(57)【要約】  【課題】筒内噴射エンジンにおいて、点火時期補正に拘わらず、燃料噴霧の所定の部位に対して適切に点火が行われるようにし、常に安定した良好な燃焼が行われるようにする。  【解決手段】点火時期に補正が加わったとき、その補正量に合わせて燃料噴射時期を補正し、また、シリンダ内圧変化及び燃料噴射速度変化による補正も、吸気管圧力及び燃圧を考慮して加え、要求される燃料噴霧の着火点を維持する。【選択図】図３
2007009852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁によって燃料を燃焼室内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関の燃料制御装置であって、
点火時期補正に応じて前記燃料噴射弁による燃料の噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段を有することを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
【請求項２】
燃料噴射弁によって燃料を燃焼室内のピストン頂部に形成されているキャビティに向けて噴射する筒内噴射式の内燃機関の燃料制御装置であって、
点火時期補正に応じて前記燃料噴射弁による燃料の噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段と、
燃料噴霧が前記キャビティに到達するように、燃料噴射時期の補正量を内燃機関の状態に応じて制限する燃料噴射時期制限手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
【請求項３】
燃料噴射時期制限手段は、内燃機関の状態として内燃機関回転数と燃圧とにより燃料噴射時期の上限、下限を設定し、それに応じて燃料噴射時期の補正量を制限することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射時期補正手段は、点火時期が進角側に補正された場合には噴射時期を進角補正し、点火時期が遅角側に補正された場合には噴射時期を遅角補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料制御装置。
【請求項５】
点火時期補正は、アイドル時あるいは加減速時の少なくとも何れか一方の時に行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料制御装置。
【請求項６】
前記燃料噴射時期補正手段は、燃料の噴射速度に関与するパラメータを加味して燃料噴射時期を補正することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料制御装置。
【請求項７】
前記燃料の噴射速度に関与するパラメータは、燃圧及び／又は吸気管圧力であることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料制御装置。
【請求項８】
燃料噴射弁によって燃料を燃焼室内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関の燃料噴射時期制御方法において、
点火時期補正に応じて前記燃料噴射弁による燃料の噴射時期を補正することを特徴とする内燃機関の燃料噴射時期制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に用いられる内燃機関の燃料制御装置および燃料噴射時期制御方法に係り、特に、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の燃料制御装置および燃料噴射時期制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料噴射弁（インジェクタ）より燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関の燃料制御装置として、インジェクタから噴射された燃料の噴霧が、燃焼室内のピストン頂部に形成されているキャビティ（ピストン窪み）に衝突する位置が、燃圧が変化しても、変動しないよう、つまり、燃圧が変化しても基準燃圧時の衝突位置が保たれるよう、予め設定された燃圧−燃料噴射開始時期のマップに基づいて燃料噴射開始時期を燃圧に応じて変更し、マップに基づいて補正した燃料噴射開始時期より噴射終了時期を算出し、これらに基づいて燃料噴射を行うものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この燃料制御装置は、圧縮天然ガスを燃料する筒内噴射式内燃機関用のもので、ロバスト性の乏しい成層燃焼を成立させることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の燃料制御装置では、内燃機関が定常運転時であるならば、点火時期は基本点火時期のままであるから、キャビティに対する燃料噴霧の衝突位置を最適位置に保って、燃料噴霧の所定位置（所定部位）に点火することが可能である。
【０００６】
しかしながら、アイドル運転時や加減速運転時には、基本点火時期に対して点火時期の補正が施されるため、燃料噴霧の予期されないところに点火され、燃焼悪化を起こす可能がある。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、点火時期が補正等により基本点火時期から変動しても、安定した筒内燃焼が行われるようにし、更には、燃圧の変化や吸気管圧力の変化によって燃料噴霧形態（直進率、噴射速度）が変わっても、安定した良好な燃焼が行われる自動車等の車両に用いられる内燃機関の燃料制御装置および燃料噴射時期制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による内燃機関の燃料制御装置は、燃料噴射弁によって燃料を燃焼室内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関の燃料制御装置であって、点火時期補正に応じて前記燃料噴射弁による燃料の噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段を有する。
【０００９】
本発明による内燃機関の燃料制御装置は、燃料噴射弁によって燃料を燃焼室内のピストン頂部に形成されているキャビティに向けて噴射する筒内噴射式の内燃機関の燃料制御装置において、点火時期補正に応じて前記燃料噴射弁による燃料の噴射時期を補正する燃料噴射時期補正手段と、燃料噴霧が前記キャビティに到達するように、燃料噴射時期の補正量を内燃機関の状態に応じて制限する燃料噴射時期制限手段とを有する。
【００１０】
本発明による内燃機関の燃料制御装置は、好ましくは、前記燃料噴射時期制限手段は、内燃機関の状態として内燃機関回転数と燃圧とにより燃料噴射時期の上限、下限を設定し、それに応じて燃料噴射時期の補正量を制限する。
【００１１】
本発明による内燃機関の燃料制御装置は、好ましくは、前記燃料噴射時期補正手段は、点火時期が進角側に補正された場合には噴射時期を進角補正し、点火時期が遅角側に補正された場合には噴射時期を遅角補正する。
【００１２】
本発明による内燃機関の燃料制御装置は、好ましくは、点火時期補正は、アイドル時あるいは加減速時の少なくとも何れか一方の時に行われる内燃機関に適用される。
【００１３】
本発明による内燃機関の燃料制御装置は、好ましくは、前記燃料噴射時期補正手段は、更に、燃料の噴射速度に関与するパラメータを加味して燃料噴射時期を補正する。この燃料の噴射速度に関与するパラメータは、燃圧あるいは吸気管圧力の少なくとも何れか一方である。
【００１４】
本発明による内燃機関の燃料噴射時期制御方法は、燃料噴射弁によって燃料を燃焼室内に直接噴射する筒内噴射式の内燃機関の燃料噴射時期制御方法において、点火時期補正に応じて前記燃料噴射弁による燃料の噴射時期を補正する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、点火時期補正に応じて燃料噴射弁による燃料の噴射時期が補正されるから、点火時期補正によって基本点火時期から変動しても、予め内燃機関定常状態で設定された燃料噴霧の所定位置に点火することができ、安定した筒内燃焼が行われるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の内燃機関の燃料制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一つの実施形態の燃料制御装置が適用される内燃機関の概要を示した全体構成図である。
【００１８】
図１において、内燃機関（エンジン）２０１は、筒内噴射式の多気筒エンジン、例えば、４気筒エンジンであり、４個のシリンダボア２２１を有する。４個のシリンダボア２２１の各々にはピストン２２２が設けられており、各シリンダボア２２１において燃焼室２２３が構成されている。
【００１９】
ピストン２２２の頂面には、凹状のキャビティ（窪み）２２５が形成されている。キャビティ２２５は、後述の燃料噴射弁２０６より噴射された燃料に縦旋回流成分を与えて成層燃焼を行うための最適形状に設定されている。
【００２０】
なお、図１では、一つの気筒（燃焼室２２３）のみを示している。
【００２１】
エンジン２０１は、吸気系に、吸入する空気量を計量するスロットル絞り弁２０２と、アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）２０３と、を有する。
【００２２】
アイドルスピードコントロールバルブ２０３は、スロットル絞り弁２０２をバイパスして吸気管２０４へ接続された流路の流路面積を制御し、エンジン２０１のアイドル運転時時の回転数を制御する。
【００２３】
吸気管２０４には、吸気管２０４内の圧力を検出する吸気管圧力センサ２０５が取り付けられている。また、スロットル絞り弁部分には、スロットル絞り弁２０２の開度を検出するスロットル開度センサ２１６が取り付けられている。
【００２４】
エンジン２０１には、エンジン２０１の各気筒毎に燃料噴射弁２０６が取り付けられている、燃料噴射弁２０６は、燃焼室２２３内のキャビティ２２５へ向けて燃料を直接噴射する。
【００２５】
燃料噴射弁２０６に対する燃焼供給系では、燃料タンク２１４より燃料（ガソリン等の液体燃料を低圧燃料ポンプ２１５によって汲み上げ（一次加圧）、一次加圧されている燃料を高圧燃料ポンプ２０７によって二次加圧（燃圧調整）することが行われる。燃料噴射弁２０６には二次加圧された高圧の燃料が供給される。
【００２６】
燃料噴射弁２０６に供給する高圧燃料の圧力（燃圧）は、燃圧によって検出される。
【００２７】
エンジン２０１には、燃焼室２２３内に噴射供給された燃料と空気との混合気に点火する点火プラグ２２４と、エンジン制御装置３００が出力する点火信号に基づいて点火プラグ２２４に点火エネルギを供給する点火モジュール２１０が取り付けられている。
【００２８】
また、エンジン２０１には、吸気弁２２６のカム角度を検出するカム軸センサ２０９と、エンジン２０１のクランク角度を検出するクランク角センサ２１７と、エンジン２０１の冷却水温を検出する水温センサ２１２とが設けられている。なお、カム軸センサ２０９は排気弁２２７のカム角度を検出するものでもよい。
【００２９】
エンジン２０１の排気管２２８には、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２１１が取り付けられている。酸素濃度センサ２１１は、本実施形態では、排気空燃比に対して比例的な信号を出力するものであるが、排気ガスが理論空燃比に対して、リッチ側／リーン側の２つの信号を出力するものでもよい。
【００３０】
尚、エンジン２０１のアイドリング回転数はアイドルスピードコントロールバルブ２０３で制御しているが、スロットル絞り弁２０２をモータ等で制御するものにした場合には、アイドルスピードコントロールバルブ２０３は不用となる。また、本実施形態では、吸気管圧力を検出して燃料制御を成立させているが、エンジンの吸入空気量を検出しても燃料制御は成立する。
【００３１】
エンジン制御装置３００は、マイクロコンピュータ式のものであり、図２に示されているように、エンジン２０１に設置された前述の各センサの電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換し、デジタル演算用の制御信号を実際のアクチュエータの駆動信号に変換するＩ／Ｏドライバ（ＬＳＩ）３０１と、Ｉ／Ｏドライバ３０１からのデジタル演算処理用の信号からエンジン２０１の状態を判断し、エンジン２０１の要求する燃料量、点火時期等を予め定められた手順に基づいて計算し、その計算された値をＩ／Ｏドライバ３０１に送る演算装置（ＭＰＵ）３０２と、演算装置３０２の制御手順及び制御定数が格納された不揮発性のメモリ３０３と、演算装置の計算結果等が格納される揮発性のメモリ３０４から構成される。
【００３２】
揮発性メモリ３０４には、イグニッションキースイッチ２１３がオフで、エンジン制御装置３００に電源が供給されない場合でも、メモリ内容を保存することを目的としたバックアップ電源が接続されることもある。
【００３３】
本実施形態のエンジン制御装置３００は、水温センサ２１２、カム軸センサ２０９、クランク角センサ２１７、酸素濃度センサ２１１、吸気管圧力センサ２０５、スロットル開度センサ２１６、燃圧センサ２０８、イグニッションキースイッチ２１３の信号を入力し、第１〜第４気筒燃料噴射弁３１１〜３１４へ燃料噴射信号を、第１〜第４気筒点火コイル３１５〜３１８へ点火指令信号を、ＩＳＣバルブ２０３へ開度指令信号を、高圧燃料ポンプ２０７へ燃圧制御指令信号を出力する。
【００３４】
なお、第１〜第４気筒燃料噴射弁３１１〜３１４は、図１の燃料噴射弁２０６を各気筒毎に表しており、第１〜第４気筒点火コイル３１５〜３１８は、図１の点火モジュール２１０が有する各気筒の点火プラグ２２４である。
【００３５】
本実施形態によるエンジン制御装置３００が行う制御を、図３の制御ブロック図を参照して説明する。
【００３６】
エンジン制御装置３００は、ＭＰＵ３０２がコンピュータプログラムを実行することにより、エンジン回転数計算手段１０１、基本燃料計算手段１０２、基本燃料補正係数計算手段１０３、基本点火時期計算手段１０４、空燃比帰還制御係数計算手段１０５、ＩＳＣ制御手段１０６、加減速判定手段１０７、基本燃料補正手段１０８、点火時期補正手段１０９、噴射時期計算手段１１０、燃圧制御手段１１１、噴射時期補正手段１１２を具現化する。
【００３７】
エンジン回転数計算手段１０１は、エンジン２０１の所定のクランク角度位置に設定されたクランク角センサ２１７が出力する電気的な信号、主にパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジン２０１の単位時間当りの回転数を計算する。
【００３８】
基本燃料計算手段１０２は、エンジン２０１の吸気管２０４に設置された吸気管圧力センサ２０５より検出された吸気管圧力をエンジン負荷とし、エンジン負荷とエンジン回転数計算手段１０１で演算されたエンジン回転数より、各領域におけるエンジン２０１の要求する基本燃料を計算する。
【００３９】
基本燃料補正係数計算手段１０３は、エンジン回転数計算手段１０１で演算されたエンジン回転数と吸気管圧力によって示されるエンジン負荷により、基本燃料計算手段１０２で計算された基本燃料のエンジン２０１の各運転領域における補正係数をマップ検索等で決定する。
【００４０】
基本点火時期計算手段１０４は、前述のエンジン回転数と吸気管圧力によって決まるエンジン負荷により、エンジン２０１の各領域における最適な点火時期をマップ検索等で決定する。
【００４１】
空燃比帰還制御係数計算手段１０５は、エンジン２０１の排気管２２８に設定された酸素濃度センサ２１１の出力から、エンジン２０１に供給される燃料と空気の混合気が、後述する目標空燃比に保たれるように、空燃比帰還制御係数を計算する。
【００４２】
ＩＳＣ制御手段１０６は、エンジン２０１のアイドリング回転数を一定に保つために、アイドリング時の目標回転数を計算とＩＳＣ点火時期補正量を演算する。ＩＳＣ制御手段１０６は、ＩＳＣバルブ２０３の目標流量の指令信号をＩＳＣバルブ２０３に出力する。
【００４３】
加減速判定手段１０７は、スロットル開度センサ２１６が出力する電気的信号を処理（微分演算）してスロットル開度の変化量を検出し、エンジンが加速状態にあるか減速状態にあるかを判断して加減速時点火時期補正量を演算する。
【００４４】
基本燃料補正手段１０８は、基本燃料計算手段１０２で演算された基本燃料を、基本燃料補正係数計算手段１０３による基本燃料補正係数、エンジン水温、及び空燃比帰還制御係数計算手段１０５による空燃比帰還制御係数によって補正（燃料量Ｔｉｏｕｔ計算）する。
【００４５】
点火時期補正手段１０９は、基本点火時期計算手段１０４によって決定された基本点火時期に対して、ＩＳＣ制御手段１０６によって演算されたＩＳＣ点火時期補正量と、加減速判定手段１０７によって演算された加減速時点火時期補正量による補正を施す。
【００４６】
噴射時期計算手段１１０は、基本燃料補正手段１０８によって補正された燃料噴射量と、エンジン回転数から燃料噴射の基本噴射時期をマップ検索等で決定する。
【００４７】
燃圧制御手段１１１は、エンジン回転数と吸気管圧力から基本燃圧をマップ検索等で決定し、燃圧センサ２０８によって検出された燃圧が基本燃圧となるようにフィードバックする。燃圧制御手段１１１は、目標燃圧となるよう、フィードバックされた値に基づいて高圧燃料ポンプ２０７を制御する信号を高圧燃料ポンプ２０７へ出力する。
【００４８】
噴射時期補正手段１１２は、加減速判定手段１０７によって演算された加減速時点火時期補正量に基づいて、噴射時期計算手段１１０による燃料噴射の基本噴射時期の補正を行う。この補正には、点火時期の他、エンジン回転数、吸気管圧力、燃圧等、燃料の噴射速度に関与するパラメータに応じて行う。
【００４９】
各気筒の燃料噴射手段３１１〜３１４は、基本燃料補正手段１０８によって計算された燃料量Ｔｉｏｕｔと、噴射時期補正手段１１２によって計算された噴射時期に基づいて各気筒に対して燃料噴射を行う。
【００５０】
各気筒の点火コイル３１５〜３１８は、点火時期補正手段１０９によって補正されたエンジンの要求点火時期に応じて混合気の点火を行う。
【００５１】
本実施形態のエンジン制御装置３００による燃料噴射時期セットの一例を、図４を参照して説明する。
【００５２】
チャート４０１は、カム軸センサ２０９の信号波形を示している。本実施形態では、エンジンが３気筒の場合を示しており、各気筒の圧縮上死点前の任意の角度において信号４０４を発生する。
【００５３】
チャート４０２は、第１気筒の行程を示している。燃料噴射は、第１気筒の圧縮上死点前７５°ＣＡよりセットされ（タイミング４０３）、爆発行程から吸気行程までの間の任意のタイミングで燃料が噴射できる。
【００５４】
図５は、本実施形態によるエンジン制御装置３００の要部である噴射時期計算手段１１０と噴射時期補正手段１１２を抜粋して示している。
【００５５】
噴射時期計算手段１１０は、各補正を含んで最終的に計算された燃料量とエンジン回転数から、基本噴射時期（基本燃料噴射時期）をマップ検索する。
【００５６】
噴射時期補正手段１１２は、噴射時期計算手段１１０よりの基本噴射時期を、点火時期補正量、吸気管圧力、燃圧およびエンジン回転数によって補正する。
【００５７】
図６は、本実施形態のエンジン制御装置３００による点火時期の加減速補正の一例を示している。
【００５８】
このタイムチャートにおけるライン６０１は、加速時のエンジン回転数挙動を示しており、ライン６０２は、エンジン回転挙動に基づく点火時期の加減速補正特性を示している。破線６０３は基本点火時期であり、領域６０４における加速後のエンジン回転変動の挙動に合わせて補正量６０５による加速時点火時期補正が施されている。
【００５９】
図７は、本実施形態のエンジン制御装置３００によるＩＳＣ点火時期補正の一例を示している。
【００６０】
このタイムチャートにおけるライン７０１は、アイドル運転時のエンジン回転数目標値を示しており、ライン７０２は、アイドル運転時のエンジン回転数挙動を示している。ライン７０３は、アイドル運転時の基本進角であり、アイドル運転時のエンジン回転数が目標回転数となるように、実際の点火時期はＩＳＣ点火時期補正が施され、ライン７０４のような挙動を示す。
【００６１】
図８（ａ）、（ｂ）は、筒内噴射式のエンジン２０１におけるシリンダ（燃焼室２２３）内に噴射された燃料の挙動およびその燃焼と点火の状態を一例を示している。
【００６２】
図８（ａ）は、適切な点火時期で噴射燃料に点火されている状態を示している。この場合には、噴射燃料流のほぼ中間部分に点火されている。
【００６３】
図８（ｂ）は、図８（ａ）と比較して点火時期が基本点火時期に加えて進角補正されている場合の状態を示している。この場合には、噴射時期に対して進角補正に対応した補正が加えられていなことにより、噴射燃料流の先端に点火されることになる。このため、エンジン出力トルク及びエミッションに悪影響を与えることとなる。
【００６４】
図９（ａ）、（ｂ）は、筒内噴射式のエンジン２０１におけるシリンダ（燃焼室２２３）内に噴射された燃料の噴霧とシリンダ内圧との関係を示している。
【００６５】
図９（ａ）は、シリンダ内圧が高い場合（スロットル全開側）を示している。この場合には、高い内圧が抵抗となり、燃料噴霧は拡散して広がる形状となる。また噴射速度も遅くなる。
【００６６】
図９（ａ）は、シリンダ内圧が低い場合（アイドル近辺）を示している。この場合には、内圧の抵抗が低く、燃料噴霧は直進する。そして噴射速度は高い。最適な位置で燃料に点火させるためには、点火時期の補正に加え、シリンダ内圧の補正も必要となる。
【００６７】
図１０は、本実施形態による燃圧制御手段１１１の詳細を示している。
【００６８】
燃圧制御手段１１１は、目標燃圧設定部１００１と、フィードバック制御部１００２とを含む。
【００６９】
目標燃圧設定部１００１は、吸気管圧力とエンジン回転数により目標燃圧をマップ検索して目標燃圧を設定する。
【００７０】
フィードバック制御部１００２は、燃圧センサ２０８によって検出される燃圧と目標燃圧との偏差がなくなるように、つまり、燃圧が目標燃圧となるように、燃圧のフィードバック制御を行う。
【００７１】
図１１は、本実施形態による噴射時期補正手段１１２の詳細を示している。
【００７２】
噴射時期補正手段１１２は、加算器１１０１と、時間換算部１１０２と、燃料噴射速度補正率設定部１１０３と、乗算器１１０４、１１０６と、燃料直進率補正係数設定部１１０５と、クランク角度換算部１１０７と、最適噴射クランク角度演算部１１０８と、噴射時期上限下限制限部１１０９とを有する。
【００７３】
加算器１１０１は、基本燃料噴射時期（クランク角度ベース）に対して点火補正量分の補正を施す。この補正により、点火時期が基本点火時期より進角側に補正された時には、燃料噴射時期が進角側に補正され、点火時期が遅角側に補正された時には、燃料噴射時期が遅角側に補正される。
【００７４】
時間換算部１１０２は、補正された基本燃料噴射時期（クランク角度ベース）をエンジン回転数により時間に換算する。
【００７５】
燃料噴射速度補正率設定部１１０３は、燃圧により燃料噴射速度補正率をテーブル検索する。
【００７６】
乗算器１１０４は、時間ベースに換算された燃料噴射時期に対して噴射速度補正を施す。
【００７７】
燃料直進率補正係数設定部１１０５は、吸気管圧力と前回の噴射時期より燃料直進率補正係数をマップ検索する。
【００７８】
乗算器１１０６は、燃料直進補正係数によって噴射速度補正後の燃料噴射時期（時間ベース）に対して燃料直進補正を施す。
【００７９】
クランク角度換算部１１０７は、時間ベースで補正された噴射時期をエンジン回転数に基づいて、再度、クランク角度ベースに変換する。
【００８０】
最適噴射クランク角度演算部１１０８は、エンジン回転数と燃圧から、噴射された燃料噴霧がピストン２２２のキャビティ２２５に収まるための、上限、下限の噴射時期（クランク角度ベース）を計算する。
【００８１】
噴射時期上限下限制限部１１０９は、最適噴射クランク角度演算部１１０８によって算出された上限、下限の噴射時期に基づいて、補正後の最終的にクランク角度ベースで表されている燃料噴射時期に対して上限、下限の制限を加える。
【００８２】
図１２は、最適噴射クランク角度演算部１１０８によるキャビティ狙いの最適噴射角度上下限値を計算する詳細を示している。噴射角度上限値設定部１５０１は、エンジン回転数と燃圧から噴射角度上限値（進角側制限値）をマップ検索する。噴射角度下限値設定部１５０２は、同様にして噴射角度下限値（遅角側制限値）をマップ検索する。
【００８３】
図１３は、エンジン加速時のエンジン回転数、点火時期、燃料噴射時期、エミッションの挙動の一例を示している。
【００８４】
チャート１２０１はスロットル開度、チャート１２０２はエンジン回転数、チャート１２０３は点火時期、チャート１２０４は燃料噴射時期、チャート１２０５は排出ＨＣ、及びチャート１２０６は排出ＮＯｘを示している。
【００８５】
チャート１２０４、１２０５及び１２０６の破線は、本実施形態の燃料噴射時期補正が加えられていない場合であり、点火時期が補正されても、燃料噴射時期が基本噴射時期のままであるので、排出ＨＣ、ＮＯｘが増加していることがわかる。
【００８６】
図１４は、本実施形態のエンジン制御装置３００によるＩＳＣ点火時期補正量演算の詳細を示している。
【００８７】
ＩＳＣ点火時期補正量演算は、まず、目標回転数設定部１３０１によってエンジン水温からアイドル運転時の目標回転数をテーブル検索する。検索された目標回転数に対する現在のエンジン回転数の偏差を加算器１３０２により計算する。
【００８８】
そして、ＩＳＣ点火時期補正量演算部１３０３によって、エンジン回転数偏差によりＩＳＣ点火時期補正量をテーブル検索する。
【００８９】
アイドル状態判定部１３０４によってスロットル開度からアイドル状態を判定し、アイドル運転時と判定された場合には、スイッチ１３０５により、ＩＳＣ点火時期補正が基本点火時期に反映されることとなる。
【００９０】
図１５は、本実施形態のエンジン制御装置３００による加減速点火時期補正の詳細を示している。
【００９１】
加算器１４０１によって所定時間当りのエンジン回転数変化量を計算し、加減速点火時期補正量設定部１４０２によってエンジン回転数変化量より加減速点火時期補正量をテーブル検索する。
【００９２】
加算器１４０３によってスロットル開度の所定時間当りの変化量を計算し、比較器１４０４によってスロットルの変化量が所定値より大きいか否かを判断する。スロットル変化量が所定値より大きい場合には、タイマ１４０５にトリガをかけ、スタートさせる。
【００９３】
比較器１４０６、１４０７はタイマ値が所定の時間以上経過したか否かを判断する。
【００９４】
まず比較器１４０６のしきい値と比較して、タイマ値が大きい場合には、スイッチ１４０８をセットして、加減速点火時期補正を点火時期に補正を施す。
【００９５】
つぎに、比較器１４０７のしきい値と比較して、タイマ値が大きい場合には、スイッチ１４０８をリセットし、加減速点火時期補正の点火時期への補正を停止する。
【００９６】
本加減速点火時期補正は、加速を検出してから所定時間のディレイ後、所定時間補正を施すこととなる。
【００９７】
つぎに、エンジン制御装置３００によるエンジン制御の処理ルーチンを、図１６に示されているフローチャートを参照して説明する。このルーチンは、一定時間割り込みにより、繰り返し実行される。
【００９８】
まず、カム軸センサ２０９の出力信号より、エンジン回転数を計算し（ステップ１６０１）、ついで、吸気管圧力センサ２０５の出力信号を取り込んで吸気管圧力を読み込む（ステップ１６０２）。
【００９９】
つぎに、エンジン回転数と吸気管圧力（エンジン負荷）により基本燃料量を計算する（ステップ１６０３）。
【０１００】
つぎに、エンジン回転数と吸気管圧力（エンジン負荷）により基本燃料補正係数をマップ検索する（ステップ１６０４）。
【０１０１】
つぎに、酸素濃度センサ２１１の出力を読み込み（ステップ１６０５）、酸素濃度センサ信号により所望の空燃比となるように空燃比帰還制御を行い、空燃比帰還制御係数を計算する（ステップ１６０６）。
【０１０２】
つぎに、基本燃料補正係数と空燃比期間制御係数によって、基本燃料量に補正を施し、最終燃料量とする（ステップ１６０７）。
【０１０３】
つぎに、エンジン水温からアイドル運転時の目標回転数の計算を行う（ステップ１６０８）。そして、アイドル運転時のエンジン回転数が目標回転数となるように、ＩＳＣの目標流量をフィードバック演算する（ステップ１６０９）。
【０１０４】
つぎに、アイドル運転時の目標回転数とエンジン回転数の偏差からＩＳＣ点火時期補正量を計算する（ステップ１６１０）。
【０１０５】
つぎに、スロットル開度を読み込み（ステップ１６１１）、スロットル開度の変化量からエンジンの加減速判定を行う（ステップ１６１２）。そして、加減速判定及びエンジン回転数変化量から加減速点火補正量を計算する（ステップ１６１３）。
【０１０６】
つぎに、エンジン回転数と吸気管圧力より基本点火時期をマップ検索する（ステップ１６１４）。そして、基本点火時期に対してＩＳＣ点火時期補正量と加減速点火補正量の補正を施す（ステップ１６１５）。
【０１０７】
つぎに、燃圧センサ２０８の信号を読み込み、燃圧を計算する（ステップ１６１６）。そして、エンジン回転数と吸気管圧力より目標基本燃圧をマップ検索し（ステップ１６１７）、燃圧が基本燃圧となるようにフィードバック制御を行う（ステップ１６１８）。
【０１０８】
つぎに、噴射燃料量とエンジン回転数から基本噴射時期のマップ検索を行う（ステップ１６１９）。
【０１０９】
つぎに、基本噴射時期に対して、吸気管圧力、エンジン回転数、燃圧、ＩＳＣ点火時期補正、及び加減速点火時期補正を用いて補正を行う（ステップ１６２０）。そして、補正された燃料噴射時期をセットし、最終的な燃料噴射量を噴射する（ステップ１６２１）。
【０１１０】
次に、燃料噴射時期補正の処理ルーチンを、図１７に示されているフローチャートを参照して説明する。このルーチンは、一定時間割り込みにより、繰り返し実行される。
【０１１１】
まず、補正された最終の噴射燃料量を読み込む（ステップ１７０１）。つぎに、エンジン回転数を読み込む（ステップ１７０２）。
【０１１２】
つぎに、読み込んだ噴射燃料量とエンジン回転数によって基本噴射時期をマップ検索する（ステップ１７０３）。
【０１１３】
つぎに、ＩＳＣ点火時期補正量、加減速点火時期補正量、吸気管圧力、燃圧、及びエンジン回転数を読み込む（ステップ１７０４）。
【０１１４】
読み込んだ変数（ＩＳＣ点火時期補正量、加減速点火時期補正量、吸気管圧力、燃圧、及びエンジン回転数）により、噴射時期の点火時期による補正を施す（ステップ１７０５）。
【０１１５】
次に、燃圧制御の処理ルーチンを、図１８に示されているフローチャートを参照して説明する。このルーチンは、一定時間割り込みにより、繰り返し実行される。
まず、吸気管圧力を読み込む（ステップ１８０１）。つぎに、エンジン回転数を読み込む（ステップ１８０２）。
【０１１６】
つぎに、読み込んだ吸気管圧力とエンジン回転数により、目標燃圧をマップ検索する（ステップ１８０３）。
そして、燃圧が目標燃圧となるようにフィードバック制御を行う（ステップ１８０４）。
【０１１７】
次に、燃料噴射時期補正の処理ルーチンの詳細を、図１９に示されているフローチャートを参照して説明する。このルーチンは、一定時間割り込みにより、繰り返し実行される。
まず、基本噴射時期、ＩＳＣ点火時期補正量、及び加減速点火時期補正量を読み込む（ステップ１９０１）。
【０１１８】
つぎに、点火時期補正量（ＩＳＣ点火時期補正量と加減速点火時期補正量の総和）によって基本噴射時期を補正する（ステップ１９０２）。この基本噴射時期補正は、点火時期が基本点火時期より進角側に補正された時には、燃料噴射時期も進角側に補正し、点火時期が遅角側に補正された時には、燃料噴射時期も遅角側に補正する。
【０１１９】
つぎに、エンジン回転数を読み込み（ステップ１９０３）、そのエンジン回転数に基づいて補正後の基本噴射時期をエンジンクランク角度ベースから時間ベースに変換する（ステップ１９０４）。
【０１２０】
つぎに、燃圧を読み込み（ステップ１９０５）、その燃圧に基づいて燃料噴射速度補正率をテーブル検索する（ステップ１９０６）。
【０１２１】
つぎに、噴射時期時間換算値に燃料噴射速度補正率を施し、噴射速度補正噴射時期とする（ステップ１９０７）。
【０１２２】
つぎに、前回の最終噴射時期を読み込み（ステップ１９０８）、ついで吸気管圧力を読み込む（ステップ１９０９）。そして、読み込んだ最終噴射時期と吸気管圧力によって燃料直進率補正係数をマップ検索する（ステップ１９１０）。
【０１２３】
つぎに、噴射速度補正噴射時期に対して燃料直進率補正係数を施し、最終噴射時期とする（ステップ１９１１）。
【０１２４】
つぎに、時間ベースの最終噴射時期をエンジンクランク角度ベースの最終噴射時期に変換する（ステップ１９１２）。
【０１２５】
つぎに、エンジン回転数と燃圧により、噴射された燃料噴霧がピストン２２２のキャビティ２２５に収まる噴射時期の上限値及び下限値のそれぞれをマップ検索する（ステップ１９１３）。そして、検索された上限値、下限値によってエンジンクランク角度ベースの最終噴射時期を制限する（ステップ１９１４）。
【０１２６】
次に、ＩＳＣ点火時期補正の処理ルーチンを、図２０に示されているフローチャートを参照して説明する。このルーチンは、一定時間割り込みにより、繰り返し実行される。
【０１２７】
まず、エンジン水温を読み込む（ステップ２００１）。つぎに、読み込んだエンジン水温よりアイドル運転時の目標回転数をテーブル検索する（ステップ２００２）。
【０１２８】
つぎに、エンジン回転数を読み込み（ステップ２００３）、読み込みエンジン回転数とアイドル運転時の目標回転数との偏差を計算する（ステップ２００４）。
【０１２９】
つぎに、その偏差により、ＩＳＣ点火時期補正量をテーブル検索する（ステップ２００５）。
【０１３０】
つぎに、スロットル開度を読み込み（ステップ２００６）、読み込んだスロットル開度より、アイドル状態であるか否かを判断する（ステップ２００７）。アイドル状態であるときには、ＩＳＣ点火時期補正量を点火時期に反映する（ステップ２００８、２００９）。
【０１３１】
次に、加減速点火時期補正の処理ルーチンの詳細を、図２１に示されているフローチャートを参照して説明する。このルーチンは、一定時間割り込みにより、繰り返し実行される。
【０１３２】
まず、エンジン回転数を読み込む（ステップ２１０１）。そして、前回のエンジン回転数との差分回転数を計算する（ステップ２１０２）。計算した差分回転数から加減速点火時期補正量をテーブル検索する（ステップ２１０３）。
【０１３３】
つぎに、現在タイマが起動されているか否かを判断する（ステップ２１０４）。タイマが起動されている場合には、ステップ２１０５〜２１０８の処理をスキップする。
【０１３４】
タイマが起動されていない場合には、スロットル開度を読み込み（ステップ２１０５）、前回のスロットル開度との差分開度を計算する（ステップ２１０６）。計算した差分開度が所定値以上であるか否かを判断し（ステップ２１０７）、否の場合にはそのまま戻る。差分開度が所定値以上の場合には、タイマ値が所定値以上であるか否かを判断し（ステップ２１０９）、否の場合にはそのまま戻る。
【０１３５】
タイマ値が所定値以上の時には、加減速点火時期補正値を点火時期に反映する（ステップ２１１０）。
【０１３６】
つぎに、タイマ値が別の所定値以上であるか否かを判断する（ステップ２１１１）。否の場合にはそのまま戻る。別の所定値以上の時には、加減速点火時期補正値の点火時期への反映をやめ（ステップ２１１２）、タイマをリセットする（ステップ２１１３）。
【０１３７】
次に、最適噴射角度上下限値を計算する処理ルーチンを、図２２に示されているフローチャートを参照して説明する。このルーチンは、一定時間割り込みにより、繰り返し実行される。
【０１３８】
まず、エンジン回転数を読み込む（ステップ２２０１）。つぎに、燃圧を読み込む（ステップ２２０２）。そして、読み込んだエンジン回転数と燃圧とによって噴射角度上限値、下限値をマップ検索する（ステップ２２０３）。
【０１３９】
以上、説明したように、点火時期が基本点火時期より進角側に補正された時には、燃料噴射時期も進角側に補正、点火時期が遅角側に補正された時は、燃料噴射時期も遅角側に補正することにより、予めエンジン定常状態で設定された燃料噴霧の所定の位置（部位）に対して適切に点火することができる。
【０１４０】
また、燃料噴霧の直進率、噴射速度に影響する吸入空気量（吸気管圧力）及び燃圧の変化も加味して燃料噴射時期の補正が行われることにより、より一層、正確に要求される燃料噴霧の点火位置を実現できる。
【０１４１】
そして、燃料噴射時期の大幅な補正は、燃料噴霧が流動強化のためのピストン２２２のキャビティ２２５への進行を外してしまうから、燃圧等により、燃料到達時間を加味し、制限を加えることで、燃料噴霧がピストン２２２のキャビティ２２５に確実に到達するようになり、何れの状態下でも、燃料噴霧の流動強化が適切に行われる。
する。
【０１４２】
これらのことにより、点火時期が補正等により基本点火時期から変動しても、安定した筒内燃焼が行われるようになり、しかも、燃圧の変化や吸気管圧力の変化によって燃料噴霧形態（直進率、噴射速度）が変わっても、安定した良好な燃焼が行われるようになり、燃費、エミッション性能が改善される。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明による燃料制御装置が適用される内燃機関の一つの実施形態を示す全体構成図。
【図２】本発明による燃料制御装置を適用される車両用内燃機関の制御系を示すブロック図。
【図３】本実施形態による燃料制御装置を含むエンジン制御装置の制御ブロック図。
【図４】本実施形態の燃料制御装置による燃料噴射時期セットの一例を示すタイムチャート。
【図５】本実施形態による燃料制御装置の噴射時期計算手段と噴射時期補正手段を抜粋して示すブロック図。
【図６】本実施形態の燃料制御装置による点火時期の加減速補正の一例を示すタイムチャート。
【図７】本実施形態の燃料制御装置によるＩＳＣ点火時期補正の一例を示すタイムチャート。
【図８】（ａ）、（ｂ）は筒内噴射式のエンジンにおける噴射燃料の挙動およびその燃焼と点火の状態を一例を示す説明図。
【図９】（ａ）、（ｂ）は筒内噴射式のエンジンにおける燃料噴霧とシリンダ内圧との関係を示す説明図。
【図１０】本実施形態による燃料制御装置の燃圧制御手段の詳細を示すブロック図。
【図１１】本実施形態による燃料制御装置の噴射時期補正手段の詳細を示すブロック図。
【図１２】本実施形態による燃料制御装置の最適噴射クランク角度演算部の詳細を示すブロック図。
【図１３】エンジン加速時のエンジン回転数、点火時期、燃料噴射時期、エミッションの挙動の一例を示すグラフ。
【図１４】本実施形態のエンジン制御装置によるＩＳＣ点火時期補正量演算手段の詳細を示すブロック図。
【図１５】本実施形態のエンジン制御装置による加減速点火時期補正手段の詳細を示すブロック図。
【図１６】本実施形態による燃料制御を含むエンジン制御の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１７】本実施形態による燃料噴射時期補正の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１８】本実施形態による燃圧制御の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図１９】本実施形態による燃料噴射時期補正の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図２０】本実施形態によるＩＳＣ点火時期補正の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図２１】本実施形態による加減速点火時期補正の処理ルーチンを示すフローチャート。
【図２２】本実施形態に最適噴射角度上下限値計算の処理ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１４４】
１０１    エンジン回転数計算手段
１０２    基本燃料計算手段
１０３    基本燃料補正係数計算手段
１０４    基本点火時期計算手段
１０５    空燃比帰還制御係数計算手段
１０６    ＩＳＣ制御手段
１０７    加減速判定手段
１０８    基本燃料補正手段
１０９    点火時期補正手段
１１０    噴射時期計算手段
１１１    燃圧制御手段
１１２    噴射時期補正手段
２０１    エンジン
２０２    スロットル絞り弁
２０３    アイドルスピードコントロールバルブ
２０４    吸気管
２０５    吸気管圧力センサ
２０６    燃料噴射弁
２０７    高圧燃料ポンプ
２０８    燃圧センサ
２０９    カム軸センサ
２１０    点火モジュール
２１１    酸素濃度センサ
２１２    水温センサ
２１３    イグニッションキースイッチ
２１４    燃料タンク
２１５    低圧燃料ポンプ
２２１    シリンダボア
２２２    ピストン
２２３    燃焼室
２２４    点火プラグ
２２５    キャビティ
２２６    吸気弁
２２７    排気弁
３００    エンジン制御装置
１００１  目標燃圧設定部
１００２  フィードバック制御部
１１０１  加算器
１１０２  時間換算部
１１０３  燃料噴射速度補正率設定部
１１０４、１１０６  乗算器
１１０５  燃料直進率補正係数設定部
１１０７  クランク角度換算部
１１０８  最適噴射クランク角度演算部
１１０９  噴射時期上限下限制限部
１３０１  目標回転数設定部
１３０２  加算器
１３０４  アイドル状態判定部
１３０５  スイッチ
１４０１、１４０３  加算器
１４０２  加減速点火時期補正量設定部
１４０４  比較器
１４０５  タイマ
１４０６、１４０７  比較器
１４０８  スイッチ
１５０１  噴射角度上限値設定部
１５０２  噴射角度下限値設定部
【図１】
2007009852.tif 000003
【図２】
2007009852.tif 000004
【図３】
2007009852.tif 000005
【図４】
2007009852.tif 000006
【図５】
2007009852.tif 000007
【図６】
2007009852.tif 000008
【図７】
2007009852.tif 000009
【図８】
2007009852.tif 000010
【図９】
2007009852.tif 000011
【図１０】
2007009852.tif 000012
【図１１】
2007009852.tif 000013
【図１２】
2007009852.tif 000014
【図１３】
2007009852.tif 000015
【図１４】
2007009852.tif 000016
【図１５】
2007009852.tif 000017
【図１６】
2007009852.tif 000018
【図１７】
2007009852.tif 000019
【図１８】
2007009852.tif 000020
【図１９】
2007009852.tif 000021
【図２０】
2007009852.tif 000022
【図２１】
2007009852.tif 000023
【図２２】
2007009852.tif 000024