速開始時点Ｔ１の直後に、エンジンの運転状態が、圧縮行程で燃料を噴射する成層燃焼領域から、吸気行程で燃料を一括して噴射する均一燃焼領域に移行するように構成されていたため、エレキスロットルのスロットル弁１２が一旦、閉止状態となった後に、アクセル開度に対応して次第に上昇し始めることにより、吸気量が図６（Ｂ）の破線で示すように、上記スロットル弁１２の開度に対応して変化することになる。
【００３９】
これに対して当実施形態では、加速前期に、吸気行程から点火時期にかけての範囲で燃料を分割噴射するように構成するとともに、加速トルクの確保のため、アクセル開度が増大し始めた加速開始時点Ｔ１以後におけるスロットル弁１２の開度及び吸気量の低下量を、従来に比べて小さくしている。このため、上記加速前期に、排気ガスの排出量を従来よりも多くすることができ、これによって上記排気ガスのエネルギーを従来よりも大きくし、図６（Ｄ）に示すように、ターボ過給機６の回転数を迅速に上昇させて車両の加速性を向上させることができる。
【００４０】
また、上記実施形態では、アクセル開度センサ１６からなる負荷検出手段によって検出されたエンジン負荷が低負荷領域にあることが確認された場合に、上記加速前期における燃料の分割噴射制御を実行するよう構成したため、ターボラグが発生し易いエンジンの低負荷領域からの加速時に、上記分割噴射制御を実行することにより、上記ターボラグの発生を防止して車両の加速性を効果的に向上させることができる。
【００４１】
さらに上記実施形態では、クランク角センサ１５からなる回転数検出手段によって検出されたエンジン回転数が、低回転領域にあることが確認された場合に、上記加速前期における燃料の分割噴射制御を実行するよう構成したため、ターボラグが発生し易いエンジンの低回転領域からの加速時に、上記分割噴射制御を実行することにより、上記ターボラグの発生を防止して車両の加速性を効果的に向上させることができる。
【００４２】
また、上記実施形態に示すように、加速前期に、吸気行程から点火時期にかけての範囲で燃料の分割噴射を実行する場合において、加速前期に、燃料の早期側の噴射時期を吸気行程に設定した場合には、この早期側の噴射時期に噴射された燃料を効果的に拡散させて均一燃焼させることができるため、エンジン出力を充分に確保することができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、加速前期から加速後期に移行した時点で、エンジンの運転状態に応じた噴射制御状態に移行し、エンジンが低負荷低回転領域Ｃにある場合に、吸気行程で燃料を一括噴射し、エンジンが高負荷高回転領域Ｄにある場合に、圧縮行程で燃料を一括噴射にするように構成した場合について説明したが、図７に示すように、ステップＳ１４でＮＯと判定されて現時点が加速後期であることが確認された場合に、ステップＳ２１において、常に吸気行程で燃料を一括噴射するように構成してもよい。このように構成した場合には、上記加速後期に、吸気行程で全燃料が噴射されるため、この燃料を効果的に拡散させて均一燃焼させることができ、これによってエンジン出力を充分に確保することができる。
【００４４】
また、上記ステップＳ１４でＹＥＳと判定されて現時点が加速前期であることが確認された場合において、ステップＳ１５において、吸気行程と、圧縮行程の後期とに分割して燃料を噴射する際に、空燃比を１６以下に設定することが望ましい。このように構成した場合には、加速前期に噴射された燃料によって理論空燃比に近い状態の混合気を形成し、エンジン出力を向上させることができるとともに、ターボ過給機６のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーを充分に確保して車両の加速性を向上させることができる。
【００４５】
さらに、ステップＳ２１において、吸気行程で燃料を一括噴射する場合においても、空燃比を１６以下に設定することにより、加速後期に噴射された燃料によって理論空燃比に近い状態の混合気を形成し、エンジン出力を向上させるとともに、ターボ過給機６のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーを充分に確保することができるように構成することが望ましい。
【００４６】
また、図７に示す実施形態に示すように、ステップＳ１４でＹＥＳと判定された加速前期に、ステップＳ２２において、燃料の点火時期をＭＢＴよりも遅角側に変更するとともに、ステップＳ１４でＮＯと判定された加速後期に、ステップＳ２３において、燃料の点火時期をＭＢＴに戻すように構成してもよい。
【００４７】
上記のように構成した場合には、加速前期に、燃料の点火時期をＭＢＴよりも遅角側に変更して燃料の後燃えを促進することにより、排気ガス温度をさらに効果的に上昇させることができるとともに、加速後期に、燃料の点火時期をＭＢＴに戻して最大の軸トルクが得られるように制御することにより、エンジン出力を確保することができる。
【００４８】
上記実施形態では、加速前期に、常に燃料の早期側の噴射時期を吸気行程に設定した例について説明したが、エンジンが吸気行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出されたか否かを判定し、この判定結果に応じて燃料の早期側の噴射時期を変化させるように構成してもよい。すなわち、エンジンが吸気行程噴射の運転領域にある状態で、車両の加速が検出された場合には、その加速前期に、燃料を吸気行程と、圧縮行程の後期とに分割して噴射し、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、燃料を圧縮行程の前期と、圧縮行程の中期以降とに分割して噴射するように構成してもよい。
【００４９】
上記のように構成した場合には、エンジンが吸気行程噴射の運転領域にあり、エンジン出力が要求される状態で、車両の加速が検出された場合には、早期側の噴射燃料を効果的に拡散して均一燃焼させることができ、これによってエンジン出力を充分に確保することができるとともに、後期側の噴射燃料により排気ガス温度を上昇させ、ターボ過給機のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーを充分に確保することができる。
【００５０】
そして、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にあり、エンジン出力がそれ程要求されない状態で、車両の加速が検出された場合には、その加速前期に、燃料を圧縮行程で分割噴射し、これらの噴射燃料により排気ガス温度を効果的に上昇させることができるため、ターボ過給機のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーを充分に確保し、ターボ過給機６の過給作用が迅速に得られるようにして車両の加速性を向上させることができる。
【００５１】
また、上記加速前期に燃料の分割噴射制御を実行する場合において、エンジンの各気筒の１サイクルに相当する期間等に設定された加速初期に、燃料を吸気行程と、圧縮行程の後期とに分割して噴射するとともに、この吸気行程と圧縮行程の後期との間で、吸気の増加量に見合う量の追加燃料を噴射するように構成してもよい。このように構成した場合には、上記加速初期に、吸気行程で噴射された燃料を効果的に拡散して均一燃焼させることができるため、エンジン出力を確保できるとともに、圧縮行程で噴射された燃料により排気ガスのエネルギーを充分に確保して車両の加速性を向上させ、さらに吸気行程と圧縮行程の後期との間で噴射された追加燃料により、吸気の増加量に見合う量の燃料を確保してエンジン出力を充分に確保することができる。
【００５２】
また、エンジンが温間状態にある場合には、加速前期の前半に、燃料の後期側の噴射時期を膨張行程に設定し、その上記加速前期における燃料の分割噴射制御を実行するように構成してもよい。この構成によれば、加速前期の少なくとも前半に、膨張行程で燃料を温間状態にあるエンジンの燃焼室に噴射することにより、エンジンの排気ガス温度を効果的に上昇させることができるとともに、排気ガス量を増大させることができ、これによってターボ過給機のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーを充分に確保して車両の加速性を、さらに効果的に向上させることができる。
【００５３】
なお、加速前期が、加速開始時点からエンジンの各気筒の複数サイクルに相当する期間内に設定された上記実施形態に代え、アクセル開度センサ１６及びエアフローメータ７の検出値に応じて車両が加速前期の状態にあるか否かを判定するように構成してもよい。すなわち、図６に示すように、アクセルペダルが踏み込まれた加速開始時点Ｔ１から、アクセル開度が増大する過程で、このアクセル開度等に見合う吸気量も低い所定値に達する時点Ｔ２までの期間を、上記加速前期として設定してもよい。
【００５４】
上記構成によれば、吸入空気量の増大過程で、加速開始時Ｔ１から吸気量が一定値値となる時点Ｔ２までの加速前期に、後期側の噴射時期が圧縮行程の中期以降に設定された燃料の分割噴射を実行することにより、排気ガス温度を上昇させて排気ガスエネルギーを充分に確保することができる。
【００５５】
また、上記ターボ過給機６と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁５とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、車両の加速状態を検出する上記アクセル開度センサ１６からなる加速状態検出手段と、エンジンの吸入空気量を検出するエアフローセンサ７等からる吸気検出手段と、エンジンの温間時に、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、上記吸入空気量の少ない加速前期に、燃料を圧縮行程と膨張行程とに分割して噴射するとともに、上記吸入空気量の多い加速後期に、燃料を吸気行程と圧縮行程とに分割して噴射するように制御する燃料噴射制御手段１９とを設けた構造としてもよい。
【００５６】
すなわち、図４のステップＳ６でエンジンが温間状態にあることが確認された場合に、図８に示すように、エンジンが低負荷低回転領域Ｃにあるか否か、つまり圧縮行程噴射の領域にあるか否かを判定し（ステップＳ３１）、ＹＥＳと判定されるとともに、ステップＳ１３でＹＥＳ判定されて車両が加速状態にあることが確認された場合に、車両が加速前期の加速状態にあるか否かを判定する（ステップＳ３２）。
【００５７】
そして、上記ステップＳ３２でＹＥＳと判定され、現時点が加速前期であることが確認された場合には、燃料を圧縮行程と膨張行程の後期とに分割して噴射する分割噴射制御を実行するとともに（ステップＳ３３）、燃料の点火時期をＭＢＴよりも遅角側に変更する制御を実行する（ステップＳ３４）。
【００５８】
また、上記ステップＳ３２でＮＯと判定され、現時点が加速前期でないことが確認された場合には、車両が加速前期と加速後期との間の加速中期の加速状態にあるか否かを判定し（ステップＳ３５）、ＹＥＳと判定された場合には、燃料を吸気行程と圧縮行程の後期とに分割して噴射する分割噴射制御を実行するとともに（ステップＳ３６）、燃料の点火時期をＭＢＴよりも遅角側に変更する制御を実行する（ステップＳ３７）。
【００５９】
また、上記ステップＳ３５でＮＯと判定され、現時点が加速後期であることが確認された場合には、燃料を吸気行程で一括噴射する制御を実行するとともに（ステップＳ３８）、燃料の点火時期をＭＢＴに戻すように制御する（ステップＳ３９）。
【００６０】
上記のように上記吸入空気量の少ない加速前期に、燃料を圧縮行程と膨張行程とに分割して噴射するように構成した場合には、この燃料を確実に後燃えさせることができるため、エンジンの排気ガス温度を効果的に上昇させることができるとともに、排気ガス量をさらに増大させることができる。そして、上記吸入空気量の多い加速後期に、燃料を吸気行程と圧縮行程とに分割して噴射するように構成することにより、エンジン出力を充分に確保しつつ、ターボ過給機６のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーを充分に確保することができる。
【００６１】
また、上記のように加速前期と加速後期との間の加速中期に、燃料を圧縮行程の前期と圧縮行程の後期とに分割して噴射するように構成した場合には、上記加速前期から加速中期を経て加速後期に移行するに伴い変化する排ガスエネルギーの増大要求およびエンジンの出力要求に適合した燃料の分割噴射制御を適正に実行することができるという利点がある。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、ターボ過給機と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備えたターボ過給機付エンジンの制御装置において、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と、加速前期に、吸気行程から点火時期にかけての範囲で燃料を分割噴射するとともに、その後期側の噴射時期を圧縮行程の中期以降に設定する燃料噴射制御手段とを設け、エンジンが吸気行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、燃料の早期側の噴射時期を吸気行程に設定するとともに、エンジンが圧縮行程噴射の運転領域にある状態で車両の加速が検出された場合には、燃料の早期側の噴射時期を圧縮行程に設定するようにしたため、上記加速前期に、ターボ過給機のタービンを駆動するために必要とされる排気ガスのエネルギーを充分に確保することにより、ターボラグを生じさせることなく、ターボ過給機の回転数を迅速に上昇させて車両の加速性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るターボ過給機付エンジンの制御装置の実施形態を示す説明図である。
【図２】  エンジンの冷間時における運転領域を示すグラフである。
【図３】  エンジンの温間時における運転領域を示すグラフである。
【図４】  上記制御装置による制御動作の前半部を示すフローチャートである。
【図５】  上記制御装置による制御動作の後半部を示すフローチャートである。
【図６】  ターボ過給機付エンジンの制御状態を示すタイムチャートである。
【図７】  上記制御装置による制御動作の後半部の別の例を示すフローチャートである。
【図８】  上記制御装置による制御動作の後半部のさらに別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５  燃料噴射弁
６  ターボ過給機
７  エアフローセンサ（吸気検出手段）
１５  クランク角センサ（エンジン回転数検出手段）
１６  アクセル開度センサ（加速状態検出手段・負荷検出手段）
１９  燃料噴射制御手段
【図１】
0003680568.tif 000002
【図２】
0003680568.tif 000003
【図３】
0003680568.tif 000004
【図４】
0003680568.tif 000005
【図５】
0003680568.tif 000006
【図６】
0003680568.tif 000007
【図７】
0003680568.tif 000008
【図８】
0003680568.tif 000009