筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置
【課題】運転者の制動操作の負担を軽減するとともに、排気性能を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明は、吸入負圧を蓄えるブレーキブースタを備えた筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置であって、ブレーキブースタ内の負圧を検出し、車両の前後傾斜角に基づいて車両停止に必要なブレーキブースタ内の負圧を算出し（Ｓ５４）、アイドル時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル開度を制御し、アイドル時の所定の運転状態のときに点火時期を圧縮上死点以降に設定する超リタード燃焼を行い（Ｓ５２）、超リタード燃焼中においてブースタ負圧が要求負圧よりも小さいときに超リタード燃焼の点火時期を進角側に補正する（Ｓ５５，Ｓ５６）、ことを特徴とする。
【解決手段】本発明は、吸入負圧を蓄えるブレーキブースタを備えた筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置であって、ブレーキブースタ内の負圧を検出し、車両の前後傾斜角に基づいて車両停止に必要なブレーキブースタ内の負圧を算出し（Ｓ５４）、アイドル時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル開度を制御し、アイドル時の所定の運転状態のときに点火時期を圧縮上死点以降に設定する超リタード燃焼を行い（Ｓ５２）、超リタード燃焼中においてブースタ負圧が要求負圧よりも小さいときに超リタード燃焼の点火時期を進角側に補正する（Ｓ５５，Ｓ５６）、ことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用エンジンの制御装置は、車両停車時にアイドルストップがかかった場合に、ブレーキブースタ内の負圧の絶対値が基準圧より低下したときは、エンジンを始動させて吸入負圧を発生させていた。そして、このときの基準圧を路面勾配に応じて変更し、運転者の制動操作の負担を軽減していた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０４７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、アイドル制御が実施されるエンジン始動時に、排気性能を向上させるため点火時期を遅角する場合がある。そうすると、エンジントルクの低下を防止するためにスロットル弁が開かれて、吸入負圧の発生が不十分となるため、傾斜面での停車時などをはじめとして、運転者の制動操作の負担が増加するという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、運転者の制動操作の負担を軽減しつつ、排気性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、吸入負圧を蓄えるブレーキブースタ（４０）を備えた筒内直接燃料噴射式エンジン（１）の制御装置であって、前記ブレーキブースタ（４０）内の負圧を検出するブースタ負圧検出手段（Ｓ１）と、車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ（４０）内の負圧を算出する要求負圧算出手段（Ｓ５４）と、アイドル時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル開度を制御するアイドル制御手段（Ｓ４）と、アイドル時の所定の運転状態のときに、点火時期を圧縮上死点以降に設定するリタード燃焼を行う手段（Ｓ５２）と、前記リタード燃焼中において、前記ブースタ負圧が前記要求負圧よりも小さいときに、前記リタード燃焼の点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段（Ｓ５５，Ｓ５６）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ブースタ負圧が要求負圧より小さいときでもリタード燃焼を行うので、触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のための後燃え効果を得ることができる。したがって、エンジン冷機時の排気性能の悪化を防止することができる。
【０００８】
また、ブースタ負圧が要求負圧より小さければ、点火時期が進角側に補正される。これにより、エンジン回転速度が増加するので、アイドル制御が実施されてスロットル開度が小さくなる。したがって、吸入負圧を増大させることができるので、ブースタ負圧を適切に確保して運転者の制動操作の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による筒内直接燃料噴射式エンジン（以下「エンジン」という）１の制御装置の全体システム図である。
【００１１】
本実施形態によるエンジン１の制御装置は、エンジン１と、制動装置２と、コントローラ３とを備える。
【００１２】
エンジン１は、シリンダブロック２０と、シリンダブロック２０の頂部を覆うシリンダヘッド１０とを備える。
【００１３】
シリンダブロック２０には、クランクシャフト２４が回転可能に支持される。シリンダブロック２０には、複数のシリンダ２１が形成される。図１では図面の煩雑を防止するため、１つのシリンダのみを記載する。シリンダ２１には、ピストン２２が摺動自在に嵌合する。ピストン２２は、コンロッド２３によってクランクシャフト２４に連結される。
【００１４】
シリンダヘッド１０には、燃焼室１１の頂壁に開口する吸気通路１２と排気通路１３とが形成され、燃焼室１１の頂壁中心に点火栓１４が設けられる。また、シリンダヘッド１０には、燃焼室１１に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１５が設けられる。
【００１５】
燃料噴射弁１５には、高圧燃料ポンプ１６及びプレッシャレギュレータ１７によって所定圧力に調圧された燃料が、高圧燃料通路１８を介して供給される。高圧燃料通路１８には、燃料圧力を検出する燃圧センサ３１が備えられる。
【００１６】
吸気通路１２には、上流から順にエアフローメータ１２１と、電子制御式のスロットル弁１２２とが設けられる。
【００１７】
エアフローメータ１２１は、エンジン１に吸入される空気の流量（吸気量）を検出する。スロットル弁１２２は、吸気コレクタ１２３に流入する空気量を調整する。スロットル弁１２２は、エンジン運転状態に基づいて、スロットルアクチュエータ１２４によって開閉駆動される。
【００１８】
排気通路１３には、排気中の炭化水素や窒素酸化物等の有害物質を取り除く触媒コンバータ１３１が設けられるとともに、その触媒コンバータ１３１の上流側及び下流側に空燃比センサ３２が設けられる。
【００１９】
制動装置２は、ブレーキブースタ４０と、マスターシリンダ５０とを備える。
【００２０】
ブレーキブースタ４０は、内部にダイアフラム４３で仕切られた第１室４１及び第２室４２と、プッシュロッド４４と備える。
【００２１】
第１室４１は、大気弁４５を介して大気と連通している。第２室４２は吸気コレクタ３２４と連通しており、負圧状態となっている。第１室４１と第２室４２とは、真空弁４６を介して連通している。
【００２２】
プッシュロッド４４は、ブレーキブースタ４０の内部を貫通する。プッシュロッド４４の一端はマスターシリンダ５０の第２ピストン５２に接続され、他端はブレーキペダル４７に接続される。プッシュロッド４４は、ブレーキペダル４７が踏み込まれると図中左側に移動する。これにより、大気弁４５及び真空弁４６が開閉するとともに、マスターシリンダ５０の第１ピストン５１及び第２ピストン５２がリターンスプリング５３ａ，５３ｂに抗して押し込まれ、油圧が発生する。
【００２３】
マスターシリンダ５０は、内部に第１ピストン５１と第２ピストン５２とを備える。
【００２４】
第１ピストン５１は、両側からリターンスプリング５３ａ，５３ｂによって支持される。リターンスプリング５３ａ，５３ｂの収まっている部分は、それぞれ第１圧力室５４及び第２圧力室５５を形成する。
【００２５】
第１圧力室５４及び第２圧力室５５は、それぞれブレーキオイルの補給口と圧送口と備える。補給口は、ブレーキオイルが補給されるリザーバタンク５６と連通している。圧送口は、図示しないフロントホイールシリンダ又はリヤホイールシリンダと連通している。
【００２６】
続いて制動装置２の作用について説明する。
【００２７】
ブレーキブースタ４０の大気弁４５は、ブレーキペダル４７が踏み込まれていないときは閉じられている。一方で、真空弁４６は開かれている。したがって、ブレーキペダル４７が踏み込まれていないときは、第１室４１と第２室４２とは連通状態となっており、双方の圧力は同じ負圧となっている。
【００２８】
この状態からブレーキペダル４７を踏み込むと、プッシュロッド４４が図中左側に移動して、まず真空弁４６が閉じられる。これにより、第１室４１と第２室４２とは非連通状態となる。
【００２９】
さらにブレーキペダル４７を踏み込むと、大気弁４５が開き第１室４１に大気が導入される。これにより、第１室４１の圧力は大気圧となる。一方で、第２室４２の圧力は、ブレーキペダル４７を踏み込む前の負圧のままである。そのため、第１室４１と第２室４２との間に圧力差が生じ、この差圧がダイアフラム４３に作用してプッシュロッド４４を移動させるときのアシスト力となる。
【００３０】
このようにして、ブレーキブースタ４０は、エンジン１の吸入負圧を倍力源として、ブレーキペダル４７を操作するために必要な力を軽減する。
【００３１】
コントローラ３は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ３には、前述した燃圧センサ３１及び空燃比センサ３２の他に、ブレーキブースタ４０の第２室４２の負圧を検出する負圧センサ３３、エンジン１の水温を検出する水温センサ３４、エンジン１の回転速度を検出するクランク角センサ３５、車両の前後傾斜を計測する傾斜センサ（加速度センサ）３６などの各種センサからの信号が入力される。また、コントローラ３には、アクセルペダルが踏み込まれていないとき出力されてアイドル運転中か否かを検出するアイドルスイッチ信号３７が入力される。
【００３２】
ところで、エンジン冷機時における触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のためには、点火時期の遅角が有効である。そして、より大きな効果を得るためには、圧縮上死点以降の点火（以下「ＡＴＤＣ点火」という）が有効である。
【００３３】
そこで、本発明では、エンジン冷機時のアイドル運転中に、点火時期を圧縮上死点以降に設定するとともに、この点火時期より前でかつ圧縮上死点以降に燃料を噴射する超リタード燃焼を行う。以下では、この超リタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期について、図２を参照して説明する。
【００３４】
図２は、超リタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期の一実施例を示した図である。
【００３５】
図２に示すように、点火時期は、圧縮上死点以降の１０°ＡＴＤＣから５０°ＡＴＤＣの間の期間に設定される。
【００３６】
また、燃料噴射時期は、圧縮行程及び膨張行程に設定され、２回に分けて燃料が噴射される。
【００３７】
圧縮行程中に行われる１回目の燃料噴射Ｉ1の燃料噴射時期は、その燃料噴射開始時期から点火時期までの期間Ｂが５０°ＣＡから１４０°ＣＡの間となるように設定される。
【００３８】
膨張行程中に行われる２回目の燃料噴射Ｉ2の燃料噴射時期は、その燃料噴射開始時期から点火時期までの期間Ａが１０°ＣＡから２０°ＣＡの間となるように設定される。
【００３９】
このように、点火時期を１０°ＡＴＤＣから５０°ＡＴＤＣまでの間に設定し、点火時期を大幅に遅角することで、触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のための十分な後燃え効果を得ることができる。
【００４０】
また、ＡＴＤＣ点火で燃焼を安定させるには、燃焼期間を短縮させる必要がある。そのためには、筒内乱れを強化して燃焼速度（火炎伝播速度）を上昇させる必要がある。筒内乱れは、筒内に高圧で噴射される燃料噴霧のエネルギによって生成・強化することができる。
【００４１】
ここで、本実施形態において、圧縮上死点前の圧縮行程中に行われた１回目の燃料噴射Ｉ1によって生じた筒内乱れは、圧縮上死点以降に徐々に減衰していく。しかし、本実施形態では、この１回目の燃料噴射Ｉ1によって生じた筒内乱れが残っている圧縮上死点後の膨張行程中に２回目の燃料噴射Ｉ2が行われる。そのため、１回目の燃料噴射Ｉ1で生成した筒内乱れを強化することができる。
【００４２】
したがって、点火時期を大幅に遅角しても、その直前に燃料を噴射して筒内乱れを強化して、燃焼速度を上昇させるので、燃焼を安定させることができる。
【００４３】
図３は、超リタード燃焼時に燃焼室内に形成される混合気の状態を示す図である。
【００４４】
図３に示すように、圧縮行程中に行われる１回目の燃料噴射Ｉ1によって、点火栓１４の近傍に理論空燃比よりもリッチな第１混合気塊１０１が形成される。そして、膨張行程中に行われる２回目の燃料噴射Ｉ2によって、燃料噴射Ｉ1によって形成された第１混合気塊１０１の内部に、さらにリッチな第２混合気塊１０２が形成される。第１混合気塊１０１の外側には、燃料が拡散していない新気の層１０３が形成される。燃焼室１１の全体の空燃比は、理論空燃比よりも若干リーン（１６〜１７程度）となるように設定される。これにより、ハイドロカーボンの後燃えに必要な酸素を確保している。
【００４５】
このように成層化された状態で点火栓によって第２混合気塊１０２が点火され、超リタード燃焼が行われる。
【００４６】
ところで、アイドル運転中は、燃焼方式が通常の成層燃焼や均質燃焼であるか超リタード燃焼であるかにかかわらず、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル弁１２２の開度がフィードバック制御される。なお、ここでいう通常の成層燃焼とは、圧縮行程中に燃料を噴射し、点火栓１４の近傍に燃料を偏在させた状態で混合気を圧縮上死点前に点火することによって行われる燃焼のことをいう。均質燃焼とは、吸気行程中に燃料を噴射し、空燃比が均一の混合気を燃焼室全体に形成してから点火することによって行われる燃焼のことをいう。
【００４７】
超リタード燃焼を行うと、点火時期の遅角によってエンジントルクが低下するので、エンジン回転速度も低下する。したがって、アイドル運転中に超リタード燃焼が行われると、吸入空気量を増加させてエンジントルクの低下を防止するため、スロットル弁１２２が開かれる。
【００４８】
そのため、超リタード燃焼時には、吸気コレクタ１２３の負圧が低下する。つまり、吸気コレクタ１２３の圧力が大気圧に近づく。ブレーキブースタ４０は、吸気コレクタ１２３の負圧を倍力源として、運転者がブレーキペダル４７を操作するために必要な力を軽減している。したがって、吸気コレクタ１２３の負圧が低下すると、運転者がブレーキペダル４７を操作するために必要な力が増加してしまい、ブレーキ性能が低下する。
【００４９】
そこで、本実施形態では、超リタード燃焼でのアイドル運転中に、車両の前後傾斜角（路面勾配）αに基づいて、車両停車に必要なブースタ負圧の要求値（以下「要求負圧」という）Ｐαを算出する。そして、実ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときは、超リタード燃焼を行える範囲で、点火時期を超リタード燃焼の点火時期より進角させる。これにより、エンジントルクが増加するので、エンジン回転速度も増加する。そうすると、アイドル制御によってスロットル弁１２２が閉じられるので、吸気コレクタ１２３の負圧が増加する。したがって、運転者のブレーキ操作の負担を軽減できるとともに、超リタード燃焼による排気性能の向上を図ることができる。
【００５０】
図４は、本実施形態によるアイドル運転中の超リタード燃焼移行制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、このルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。
【００５１】
ステップＳ１において、コントローラ３は、各種センサからの信号を読み込む。具体的には、水温センサ３４によって検出されたエンジン水温、燃圧センサ３１によって検出された燃料圧力、傾斜センサ３５によって検出された車両の前後傾斜角α、負圧センサ３３によって検出されたブースタ負圧Ｐbを読み込む。
【００５２】
ステップＳ２において、コントローラ３は、成層始動が可能か否かを判定する。具体的には、エンジン水温が所定温度より大きいかを判定する。また、燃料圧力が所定圧力より大きいかを判定する。コントローラ３は、エンジン水温及び燃料圧力がそれぞれ所定値より大きければステップＳ３に処理を移行し、小さければステップＳ６に処理を移行する。
【００５３】
ステップＳ３において、コントローラ３は、通常の成層燃焼でエンジンを始動する。
【００５４】
ステップＳ４において、コントローラ３は、アイドル運転中か否かを判定する。具体的には、アイドルスイッチ信号３７の出力の有無を判定する。コントローラ３は、アイドルスイッチ信号３７の出力があればステップＳ５に処理を移行し、出力がなければ今回の処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ５において、コントローラ３は、超リタード燃焼移行判定処理を実行する。具体的な内容は図５を参照して後述する。
【００５６】
ステップＳ６において、コントローラ３は、均質燃焼でエンジンを始動する。
【００５７】
図５は、超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ５１において、コントローラ３は、超リタード燃焼要求の有無を判定する。すなわち、エンジン冷機時であって、触媒コンバータ１３１の早期昇温要求があるか否かを判定する。具体的には、エンジン水温が所定温度より小さいか否かを判定する。コントローラ３は、エンジン水温が所定温度より小さければステップＳ５２に処理を移行し、大きければ今回の処理を終了する。
【００５９】
ステップＳ５２において、コントローラ３は、燃焼方式を超リタード燃焼に移行する。具体的には、点火時期を１０°〜５０°ＡＴＤＣに設定するとともに、この点火時期より前でかつ圧縮上死点以降に燃料を噴射する。
【００６０】
ステップＳ５３において、コントローラ３は、パーキングブレーキが作動しているか否かを判定する。コントローラ３は、パーキングブレーキが作動していれば今回の処理を終了する。パーキングブレーキが作動していれば、超リタード燃焼に移行してブレーキ性能が低下しても、車両の制動状態は維持されるためである。一方で、パーキングブレーキが作動していなければステップＳ５４に処理を移行する。
【００６１】
ステップＳ５４において、コントローラ３は、検出した車両の前後傾斜角αに基づいて、あらかじめＲＯＭに格納された図６に示す特性のテーブルから要求負圧Ｐαを決定する。図６は、車両の前後傾斜角αから要求負圧Ｐαを設定するテーブルである。図６に示すように、車両の前後傾斜角αが大きくなるほど要求負圧Ｐαは大きくなる。
【００６２】
ステップＳ５５において、コントローラ３は、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより大きいか否かを判定する。コントローラ３は、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより大きければ、今回の処理を終了する。一方で、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さければ、十分なブレーキ性能を発揮できなくなるためステップＳ５６に処理を移行する。
【００６３】
ステップＳ５６において、コントローラ３は、ブースタ負圧Ｐbに基づいて、点火時期を進角側に補正する。具体的には、要求負圧Ｐαの絶対値とブースタ負圧Ｐbの絶対値との差（｜Ｐα｜−｜Ｐｂ｜）に基づいて、あらかじめＲＯＭに格納された図７に示す特性のテーブルから進角側に補正した点火時期を決定する。図７は、要求負圧Ｐαの絶対値とブースタ負圧Ｐbの絶対値との差から進角側に補正した点火時期を決定するテーブルである。図７に示すように、補正量は、要求負圧Ｐαの絶対値とブースタ負圧Ｐbの絶対値との差が大きいほど大きくなる。なお、このときの補正量は、ブースタ負圧Ｐbを要求負圧Ｐαにするために最低限必要な補正量となっている。すなわち、補正された点火時期は、スロットル弁１２２を、ブースタ負圧Ｐbを要求負圧Ｐαにするために必要なスロットル開度に制御したときに、アイドル回転の維持が可能なエンジントルクを発生できる点火時期となっている。
【００６４】
これにより、ブレーキ性能の低下を防止するとともに、排気性能の悪化を最小限に抑えることができる。
【００６５】
以上説明した本実施形態によれば、超リタード燃焼に移行したとき、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαよりも小さければ、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαとなるように点火時期を進角側に補正する。
【００６６】
このように、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときでも超リタード燃焼を行うので、触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のための後燃え効果を得ることができる。したがって、エンジン冷機時の排気性能の悪化を防止することができる。
【００６７】
また、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さければ、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαとなるように点火時期が進角側に補正される。そうすると、エンジン回転速度が増加するので、アイドル制御が実施されてスロットル弁１２２が閉じられる。これにより、吸入負圧が増大するので、運転者の制動操作の負担を軽減することができる。
【００６８】
さらに、パーキングブレーキが作動している場合は、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときでも、点火時期を進角補正することなく超リタード燃焼を行うので、エンジン冷機時の排気性能の悪化を最小限に抑えることができる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、図８を参照して本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときは、超リタード燃焼への移行を禁止する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００７０】
図８は、本発明の第２実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【００７１】
第１実施形態では、ステップＳ５１で超リタード燃焼要求の有無を判定し、要求があれば次のステップで燃焼方式を超リタード燃焼に移行していた。
【００７２】
これに対して本実施形態では、ステップＳ５１で超リタード燃焼要求の有無を判定し、要求があったときでも、次のステップで燃焼方式を超リタード燃焼に移行せず、ステップＳ５３からＳ５５の処理を実行する。各ステップでの処理内容は第１実施形態と同様なので、ここでは説明は省略する。
【００７３】
そして、パーキングブレーキが作動しているときと（ステップＳ５３でＹｅｓ）、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより大きいときは（ステップＳ５５でＹｅｓ）、ステップＳ２５２に処理を移行して、燃焼方式を超リタード燃焼に移行する。
【００７４】
一方で、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さければ（ステップＳ５５でＮｏ）、燃焼方式を超リタード燃焼に移行せずに今回の処理を終了する。
【００７５】
以上説明した本実形態によれば、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときは、超リタード燃焼への移行を禁止する。これにより、吸気コレクタ内の負圧の低下を防止できるので、運転者の制動操作の負担を軽減することができる。
【００７６】
また、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより大きいときは、超リタード燃焼を行うので、排気性能の悪化を抑制することができる。
【００７７】
（第３実施形態）
次に、図９を参照して本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態は、超リタード燃焼を行っているときに、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さければ、所定の角度ずつ点火時期を進角させる点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００７８】
図９は、本発明の第３実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【００７９】
第１実施形態では、ステップＳ５５でブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいと判定したときは、ステップＳ５６において、図７に示したテーブルに基づいて点火時期を進角させていた。
【００８０】
これに対して本実施形態では、図９に示すように、ステップＳ５５でブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいと判定したときは、ステップＳ３５６において、所定の角度ずつ点火時期を進角させる。これにより、アイドル制御が実行されて徐々にスロットル弁１２２が閉じられていくので、ブースタ負圧Ｐbを要求負圧Ｐαにすることができる。したがって、運転者の制動操作の負担を軽減することができる。
また、超リタード燃焼を行うので排気性能を向上させることができる。
【００８１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置の全体システム図である。
【図２】超リタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期の一実施例を示した図である。
【図３】超リタード燃焼時に燃焼室内に形成される混合気の状態を示す図である。
【図４】エンジン始動時の超リタード燃焼移行制御について説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【図６】車両の前後傾斜角から要求負圧を設定するテーブルである。
【図７】要求負圧の絶対値とブースタ負圧の絶対値との差から進角側に補正した点火時期を決定するテーブルである。
【図８】本発明の第２実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１ 筒内直接燃料噴射式エンジン
４０ ブレーキブースタ
１２２ スロットル弁
１３１ 触媒コンバータ
Ｓ１ ブレーキブースタ負圧検出手段
Ｓ１ 前後傾斜角検出手段
Ｓ５２ 超リタード燃焼手段
Ｓ５４ 要求負圧算出手段
Ｓ５６ 点火時期補正手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用エンジンの制御装置は、車両停車時にアイドルストップがかかった場合に、ブレーキブースタ内の負圧の絶対値が基準圧より低下したときは、エンジンを始動させて吸入負圧を発生させていた。そして、このときの基準圧を路面勾配に応じて変更し、運転者の制動操作の負担を軽減していた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０４７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、アイドル制御が実施されるエンジン始動時に、排気性能を向上させるため点火時期を遅角する場合がある。そうすると、エンジントルクの低下を防止するためにスロットル弁が開かれて、吸入負圧の発生が不十分となるため、傾斜面での停車時などをはじめとして、運転者の制動操作の負担が増加するという問題点があった。
【０００４】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、運転者の制動操作の負担を軽減しつつ、排気性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、吸入負圧を蓄えるブレーキブースタ（４０）を備えた筒内直接燃料噴射式エンジン（１）の制御装置であって、前記ブレーキブースタ（４０）内の負圧を検出するブースタ負圧検出手段（Ｓ１）と、車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ（４０）内の負圧を算出する要求負圧算出手段（Ｓ５４）と、アイドル時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル開度を制御するアイドル制御手段（Ｓ４）と、アイドル時の所定の運転状態のときに、点火時期を圧縮上死点以降に設定するリタード燃焼を行う手段（Ｓ５２）と、前記リタード燃焼中において、前記ブースタ負圧が前記要求負圧よりも小さいときに、前記リタード燃焼の点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段（Ｓ５５，Ｓ５６）と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ブースタ負圧が要求負圧より小さいときでもリタード燃焼を行うので、触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のための後燃え効果を得ることができる。したがって、エンジン冷機時の排気性能の悪化を防止することができる。
【０００８】
また、ブースタ負圧が要求負圧より小さければ、点火時期が進角側に補正される。これにより、エンジン回転速度が増加するので、アイドル制御が実施されてスロットル開度が小さくなる。したがって、吸入負圧を増大させることができるので、ブースタ負圧を適切に確保して運転者の制動操作の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による筒内直接燃料噴射式エンジン（以下「エンジン」という）１の制御装置の全体システム図である。
【００１１】
本実施形態によるエンジン１の制御装置は、エンジン１と、制動装置２と、コントローラ３とを備える。
【００１２】
エンジン１は、シリンダブロック２０と、シリンダブロック２０の頂部を覆うシリンダヘッド１０とを備える。
【００１３】
シリンダブロック２０には、クランクシャフト２４が回転可能に支持される。シリンダブロック２０には、複数のシリンダ２１が形成される。図１では図面の煩雑を防止するため、１つのシリンダのみを記載する。シリンダ２１には、ピストン２２が摺動自在に嵌合する。ピストン２２は、コンロッド２３によってクランクシャフト２４に連結される。
【００１４】
シリンダヘッド１０には、燃焼室１１の頂壁に開口する吸気通路１２と排気通路１３とが形成され、燃焼室１１の頂壁中心に点火栓１４が設けられる。また、シリンダヘッド１０には、燃焼室１１に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１５が設けられる。
【００１５】
燃料噴射弁１５には、高圧燃料ポンプ１６及びプレッシャレギュレータ１７によって所定圧力に調圧された燃料が、高圧燃料通路１８を介して供給される。高圧燃料通路１８には、燃料圧力を検出する燃圧センサ３１が備えられる。
【００１６】
吸気通路１２には、上流から順にエアフローメータ１２１と、電子制御式のスロットル弁１２２とが設けられる。
【００１７】
エアフローメータ１２１は、エンジン１に吸入される空気の流量（吸気量）を検出する。スロットル弁１２２は、吸気コレクタ１２３に流入する空気量を調整する。スロットル弁１２２は、エンジン運転状態に基づいて、スロットルアクチュエータ１２４によって開閉駆動される。
【００１８】
排気通路１３には、排気中の炭化水素や窒素酸化物等の有害物質を取り除く触媒コンバータ１３１が設けられるとともに、その触媒コンバータ１３１の上流側及び下流側に空燃比センサ３２が設けられる。
【００１９】
制動装置２は、ブレーキブースタ４０と、マスターシリンダ５０とを備える。
【００２０】
ブレーキブースタ４０は、内部にダイアフラム４３で仕切られた第１室４１及び第２室４２と、プッシュロッド４４と備える。
【００２１】
第１室４１は、大気弁４５を介して大気と連通している。第２室４２は吸気コレクタ３２４と連通しており、負圧状態となっている。第１室４１と第２室４２とは、真空弁４６を介して連通している。
【００２２】
プッシュロッド４４は、ブレーキブースタ４０の内部を貫通する。プッシュロッド４４の一端はマスターシリンダ５０の第２ピストン５２に接続され、他端はブレーキペダル４７に接続される。プッシュロッド４４は、ブレーキペダル４７が踏み込まれると図中左側に移動する。これにより、大気弁４５及び真空弁４６が開閉するとともに、マスターシリンダ５０の第１ピストン５１及び第２ピストン５２がリターンスプリング５３ａ，５３ｂに抗して押し込まれ、油圧が発生する。
【００２３】
マスターシリンダ５０は、内部に第１ピストン５１と第２ピストン５２とを備える。
【００２４】
第１ピストン５１は、両側からリターンスプリング５３ａ，５３ｂによって支持される。リターンスプリング５３ａ，５３ｂの収まっている部分は、それぞれ第１圧力室５４及び第２圧力室５５を形成する。
【００２５】
第１圧力室５４及び第２圧力室５５は、それぞれブレーキオイルの補給口と圧送口と備える。補給口は、ブレーキオイルが補給されるリザーバタンク５６と連通している。圧送口は、図示しないフロントホイールシリンダ又はリヤホイールシリンダと連通している。
【００２６】
続いて制動装置２の作用について説明する。
【００２７】
ブレーキブースタ４０の大気弁４５は、ブレーキペダル４７が踏み込まれていないときは閉じられている。一方で、真空弁４６は開かれている。したがって、ブレーキペダル４７が踏み込まれていないときは、第１室４１と第２室４２とは連通状態となっており、双方の圧力は同じ負圧となっている。
【００２８】
この状態からブレーキペダル４７を踏み込むと、プッシュロッド４４が図中左側に移動して、まず真空弁４６が閉じられる。これにより、第１室４１と第２室４２とは非連通状態となる。
【００２９】
さらにブレーキペダル４７を踏み込むと、大気弁４５が開き第１室４１に大気が導入される。これにより、第１室４１の圧力は大気圧となる。一方で、第２室４２の圧力は、ブレーキペダル４７を踏み込む前の負圧のままである。そのため、第１室４１と第２室４２との間に圧力差が生じ、この差圧がダイアフラム４３に作用してプッシュロッド４４を移動させるときのアシスト力となる。
【００３０】
このようにして、ブレーキブースタ４０は、エンジン１の吸入負圧を倍力源として、ブレーキペダル４７を操作するために必要な力を軽減する。
【００３１】
コントローラ３は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ３には、前述した燃圧センサ３１及び空燃比センサ３２の他に、ブレーキブースタ４０の第２室４２の負圧を検出する負圧センサ３３、エンジン１の水温を検出する水温センサ３４、エンジン１の回転速度を検出するクランク角センサ３５、車両の前後傾斜を計測する傾斜センサ（加速度センサ）３６などの各種センサからの信号が入力される。また、コントローラ３には、アクセルペダルが踏み込まれていないとき出力されてアイドル運転中か否かを検出するアイドルスイッチ信号３７が入力される。
【００３２】
ところで、エンジン冷機時における触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のためには、点火時期の遅角が有効である。そして、より大きな効果を得るためには、圧縮上死点以降の点火（以下「ＡＴＤＣ点火」という）が有効である。
【００３３】
そこで、本発明では、エンジン冷機時のアイドル運転中に、点火時期を圧縮上死点以降に設定するとともに、この点火時期より前でかつ圧縮上死点以降に燃料を噴射する超リタード燃焼を行う。以下では、この超リタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期について、図２を参照して説明する。
【００３４】
図２は、超リタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期の一実施例を示した図である。
【００３５】
図２に示すように、点火時期は、圧縮上死点以降の１０°ＡＴＤＣから５０°ＡＴＤＣの間の期間に設定される。
【００３６】
また、燃料噴射時期は、圧縮行程及び膨張行程に設定され、２回に分けて燃料が噴射される。
【００３７】
圧縮行程中に行われる１回目の燃料噴射Ｉ1の燃料噴射時期は、その燃料噴射開始時期から点火時期までの期間Ｂが５０°ＣＡから１４０°ＣＡの間となるように設定される。
【００３８】
膨張行程中に行われる２回目の燃料噴射Ｉ2の燃料噴射時期は、その燃料噴射開始時期から点火時期までの期間Ａが１０°ＣＡから２０°ＣＡの間となるように設定される。
【００３９】
このように、点火時期を１０°ＡＴＤＣから５０°ＡＴＤＣまでの間に設定し、点火時期を大幅に遅角することで、触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のための十分な後燃え効果を得ることができる。
【００４０】
また、ＡＴＤＣ点火で燃焼を安定させるには、燃焼期間を短縮させる必要がある。そのためには、筒内乱れを強化して燃焼速度（火炎伝播速度）を上昇させる必要がある。筒内乱れは、筒内に高圧で噴射される燃料噴霧のエネルギによって生成・強化することができる。
【００４１】
ここで、本実施形態において、圧縮上死点前の圧縮行程中に行われた１回目の燃料噴射Ｉ1によって生じた筒内乱れは、圧縮上死点以降に徐々に減衰していく。しかし、本実施形態では、この１回目の燃料噴射Ｉ1によって生じた筒内乱れが残っている圧縮上死点後の膨張行程中に２回目の燃料噴射Ｉ2が行われる。そのため、１回目の燃料噴射Ｉ1で生成した筒内乱れを強化することができる。
【００４２】
したがって、点火時期を大幅に遅角しても、その直前に燃料を噴射して筒内乱れを強化して、燃焼速度を上昇させるので、燃焼を安定させることができる。
【００４３】
図３は、超リタード燃焼時に燃焼室内に形成される混合気の状態を示す図である。
【００４４】
図３に示すように、圧縮行程中に行われる１回目の燃料噴射Ｉ1によって、点火栓１４の近傍に理論空燃比よりもリッチな第１混合気塊１０１が形成される。そして、膨張行程中に行われる２回目の燃料噴射Ｉ2によって、燃料噴射Ｉ1によって形成された第１混合気塊１０１の内部に、さらにリッチな第２混合気塊１０２が形成される。第１混合気塊１０１の外側には、燃料が拡散していない新気の層１０３が形成される。燃焼室１１の全体の空燃比は、理論空燃比よりも若干リーン（１６〜１７程度）となるように設定される。これにより、ハイドロカーボンの後燃えに必要な酸素を確保している。
【００４５】
このように成層化された状態で点火栓によって第２混合気塊１０２が点火され、超リタード燃焼が行われる。
【００４６】
ところで、アイドル運転中は、燃焼方式が通常の成層燃焼や均質燃焼であるか超リタード燃焼であるかにかかわらず、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル弁１２２の開度がフィードバック制御される。なお、ここでいう通常の成層燃焼とは、圧縮行程中に燃料を噴射し、点火栓１４の近傍に燃料を偏在させた状態で混合気を圧縮上死点前に点火することによって行われる燃焼のことをいう。均質燃焼とは、吸気行程中に燃料を噴射し、空燃比が均一の混合気を燃焼室全体に形成してから点火することによって行われる燃焼のことをいう。
【００４７】
超リタード燃焼を行うと、点火時期の遅角によってエンジントルクが低下するので、エンジン回転速度も低下する。したがって、アイドル運転中に超リタード燃焼が行われると、吸入空気量を増加させてエンジントルクの低下を防止するため、スロットル弁１２２が開かれる。
【００４８】
そのため、超リタード燃焼時には、吸気コレクタ１２３の負圧が低下する。つまり、吸気コレクタ１２３の圧力が大気圧に近づく。ブレーキブースタ４０は、吸気コレクタ１２３の負圧を倍力源として、運転者がブレーキペダル４７を操作するために必要な力を軽減している。したがって、吸気コレクタ１２３の負圧が低下すると、運転者がブレーキペダル４７を操作するために必要な力が増加してしまい、ブレーキ性能が低下する。
【００４９】
そこで、本実施形態では、超リタード燃焼でのアイドル運転中に、車両の前後傾斜角（路面勾配）αに基づいて、車両停車に必要なブースタ負圧の要求値（以下「要求負圧」という）Ｐαを算出する。そして、実ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときは、超リタード燃焼を行える範囲で、点火時期を超リタード燃焼の点火時期より進角させる。これにより、エンジントルクが増加するので、エンジン回転速度も増加する。そうすると、アイドル制御によってスロットル弁１２２が閉じられるので、吸気コレクタ１２３の負圧が増加する。したがって、運転者のブレーキ操作の負担を軽減できるとともに、超リタード燃焼による排気性能の向上を図ることができる。
【００５０】
図４は、本実施形態によるアイドル運転中の超リタード燃焼移行制御について説明するフローチャートである。コントローラ３は、このルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。
【００５１】
ステップＳ１において、コントローラ３は、各種センサからの信号を読み込む。具体的には、水温センサ３４によって検出されたエンジン水温、燃圧センサ３１によって検出された燃料圧力、傾斜センサ３５によって検出された車両の前後傾斜角α、負圧センサ３３によって検出されたブースタ負圧Ｐbを読み込む。
【００５２】
ステップＳ２において、コントローラ３は、成層始動が可能か否かを判定する。具体的には、エンジン水温が所定温度より大きいかを判定する。また、燃料圧力が所定圧力より大きいかを判定する。コントローラ３は、エンジン水温及び燃料圧力がそれぞれ所定値より大きければステップＳ３に処理を移行し、小さければステップＳ６に処理を移行する。
【００５３】
ステップＳ３において、コントローラ３は、通常の成層燃焼でエンジンを始動する。
【００５４】
ステップＳ４において、コントローラ３は、アイドル運転中か否かを判定する。具体的には、アイドルスイッチ信号３７の出力の有無を判定する。コントローラ３は、アイドルスイッチ信号３７の出力があればステップＳ５に処理を移行し、出力がなければ今回の処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ５において、コントローラ３は、超リタード燃焼移行判定処理を実行する。具体的な内容は図５を参照して後述する。
【００５６】
ステップＳ６において、コントローラ３は、均質燃焼でエンジンを始動する。
【００５７】
図５は、超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【００５８】
ステップＳ５１において、コントローラ３は、超リタード燃焼要求の有無を判定する。すなわち、エンジン冷機時であって、触媒コンバータ１３１の早期昇温要求があるか否かを判定する。具体的には、エンジン水温が所定温度より小さいか否かを判定する。コントローラ３は、エンジン水温が所定温度より小さければステップＳ５２に処理を移行し、大きければ今回の処理を終了する。
【００５９】
ステップＳ５２において、コントローラ３は、燃焼方式を超リタード燃焼に移行する。具体的には、点火時期を１０°〜５０°ＡＴＤＣに設定するとともに、この点火時期より前でかつ圧縮上死点以降に燃料を噴射する。
【００６０】
ステップＳ５３において、コントローラ３は、パーキングブレーキが作動しているか否かを判定する。コントローラ３は、パーキングブレーキが作動していれば今回の処理を終了する。パーキングブレーキが作動していれば、超リタード燃焼に移行してブレーキ性能が低下しても、車両の制動状態は維持されるためである。一方で、パーキングブレーキが作動していなければステップＳ５４に処理を移行する。
【００６１】
ステップＳ５４において、コントローラ３は、検出した車両の前後傾斜角αに基づいて、あらかじめＲＯＭに格納された図６に示す特性のテーブルから要求負圧Ｐαを決定する。図６は、車両の前後傾斜角αから要求負圧Ｐαを設定するテーブルである。図６に示すように、車両の前後傾斜角αが大きくなるほど要求負圧Ｐαは大きくなる。
【００６２】
ステップＳ５５において、コントローラ３は、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより大きいか否かを判定する。コントローラ３は、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより大きければ、今回の処理を終了する。一方で、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さければ、十分なブレーキ性能を発揮できなくなるためステップＳ５６に処理を移行する。
【００６３】
ステップＳ５６において、コントローラ３は、ブースタ負圧Ｐbに基づいて、点火時期を進角側に補正する。具体的には、要求負圧Ｐαの絶対値とブースタ負圧Ｐbの絶対値との差（｜Ｐα｜−｜Ｐｂ｜）に基づいて、あらかじめＲＯＭに格納された図７に示す特性のテーブルから進角側に補正した点火時期を決定する。図７は、要求負圧Ｐαの絶対値とブースタ負圧Ｐbの絶対値との差から進角側に補正した点火時期を決定するテーブルである。図７に示すように、補正量は、要求負圧Ｐαの絶対値とブースタ負圧Ｐbの絶対値との差が大きいほど大きくなる。なお、このときの補正量は、ブースタ負圧Ｐbを要求負圧Ｐαにするために最低限必要な補正量となっている。すなわち、補正された点火時期は、スロットル弁１２２を、ブースタ負圧Ｐbを要求負圧Ｐαにするために必要なスロットル開度に制御したときに、アイドル回転の維持が可能なエンジントルクを発生できる点火時期となっている。
【００６４】
これにより、ブレーキ性能の低下を防止するとともに、排気性能の悪化を最小限に抑えることができる。
【００６５】
以上説明した本実施形態によれば、超リタード燃焼に移行したとき、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαよりも小さければ、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαとなるように点火時期を進角側に補正する。
【００６６】
このように、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときでも超リタード燃焼を行うので、触媒の早期活性化及びハイドロカーボンの排出濃度低減のための後燃え効果を得ることができる。したがって、エンジン冷機時の排気性能の悪化を防止することができる。
【００６７】
また、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さければ、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαとなるように点火時期が進角側に補正される。そうすると、エンジン回転速度が増加するので、アイドル制御が実施されてスロットル弁１２２が閉じられる。これにより、吸入負圧が増大するので、運転者の制動操作の負担を軽減することができる。
【００６８】
さらに、パーキングブレーキが作動している場合は、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときでも、点火時期を進角補正することなく超リタード燃焼を行うので、エンジン冷機時の排気性能の悪化を最小限に抑えることができる。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、図８を参照して本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときは、超リタード燃焼への移行を禁止する点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。
【００７０】
図８は、本発明の第２実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【００７１】
第１実施形態では、ステップＳ５１で超リタード燃焼要求の有無を判定し、要求があれば次のステップで燃焼方式を超リタード燃焼に移行していた。
【００７２】
これに対して本実施形態では、ステップＳ５１で超リタード燃焼要求の有無を判定し、要求があったときでも、次のステップで燃焼方式を超リタード燃焼に移行せず、ステップＳ５３からＳ５５の処理を実行する。各ステップでの処理内容は第１実施形態と同様なので、ここでは説明は省略する。
【００７３】
そして、パーキングブレーキが作動しているときと（ステップＳ５３でＹｅｓ）、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより大きいときは（ステップＳ５５でＹｅｓ）、ステップＳ２５２に処理を移行して、燃焼方式を超リタード燃焼に移行する。
【００７４】
一方で、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さければ（ステップＳ５５でＮｏ）、燃焼方式を超リタード燃焼に移行せずに今回の処理を終了する。
【００７５】
以上説明した本実形態によれば、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいときは、超リタード燃焼への移行を禁止する。これにより、吸気コレクタ内の負圧の低下を防止できるので、運転者の制動操作の負担を軽減することができる。
【００７６】
また、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより大きいときは、超リタード燃焼を行うので、排気性能の悪化を抑制することができる。
【００７７】
（第３実施形態）
次に、図９を参照して本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態は、超リタード燃焼を行っているときに、ブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さければ、所定の角度ずつ点火時期を進角させる点で第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００７８】
図９は、本発明の第３実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【００７９】
第１実施形態では、ステップＳ５５でブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいと判定したときは、ステップＳ５６において、図７に示したテーブルに基づいて点火時期を進角させていた。
【００８０】
これに対して本実施形態では、図９に示すように、ステップＳ５５でブースタ負圧Ｐbが要求負圧Ｐαより小さいと判定したときは、ステップＳ３５６において、所定の角度ずつ点火時期を進角させる。これにより、アイドル制御が実行されて徐々にスロットル弁１２２が閉じられていくので、ブースタ負圧Ｐbを要求負圧Ｐαにすることができる。したがって、運転者の制動操作の負担を軽減することができる。
また、超リタード燃焼を行うので排気性能を向上させることができる。
【００８１】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置の全体システム図である。
【図２】超リタード燃焼の点火時期及び燃料噴射時期の一実施例を示した図である。
【図３】超リタード燃焼時に燃焼室内に形成される混合気の状態を示す図である。
【図４】エンジン始動時の超リタード燃焼移行制御について説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【図６】車両の前後傾斜角から要求負圧を設定するテーブルである。
【図７】要求負圧の絶対値とブースタ負圧の絶対値との差から進角側に補正した点火時期を決定するテーブルである。
【図８】本発明の第２実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態による超リタード燃焼移行判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１ 筒内直接燃料噴射式エンジン
４０ ブレーキブースタ
１２２ スロットル弁
１３１ 触媒コンバータ
Ｓ１ ブレーキブースタ負圧検出手段
Ｓ１ 前後傾斜角検出手段
Ｓ５２ 超リタード燃焼手段
Ｓ５４ 要求負圧算出手段
Ｓ５６ 点火時期補正手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入負圧を蓄えるブレーキブースタを備えた筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置であって、
前記ブレーキブースタ内の負圧を検出するブースタ負圧検出手段と、
車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ内の負圧を算出する要求負圧算出手段と、
アイドル時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル開度を制御するアイドル制御手段と、
アイドル時の所定の運転状態のときに、点火時期を圧縮上死点以降に設定するリタード燃焼を行う手段と、
前記リタード燃焼中において、前記ブースタ負圧が前記要求負圧よりも小さいときは、前記リタード燃焼の点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段と、
を備えることを特徴とする筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項２】
車両の前後傾斜角を検出する前後傾斜角検出手段を備え、
前記要求負圧算出手段は、前記前後傾斜角に基づいて、車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ内の負圧を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記点火時期補正手段は、前記ブースタ負圧が前記要求負圧に達するスロットル開度を算出し、そのスロットル開度で前記目標アイドル回転速度を維持できるように点火時期を進角側に補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項４】
前記点火時期補正手段は、前記ブースタ負圧が前記要求負圧に達するまで所定の角度ずつ点火時期を進角側に補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記リタード燃焼中において、パーキングブレーキが作動しているときは、前記点火時期補正手段による前記リタード燃焼の点火時期の進角補正を禁止する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項６】
吸入負圧を蓄えるブレーキブースタを備えた筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置であって、
前記ブレーキブースタ内の負圧を検出するブースタ負圧検出手段と、
車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ内の負圧を算出する要求負圧算出手段と、
アイドル時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル開度を制御するアイドル制御手段と、
アイドル時の所定の運転状態のときに、点火時期を圧縮上死点以降に設定するリタード燃焼へ燃焼方式を移行するか否かを判定するリタード燃焼移行判定手段と、
を有し、
前記リタード燃焼移行判定手段は、前記ブースタ負圧が前記要求負圧よりも小さいときは、前記リタード燃焼への移行を禁止する
ことを特徴とする筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項７】
車両の前後傾斜角を検出する前後傾斜角検出手段を備え、
前記要求負圧算出手段は、前記前後傾斜角に基づいて、車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ内の負圧を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項８】
前記リタード燃焼移行判定手段は、パーキングブレーキが作動しているときは、前記リタード燃焼への移行禁止を解除する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項９】
前記所定の運転状態は、エンジン冷機時であって、触媒コンバータの早期昇温の要求がある運転状態である
ことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１つに記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項１】
吸入負圧を蓄えるブレーキブースタを備えた筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置であって、
前記ブレーキブースタ内の負圧を検出するブースタ負圧検出手段と、
車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ内の負圧を算出する要求負圧算出手段と、
アイドル時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル開度を制御するアイドル制御手段と、
アイドル時の所定の運転状態のときに、点火時期を圧縮上死点以降に設定するリタード燃焼を行う手段と、
前記リタード燃焼中において、前記ブースタ負圧が前記要求負圧よりも小さいときは、前記リタード燃焼の点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段と、
を備えることを特徴とする筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項２】
車両の前後傾斜角を検出する前後傾斜角検出手段を備え、
前記要求負圧算出手段は、前記前後傾斜角に基づいて、車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ内の負圧を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記点火時期補正手段は、前記ブースタ負圧が前記要求負圧に達するスロットル開度を算出し、そのスロットル開度で前記目標アイドル回転速度を維持できるように点火時期を進角側に補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項４】
前記点火時期補正手段は、前記ブースタ負圧が前記要求負圧に達するまで所定の角度ずつ点火時期を進角側に補正する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記リタード燃焼中において、パーキングブレーキが作動しているときは、前記点火時期補正手段による前記リタード燃焼の点火時期の進角補正を禁止する
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項６】
吸入負圧を蓄えるブレーキブースタを備えた筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置であって、
前記ブレーキブースタ内の負圧を検出するブースタ負圧検出手段と、
車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ内の負圧を算出する要求負圧算出手段と、
アイドル時のエンジン回転速度が目標アイドル回転速度となるようにスロットル開度を制御するアイドル制御手段と、
アイドル時の所定の運転状態のときに、点火時期を圧縮上死点以降に設定するリタード燃焼へ燃焼方式を移行するか否かを判定するリタード燃焼移行判定手段と、
を有し、
前記リタード燃焼移行判定手段は、前記ブースタ負圧が前記要求負圧よりも小さいときは、前記リタード燃焼への移行を禁止する
ことを特徴とする筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項７】
車両の前後傾斜角を検出する前後傾斜角検出手段を備え、
前記要求負圧算出手段は、前記前後傾斜角に基づいて、車両の制動に必要な前記ブレーキブースタ内の負圧を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項８】
前記リタード燃焼移行判定手段は、パーキングブレーキが作動しているときは、前記リタード燃焼への移行禁止を解除する
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【請求項９】
前記所定の運転状態は、エンジン冷機時であって、触媒コンバータの早期昇温の要求がある運転状態である
ことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１つに記載の筒内直接燃料噴射式エンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１１４９９３（Ｐ２００９−１１４９９３Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８９９２６（Ｐ２００７−２８９９２６）
【出願日】平成１９年１１月７日（２００７．１１．７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月７日（２００７．１１．７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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