DE10315465A1

DE10315465A1 - Engine control system

Info

Publication number: DE10315465A1
Application number: DE10315465A
Authority: DE
Inventors: Osamu Fukasawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2023-04-05
Also published as: DE10315465B4; JP4126942B2; JP2003293839A

Abstract

Wenn eine angeforderte Verbrennungsbetriebsart eines Verbrennungsmotors (11) von einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart (SCC-Betriebsart) zu einer homogenen Verbrennungsbetriebsart (HC-Betriebsart) geändert wird, werden ein Öffnungsgrad eines Drosselventils (15), ein Öffnungsgrad eines Abgasrückführventils (41) und ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Zielwerte für die HC-Betriebsart geändert. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Öffnungsgrad eines Luftstromregulationsventils (24) auf einen Zielwert für die SCC-Betriebsart beibehalten. Somit kann ein Luftstrom zum Ausbilden eines geschichteten Luft-Kraftstoff-Gemisches in einem Zylinder aufrechterhalten werden und kann die stabile Sichtladeverbrennung über eine bestimmte Zeitdauer fortgesetzt werden. Der Öffnungsgrad des Luftstromregulationsventils (24) wird auf den Zielwert für die HC-Betriebsart geändert, nachdem ein tatsächliches Luft-Kraftstoff-Verhältnis einen Bereich erreicht, in dem die homogene Verbrennung durchgeführt werden kann.When a requested combustion mode of an internal combustion engine (11) is changed from a stratified charge combustion mode (SCC mode) to a homogeneous combustion mode (HC mode), an opening degree of a throttle valve (15), an opening degree of an exhaust gas recirculation valve (41) and a target air -Fuel ratio changed to target values for HC mode. At this time, an opening degree of an airflow regulating valve (24) is maintained at a target value for the SCC mode. Thus, an air flow for forming a stratified air-fuel mixture in a cylinder can be maintained and the stable visual charge combustion can be continued for a certain period of time. The opening degree of the airflow regulating valve (24) is changed to the target value for the HC mode after an actual air-fuel ratio reaches a range in which the homogeneous combustion can be performed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennkraftmaschinensteuerungssystem, das eine Verbrennungsbetriebsart zwischen einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart in Übereinstimmung mit einem Verbrennungsbetriebsartänderungserfordernis während eines Betriebs des Verbrennungsmotors ändert. The present invention relates to a Engine control system, the one Combustion mode between one Stratified charge combustion mode and a homogeneous Combustion mode in accordance with one Combustion mode change requirement during an Operation of the internal combustion engine changes.

Ein Verbrennungsmotor der Direkteinspritzbauart spritzt eine geringe Menge Kraftstoff während eines Verdichtungstakts zum Ausbilden eines geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemisches in der Nähe einer Zündkerze unter einer geringen Last ein. Der Verbrennungsmotor führt eine Schichtladeverbrennung durch Verbrennen des geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemisches durch, wobei sich der Kraftstoffverbrauch und die Abgasemission verringert. Unter einer schweren Last spritzt der Verbrennungsmotor eine erhöhte Menge Kraftstoff in einem Einlasstakt ein, um ein homogenes Luft/Kraftstoff-Gemisch auszubilden. Somit führt der Verbrennungsmotor eine homogene Verbrennung durch Verbrennen des homogenen Luft/Kraftstoff- Gemisches durch, wobei sich seine Abgabe erhöht. Der Verbrennungsmotor der Direkteinspritzbauart ermittelt eine angeforderte Verbrennungsbetriebsart gemäß der Last und dergleichen während des Betriebs und ändert eine Verbrennungsbetriebsart zwischen einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart (SCC-Betriebsart) und einer homogenen Verbrennungsbetriebsart (HC-Betriebsart) in Übereinstimmung mit cler angeforderten Verbrennungsbetriebsart. A direct injection type internal combustion engine injects one small amount of fuel during a compression stroke Forming a stratified air / fuel mixture in the Near a spark plug under a light load. The Internal combustion engine carries out stratified charge combustion Burning the stratified air / fuel mixture by where fuel consumption and exhaust emissions reduced. The squirts under a heavy load Internal combustion engine has an increased amount of fuel in one Intake stroke to a homogeneous air / fuel mixture train. Thus, the internal combustion engine performs a homogeneous Combustion by burning the homogeneous air / fuel Mix by, whereby its delivery increases. The Direct injection type combustion engine determines one requested combustion mode according to the load and the like during operation and changes one Combustion mode between one Stratified charge combustion mode (SCC mode) and one homogeneous combustion mode (HC mode) in Match the requested combustion mode.

Bei einer Steuerung zum Ändern der Verbrennungsbetriebsart, die beispielsweise in dem japanischen Patent Nr. 3201936 offenbart ist, werden dann, wenn die angeforderte Verbrennungsbetriebsart geändert wird, Steuerungsparameter eines Luftsystems, eines Kraftstoffsystems und eines Zündungssystems auf Sollwerte beziehungsweise Zielwerte der angeforderten Verbrennungsbetriebsart geändert. Die Sollwerte werden mit einer Abbildung oder ähnlichem für jede Verbrennungsbetriebsart gesetzt. Zum Verbrennen des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder in der SCC-Betriebsart muss das geschichtete Luft/Kraftstoff-Gemisch in der Nähe der Zündkerze in dem Zylinder ausgebildet werden. Zum Ausbilden des geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemisches muss ein Wirbelstrom beziehungsweise ein Drallstrom oder ein Rotationsstrom erzeugt werden. Daher ist ein Luftstromregulationsventil (ein Drall- beziehungsweise Wirbelregulationsventil oder ein Rotationsregulationsventil), das an einem Einlassanschluss angeordnet ist, auf einen Zielöffnungsgrad für die SCC-Betriebsart zum Erzeugen des Wirbelstroms beziehungsweise des Drallstroms oder des Rotationsstroms gesetzt. Andererseits ist bei der HC-Betriebsart das Luftstromregulationsventil auf einen anderen Öffnungsgrad, der von dem Öffnungsgrad für die SCC-Betriebsart verschieden ist, gesetzt. Wenn die Verbrennungsbetriebsart von der SCC- Betriebsart zu der HC-Betriebsart geändert wird, wird der Öffnungsgrad des Luftstromregulationsventils von einem Öffnungsgrad, der die Schichtladeverbrennung ermöglicht, zu einem anderen Öffnungsgrad geändert, der die homogene Verbrennung ermöglicht. Unterdessen werden andere Steuerungsparameter des Luftsystems, wie zum Beispiel ein Öffnungsgrad eines Drosselventils und eines Abgasrückführventils (EGR-Ventil) auf Zielwerte für die HC-Betriebsart geändert. In a controller for changing the combustion mode, the for example, disclosed in Japanese Patent No. 3201936 is when the requested combustion mode is changed, control parameters of an air system, one Fuel system and an ignition system to setpoints or target values of the requested Combustion mode changed. The setpoints are marked with a Illustration or the like for each combustion mode set. For burning the air / fuel mixture in the Cylinder in SCC mode must do the stratified Air / fuel mixture near the spark plug in the Cylinders are formed. To form the layered Air / fuel mixture must be an eddy current respectively a swirl current or a rotational current are generated. thats why an air flow regulating valve (a swirl or Vortex regulation valve or a rotation regulation valve), which is arranged at an inlet connection, on one Target opening degree for the SCC mode to generate the Eddy current or swirl current or Rotational current set. On the other hand, in the HC mode the air flow regulation valve to a different degree of opening, which is different from the degree of opening for the SCC mode is set. If the combustion mode from the SCC Operating mode is changed to the HC mode, the Air flow control valve opening degree of one Degree of opening that enables stratified charge combustion to another degree of opening changed that the homogeneous Allows combustion. Meanwhile, others Control parameters of the air system, such as a Degree of opening of a throttle valve and an exhaust gas recirculation valve (EGR valve) changed to target values for HC mode.

Jedoch gibt es eine Ansprechverzögerung zwischen der Zeit, wenn die Steuerungsparameter des Luftsystems zu den Zielwerten der HC-Betriebsart geändert werden, und der Zeit, wenn ein Zustand des Luft/Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder tatsächlich einen homogenen Verbrennungsbereich von einem Schichtladeverbrennungsbereich erreicht. Der Schichtladeverbrennungsbereich (SCC-Bereich), der in Fig. 9 gezeigt ist, ist ein Bereich des Zustands des Luft/Kraftstoff- Gemisches, in dem die Schichtladeverbrennung durchgeführt werden kann. Der homogene Verbrennungsbereich (HC-Bereich), der in Fig. 9 gezeigt ist, ist ein Bereich des Zustands des Luft/Kraftstoff- Gemisches, in dem die homogene Verbrennung durchgeführt werden kann. Daher muss die Schichtladeverbrennung während der Ansprechverzögerungsdauer fortgesetzt werden. Wenn jedoch der Steuerungsparameter des Luftstromregulationsventils zu dem Zielwert der HC-Betriebsart gemeinsam mit den anderen Steuerungsparametern des Luftsystems geändert wird, kann der Wirbelstrom beziehungsweise der Drallstrom oder der Rotationsstrom, der für die Schichtladeverbrennung geeignet ist, in dem Zylinder nicht vor dem Zustand erzeugt werden, wenn das Luft/Kraftstoff-Gemisch tatsächlich den HC-Bereich erreicht. Demgemäß kann das geschichtete Luft/Kraftstoff-Gemisch nicht in der Nähe der Zündkerze in dem Zylinder ausgebildet werden. Als Folge wird ein Verbrennungszustand unstabil und kann eine Drehmomentschwankung oder eine Fehlzündung auftreten. However, there is a response delay between the time when the control parameters of the air system are changed to the target values of the HC mode and the time when a state of the air / fuel mixture in the cylinder actually reaches a homogeneous combustion range from a stratified charge combustion range. The stratified charge combustion area (SCC area) shown in FIG. 9 is a range of the state of the air / fuel mixture in which stratified charge combustion can be performed. The homogeneous combustion area (HC area) shown in FIG. 9 is a range of the state of the air / fuel mixture in which the homogeneous combustion can be performed. Therefore stratified charge combustion must continue during the response delay period. However, if the control parameter of the air flow regulation valve is changed to the target value of the HC mode together with the other control parameters of the air system, the eddy current or the swirl current or the rotation current which is suitable for stratified charge combustion cannot be generated in the cylinder before the state, when the air / fuel mixture actually reaches the HC range. Accordingly, the stratified air / fuel mixture cannot be formed in the vicinity of the spark plug in the cylinder. As a result, a combustion state becomes unstable and torque fluctuation or misfire can occur.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Brennkraftmaschinensteuerungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, eine Verbrennungsbetriebsart unter Beibehalten eines stabilen Verbrennungszustands zu ändern. It is therefore the object of the present invention Engine control system capable of creating that is a combustion mode while maintaining one change stable combustion state.

Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung hat ein Brennkraftmaschinensteuerungssystem eine Luftstromregulationseinrichtung und eine Verbrennungsbetriebsartänderungseinrichtung. Die Verbrennungsbetriebsartänderungseinrichtung ändert Steuerungsparameter der Luftstromregulationseinrichtung, eines Luftsystems, das ein anderes als die Luftstromregulationseinrichtung ist, eines Kraftstoffsystems und eines Zündungssystems, wenn eine Verbrennungsbetriebsart geändert wird. Wenn die Verbrennungsbetriebsart von der SCC- Betriebsart zu der HC-Betriebsart geändert wird, wird der Steuerungsparameter der Luftstromregulationseinrichtung bei einer verzögerten Zeitabstimmung im Vergleich mit der Zeitabstimmung zum Ändern der anderen Steuerungsparameter des Luftsystems geändert. According to one aspect of the present invention, a Engine control system one Airflow regulation device and a Combustion mode changing means. The Combustion mode changing device changes Control parameters of the air flow regulation device, one Air system that's a different one than that Air flow control device, a fuel system and of an ignition system when a combustion mode will be changed. If the combustion mode from the SCC Operating mode is changed to the HC mode, the Control parameters of the air flow regulation device delayed timing compared to the Timing to change the other control parameters of the Air system changed.

Somit wird auch nachdem die angeforderte Verbrennungsbetriebsart zu der HC-Betriebsart geändert wird, der Steuerungsparameter der Luftstromsteuerungseinrichtung auf einem Zielwert der SCC- Betriebsart für eine bestimmte Zeitdauer beibehalten. Als Folge kann auch nachdem die angeforderte Verbrennungsbetriebsart zu der HC-Betriebsart geändert ist, eine stabile Schichtladeverbrennung für eine bestimmte Zeitdauer durch Erzeugen eines Luftstroms in dem Zylinder (wie zum Beispiel ein Wirbelstrom beziehungsweise ein Drallstrom oder ein Rotationsstrom) fortgesetzt werden, der für die Schichtladeverbrennung geeignet ist. Der Steuerungsparameter der Luftstromsteuerungseinrichtung wird zu dem Zielwert der HC- Betriebsart geändert, nachdem das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder einen Zustand erreicht, in dem die homogene Verbrennung durchgeführt werden kann. Somit wird die Verbrennungsbetriebsart von der SCC-Betriebsart zu der HC-Betriebsart unter Beibehalten eines stabilen Verbrennungszustands geändert. Als Folge wird eine Drehmomentschwankung oder eine Fehlzündung auch dann verhindert, wenn die Verbrennungsbetriebsart geändert wird. Thus, even after the requested combustion mode is changed to the HC mode, the control parameter of the Airflow control device at a target value of the SCC Maintain operating mode for a certain period of time. As a result can also after the requested combustion mode HC mode is changed, stable Stratified charge combustion for a certain period of time Generating an air flow in the cylinder (such as a Eddy current or a swirl current or a Rotational current) to be continued for the Stratified charge combustion is suitable. The control parameter of the Airflow control device becomes the target value of the HC Operating mode changed after the air / fuel mixture in the Cylinder reached a state in which the homogeneous combustion can be carried out. Thus, the combustion mode from SCC mode to HC mode while maintaining a stable combustion state changed. As a result torque fluctuation or misfire even then prevented when the combustion mode is changed.

Merkmale und Vorteile eines Ausführungsbeispiels werden ebenso wie Verfahren des Betriebs und die Funktion der zugehörigen Teile aus einem Studium der folgenden genauen Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den Zeichnungen erkennbar, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden. Features and advantages of an embodiment are also how procedures of operation and the function of the associated Parts from a study of the following detailed description, the attached claims and the drawings recognizable, all form part of this application.

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Verbrennungsmotorsteuerungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 1 is a schematic diagram showing an engine control system according to an embodiment of the present invention;

Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf einer Verbrennungsmotorsteuerungshauptroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 2 is a flow chart showing a process flow of an internal combustion engine control main routine according to the embodiment;

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf einer Verbrennungsbetriebsartermittelungsroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 3 is a flow chart showing a process flow of a Verbrennungsbetriebsartermittelungsroutine according to the embodiment;

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf einer Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerungsroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 4 is a flow chart showing a process flow of a combustion mode change control routine according to the embodiment;

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf einer Luftsystemsteuerungsroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 5 is a flow chart showing a process flow of an air system control routine according to the embodiment;

Fig. 6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf einer Luftstromregulationsventilsteuerungsroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 6 is a flow chart showing a process flow of an air flow regulation valve control routine according to the embodiment;

Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf einer Kraftstoffsystemsteuerungsroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 7 is a flow chart showing a process flow of a fuel system control routine according to the embodiment;

Fig. 8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozessablauf einer Zündungssystemsteuerungsroutine gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; Fig. 8 is a flow chart showing a process flow of an ignition system control routine according to the embodiment;

Fig. 9 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einer Intensität einer Luftströmung und eines Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Bereichs zeigt, bei dem die Schichtladeverbrennung oder die homogene Verbrennung durchgeführt werden kann; Fig. 9 is a graph showing a relationship between an intensity of an air flow and an air / fuel ratio range at which stratified charge combustion or homogeneous combustion can be performed;

Fig. 10 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Luftströmungsintensität und einem stabilen Verbrennungsbereich der Schichtladeverbrennung oder der homogenen Verbrennung zeigt; Fig. 10 is a graph showing a relationship between the air flow intensity and a stable combustion range of stratified charge combustion or homogeneous combustion;

Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm, das einen Verbrennungsbetriebsartänderungsbetrieb eines herkömmlichen Verbrennungsmotors der Direkteinspritzbauart zeigt; und Fig. 11 is a timing chart showing a combustion mode change operation of a conventional direct injection type internal combustion engine; and

Fig. 12 ist ein Zeitdiagramm, das einen Verbrennungsbetriebsartänderungsbetrieb gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. Fig. 12 is a time chart showing a combustion mode change operation according to the embodiment.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist eine Brennkraftmaschine 11 der Direkteinspritzbauart dargestellt. Ein Luftreiniger beziehungsweise ein Luftfilter 13 ist an dem stromaufwärtigsten Ende eines Einlassrohrs 12 des Verbrennungsmotors 11 angeordnet. Ein Drosselventil 15 ist stromabwärts von dem Luftreiniger 13 angeordnet. Ein Öffnungsgrad des Drosselventils 15 (ein Drosselventilöffnungsgrad) wird durch einen Motor 14 gesteuert, der auf der Grundlage eines Ausgabesignals von der elektronischen Verbrennungsmotorsteuerungseinheit (ECU) 16 angetrieben wird. Somit wird der Drosselventilöffnungsgrad und eine Einlassluftmenge, die in jeweilige Zylinder des Verbrennungsmotors 11 gezogen wird, reguliert. Ein Drosselsensor 17 ist in der Nähe das Drosselventils 15 zum Messen des Drosselventilöffnungsgrades angeordnet. Referring to FIG. 1, an internal combustion engine 11 is shown of the direct injection type. An air cleaner or an air filter 13 is arranged at the most upstream end of an inlet pipe 12 of the internal combustion engine 11 . A throttle valve 15 is arranged downstream of the air cleaner 13 . An opening degree of the throttle valve 15 (a throttle valve opening degree) is controlled by a motor 14 which is driven based on an output signal from the engine electronic control unit (ECU) 16 . Thus, the throttle valve opening degree and an intake air amount drawn into respective cylinders of the engine 11 are regulated. A throttle sensor 17 is arranged in the vicinity of the throttle valve 15 for measuring the throttle valve opening degree.

Ein Ausgleichsbehälter 19 ist stromabwärts von dem Drosselventil 15 angeordnet. Einlasskrümmer 20 sind mit dem Ausgleichsbehälter 15 zum Einführen der Luft in die jeweiligen Zylinder des Verbrennungsmotors 11 verbunden. Jeder Einlasskrümmer 20 ist mit einem ersten Einlassdurchgang 21 und einem zweiten Einlassdurchgang 22 getrennt ausgebildet. Jeder Zylinder des Verbrennungsmotors 11 ist mit zwei Einlassanschlüssen 23 ausgebildet. Der erste Einlassdurchgang 21 ist mit einem von den Einlassanschlüssen 23 verbunden und der zweite Einlassanschluss 22 ist mit dem anderen verbunden. A surge tank 19 is arranged downstream of the throttle valve 15 . Intake manifolds 20 are connected to the surge tank 15 for introducing the air into the respective cylinders of the engine 11 . Each intake manifold 20 is separately formed with a first intake passage 21 and a second intake passage 22 . Each cylinder of the internal combustion engine 11 is formed with two intake ports 23 . The first inlet passage 21 is connected to one of the inlet ports 23 and the second inlet port 22 is connected to the other.

Ein Luftstromregulationsventil (ASR-Ventil) 24 ist in jedem von den zweiten Einlassdurchgängen zum Erzeugen eines Zirkulationsstroms (eines Wirbelstroms beziehungsweise eines Drallstroms oder eines Rotationsstroms) eines Luft/Kraftstoff- Gemisches während eines Betriebs einer Schichtladeverbrennungsbetriebsart (SCC-Betriebsart) angeordnet. Die ASR-Ventile 24 der jeweiligen Zylinder sind mit einem Schrittmotor 26 über eine gemeinsame Welle 25 verbunden. Der Schrittmotor 26 wird auf der Grundlage eines Ausgabesignals von der ECU 16 angetrieben, um den Öffnungsgrad der ASR-Ventile 24 und die Intensität der Luftströme zu regulieren, die in den jeweiligen Zylindern strömen. Ein Luftstromregulationsventilsensor 27 ist an dem Schrittmotor 26 zum Erfassen des Öffnungsgrads der ASR-Ventile 24 angebracht. An air flow regulating valve (ASR valve) 24 is disposed in each of the second inlet passages for generating a circulating current (eddy current or swirl current or rotational current) of an air / fuel mixture during operation of a stratified charge combustion mode (SCC mode). The ASR valves 24 of the respective cylinders are connected to a stepper motor 26 via a common shaft 25 . The stepper motor 26 is driven based on an output signal from the ECU 16 to regulate the opening degree of the ASR valves 24 and the intensity of the air streams flowing in the respective cylinders. An airflow regulation valve sensor 27 is attached to the stepping motor 26 for detecting the opening degree of the ASR valves 24 .

Ein Kraftstoffeinspritzventil 28 ist an dem oberen Teil jedes Zylinders des Verbrennungsmotors 11 zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder angeordnet. Der Kraftstoff, der von einem Kraftstofftank zu einem Kraftstoffförderrohr 30 durch ein Kraftstoffrohr 29 geführt wird, wird direkt von dem Kraftstoffeinspritzventil 28 in den Zylinder eingespritzt und wird mit der Luft gemischt, die durch den Einlassanschluss 23 eingeführt wird. Somit wird das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder ausgebildet. Eine Zündkerze ist an einem Zylinderkopf jedes Zylinders angeordnet. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder wird durch eine Funkenentladung durch die Zündkerze gezündet. Ein Zylinderermittelungssensor 32 erzeugt einen Zylinderermittelungsabgabeimpuls, wenn ein Kolben eines spezifischen Zylinders (beispielsweise ein erster Zylinder) einen oberen Totpunkt (TDC) des Zylinders bei einem Einlasstakt erreicht. Ein Kurbelwinkelsensor 33 erzeugt einen Kurbelwinkelausgangsimpuls jedes Mal dann, wenn eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 11 sich um einen vorbestimmen Kurbelwinkel (CA) dreht (beispielsweise 30° CA beziehungsweise KW). Eine Messung des Kurbelwinkels und der Verbrennungsmotordrehzahl und die Zylinderermittelung zum Spezifizieren der Kurbelwinkelposition des Zylinders werden auf der Grundlage der vorstehend genannten Ausgabeimpulse durchgeführt. A fuel injection valve 28 is arranged on the upper part of each cylinder of the internal combustion engine 11 for injecting fuel directly into the cylinder. The fuel that is supplied from a fuel tank to a fuel delivery pipe 30 through a fuel pipe 29 is injected directly into the cylinder from the fuel injection valve 28 and is mixed with the air that is introduced through the intake port 23 . The air / fuel mixture is thus formed in the cylinder. A spark plug is arranged on a cylinder head of each cylinder. The air / fuel mixture in the cylinder is ignited by spark discharge through the spark plug. A cylinder determination sensor 32 generates a cylinder determination output pulse when a piston of a specific cylinder (e.g., a first cylinder) reaches a cylinder top dead center (TDC) on an intake stroke. A crank angle sensor 33 generates a crank angle output pulse each time a crankshaft of the internal combustion engine 11 rotates through a predetermined crank angle (CA) (for example 30 ° CA or KW). A measurement of the crank angle and engine speed and the cylinder determination for specifying the crank angle position of the cylinder are performed based on the above output pulses.

Ein Abgas wird aus jeweiligen Auslassanschlüssen beziehungsweise Abgasanschlüssen 34, die an den jeweiligen Zylindern ausgebildet sind, zu einem Auslassrohr beziehungsweise Abgasrohr 37 durch einen Auslasskrümmer beziehungsweise Abgaskrümmer 36 ausgestoßen und wird bei dem Abgasrohr beziehungsweise Auslassrohr 37 zusammengeführt. Ein Drei-Wege-Katalysator 38 und ein Katalysator 39 der Stickoxidabsorptions-Reduktionsbauart (ein NO_x-Katalysator) sind an dem Abgasrohr 37 in Reihe angeordnet. Der Drei-Wege-Katalysator 38 und der NO_x-Katalysator 39 reinigen das Abgas bei einem Luft/Kraftstoff-Verhältnis um ein stöchiometrisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Der NO_x-Katalysator 39 absorbiert Stickoxid, das in dem Abgas während des SCC- Betriebsartbetriebs enthalten ist (magere Verbrennungsbetriebsart), bei der die Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas hoch ist. Das absorbierte Stickstoffoxid wird durch den NO_x-Katalysator 39 reduziert und gereinigt und wird ausgestoßen, wenn die Verbrennungsbetriebsart zu einer homogenen Verbrennungsbetriebsart (HC-Betriebsart) geändert wird. Wenn die Verbrennungsbetriebsart zu der HC-Betriebsart geändert wird, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu einem fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnis (ein niedriges Luft/Kraftstoff-Verhältnis) oder zu einem Verhältnis um das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis geändert und wird die Konzentration des Sauerstoffs in dem Abgas verringert. An exhaust gas is discharged from respective exhaust ports or exhaust ports 34 , which are formed on the respective cylinders, to an exhaust pipe or exhaust pipe 37 through an exhaust manifold or exhaust manifold 36 and is brought together in the exhaust pipe or exhaust pipe 37 . A three-way catalyst 38 and a nitrogen oxide absorption-reduction type catalyst 39 (an NO _x catalyst) are arranged in series on the exhaust pipe 37 . The three-way catalyst 38 and the NO _x catalyst 39 purify the exhaust gas at an air / fuel ratio by a stoichiometric air / fuel ratio. The NO _x catalyst 39 absorbs nitrogen oxide contained in the exhaust gas during the SCC mode operation (lean combustion mode) in which the concentration of oxygen in the exhaust gas is high. The absorbed nitrogen oxide is reduced and cleaned by the NO _x catalyst 39 and is discharged when the combustion mode is changed to a homogeneous combustion mode (HC mode). When the combustion mode is changed to the HC mode, the air / fuel ratio is changed to a rich air / fuel ratio (a low air / fuel ratio) or a ratio around the stoichiometric air / fuel ratio reduces the concentration of oxygen in the exhaust gas.

Ein Stickstoffoxidsensor (ein NO_x-Sensor) ist stromabwärts von dem NO_x-Katalysator 39 zum Messen der Konzentration des Stickstoffoxids in dem Abgas angeordnet, das von dem NO_x- Katalysator 39 ausgestoßen wird. Wenn eine Menge des Stickstoffoxids, das durch den NO_x-Katalysator 39 absorbiert ist, einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird die Verbrennungsbetriebsart von der SCC-Betriebsart zu der HC- Betriebsart zeitweilig geändert. Die Menge des absorbierten Stickstoffoxids wird aus der gemessenen Konzentration des Stickstoffoxids geschätzt, das in dem Abgas enthalten ist. Durch die Zeit, wenn die Verbrennungsbetriebsart von der SCC- Betriebsart zu der HC--Betriebsart geändert wird, wird das absorbierte Stickstoffoxid durch den NO_x-Katalysator 39 reduziert und ausgestoßen. Somit wird das Stickstoffoxid abgeführt. A nitrogen oxide sensor (a NO _x sensor) is arranged downstream of the NO _x catalyst 39 for measuring the concentration of the nitrogen oxide in the exhaust gas discharged from the NO _x catalyst 39 . When an amount of the nitrogen oxide absorbed by the NO _x catalyst 39 exceeds a predetermined value, the combustion mode is temporarily changed from the SCC mode to the HC mode. The amount of nitrogen oxide absorbed is estimated from the measured concentration of the nitrogen oxide contained in the exhaust gas. With the time when the combustion mode is changed from the SCC mode to the HC mode, the nitrogen oxide absorbed by the NO _x catalyst 39 is reduced and exhausted. The nitrogen oxide is thus removed.

Ein Abgasrückführrohr (EGR-Rohr) 40 ist mit einem Abschnitt des Abgasrohrs 37 an der stromaufwärtigen Seite des Drei-Wege- Katalysators 38 und mit dem Ausgleichsbehälter 19 verbunden. Das EGR-Rohr 40 führt einen Teil des Abgases zu dem Einlasssystem. Ein Abgasrückführventil (EGR-Ventil) 41 ist an dem EGR-Rohr 40 angeordnet. Ein Öffnungsgrad des EGR-Ventils (ein EGR- Ventilöffnungsgrad) wird auf der Grundlage eines Ausgabesignals von der ECU 16 reguliert. Eine Menge des Rückführgases (EGR- Menge) wird auf der Grundlage des EGR-Ventilöffnungsgrads reguliert. Ein Beschleunigersensor 42 ist an einem Beschleunigerpedal 18 zum Erfassen einer Beschleunigerposition (ACCP) angeordnet. An exhaust gas recirculation pipe (EGR pipe) 40 is connected to a portion of the exhaust pipe 37 on the upstream side of the three-way catalyst 38 and to the surge tank 19 . EGR pipe 40 leads a portion of the exhaust gas to the intake system. An exhaust gas recirculation valve (EGR valve) 41 is arranged on the EGR pipe 40 . An opening degree of the EGR valve (an EGR valve opening degree) is regulated based on an output signal from the ECU 16 . A quantity of the return gas (EGR quantity) is regulated based on the EGR valve opening degree. An accelerator sensor 42 is arranged on an accelerator pedal 18 for detecting an accelerator position (ACCP).

Die Ausgabesignale von verschiedenen Sensoren werden der ECU 16 eingegeben. Die ECU 16 weist hauptsächlich einen Mikrocomputer auf. Die ECU 16 führt Routinen, die in den Fig. 2 bis 8 gezeigt sind, aus, die in dem ROM gespeichert sind, der in der ECU 16 enthalten ist. Somit ändert die ECU 16 die Verbrennungsbetriebsart zwischen der SCC-Betriebsart und der HC- Betriebsart in Übereinstimmung mit einer Anforderung zum Ändern der Verbrennungsbetriebsart. The output signals from various sensors are input to the ECU 16 . The ECU 16 mainly has a microcomputer. The ECU 16 executes routines shown in FIGS. 2 to 8 stored in the ROM contained in the ECU 16 . Thus, the ECU 16 changes the combustion mode between the SCC mode and the HC mode in accordance with a request to change the combustion mode.

In der SCC-Betriebsart wird ein Steuerungsparameter oder ein Öffnungsgrad des ASR-Ventils 24 auf einen Zielwert für die Schichtladeverbrennung gesetzt (beispielsweise 50%), um einen Zirkulationsstrom, wie zum Beispiel einen Wirbelstrom beziehungsweise einen Drallstrom beziehungsweise eine Verwirbelung oder einen Rotationsstrom in dem Zylinder zu erzeugen. Unterdessen wird eine geringe Menge Kraftstoff während eines Verdichtungstakts eingespritzt. Somit wird ein mageres geschichtetes Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder ausgebildet. Das magere geschichtete Luft/Kraftstoff-Gemisch weist eine relativ konzentrierte Schicht in der Nähe der Zündkerze auf. Ein Betrieb mit einem niedrigen Kraftstoffverbrauch und einer niedrigen Abgasemission wird durch Verbrennen des mageren geschichteten Luft/Kraftstoff-Gemisches erzielt. In the SCC mode, a control parameter or an opening degree of the ASR valve 24 is set to a target value for the stratified charge combustion (for example 50%) by a circulation current, such as an eddy current or a swirl current or a swirl or a rotation current in the cylinder to create. Meanwhile, a small amount of fuel is injected during a compression stroke. Thus, a lean stratified air / fuel mixture is formed in the cylinder. The lean stratified air / fuel mixture has a relatively concentrated layer near the spark plug. Operation with low fuel consumption and low exhaust emissions is achieved by burning the lean stratified air / fuel mixture.

In der HC-Betriebsart wird der Steuerungsparameter des ASR- Ventils 24 auf einen Zielwert der HC-Betriebsart, beispielsweise 0% gesetzt (vollständig geschlossene Position) bei einer geringen Last oder auf 100% (vollständig geöffnete Position) unter einer schweren Last. Unterdessen wird die Kraftstoffeinspritzmenge erhöht, so dass das Luft/Kraftstoff- Verhältnis ein Verhältnis um das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis oder ein Verhältnis wird, das geringfügig fetter (geringer) als das stöchiometrische Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist. Der Kraftstoff wird während eines Einlasstakts zum Ausbilden eines homogenen Luft/Kraftstoff-Verhältnisses eingespritzt. Somit wird eine Verbrennungsmotorabgabe durch Verbrennen des homogenen Luft/Kraftstoff-Gemisches erhöht. In the HC mode, the control parameter of the ASR valve 24 is set to a target value of the HC mode, for example 0% (fully closed position) under a light load or 100% (fully open position) under a heavy load. Meanwhile, the fuel injection amount is increased so that the air-fuel ratio becomes a ratio around the stoichiometric air-fuel ratio or a ratio that is slightly richer (less) than the stoichiometric air-fuel ratio. The fuel is injected during an intake stroke to form a homogeneous air / fuel ratio. Thus, engine output is increased by burning the homogeneous air / fuel mixture.

Wenn für diesen Fall die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ von der SCC-Betriebsart zu der HC-Betriebsart geändert wird, wie in Fig. 12(a) gezeigt ist, ändert die ECU 16 Steuerungsparameter des Luftsystems außer des ASR-Ventils 24 auf Zielwerte der HC-Betriebsart. Genauer gesagt ändert die ECU 16 den Drosselventilöffnungsgrad DEG_THR und den EGR- Ventilöffnungsgrad DEG_EGR auf Zielwerte der HC-Betriebsart, wie in den Fig. 12(b) und 12(c) gezeigt ist. Unterdessen ändert die ECU 16 das Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F auf den Zielwert der HC-Betriebsart, wie in Fig. 12(j) gezeigt ist. In Fig. 12 stellen durchgezogene Linien Zielwerte dar und stellen gestrichelte Linien tatsächliche Werte dar. Wenn darauf das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder einen Zustand erreicht, in dem die homogene Verbrennung durchgeführt werden kann, ändert die ECU 16 den Öffnungsgrad des ASR-Ventils 24 (ASR- Ventilöffnungsgrad (DEG_ASR) auf eine vollständig geöffnete Position, welche der Zielwert der HC-Betriebsart ist. Wenn andererseits die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ von der HC-Betriebsart zu der SCC-Betriebsart geändert wird, ändert die ECU 16 unmittelbar den Drosselventilöffnungsgrad DEG_THR, den EGR-Ventilöffnungsgrad DEG_EGR, den ASR-Ventilöffnungsgrad DEG_ASR und das Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F auf die Zielwerte der SCC-Betriebsart zur gleichen Zeit, wie in Fig. 12 gezeigt ist. In this case, when the requested combustion mode MODE _{REQ is changed} from the SCC mode to the HC mode as shown in FIG. 12 (a), the ECU 16 changes control parameters of the air system other than the ASR valve 24 to target values of the HC plants type. More specifically, the ECU 16 changes the throttle valve opening degree DEG _THR and the EGR valve opening degree DEG _EGR to target values of the HC mode, as shown in FIGS. 12 (b) and 12 (c). Meanwhile, the ECU 16 changes the target air-fuel ratio A / F to the target value of the HC mode as shown in FIG. 12 (j). In Fig. 12, solid lines represent target values and broken lines represent actual values. When the air / fuel mixture in the cylinder thereupon reaches a state in which the homogeneous combustion can be performed, the ECU 16 changes the opening degree of the ASR. Valve 24 (ASR valve opening degree (DEG _ASR ) to a fully open position, which is the target value of the HC mode. On the other hand, when the requested combustion mode MODE _{REQ is changed} from the HC mode to the SCC mode, the ECU 16 immediately changes the throttle valve opening degree DEG _THR , the EGR valve opening degree DEG _EGR , the ASR valve opening degree DEG _ASR and the target air / fuel ratio A / F to the target values of the SCC mode at the same time as shown in FIG. 12.

Wenn des weiteren das Luft/Kraftstoff-Gemisch in dem Zylinder einen Zustand erreicht, in dem die angeforderte Verbrennungsbetriebsart durchgeführt werden kann, ändert die ECU 16 Steuerungsparameter eines Kraftstoffsystems und eines Zündungssystems auf Zielwerte der angeforderten Verbrennungsbetriebsart. Genauer gesagt ändert die ECU 16 eine Einspritzzeitabstimmung und eine Zündungszeitabstimmung IGN, wie in den Fig. 12(e), 12(f) und 12(g) gezeigt ist. Die ECU 16 ändert die Einspritzzeitabstimmung durch Ändern einer Kompressionstakteinspritzmenge INJ_COM und einer Einlasstakteinspritzmenge INJ_INT, wie in den Fig. 12(e) und 12(f) gezeigt ist. Die Verdichtungstakteinspritzmenge INJ_COM ist eine Menge des Kraftstoffs, der während des Verdichtungstakts eingespritzt wird. Die Einlasstakteinspritzmenge INJ_INT ist eine Menge des Kraftstoffs, der während des Einlasstakts eingespritzt wird. Further, when the air / fuel mixture in the cylinder reaches a state in which the requested combustion mode can be performed, the ECU 16 changes control parameters of a fuel system and an ignition system to target values of the requested combustion mode. More specifically, the ECU 16 changes an injection timing and an ignition timing IGN as shown in Figs. 12 (e), 12 (f) and 12 (g). The ECU 16 changes the injection timing by changing a compression stroke injection amount INJ _COM and an intake stroke injection amount INJ _INT as shown in Figs. 12 (e) and 12 (f). The compression stroke injection amount INJ _COM is an amount of the fuel that is injected during the compression stroke. The intake stroke injection amount INJ _INT is an amount of the fuel that is injected during the intake stroke.

Als nächstes werden Vorgangsinhalte von Routinen, die in den Fig. 2 bis 8 gezeigt sind, die durch die ECU 16 zum Durchführen der vorstehend genannten Steuerungen ausgeführt werden, erklärt. Next, process contents of routines shown in Figs. 2 to 8 executed by the ECU 16 for performing the above controls will be explained.

Engine control main routine

Eine in Fig. 2 gezeigte Verbrennungsmotorsteuerungshauptroutine (ECM-Routine) wird bei vorbestimmen Zeitintervallen durchgeführt, nachdem ein Zündschalter eingeschaltet ist. Wenn die ECM-Routine gestartet ist, wird ein angefordertes Drehmoment (TORQE_REQ) auf der Grundlage der Beschleunigerposition ACCP, der Verbrennungsmotordrehzahl NE und dergleichen in Schritt 100 berechnet. Darauf schreitet der Prozess zu Schritt 200 weiter und eine Verbrennungsbetriebsartermittelungsroutine (CMD- Routine), die in Fig. 3 gezeigt ist, wird zum Ermitteln einer Verbrennungsbetriebsart durchgeführt. Darauf schreitet der Prozess zu Schritt 300 weiter und wird eine in Fig. 4 gezeigte Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerungsroutine (CMCC-Routine) durchgeführt. Wenn es eine Anforderung zum Ändern der Verbrennungsbetriebsart gibt, wird eine Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerung durchgeführt. Dann werden in den folgenden Schritten 400 bis 700 eine in Fig. 5 gezeigte Luftsystemsteuerungsroutine (ASC-Routine), eine in Fig. 6 gezeigte Luftstromregulationsventilsteuerungsroutine (ASRVC- Routine), eine in Fig. 7 gezeigte Kraftstoffsystemsteuerungsroutine (FSC-Routine) und eine in Fig. 8 gezeigte Zündungssystemsteuerungsroutine (ISC-Routine) durchgeführt. Somit werden jeweilige Steuerungsparameter des Luftsystems, des Kraftsystems und des Zündungssystems auf Zielwerte der angeforderten Verbrennungsbetriebsart bei einer Zeitabstimmung geändert, die nachstehend beschrieben wird. An engine control main routine (ECM routine) shown in FIG. 2 is performed at predetermined time intervals after an ignition switch is turned on. When the ECM routine is started, a requested torque (TORQE _REQ ) is calculated based on the accelerator position ACCP, the engine speed NE, and the like in step 100 . The process then proceeds to step 200 and a combustion mode determination routine (CMD routine) shown in FIG. 3 is performed to determine a combustion mode. The process then proceeds to step 300 and a combustion mode change control routine (CMCC routine) shown in FIG. 4 is performed. If there is a request to change the combustion mode, combustion mode change control is performed. Then, in the following steps 400 to 700, an air system control routine (ASC routine) shown in FIG. 5, an air flow regulation valve control routine (ASRVC routine) shown in FIG. 6, a fuel system control routine (FSC routine) shown in FIG. 7, and an in ignition system control routine (ISC routine) shown Fig. 8 performed. Thus, respective control parameters of the air system, the power system, and the ignition system are changed to target values of the requested combustion mode at a timing that will be described later.

Verbrennungsbetriebsartermittelungsroutine

Wenn die in Fig. 3 gezeigte Verbrennungsbetriebsa rtermittelungsroutine (CMD-Routine) bei Schritt 200 der in Fig. 2 gezeigten ECM-Routine gestartet ist, wird ein Kennfeld der angeforderten Verbrennungsbetriebsart bei Schritt 201 gesucht. Dann wird entweder die SCC-Betriebsart oder die HC-Betriebsart als die angeforderte Verbrennungsbetriebsart (MODEREQ) gemäß den vorliegenden Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, wie zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahl NE und des angeforderten Drehmomentes TORQUE_REQ auf der Grundlage des Ermittelungskennfeldes der angeforderten Verbrennungsbetriebsart gewählt. In dem in Fig. 3 gezeigten Ermittelungskennfeld der angeforderten Verbrennungsbetriebsart stellt ein Bereich, der durch "SCC- Betriebsart" bezeichnet ist, einen Bereich dar, bei dem die SCC- Betriebsart als die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ gewählt ist, und stellt ein anderer Bereich, der durch "HC- Betriebsart" bezeichnet ist, einen Bereich dar, bei dem die HC- Betriebsart gewählt ist. Das Ermittelungskennfeld der angeforderten Verbrennungsbetriebsart ist so gesetzt, dass die SCC-Betriebsart bei einer niedrigen Drehzahl und in einem niedrigen Drehmomentbereich gewählt wird, um der Verringerung des Kraftstoffverbrauches Priorität zu geben. Das Ermittelungskennfeld der angeforderten Verbrennungsbetriebsart ist ebenso so gesetzt, dass die HC-Betriebsart bei einer hohen Drehzahl und in einem hohen Drehmomentbereich gewählt ist, um der Verbrennungsmotorabgabe Priorität zu geben. When the combustion mode determination routine (CMD routine) shown in FIG. 3 is started at step 200 of the ECM routine shown in FIG. 2, a map of the requested combustion mode is searched at step 201 . Then, either the SCC mode or the HC mode is selected as the requested combustion mode (MODEREQ) according to the present operating conditions of the engine, such as the engine speed NE and the requested torque TORQUE _REQ, based on the determination map of the requested combustion mode. In the determination map of the requested combustion mode shown in FIG. 3, an area designated by "SCC mode" represents an area in which the SCC mode is selected as the requested combustion mode MODE _REQ , and represents another area, denoted by "HC mode" represents a range in which the HC mode is selected. The determination map of the requested combustion mode is set so that the SCC mode is selected at a low speed and in a low torque range in order to give priority to the reduction in fuel consumption. The determination map of the requested combustion mode is also set so that the HC mode is selected at a high speed and in a high torque range in order to give priority to the engine output.

Darauf schreitet der Prozess zu Schritt 202 weiter. Bei Schritt 202 wird ermittelt, ob die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ die HC-Betriebsart ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 202 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 203 weiter. In Schritt 203 wird ermittelt, ob eine gegenwärtige tatsächliche Verbrennungsbetriebsart (MODE_ACT) die HC-Betriebsart ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 203 "Nein" muss die Verbrennungsbetriebsart geändert werden. Für diesen Fall schreitet der Prozess zu Schritt 204 weiter. In Schritt 204 wird eine Verbrennungsbetriebsänderungsmarke (FLAG) eingeschaltet und schreitet der Prozess zu Schritt 205 weiter. In Schritt 205 wird eine Luftsystemsteuerungsbetriebsart (MODE_AIR) bei der HC- Betriebsart gesetzt. Wenn andererseits das Ergebnis von Schritt 203 "Ja" ist, braucht die Verbrennungsbetriebsart nicht geändert zu werden. Daher überspringt der Prozess den Schritt 204 und schreitet zu Schritt. 205 weiter und wird die Luftsystemsteuerungsbetriebsart MODE_AIR bei der HC-Betriebsart beibehalten. The process then proceeds to step 202 . At step 202 , it is determined whether or not the requested combustion mode MODE _{REQ is} the HC mode. If the result of step 202 is yes, the process proceeds to step 203 . In step 203 , it is determined whether or not a current actual combustion mode (MODE _ACT ) is the HC mode. If the result of step 203 is "No", the combustion mode must be changed. In this case, the process proceeds to step 204 . At step 204 , a combustion mode change flag (FLAG) is turned on and the process proceeds to step 205 . In step 205 , an air system control mode (MODE _AIR ) is set in the HC mode. On the other hand, if the result of step 203 is "yes", the combustion mode need not be changed. Therefore, the process skips step 204 and proceeds to step. 205 and the air system control mode MODE _{AIR is maintained} in the HC mode.

Wenn das Ergebnis von Schritt 202 "Nein" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 207 weiter. In Schritt 207 wird ermittelt, ob die gegenwärtige tatsächliche Verbrennungsbetriebsart MODE_ACT die SCC-Betriebsart ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 207 "Nein" ist, muss die Verbrennungsbetriebsart geändert werden. Für diesen Fall schreitet der Prozess zu Schritt 208 weiter. In Schritt 208 wird die Verbrennungsbetriebsartänderungsmarke (FLAG) eingeschaltet. Dann schreitet der Prozess zu Schritt 209 weiter und die Luftsystemsteuerungsbetriebsart MODE_AIR wird auf die SCC- Betriebsart gesetzt. Wenn andererseits die gegenwärtige tatsächliche Verbrennungsbetriebsart MODE_ACT die SCC-Betriebsart ist, braucht die Verbrennungsbetriebsart nicht geändert zu werden. Daher überspringt der Prozess den Schritt 208 und schreitet zu Schritt 209 weiter und die Luftsystemsteuerungsbetriebsart MODE_AIR wird auf der SCC- Betriebsart beibehalten. If the result of step 202 is "no", the process proceeds to step 207 . In step 207 , it is determined whether or not the current actual combustion mode MODE _{ACT is} the SCC mode. If the result of step 207 is "no", the combustion mode must be changed. In this case, the process proceeds to step 208 . In step 208 , the combustion mode change flag (FLAG) is turned on. Then the process proceeds to step 209 and the air system control mode MODE _AIR is set to the SCC mode. On the other hand, if the current actual combustion mode MODE _{ACT is} the SCC mode, the combustion mode need not be changed. Therefore, the process skips step 208 and proceeds to step 209 and the air system control mode MODE _AIR is maintained in the SCC mode.

Combustion mode change control routine

Wenn die Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerungsroutine (CMCC-Routine), die in Fig. 4 gezeigt ist, bei Schritt 300 der in Fig. 2 gezeigten ECM-Routine gestartet ist, wird ermittelt, ob die Verbrennungsbetriebsartänderungsmarke (FLAG) in Schritt 301 eingeschaltet ist oder nicht. So wird ermittelt, ob die Verbrennungsbetriebsart gerade geändert wird oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 301 "Nein" ist, wird die CMCC-Routine ohne Ausführung der folgenden Schritte beendet. When the combustion mode change control routine (CMCC routine) shown in FIG. 4 is started at step 300 of the ECM routine shown in FIG. 2, it is determined whether or not the combustion mode change flag (FLAG) is on at step 301 . It is determined whether the combustion mode is being changed or not. If the result of step 301 is "No", the CMCC routine is ended without performing the following steps.

Wenn das Ergebnis von Schritt 301 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 302 weiter, und es wird ermittelt, ob die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODEREQ die SCC-Betriebsart ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 302 "Nein" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 303 weiter. In Schritt 303 wird ermittelt, ob das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F fetter (niedriger) als ein Grenzwert CAF2 des homogenen Verbrennungsbereiches ist oder nicht. So wird ermittelt, ob sich das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F in einem homogenen Verbrennungsbereich (HC-Bereich) befindet oder nicht. Der HC-Bereich ist ein Bereich des Zustandes des Luft- Kraftstoff-Gemisches, in dem die homogene Verbrennung durchgeführt werden kann. Wenn das Ergebnis von Schritt 303 "Nein" ist, wird die CMCC-Routine ohne Ausführung der folgenden Schritte beendet. If the result of step 301 is "yes", the process proceeds to step 302 and it is determined whether or not the requested combustion mode MODEREQ is the SCC mode. If the result of step 302 is "no", the process proceeds to step 303 . In step 303 , it is determined whether or not the actual air-fuel ratio A / F is richer (lower) than a limit value CAF2 of the homogeneous combustion area. It is determined whether the actual air-fuel ratio A / F is in a homogeneous combustion area (HC area) or not. The HC range is a range of the state of the air-fuel mixture in which the homogeneous combustion can be carried out. If the result of step 303 is "No", the CMCC routine is ended without performing the following steps.

Wenn das Ergebnis von Schritt 303 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 304 weiter. Genauer gesagt schreitet der Prozess zu Schritt 304 weiter, wenn ermittelt ist, dass das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F in den HC-Bereich eingetreten ist. In Schritt 304 wird eine Kraftstoffsystemsteuerungsbetriebsart (MODE_FUEL) auf die HC- Betriebsart gesetzt und wird eine Kraftstoffeinspritzbetriebsart (MODE_INJ) zu einer Einlasstakteinspritzbetriebsart zum Einspritzen des Kraftstoffes in dem Einlasstakt geändert. Darauf wird die Verbrennungsbetriebsartänderungsmarke (FLAG) ausgeschaltet und wird die CMCC-Routine beendet. If the result of step 303 is yes, the process proceeds to step 304 . More specifically, the process proceeds to step 304 when it is determined that the actual air-fuel ratio A / F has entered the HC range. In step 304 , a fuel system control mode (MODE _FUEL ) is set to the HC mode and a fuel injection _mode (MODE _INJ ) is changed to an intake stroke injection _mode for injecting the fuel in the intake stroke. The combustion mode change flag (FLAG) is then turned off and the CMCC routine is ended.

Wenn das Ergebnis von. Schritt 302 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 306 weiter. In Schritt 306 wird ermittelt, ob das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F magerer (höher) als ein Grenzwert CAF1 des Schichtladeverbrennungsbereiches ist oder nicht. So wird Ermittelt, ob das tatsächliche Luft- Kraftstoff-Verhältnis A/F in einem Schichtladeverbrennungsbereich (SCC-Bereich) liegt oder nicht. Der SCC-Bereich ist ein Bereich des Zustandes des Luft- Kraftstoff-Gemisches, in dem die Schichtladeverbrennung durchgeführt werden kann. Wenn das Ergebnis von Schritt 306 "Nein" ist, wird die CMCC-Routine ohne Ausführung der folgenden Schritte beendet. If the result of. If step 302 is yes, the process proceeds to step 306 . In step 306 , it is determined whether or not the actual air-fuel ratio A / F is leaner (higher) than a stratified combustion area limit CAF1. It is determined whether or not the actual air-fuel ratio A / F is in a stratified charge combustion area (SCC area). The SCC area is an area of the state of the air-fuel mixture in which stratified charge combustion can be carried out. If the result of step 306 is "no", the CMCC routine is ended without performing the following steps.

Wenn das Ergebnis von Schritt 306 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 307 weiter. Genauer gesagt schreitet der Prozess zu Schritt 307 weiter, wenn ermittelt ist, dass das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F in den SCC-Bereich eingetreten ist. In Schritt 307 wird die Kraftstoffsystemsteuerungsbetriebsart MODE_FUEL auf die SCC- Betriebsart gesetzt und wird die Kraftstoffeinspritzbetriebsart MODEINJ zu einer Verdichtungstakteinspritzbetriebsart zum Einspritzen des Kraftstoffes in dem Verdichtungstakt geändert. Darauf schreitet der Prozess zu Schritt 308 weiter und wird die Verbrennungsbetriebsartänderungsmarke (FLAG) ausgeschaltet. Dann wird die CMCC-Routine beendet. If the result of step 306 is yes, the process proceeds to step 307 . More specifically, the process proceeds to step 307 when it is determined that the actual air-fuel ratio A / F has entered the SCC area. In step 307 , the fuel system control mode MODE _{FUEL is set} to the SCC mode and the fuel injection mode MODEINJ is changed to a compression stroke injection mode for injecting the fuel in the compression stroke. The process then proceeds to step 308 and the combustion mode change flag (FLAG) is turned off. Then the CMCC routine is ended.

Air Control Routine

Wenn die in Fig. 5 gezeigte Luftsystemsteuerungsroutine (ASC- Routine) in Schritt 400 in der in Fig. 2 gezeigten ECM-Routine gestartet ist, wird ermittelt, ob die Luftsystemsteuerungsbetriebsart MODE_AIR die HC-Betriebsart ist oder nicht in Schritt. 401. Wenn das Ergebnis von Schritt 401 "Ja" ist, schreitet cler Prozess zu Schritt 402 weiter. In Schritt 402 werden Zielwerte beziehungsweise Sollwerte der Steuerungsparameter des Luftsystems für die HC-Betriebsart außer dem Steuerungsparameter für das ASR-Ventil 24 berechnet. Genauer gesagt werden in Schritt 402 die Zielwerte des Drosselventilöffnungsgrades DEG_THR und des EGR- Ventilöffnungsgrades DEG_EGR für die HC-Betriebsart berechnet. When the air system control routine (ASC routine) shown in FIG. 5 is started in step 400 in the ECM routine shown in FIG. 2, it is determined whether the air system control mode MODE _{AIR is} the HC mode or not in step. 401. If the result of step 401 is "yes", the process proceeds to step 402 . In step 402 , target values or setpoints of the control parameters of the air system for the HC operating mode are calculated in addition to the control parameter for the ASR valve 24 . More specifically, in step 402, the target values of the throttle valve opening degree DEG _THR and the EGR valve opening degree DEG _EGR for the HC mode are calculated.

Wenn das Ergebnis von Schritt 401 "Nein" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 403 weiter. In Schritt 403 werden Zielwerte der Steuerungsparameter des Luftsystems außer für das ASR-Ventil 24 als die Zielwerte für die SCC-Betriebsart berechnet. Genauer gesagt werden in Schritt 403 die Zielwerte des Drosselventilöffnungsgrades DEG_THR und des EGR- Ventilöffnungsgrades DEG_EGR für die SCC-Betriebsart berechnet. If the result of step 401 is "no", the process proceeds to step 403 . In step 403 , target values of the control parameters of the air system except for the ASR valve 24 are calculated as the target values for the SCC mode. More specifically, in step 403, the target values of the throttle valve opening degree DEG _THR and the EGR valve opening degree DEG _EGR for the SCC mode are calculated.

Air flow regulator valve control routine

Wenn die in Fig. 6 gezeigte Luftstromregulationsventilsteuerungsroutine (ASRCV-Routine) in Schritt 500 von der in Fig. 2 gezeigten EMC-Routine gestartet ist, wird ermittelt, ob die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_ERQ in Schritt 501 die SCC-Betriebsart ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 501 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 503 weiter. In Schritt 503 wird ein Zielwert des ASR- Ventilöffnungsgrades DEG_ASR für die SCC-Betriebsart berechnet. When the airflow regulation valve control routine (ASRCV routine) shown in FIG. 6 is started in step 500 from the EMC routine shown in FIG. 2, it is determined whether or not the requested combustion _mode MODE _{ERQ is} the SCC _mode in step 501 . If the result of step 501 is "yes", the process proceeds to step 503 . In step 503 , a target value of the ASR valve opening degree DEG _ASR for the SCC operating mode is calculated.

Wenn das Ergebnis von Schritt 501 "Nein" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 502 weiter. In Schritt 502 wird ermittelt, ob die Kraftstoffsystemsteuerungsbetriebsart MODE_FUEL oder die tatsächliche Verbrennungsbetriebsart MODE_ACT die SCC-Betriebsart ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 502 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 503 weiter, und wird der Zielwert des ASR-Ventils DEG_ASR für die SCC-Betriebsart berechnet. Auch nachdem die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ zu der HC-Betriebsart geändert ist, wird somit der Zielwert des ASR-Ventilöffnungsgrades DEG_ASR auf dem Zielwert der SCC-Betriebsart solange beibehalten, wie die Kraftstoffsystemsteuerungsbetriebsart MODE_FUEL oder die tatsächliche Verbrennungsbetriebsart MODE_ACT die SCC-Betriebsart ist. If the result of step 501 is "no", the process proceeds to step 502 . In step 502 , it is determined whether the fuel system _{control mode} MODE _FUEL or the actual combustion mode MODE _{ACT is} the SCC mode or not. If the result of step 502 is "yes", the process proceeds to step 503 and the target value of the ASR valve DEG _ASR for the SCC mode is calculated. Thus, even after the requested combustion mode MODE _{REQ is changed} to the HC mode, the target value of the ASR valve opening degree DEG _{ASR is maintained} at the target value of the SCC mode as long as the fuel system _{control mode} MODE _FUEL or the actual combustion mode MODE _ACT the SCC mode is.

Wenn das Ergebnis von Schritt 502 "Nein" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 504 weiter. In Schritt 504 wird ein Zielwert des ASR-Ventilöffnungsgrades DEG_ASR für die HC-Betriebsart berechnet. If the result of step 502 is "no", the process proceeds to step 504 . In step 504 , a target value of the ASR valve opening degree DEG _ASR for the HC operating mode is calculated.

Fuel system control routine

Wenn die in Fig. 7 gezeigte Kraftstoffsystemsteuerungsroutine (FSC-Routine) in Schritt 600 der in Fig. 2 gezeigten EMC-Routine gestartet ist, wird in Schritt 601 ermittelt, ob die Kraftstoffsystemsteuerungsbetriebsart MODE_FUEL oder die tatsächliche Verbrennungsbetriebsart MODE_ACT die HC-Betriebsart ist oder nicht. Wenn das Ergebnis von Schritt 601 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 602 weiter. In Schritt 602 werden Zielwerte der Steuerungsparameter des Kraftstoffsystems (die Kraftstoffeinspritzmenge und die Kraftstoffeinspritzzeitabstimmung) für die HC-Betriebsart berechnet. When the fuel system control routine (FSC routine) shown in FIG. 7 is started in step 600 of the EMC routine shown in FIG. 2, it is determined in step 601 whether the fuel system _{control mode} MODE _FUEL or the actual combustion mode MODE _{ACT is} the HC mode or not. If the result of step 601 is "yes", the process proceeds to step 602 . In step 602 , target values of the control parameters of the fuel system (the fuel injection amount and the fuel injection timing) are calculated for the HC mode.

Wenn das Ergebnis von Schritt 601 "Nein" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 603 weiter. In Schritt 603 werden Zielwerte der Steuerungsparameter des Kraftstoffsystems für die SCC- Betriebsart berechnet. If the result of step 601 is "no", the process proceeds to step 603 . In step 603 , target values of the fuel system control parameters for the SCC mode are calculated.

Ignition Control Routine

Wenn die in Fig. 8 gezeigte Zündungssystemsteuerungsroutine (ISC-Routine) in Schritt 700 der in Fig. 2 gezeigten EMC-Routine gestartet ist, wird in Schritt 701 ermittelt, ob eine Zündungssystemsteuerungsbetriebsart (MODE_IGN) die HC-Betriebsart ist oder nicht. Die Zündungssystemsteuerungsbetriebsart MODE_IGN gleicht der Kraftstoffsystemsteuerungsbetriebsart MODE_FUEL. Wenn das Ergebnis von Schritt 701 "Ja" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 702 weiter. In Schritt 702 wird ein Zielwert des Steuerungsparameters des Zündungssystems oder die Zündzeitabstimmung (IGN) für die HC-Betriebsart berechnet. When the ignition system control routine (ISC routine) shown in FIG. 8 is started in step 700 of the EMC routine shown in FIG. 2, it is determined in step 701 whether or not an ignition system control mode (MODE _IGN ) is the HC mode. The ignition system _{control mode} MODE _IGN is similar to the fuel system _{control mode} MODE _FUEL . If the result of step 701 is "yes", the process proceeds to step 702 . In step 702 , a target value of the ignition system control parameter or ignition timing (IGN) is calculated for the HC mode.

Wenn das Ergebnis von Schritt 701 "Nein" ist, schreitet der Prozess zu Schritt 703 weiter. In Schritt 703 wird der Zielwert des Steuerungsparameters des Zündungssystems oder die Zündzeitabstimmung IGN für die SCC-Betriebsart berechnet. If the result of step 701 is "no", the process proceeds to step 703 . In step 703 , the target value of the control parameter of the ignition system or the ignition timing IGN for the SCC mode is calculated.

Als nächstes wird der Unterschied zwischen der Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel und einer herkömmlichen Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerung auf der Grundlage der Zeitdiagramme erklärt, die in den Fig. 11 und 12 gezeigt sind. Das in Fig. 11 gezeigte Zeitdiagramm stellt ein Beispiel der herkömmlichen Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerung dar. In dem in Fig. 11 gezeigten Zeitablaufdiagramm wird die Verbrennungsbetriebsart von der SCC-Betriebsart zu der HC- Betriebsart geändert und wird erneut zu der SCC-Betriebsart geändert. Das in Fig. 12 gezeigte Zeitablaufdiagramm stellt ein Beispiel der Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel dar. In dem in Fig. 12 gezeigten Zeitablaufdiagramm wird die Verbrennungsbetriebsart von der SCC- Betriebsart zu der HC-Betriebsart geändert und wird erneut zu der SCC-Betriebsart geändert. Next, the difference between the combustion mode change control according to the embodiment and a conventional combustion mode change control will be explained based on the time charts shown in FIGS. 11 and 12. The time chart shown in FIG. 11 represents an example of the conventional combustion mode change control. In the time chart shown in FIG. 11, the combustion mode is changed from the SCC mode to the HC mode and is changed again to the SCC mode. The timing chart shown in FIG. 12 illustrates an example of the combustion mode change control according to the embodiment. In the timing chart shown in FIG. 12, the combustion mode is changed from the SCC mode to the HC mode and is changed again to the SCC mode.

Wenn bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor der direkten Einspritzbauart die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_ERQ von der SCC-Betriebsart zu der HC-Betriebsart geändert wird, wie in Fig. 11(a) gezeigt ist, werden unmittelbar der Drosselventilöffnungsgrad DEG_THR, der EGR-Ventilöffnungsgrad DEG_EGR und das Zielluft-Kraftstoff-Verhältnis A/F auf die Zielwerte für die HC-Betriebsart geändert, wie in den Fig. 11(b), 11(c) und 11(j) gezeigt ist. Unterdessen wird der ASR- Ventilöffnungsgrad DEG_ASR zu dem Zielwert für die HC-Betriebsart (eine vollständig geöffnete Position) geändert, wie in Fig. 11(d) gezeigt ist. In a conventional direct injection type internal combustion engine, when the requested combustion _mode MODE _{ERQ is changed} from the SCC mode to the HC mode as shown in Fig. 11 (a), the throttle valve opening degree DEG _THR , the EGR valve opening degree DEG _EGR immediately becomes and the target air-fuel ratio A / F is changed to the target values for the HC mode as shown in Figs. 11 (b), 11 (c) and 11 (j). Meanwhile, the ASR valve opening degree DEG _{ASR is changed} to the target value for the HC mode (a fully opened position) as shown in FIG. 11 (d).

Jedoch gibt es eine Ansprechverzögerungszeitdauer "A" zwischen der Zeit, wenn die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_ERQ zu der HC-Betriebsart geändert wird, und der Zeit, wenn das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F in dem Zylinder den homogenen Verbrennungsbereich (HC-Bereich) erreicht, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Der HC-Bereich ist ein Bereich des Luft- Kraftstoff-Gemisches A/F, das fetter (niedriger) als der Grenzwert CAF2 des homogenen Verbrennungsbereiches ist, wie in Fig. 11(j) gezeigt ist. In dem HC-Bereich kann die homogene Verbrennung durchgeführt werden. Demgemäß muss während der Ansprechverzögerungszeitdauer "A" der Luftstrom, wie zum Beispiel der Wirbelstrom beziehungsweise der Drallstrom oder der Rotationsstrom erzeugt werden, um das geschichtete Luft- Kraftstoff-Gemisch durchgängig auszubilden. Wenn jedoch bei der herkömmlichen Verbrennungsbetriebsartänderungssteuerung die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ zu der HC- Betriebsart geändert wird, wird der Steuerungsparameter des Luftsteuerungsventils 24 unmittelbar zu dem Zielwert für die HC- Betriebsart geändert. Daher ist es während der Ansprechverzögerungszeitdauer "A" schwierig, den Luftstrom (den Wirbelstrom beziehungsweise den Drallstrom oder den Rotationsstrom) zum Ausbilden des geschichteten Luft-Kraftstoff- Gemisches zu erzeugen. Demgemäß kann das geschichtete Luft- Kraftstoff-Gemisch nicht in der Nähe der Zündkerze in dem Zylinder ausgebildet werden. Als Folge wird der Verbrennungszustand während der Ansprechverzögerungszeitdauer "A" unstabil und kann die Drehmomentschwankung, wie in dem Bereich "AA" in Fig. 11(k) gezeigt ist, oder die Fehlzündung auftreten. However, there is a response _delay period "A" between the time when the requested combustion _mode MODE _{ERQ is changed} to the HC mode and the time when the actual air-fuel ratio A / F in the cylinder changes the homogeneous combustion range (HC- Area) as shown in FIG. 11. The HC area is an area of the air-fuel mixture A / F that is richer (lower) than the limit value CAF2 of the homogeneous combustion area, as shown in FIG. 11 (j). Homogeneous combustion can be carried out in the HC area. Accordingly, the air flow, such as the eddy current or the swirl current or the rotation current, must be generated during the response delay period "A" in order to form the stratified air-fuel mixture consistently. However, in the conventional combustion mode change control, when the requested combustion mode MODE _{REQ is changed} to the HC mode, the control parameter of the air control valve 24 is immediately changed to the target value for the HC mode. Therefore, during the response delay period "A", it is difficult to generate the air flow (the eddy current or the swirl flow or the rotation flow) for forming the stratified air-fuel mixture. Accordingly, the stratified air-fuel mixture cannot be formed in the vicinity of the spark plug in the cylinder. As a result, the combustion state becomes unstable during the response delay period "A" and the torque fluctuation, as shown in the area "AA" in Fig. 11 (k), or the misfire may occur.

Wenn in dem Ausführungsbeispiel die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ von der SCC-Betriebsart zu der HC-Betriebsart geändert wird, wie in Fig. 12(a) gezeigt ist, werden der Drosselventilöffnungsgrad DEG_THR und der EGR- Ventilöffnungsgrad DEG_EGR zu den Zielwerten für die HC- Betriebsart geändert, wie in den Fig. 12(b) und 12(c) gezeigt ist. Unterdessen wird das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F zu dem Zielwert für die HC-Betriebsart geändert, wie in Fig. 12(j) gezeigt ist. Jedoch wird der ASR-Ventilöffnungsgrad DEGASR nicht zu diesem Zeitpunkt geändert. Stattdessen wird der ASR- Ventilöffnungsgrad DEG_ASR auf dem Zielwert für die SCC- Betriebsart während der Ansprechverzögerungszeitdauer "A" beibehalten, bis das tatsächliche Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F den HC-Bereich erreicht. In the embodiment, when the requested combustion mode MODE _{REQ is changed} from the SCC mode to the HC mode as shown in Fig. 12 (a), the throttle valve opening degree DEG _THR and the EGR valve opening degree DEG _EGR become the target values for the HC mode changed as shown in Figs. 12 (b) and 12 (c). Meanwhile, the target air-fuel ratio A / F is changed to the target value for the HC mode as shown in Fig. 12 (j). However, the ASR valve opening degree DEGASR is not changed at this time. Instead, the ASR valve opening degree DEG _{ASR is maintained} at the target value for the SCC mode during the response delay period "A" until the actual air-fuel ratio A / F reaches the HC range.

Auch nachdem die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODEREQ zu der HC-Betriebsart geändert ist, wird somit der ASR- Ventilöffnungsgrad DEG_ASR auf dem Zielwert für die SCC- Betriebsart während der Ansprechverzögerungszeitdauer "A" beibehalten. Daher kann der Luftstrom, wie zum Beispiel der Wirbelstrom beziehungsweise der Drallstrom oder der Rotationsstrom zum Ausbilden des geschichteten Luft-Kraftstoff- Gemisches in dem Zylinder erzeugt werden. Auch nachdem die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ zu der HC- Betriebsart geändert ist, kann als Folge eine stabile Schichtladeverbrennung kontinuierlich während der Ansprechverzögerungszeitdauer "A" durchgeführt werden. Dann wird der ASR-Ventilöffnungsgrad DEG_ASR zu dem Zielwert für die HC- Betriebsart geändert, nachdem das tatsächliche Luft-Krafstoff- Verhältnis A/F in dem Zylinder den HC-Bereich erreicht. Somit wird die Verbrennungsbetriebsart von der SCC-Betriebsart zu der HC-Betriebsart unter Beibehaltung der stabilen Verbrennung geändert. Als Folge wird die Drehmomentschwankung oder die Fehlzündung verhindert, während die Verbrennungsbetriebsart geändert wird. Thus, even after the requested combustion mode MODEREQ is changed to the HC mode, the ASR valve opening degree DEG _{ASR is maintained} at the target value for the SCC mode during the response delay period "A". Therefore, the air flow, such as the eddy current or the swirl flow or the rotation current, can be generated in the cylinder to form the stratified air-fuel mixture. As a result, even after the requested combustion mode MODE _{REQ is changed} to the HC mode, a stratified charge combustion can be continuously performed during the response delay period "A". Then, the ASR valve opening degree DEG _{ASR is changed} to the target value for the HC mode after the actual air-fuel ratio A / F in the cylinder reaches the HC range. Thus, the combustion mode is changed from the SCC mode to the HC mode while maintaining the stable combustion. As a result, the torque fluctuation or the misfire is prevented while the combustion mode is changed.

Wenn die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ von der HC- Betriebsart zu der SCC-Betriebsart geändert wird, werden die Steuerungsparameter des Luftsystems unmittelbar auf die Zielwerte für die SCC-Betriebsart gleichzeitig geändert. Genauer gesagt werden der ASR-Ventilöffnungsgrad DEG_ASR, der Drosselventilöffnungsgrad DEG_THR und der EGR-Ventilöffnungsgrad DEG_EGR unmittelbar auf die Zielwerte für die SCC-Betriebsart gleichzeitig geändert, wie in den Fig. 12(b), 12(c) und 12(d) gezeigt ist. Unterdessen wird das Ziel-Luft-Kraftstoff- Verhältnis A/F auf den Zielwert für die SCC-Betriebsart geändert, wie in Fig. 12(j) gezeigt ist. Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, wird die homogene Verbrennung weniger durch den Luftstrom in dem Zylinder als die Schichtladeverbrennung beeinflusst. Die homogene Verbrennung kann stabil durchgeführt werden, auch wenn der Luftstrom in dem Zylinder intensiv oder schwach ist. In Figur. 10 zeigt eine Linie SCC eine Beziehung zwischen der Intensität des Luftstromes und einer Schwankung bei der Schichtladeverbrennung. Eine Linie HC zeigt eine Beziehung zwischen der Intensität des Luftstromes und einer Schwankung bei der homogenen Verbrennung. Ein Bereich "stabiler SCC-Bereich" stellt einen Bereich der Luftstromintensität dar, in dem die Sichtladeverbrennung stabil durchgeführt wird, und stellt ein weiterer Bereich "stabiler HC-Bereich" den Bereich dar, bei dem die homogene Verbrennung stabil durchgeführt werden kann. Die stabile homogene Verbrennung kann über eine bestimmte Zeitdauer auch dann durchgeführt werden, wenn der ASR-Ventilöffnungsgrad DEGASR in einer relativ frühen Stufe geändert wird, wenn die Verbrennungsbetriebsart von der HC-Betriebsart zu der SCC- Betriebsart geändert wird. Der Luftstrom, wie zum Beispiel der Wirbelstrom beziehungsweise der Drallstrom oder der Rotationsstrom, der das geschichtete Luft-Kraftstoff-Gemisch bildet, kann in dem Zylinder in der frühen Stufe durch Ändern des ASR-Ventilöffnungsgrades DEG_ASR in der frühen Stufe erzeugt werden. Somit wird die Verbrennungsbetriebsart von der HC- Betriebsart zu der SCC-Betriebsart in einer frühen Stufe unter Beibehaltung des stabilen Verbrennungszustandes geändert. When the requested combustion mode MODE _{REQ is changed} from the HC mode to the SCC mode, the control parameters of the air system are immediately changed to the target values for the SCC mode at the same time. More specifically, the ASR valve opening degree DEG _ASR , the throttle valve opening degree DEG _THR, and the EGR valve opening degree DEG _{EGR are} immediately changed to the target values for the SCC mode at the same time, as shown in Figs. 12 (b), 12 (c) and 12 ( d) is shown. Meanwhile, the target air-fuel ratio A / F is changed to the target value for the SCC mode as shown in Fig. 12 (j). As shown in FIGS. 9 and 10, the homogeneous combustion is less affected by the air flow in the cylinder than the stratified charge combustion. The homogeneous combustion can be carried out stably even if the air flow in the cylinder is intense or weak. In figure. 10, line SCC shows a relationship between the intensity of the air flow and a fluctuation in stratified charge combustion. A line HC shows a relationship between the intensity of the air flow and a fluctuation in the homogeneous combustion. An area "stable SCC area" represents an area of the air flow intensity in which the visual charge combustion is carried out stably, and another area "stable HC area" represents the area in which the homogeneous combustion can be performed stably. The stable homogeneous combustion can be performed for a certain period of time even if the ASR valve opening degree DEGASR is changed in a relatively early stage when the combustion mode is changed from the HC mode to the SCC mode. The air flow, such as the eddy current or the swirl flow or the rotary flow, which forms the stratified air-fuel mixture, can be generated in the cylinder in the early stage by changing the ASR valve opening degree DEG _ASR in the early stage. Thus, the combustion mode is changed from the HC mode to the SCC mode at an early stage while keeping the combustion state stable.

Wenn die Steuerungsparameter des Kraftstoffsystems und des Zündungssystem unmittelbar dann geändert werden, wenn die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ zu einer der Verbrennungsbetriebsarten geändert wird, können die Parameter geändert werden, bevor das tatsächliche Luft-Kraftstoff- Verhältnis A/F in dem Zylinder den Zustand erreicht, in dem die angeforderte Verbrennungsbetriebsart MODE_REQ durchgeführt werden kann. Als Folge kann der Verbrennungszustand unstabil werden und kann eine Drehmomentschwankung und eine Fehlzündung auftreten. If the control parameters of the fuel system and the ignition system are changed immediately when the requested combustion mode MODE _{REQ is changed} to one of the combustion modes, the parameters can be changed before the actual air-fuel ratio A / F in the cylinder reaches the state in which the requested combustion mode MODE _REQ can be carried out. As a result, the combustion state can become unstable and torque fluctuation and misfire can occur.

Zum Verhindern eines solchen Problems werden in dem Ausführungsbeispiel, wenn die Verbrennungsbetriebsart geändert wird, die Steuerungsparameter des Kraftstoffsystems und des Zündungssystems geändert, wenn das tatsächliche Luft-Kraftstoff- Verhältnis A/F in dem Zylinder einen Zustand erreicht, in dem die angeforderte Verbrennung durchgeführt werden kann, wie in den Fig. 12(e), 12(f), 12(g) und 12(j) gezeigt ist. Somit werden alle Steuerungsparameter des Luftsystems, des Kraftstoffsystems und des Zündungssystems mit einer optimalen Zeitabstimmung geändert, wenn die Verbrennungsbetriebsart zu irgendeiner von den Verbrennungsbetriebsarten geändert wird. Als Folge wird die Verbrennungsbetriebsart unter Beibehaltung des stabilen Verbrennungszustandes geändert. Somit wird die Drehmomentschwankung oder die Fehlzündung auch dann verhindert, wenn die Verbrennungsbetriebsart geändert wird. In dem Ausführungsbeispiel wird das Luftstromregulationsventil als die Einrichtung zum Erzeugen des Luftstromes, wie zum Beispiel des Wirbelstromes beziehungsweise des Drallstromes oder des Rotationsstromes zum Ausbilden des geschichteten Luft- Kraftstoff-Gemisches in dem Zylinder eingesetzt. Wenn der Verbrennungsmotor zwei oder mehr Einlassventile für jeden Zylinder und einen variablen Ventilhubmechanismus hat, kann der Luftstrom zum Ausbilden des geschichteten Luft-Kraftstoff- Gemisches durch Setzen eines Teiles der Einlassventile an einen Öffnungsgrad erzeugt werden, der von dem Öffnungsgrad der anderen Einlassventile verschieden ist. Der variable Hubmechanismus steuert den Hubgrad jedes Einlassventils unabhängig. To prevent such a problem, in the embodiment, when the combustion mode is changed, the control parameters of the fuel system and the ignition system are changed when the actual air-fuel ratio A / F in the cylinder reaches a state in which the requested combustion is performed can, as shown in Figs. 12 (e), 12 (f), 12 (g) and 12 (j). Thus, all of the control parameters of the air system, fuel system, and ignition system are changed with an optimal timing when the combustion mode is changed to any of the combustion modes. As a result, the combustion mode is changed while maintaining the stable combustion state. Thus, the torque fluctuation or the misfire is prevented even when the combustion mode is changed. In the exemplary embodiment, the air flow regulating valve is used as the device for generating the air flow, such as, for example, the eddy current or the swirl flow or the rotation flow for forming the stratified air / fuel mixture in the cylinder. If the internal combustion engine has two or more intake valves for each cylinder and a variable valve lift mechanism, the air flow to form the stratified air-fuel mixture can be generated by setting a part of the intake valves to an opening degree that is different from the opening degree of the other intake valves. The variable lift mechanism controls the lift level of each intake valve independently.

In dem Ausführungsbeispiel wird die angeforderte Verbrennungsbetriebsart gemäß den Betriebsbedingungen des Verbrennungsmotors, wie zum Beispiel der Verbrennungsmotordrehzahl und des angeforderten Drehmomentes ermittelt. Alternativ kann die angeforderte Verbrennungsbetriebsart auf die HC-Betriebsart zeitweilig geändert werden, wenn die Stickstoffoxidabgabe des NO_x- Katalysators erforderlich ist, oder wenn ein Unterdruck in einem Bremskraftverstärker während der SCC-Betriebsart erforderlich ist. Es ist nicht nötig zu erwähnen, dass die vorliegenden Erfindung ebenso auf die zeitweilige Änderung der Betriebsart angewandt werden kann. In the exemplary embodiment, the requested combustion mode is determined in accordance with the operating conditions of the internal combustion engine, such as, for example, the internal combustion engine speed and the requested torque. Alternatively, the requested combustion mode can be temporarily changed to the HC mode when nitrogen oxide release of the NO _x catalyst is required or when a vacuum in a brake booster is required during the SCC mode. It is needless to say that the present invention can also be applied to the temporary change of the mode.

Die Steuerungsparameter des Luftsystems sind nicht auf den Drosselventilöffnungsgrad oder den EGR-Ventilöffnungsgrad beschränkt, sondern sie können andere Parameter einschließen, wie zum Beispiel die Ventilzeitabstimmung bei dem Einlasstakt oder dem Auslasstakt, oder Steuerungsparameter eines Freisetzungssteuerungsventils. The control parameters of the air system are not based on the Throttle valve opening degree or the EGR valve opening degree limited but they can include other parameters such as valve timing on the intake stroke or the exhaust stroke, or control parameters of one Release control valve.

Das Betriebsverfahren des ASR-Ventils 24 sollte nicht auf das des Ausführungsbeispiels beschränkt werden. Das ASR-Ventil 24 kann während des Betriebes in der SCC-Betriebsart geschlossen werden, um den Wirbelstrom beziehungsweise den Drallstrom oder den Rotationsstrom in dem Zylinder zu erzeugen, und kann während des Betriebes in der HC-Betriebsart geöffnet werden. The operating method of the ASR valve 24 should not be restricted to that of the exemplary embodiment. The ASR valve 24 can be closed during operation in the SCC mode to generate the eddy current or the swirl current or the rotational current in the cylinder, and can be opened during operation in the HC mode.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sie kann auf viele andere Arte ohne Abweichen von dem Anwendungsbereich der Erfindung ausgeführt werden. The present invention is not based on that disclosed Embodiment limited, but it can be many other types without departing from the scope of the Invention are carried out.

Wenn somit die angeforderte Verbrennungsbetriebsart des Verbrennungsmotors 11 von der Schichtladeverbrennungsbetriebsart (SCC-Betriebsart) zu der homogenen Verbrennungsbetriebsart (HC- Betriebsart) geändert wird, werden ein Öffnungsgrad eines Drosselventils 15, ein Öffnungsgrad eines Abgasrückführventils 41 und ein Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Zielwerte für die HC-Betriebsart geändert. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Öffnungsgrad eines Luftstromregulationsventils 24 auf einen Zielwert für die SCC-Betriebsart beibehalten. Somit kann ein Luftstrom zum Ausbilden eines geschichteten Luft-Kraftstoff- Gemisches in einem Zylinder aufrechterhalten werden, und kann die stabile Sichtladeverbrennung über eine bestimmte Zeitdauer fortgesetzt werden. Der Öffnungsgrad des Luftstromregulationsventils 24 wird auf den Zielwert für die HC- Betriebsart geändert, nachdem ein tatsächliches Luft-Kraftstoff- Verhältnis einen Bereich erreicht, in dem die homogene Verbrennung durchgeführt werden kann. Thus, when the requested combustion mode of the engine 11 is changed from the stratified charge combustion mode (SCC mode) to the homogeneous combustion mode (HC mode), an opening degree of a throttle valve 15 , an opening degree of an exhaust gas recirculation valve 41 and a target air-fuel ratio become Target values for HC mode changed. At this time, an opening degree of an airflow regulating valve 24 is maintained at a target value for the SCC mode. Thus, an air flow to form a stratified air-fuel mixture in a cylinder can be maintained and the stable visual charge combustion can be continued for a certain period of time. The opening degree of the air flow regulation valve 24 is changed to the target value for the HC mode after an actual air-fuel ratio reaches a range in which the homogeneous combustion can be performed.

Claims

A control system for an internal combustion engine ( 11 ), which includes a combustion mode between a stratified charge combustion mode for burning a stratified air-fuel mixture formed near a spark plug in a cylinder of the internal combustion engine ( 11 ) and a homogeneous combustion mode for burning a homogeneous air-fuel mixture formed in the cylinder changes in accordance with a combustion mode change request, the control system comprising:
air flow regulation means ( 24 ) for generating air flow to form the stratified air-fuel mixture in the cylinder during operation in a stratified charge combustion mode; and
combustion mode changing means ( 16 ) for changing control parameters of an air system including the air flow regulator ( 24 ), a fuel system and an ignition system when the combustion mode is changed,
characterized in that
the combustion mode changing means ( 16 ) changes the control parameters of the airflow regulating means ( 24 ) compared to the other control parameters of the air system with a delayed timing when the combustion mode is changed from the stratified charge combustion mode to the homogeneous combustion mode.

2. Control system for the internal combustion engine ( 11 ) according to claim 1, characterized in that
the internal combustion engine ( 11 ) injects fuel directly into the cylinder in a compression stroke to form the stratified air-fuel mixture, and
the internal combustion engine ( 11 ) injects the fuel directly into the cylinder during an intake stroke to form the homogeneous air-fuel mixture.

3. Control system for the internal combustion engine ( 11 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the combustion mode changing means ( 16 ) changes the control parameters of the air flow regulating means ( 24 ) and the other control parameters of the air system at the same time when the combustion mode of the homogeneous combustion mode is changed to stratified charge combustion mode.

4. Control system for the internal combustion engine ( 11 ) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the combustion mode change device ( 16 ) changes the control parameters of the air system other than those for the air flow regulating device ( 24 ) to target values for the requested combustion mode immediately when the requested combustion mode is changed.

5. Control system for the internal combustion engine ( 11 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the combustion mode changing device ( 16 ) changes the control parameters of the air flow regulation device ( 24 ) to a target value for the homogeneous combustion mode after the air-fuel mixture in the cylinder reaches a state in which the homogeneous combustion is being performed in a case where the requested combustion mode is changed from the stratified charge combustion mode to the homogeneous combustion mode.

6. Control system for the internal combustion engine ( 11 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the combustion mode changing means ( 16 ) changes control parameters of the fuel system and the ignition system to target values for the requested combustion mode after the air-fuel mixture in the cylinder reached a state in which the requested combustion mode can be performed in a case where the combustion mode is changed.