JP2000087787A - Control device for cylinder injection type internal combustion engine - Google Patents

Control device for cylinder injection type internal combustion engine

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JP2000087787A
JP2000087787A JP10254742A JP25474298A JP2000087787A JP 2000087787 A JP2000087787 A JP 2000087787A JP 10254742 A JP10254742 A JP 10254742A JP 25474298 A JP25474298 A JP 25474298A JP 2000087787 A JP2000087787 A JP 2000087787A
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combustion
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fuel
air
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve fuel economy during idle operation by monitoring a load applied to an engine and by selecting stratified charge combustion when such a load increases as a result of auxiliaries being actuated in an idle state and when that load falls within the range through which stratified charge combustion is possible. SOLUTION: In a control device for a cylinder injection type internal combustion engine 1, in which fuel is directly injected into a combustion chamber 5 and which is equipped with control means 70 that selects either premixture combustion or stratified charge combustion according to operating conditions, the control means 70 selects stratified charge combustion if an external auxiliary load applied to the engine 1 as a result of auxiliaries 80 being actuated during idle operation does not exceed a predetermined value Pe0.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
筒内噴射型内燃エンジンの制御装置に関する。
The present invention relates to a control device for a direct injection internal combustion engine mounted on a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両に搭載される火花点火式内燃エンジ
ンにおいて、有害排出ガス成分の低減や燃費の向上等を
図るため、吸気管噴射型に代えて燃焼室に直接燃料を噴
射する筒内噴射型のガソリンエンジンが種々提案されて
いる。筒内噴射型のガソリンエンジンでは、例えば、低
負荷運転時には、主として圧縮行程中に燃料を噴射し、
点火プラグの周囲やキャビティ内に局所的に理論空燃比
に近い空燃比の混合気を形成させ、全体として希薄な空
燃比でも良好な燃焼を実現できる(以下、これを「層状
燃焼」と称す)。一方、中高負荷運転時には、吸気行程
中に燃料を噴射し、燃焼室内に均一な空燃比の混合気を
形成させ、吸気管噴射型のガソリンエンジンと同様に、
多量の燃料を燃焼させて(以下、これを「予混合燃焼」
と称する)加速時や高速走行時に要求される出力を確保
することが可能とされている。
2. Description of the Related Art In a spark ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle, in-cylinder injection in which fuel is directly injected into a combustion chamber in place of an intake pipe injection type in order to reduce harmful exhaust gas components and improve fuel efficiency. Various types of gasoline engines have been proposed. In a cylinder injection type gasoline engine, for example, during low load operation, fuel is injected mainly during the compression stroke,
A mixture having an air-fuel ratio close to the stoichiometric air-fuel ratio is locally formed around the ignition plug or in the cavity, and good combustion can be realized even with a lean air-fuel ratio as a whole (hereinafter, this is referred to as "stratified combustion"). . On the other hand, during medium-high load operation, fuel is injected during the intake stroke to form an air-fuel mixture with a uniform air-fuel ratio in the combustion chamber.
By burning a large amount of fuel (hereinafter referred to as "premixed combustion"
(Referred to as “acceleration”) or at the time of high-speed running.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このようなエンジンに
おいては、アイドル時に層状燃焼(リーン運転)を行い
アイドル燃費を向上させるように設定することが考えら
れる。しかし層状燃焼においては、空気量に対する燃料
比率がある程度以上増大すると点火プラグ回りの混合気
が濃くなり過ぎて失火したりスモークが発生したりす
る。これにより、層状燃焼の最大出力発生時における燃
焼室内の空燃比は、理論空燃比よりリーンであり、層状
燃焼時において供給可能な最大燃料量は予混合時に比べ
少量であり、結果として最大出力も低いものとなってい
る。このため、アイドル時にエアコン、パワーステアリ
ング等の外部補機負荷が加わってくると、これに対応さ
せて燃料量を増量させようとしても増量には限界がある
ため、層状燃焼時に得られる出力では対応することがで
きず、エンジン回転数の落ち込みが生じ、場合によって
はエンジンストールが生じるおそれがある。これらの要
因により、従来はアイドル時に外部補機負荷が加わった
場合には予混合燃焼とする制御を行っており、思うよう
にアイドル燃費の向上を図れなかった。
In such an engine, it is conceivable to set so that stratified combustion (lean operation) is performed at the time of idling to improve idle fuel efficiency. However, in the stratified combustion, when the fuel ratio to the air amount is increased to a certain degree or more, the air-fuel mixture around the ignition plug becomes too rich, causing misfiring or generating smoke. As a result, the air-fuel ratio in the combustion chamber when the maximum output of the stratified combustion is generated is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the maximum fuel amount that can be supplied during the stratified combustion is smaller than that at the time of the premixing. It is low. For this reason, when an external auxiliary load such as an air conditioner or power steering is applied during idling, there is a limit to increasing the fuel amount in response to this, and the output obtained during stratified combustion is not sufficient. And the engine speed may drop, and in some cases, engine stall may occur. Due to these factors, conventionally, when the external auxiliary equipment load is applied at the time of idling, the control of premixed combustion is performed, and the idling fuel efficiency cannot be improved as desired.

【0004】上述した筒内噴射型内燃エンジンとは異な
る従来型のポート噴射型希薄燃焼内燃エンジンにおい
て、アイドル運転時に外部補機負荷が加わると回転数が
変動し易いので、エアコンの作動信号が出力された際
に、リーン運転を禁止してストイキオ(理論空燃比)運
転に移行する技術が開示されている(特聞昭60−17
234号公報)。しかしながら、上記公知例では、補機
類(エアコン等)の作動信号だけに基づいて運転状態を
ストイキオ運転に切り換えているため、実際にはリーン
運転を継続可能な状態であるにもかかわらず、運転状態
が切り替わる場合があり、アイドル燃費の向上が得られ
にくいという課題が生じる。
In a conventional port injection lean-burn internal combustion engine different from the above-described in-cylinder injection internal combustion engine, when an external accessory load is applied during idling operation, the rotation speed tends to fluctuate. A technology has been disclosed in which the lean operation is prohibited and the operation is shifted to a stoichiometric (stoichiometric air-fuel ratio) operation when the operation is performed (Japanese Patent Publication No. 60-17 / 1985).
234). However, in the above-described known example, the operation state is switched to the stoichiometric operation based only on the operation signals of the auxiliary devices (such as the air conditioner). There is a case where the state is switched, and there is a problem that it is difficult to improve idle fuel efficiency.

【0005】本発明は、アイドル運転時に補機類が作動
してエンジンにかかる負荷が増大する場合でも、この負
荷をモニタして層状燃焼が可能な負荷の範囲であれば層
状燃焼を選択してアイドル運転時の燃費向上を図る筒内
噴射型内燃エンジンの制御装置を提供することを目的と
する。
According to the present invention, even if the load on the engine increases due to the operation of the auxiliary equipment during idling operation, the load is monitored and the stratified combustion is selected if the load is within the range where the stratified combustion is possible. An object of the present invention is to provide a control device for a direct injection internal combustion engine that improves fuel efficiency during idling operation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明では、燃焼室内に直接燃料を噴
射し、運転状態に応じて予混合燃焼と層状燃焼とを切り
換える制御手段を備えた筒内噴射型内燃エンジンの制御
装置において、制御手段が、アイドル運転時に補機類の
作動によりエンジンにかかる外部補機負荷が所定値を超
えない場合には層状燃焼を選択して実行するので、外部
補機負荷が所定値を超えるまではアイドル運転時であっ
ても層状燃焼状態が継続されて燃料消費が抑えられる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a control means for injecting fuel directly into a combustion chamber and switching between premixed combustion and stratified combustion in accordance with an operation state is provided. In the control device for a direct injection internal combustion engine provided, the control means selects and executes stratified combustion when the external accessory load applied to the engine does not exceed a predetermined value due to the operation of the accessories during idling operation. Therefore, the stratified combustion state is continued even during the idling operation until the external auxiliary equipment load exceeds the predetermined value, and the fuel consumption is suppressed.

【0007】請求項2記載の発明では、燃焼室内に直接
燃料を噴射し、運転状態に応じて予混合燃焼と層状燃焼
とを切り換える制御手段を備えた筒内噴射型内燃エンジ
ンの制御装置において、制御手段が、アイドル運転時の
空調機器の作動よるエンジンにかかるエンジン負荷が所
定値を超えない場合には層状燃焼を選択して実行し、エ
ンジン負荷が所定値を超えた場合でも空調機器の空調負
荷が予め設定された設定値を超えない場合には空調機器
の作動を停止させると共に層状燃焼を選択して実行する
ので、エンジン負荷が所定値を超えず、超えても空調負
荷が設定値を超えるまではアイドル運転時であっても層
状燃焼状態が継続されて燃料消費が抑えられる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a direct injection type internal combustion engine, comprising a control means for directly injecting fuel into a combustion chamber and switching between premixed combustion and stratified combustion in accordance with an operation state. The control means selects and executes stratified combustion when the engine load applied to the engine by the operation of the air conditioner during idle operation does not exceed a predetermined value, and performs air conditioning of the air conditioner even when the engine load exceeds the predetermined value. If the load does not exceed the preset value, the operation of the air conditioner is stopped and the stratified combustion is selected and executed, so that the engine load does not exceed the predetermined value, and even if the load exceeds the preset value, the air conditioning load exceeds the set value. Until it exceeds, the stratified combustion state is continued even during idle operation, and fuel consumption is suppressed.

【0008】このように、アイドル運転時にエンジンに
対する負荷が増大しても、層状燃焼が可能な負荷の場合
には層状燃焼を行い、層状燃焼ができない負荷の場合に
は、空調機器の作動を切ることでエンジンかかる負荷を
低減して層状燃焼を実行可能とするので、アイドル運転
時において層状燃焼の実行範囲を長くでき、燃料消費を
抑えてアイドル運転時の燃費向上を図れる。
As described above, even if the load on the engine increases during idling operation, stratified combustion is performed when the load allows stratified combustion, and the operation of the air conditioner is cut off when the load cannot stratified combustion. Accordingly, stratified combustion can be executed by reducing the load applied to the engine, so that the execution range of the stratified combustion can be extended during the idling operation, and the fuel consumption can be suppressed and the fuel efficiency during the idling operation can be improved.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、車両に搭載された本発明
に係る筒内噴射ガソリンエンジンの制御装置の概略構成
図である。エンジン1のシリンダヘッド2には、各気筒
毎に点火プラグ3と共に電磁式の燃料噴射弁4も取り付
けられており、燃焼室5内に直接燃料が噴射されるよう
になっている。シリンダ6内を摺動して往復運動するピ
ストン7の頂面には、上死点近傍で燃料噴射弁4からの
燃料噴露が到達する位置に、半球状のキャビティ8が形
成されている。このエンジン1の理論圧縮比は、吸気管
噴射型のものに比べて高く(本形態では、12程度)設
定されている。動弁機構としてはDOHC4弁式が採用
されており、シリンダヘッド2の上部には、吸排気弁
9,10をそれぞれ駆動するべく、吸気側カムシャフト
11と排気側カムシャフト12とが回転自在に保持され
ている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control device for a direct injection gasoline engine according to the present invention mounted on a vehicle. The cylinder head 2 of the engine 1 is also provided with an electromagnetic fuel injection valve 4 together with an ignition plug 3 for each cylinder so that fuel is directly injected into the combustion chamber 5. A hemispherical cavity 8 is formed on the top surface of a piston 7 that reciprocates while sliding in the cylinder 6 at a position near the top dead center where fuel dew from the fuel injection valve 4 reaches. The theoretical compression ratio of the engine 1 is set higher (about 12 in this embodiment) than that of the intake pipe injection type. A DOHC 4-valve valve mechanism is adopted as the valve operating mechanism. An intake camshaft 11 and an exhaust camshaft 12 are rotatably provided above the cylinder head 2 to drive intake and exhaust valves 9 and 10, respectively. Is held.

【0010】シリンダヘッド2には、両カムシャフト1
1,12の間を抜けるようにして、略直立方向に吸気ポ
ート13が形成されており、この吸気ポート13を通過
した吸気流が燃焼室5内で後述する逆タンブル流を発生
させるようになっている。排気ポート14は、通常のエ
ンジンと同様に略水平方向に形成されているが、斜めに
大径のEGRポート15が分岐している。図中、16は
冷却水温TWを検出する水温センサであり、17は各気
筒の所定のクランク位置(本形態では、5°BTDCお
よぴ75°BTDC)でクランク角信号SGTを出力す
るクランク角センサであり、19は点火プラグ3に高電
圧を出力する点火コイルである。尚、クランクシャフト
の半分の回転数で回転するカムシャフト等には、気筒判
別信号SGCを出力する気筒判別センサ(図示せず)が
取り付けられ、クランク角信号SGTがどの気筒のもの
か判別される。
The cylinder head 2 has two camshafts 1.
An intake port 13 is formed in a substantially upright direction so as to pass through between the intake ports 1 and 12, and the intake flow passing through the intake port 13 generates a reverse tumble flow described later in the combustion chamber 5. ing. The exhaust port 14 is formed in a substantially horizontal direction similarly to a normal engine, but a large-diameter EGR port 15 branches diagonally. In the figure, reference numeral 16 denotes a water temperature sensor for detecting a cooling water temperature TW, and 17 denotes a crank angle for outputting a crank angle signal SGT at a predetermined crank position (5 ° BTDC and ぴ 75 ° BTDC in this embodiment) of each cylinder. Reference numeral 19 denotes an ignition coil which outputs a high voltage to the ignition plug 3. A cylinder discrimination sensor (not shown) that outputs a cylinder discrimination signal SGC is attached to a camshaft or the like that rotates at half the number of revolutions of the crankshaft, and discriminates which cylinder the crank angle signal SGT belongs to. .

【0011】吸気ポート13には、サージタンク20を
有する吸気マニホールド21を介して、エアクリーナ2
2,スロットルボディ23,ステッパモータ式のアイド
ルスピードコントロールバルプ(以下、アイドル調整弁
という)24を具えた吸気管25が接続している。吸気
管25には、スロットルボディ23を迂回して吸気マニ
ホールド21に吸入気を導入する、大径のエアバイパス
パイプ26が併設されており、その管路にはリニアソレ
ノイド式で大型のエアバイパスバルブ(ABV弁とい
う)27が設けられている。エアバイパスパイプ26
は、吸気管25に準する流路面積を有しており、ABV
弁27の全開時にはエンジン1の低中速域で要求される
量の吸入気が流通可能となっている。一方、アイドル調
整弁24は、ABV弁27より小さい流路面債を有して
おり、吸入空気量を精度よく調整する場合にはアイドル
調整弁24を使用する。
An air cleaner 2 is connected to the intake port 13 via an intake manifold 21 having a surge tank 20.
2, an intake pipe 25 provided with a throttle body 23 and an idle speed control valve (hereinafter referred to as an idle adjustment valve) 24 of a stepper motor type. The intake pipe 25 is provided with a large-diameter air bypass pipe 26 that bypasses the throttle body 23 and introduces intake air into the intake manifold 21. A linear solenoid type large air bypass valve is provided in the pipe. (Referred to as an ABV valve) 27 is provided. Air bypass pipe 26
Has a flow passage area similar to that of the intake pipe 25, and ABV
When the valve 27 is fully opened, the required amount of intake air in the low to medium speed range of the engine 1 can flow. On the other hand, the idle adjustment valve 24 has a flow path bond smaller than the ABV valve 27, and uses the idle adjustment valve 24 when adjusting the intake air amount with high accuracy.

【0012】スロットルボディ23には、流路を開閉す
るバタフライ式のスロットル弁28と共に、スロットル
弁28の開度θthを検出することでアクセル開度情報を
検出するスロットルセンサ29と、全閉状態を検出する
アイドルスイッチ30とが備えられている。また、エア
クリーナ22の内部には吸気密度を求めるための大気圧
センサ31、吸気温センサ32が配設されており、大気
圧Pa、吸気温度Taに対応する信号を出力する。更
に、吸気管25の入口近傍には、カルマン渦式のエアフ
ローセンサ33が配設されており、一吸気行程当たりの
体積空気流量Qaに比例した渦発生信号を出力する。
The throttle body 23 includes a butterfly type throttle valve 28 for opening and closing a flow path, a throttle sensor 29 for detecting accelerator opening information by detecting an opening degree θth of the throttle valve 28, and a fully closed state. An idle switch 30 for detecting is provided. Further, inside the air cleaner 22, an atmospheric pressure sensor 31 and an intake air temperature sensor 32 for obtaining an intake air density are provided, and output signals corresponding to the atmospheric pressure Pa and the intake air temperature Ta. Further, a Karman vortex airflow sensor 33 is disposed near the inlet of the intake pipe 25, and outputs a vortex generation signal proportional to the volume air flow rate Qa per intake stroke.

【0013】一方、排気ポート14には、O2センサ4
0が取付けられた排気マニホールド41を介して、三元
触媒42や図示しないマフラー等を具えた排気管43が
接続している。また、EGRポート15は、大径のEG
Rパイプ44を介して、スロットル弁28の下流、且
つ、吸気マニホールド21の上流に接続されており、そ
の管路にはステッパモータ式のEGR弁45が設けられ
ている。
On the other hand, an O 2 sensor 4
An exhaust pipe 43 provided with a three-way catalyst 42 and a muffler (not shown) is connected through an exhaust manifold 41 to which 0 is attached. The EGR port 15 is provided with a large-diameter EG.
The EGR valve 45 is connected downstream of the throttle valve 28 and upstream of the intake manifold 21 via an R pipe 44, and is provided with a stepper motor type EGR valve 45 in the pipeline.

【0014】燃料タンク50は、図示しない車体後部に
設置されている。そして、燃料タンク50に貯留された
燃料は、電動式の低圧燃料ポンプ51で吸い上げられ、
低圧フィードパイブ52を介してエンジン1側に送給さ
れる。低圧フィードパイブ52内の燃圧は、リターンパ
イプ53の管路に介装された第1燃圧レギュレータ54
により、比較的低圧(以下、低燃圧と記す)に調圧され
る。エンジン1側に送給された燃料は、シリンダヘッド
2に取り付けられた高圧燃料ポンプ55により、高圧フ
ィードパイプ56とデリバリパイプ57とを介して各燃
料噴射弁4に送給される。本形態の場合、高圧燃料ポン
プ55は斜板アキシャルピストン式であり、排気側カム
シャフト12により駆動され、エンジン1のアイドル運
転時にも高圧の吐出圧を発生する。デリバリパイプ57
内の燃圧は、リターンパイプ58の管路に介装された第
2燃圧レギュレータ59により、比較的高圧(以下、高
燃圧と記す)に調圧される。図中、60は第2燃圧レギ
ュレータ59に取付けられた電磁式の燃圧切換弁であ
り、オン状態で燃料をリリーフして、デリバリパイプ5
7内の燃圧を所定値に低下させる。また、61は高圧燃
料ポンプ55の潤滑や冷却等を行った燃料を燃料タンク
50に還流させるリターンパイプである。
The fuel tank 50 is installed at the rear of the vehicle body (not shown). Then, the fuel stored in the fuel tank 50 is sucked up by the electric low-pressure fuel pump 51,
The air is supplied to the engine 1 via the low-pressure feed pipe 52. The fuel pressure in the low-pressure feed pipe 52 is controlled by a first fuel pressure regulator 54 interposed in the return pipe 53.
Thus, the pressure is adjusted to a relatively low pressure (hereinafter, referred to as a low fuel pressure). The fuel supplied to the engine 1 is supplied to each fuel injection valve 4 via a high-pressure feed pipe 56 and a delivery pipe 57 by a high-pressure fuel pump 55 attached to the cylinder head 2. In the case of the present embodiment, the high-pressure fuel pump 55 is of a swash plate axial piston type, is driven by the exhaust side camshaft 12, and generates a high discharge pressure even when the engine 1 is idling. Delivery pipe 57
The internal fuel pressure is regulated to a relatively high pressure (hereinafter, referred to as high fuel pressure) by a second fuel pressure regulator 59 interposed in the return pipe 58. In the drawing, reference numeral 60 denotes an electromagnetic fuel pressure switching valve attached to the second fuel pressure regulator 59, which relieves fuel in the ON state and supplies the fuel to the delivery pipe 5.
The fuel pressure in 7 is reduced to a predetermined value. Reference numeral 61 denotes a return pipe for returning the fuel, which has been lubricated or cooled by the high-pressure fuel pump 55, to the fuel tank 50.

【0015】補機類の一例であり空調機器であるエアコ
ン80は、ACコンプレッサ81で圧縮された冷媒をコ
ンデンサ82とエバポレータ83を介して循環させてい
る。ACコンプレッサ81には、エンジン1側とベルト
を介して連結された図示しないプーリが装着されてい
る。このプーリには、電磁クラッチ86が装着されてい
て、ACコンプレッサ81とプーリとの駆動系を断続可
能としている。コンデンサ82とエバポレータ83とを
結ぶ低圧配管部となる冷媒通路84には、コンデンサ8
2を通過した冷媒圧Acpを検知して外部補機負荷の変
動を検知する外部補機負荷検知手段となる冷媒圧センサ
85が装着されている。
An air conditioner 80 which is an example of auxiliary equipment and is an air conditioner circulates a refrigerant compressed by an AC compressor 81 via a condenser 82 and an evaporator 83. The AC compressor 81 is provided with a pulley (not shown) connected to the engine 1 via a belt. An electromagnetic clutch 86 is mounted on this pulley, so that the drive system between the AC compressor 81 and the pulley can be intermittently connected. A refrigerant passage 84 serving as a low-pressure pipe connecting the condenser 82 and the evaporator 83 is provided with a condenser 8.
A refrigerant pressure sensor 85 serving as an external accessory load detecting means for detecting a change in the external accessory load by detecting the refrigerant pressure Acp passing through the pressure sensor 85 is mounted.

【0016】車室内には、制御手段としてのECU(電
子制御ユニット)70が設置されている。このECU7
0には図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マ
ップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM,不
揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカ
ウンタ等が具えられ、エンジン1の総合的な制御を行っ
ている。ECU70の入力側には、作動時にエンジン1
の負荷となるエアコン装置、パワーステアリング装置、
自動変速装置等の作動状況を検出するスイッチ類、即
ち、エアコンスイッチ(A/C・SW)34、パワース
テアリングスイッチ(P/S・SW)35、インヒビタ
スイッチ・(INH・SW)36や冷媒圧センサ85が
夫々接続され、各検出信号をECU70に供給してい
る。ECU70には、上述した各種のセンサ類やスイッ
チ類の他に、図示しない多数のスイッチやセンサ類が入
力側に接続されており、出力側にも電磁クラッチ86や
各種警告灯や機器類等が接続されている。
An ECU (Electronic Control Unit) 70 as control means is installed in the vehicle interior. This ECU 7
0 includes an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, non-volatile RAM, etc.) for storing a control program, a control map, and the like, a central processing unit (CPU), a timer counter, and the like. Has comprehensive control. The input side of the ECU 70 has an engine 1
Air-conditioning equipment, power steering equipment,
Switches for detecting the operation status of the automatic transmission and the like, that is, air conditioner switch (A / C / SW) 34, power steering switch (P / S / SW) 35, inhibitor switch / (INH / SW) 36, refrigerant pressure The sensors 85 are connected to each other and supply each detection signal to the ECU 70. In addition to the various sensors and switches described above, a large number of switches and sensors (not shown) are connected to the input side of the ECU 70, and an electromagnetic clutch 86, various warning lights, devices and the like are also provided on the output side. It is connected.

【0017】ECU70は、上述した各種センサ類及び
スイッチ類からの入力信号に基づき、燃料噴射モードや
燃料噴射量を始めとして、燃料噴射終了時期、点火時期
やEGRガスの導入量等を決定し、燃料噴射弁4、点火
コイル19,EGR弁45等を駆動制御する。
The ECU 70 determines the fuel injection mode, the fuel injection amount, the fuel injection end timing, the ignition timing, the amount of EGR gas introduced, etc., based on the input signals from the various sensors and switches described above. The drive control of the fuel injection valve 4, the ignition coil 19, the EGR valve 45, and the like is performed.

【0018】アイドル運転時における補機類の作動に応
じて機関の運転状態を切り換える制御手順について説明
する。図3に示すフローチャートは、クランク角センサ
17からクランク角信号が出力される毎にECU70に
よって割り込み実行される。ECU70は、図3のステ
ップS1においてクランク角センサ17からのクランク
角信号発生時間間隔から検出されるエンジン回転数N
e、スロットルセンサ29が検出するスロットル弁開度
θth、エアーフローセンサ33が検出する一吸気工程当
りの吸入吸気量Qa、冷媒圧センサ85が検出する冷媒
圧Acpをそれぞれ読み込む。次に、ECU70は、ステ
ップS2においてアイドル運転状態にあるか否かを判別
し、アイドル運転状態にないときには、ステップS15
に進みスロットル弁開度θth、エンジン回転数Neに応
じた目標平均有効圧力Evと、エンジン回転数Neに応
じた運転モードに設定して終了する。例えば、低中速走
行のときには、図2中の吸気行程噴射モード(予混合燃
焼)によるリーン域あるいはストイキオフィードバック
域(理論空燃比フィードバック制御域)となるように吸
気行程噴射モードを選択するとともに所定の空燃比とな
るように燃料を噴射する。
A control procedure for switching the operating state of the engine according to the operation of the accessories during the idling operation will be described. The flowchart shown in FIG. 3 is executed by the ECU 70 every time a crank angle signal is output from the crank angle sensor 17. The ECU 70 determines the engine speed N based on the crank angle signal generation time interval from the crank angle sensor 17 in step S1 of FIG.
e, the throttle valve opening θth detected by the throttle sensor 29, the intake air intake amount Qa per intake process detected by the air flow sensor 33, and the refrigerant pressure Acp detected by the refrigerant pressure sensor 85 are read. Next, the ECU 70 determines whether or not the vehicle is in an idling operation state in step S2.
Then, the operation mode is set according to the target average effective pressure Ev according to the throttle valve opening θth and the engine speed Ne, and the operation mode according to the engine speed Ne, and the processing ends. For example, when the vehicle is running at low to medium speeds, the intake stroke injection mode is selected so as to be in a lean region or a stoichiometric feedback region (stoichiometric air-fuel ratio feedback control region) based on the intake stroke injection mode (premixed combustion) in FIG. Fuel is injected so as to have a predetermined air-fuel ratio.

【0019】ECU70は、ステップS2においてアイ
ドル運転状態にあると判別したときには、ステップS3
において例えば、エアコンスイッチ34がオンされたか
否かを判別し、エアコンスイッチ34がオフのときには
ステップS15に進み、エアコンスイッチ34がオンさ
れたときには、ステップS4において図示しないタイマ
ーを作動させてエンジン1を一旦ストイキオ運転として
所定時間経過を待つ。これは、エアコンスイッチ34の
オンにより、エンジン1にどの程度の負荷がかかるか不
明であり、エンスト防止のための安全対策としてストイ
キオ運転を実施する。また、ステップS4で所定時間経
過を待つのは、ここでのストイキオ運転を確実に実行さ
せるためのセルフチェックのためであり、時間的に云え
ば1秒以下である。
When the ECU 70 determines in step S2 that the vehicle is in the idling operation state, it proceeds to step S3.
For example, it is determined whether or not the air conditioner switch 34 is turned on. If the air conditioner switch 34 is off, the process proceeds to step S15. If the air conditioner switch 34 is turned on, a timer (not shown) is activated in step S4 to start the engine 1. The stoichiometric operation is waited for a predetermined time. In this case, it is unknown how much load is applied to the engine 1 when the air conditioner switch 34 is turned on, and the stoichiometric operation is performed as a safety measure for preventing engine stall. The reason why the predetermined time elapses in step S4 is for a self-check to surely execute the stoichiometric operation here, and is not more than one second in terms of time.

【0020】ECU70は、ステップS4において所定
時間経過すると、ステッブS6において記憶装置に予め
記憶されている機関負荷マップ90から例えば、スロッ
トル弁開度θthと吸入吸気量Qaとに応じた負荷Pe
を演算してステップS7に進む。この負荷Peは、アイ
ドル時におけるエンジン1にかかる総負荷であり、この
負荷Peに基づいて燃料供給量(目標空燃比)や点火時
期を設定する。
After a lapse of a predetermined time in step S4, the ECU 70 determines in step S6 a load Pe corresponding to, for example, the throttle valve opening θth and the intake air amount Qa from an engine load map 90 previously stored in the storage device.
Is calculated, and the process proceeds to step S7. The load Pe is the total load applied to the engine 1 at the time of idling, and the fuel supply amount (target air-fuel ratio) and the ignition timing are set based on the load Pe.

【0021】ステップS7では、負荷Peと記憶装置に
予め記憶されている所定値Pe0(以下、「所定値Pe0」
と記す)と比較され、負荷Peが所定値Pe0を超えない
場合には、ステップS8に進んでリーン運転に切り換え
られてステップS1に戻る。所定値Pe0は、アイドル運
転時におけるリーン運転(層状燃焼)の許容する指数で
あり、この値を負荷Peが超えなければ、リーン運転し
てもエンジン1が停止することがない下限値である。つ
まり、エアコン80が作動しても、その温度設定や外気
温度との関係から、必ずしもエアコン作動による外部補
機負荷が負荷Peに対してリーン運転を不可能とするま
で上昇させない場合もある。このため、アイドル運転時
にエアコン80が作動した場合でも負荷Peに余裕があ
る場合にはリーン運転を実行して燃料消費を抑えること
ができる。
In step S7, the load Pe and a predetermined value Pe0 stored in the storage device in advance (hereinafter, "predetermined value Pe0").
If the load Pe does not exceed the predetermined value Pe0, the flow proceeds to step S8, the operation is switched to the lean operation, and the flow returns to step S1. The predetermined value Pe0 is an index that allows the lean operation (stratified combustion) during the idling operation, and is a lower limit value at which the engine 1 does not stop even if the lean operation is performed unless the load Pe exceeds this value. That is, even when the air conditioner 80 operates, there is a case where the load of the external auxiliary equipment due to the operation of the air conditioner is not necessarily increased until the lean operation of the load Pe becomes impossible due to the temperature setting and the relationship with the outside air temperature. For this reason, even when the air conditioner 80 is operated during the idling operation, if the load Pe has a margin, the lean operation is executed to suppress the fuel consumption.

【0022】ステップS7において負荷Peが所定値P
e0を超えた場合には、ECU70はステップS9に進
み、冷媒通路84(低圧配管部)の冷媒圧Acp(空調負
荷)と記憶装置に予め記憶設定した冷媒圧設定値Acp0
(以下、「設定値Acp0」と記す)とを比較し、冷媒圧
Acpがこの設定値Acp0よりも高い場合(超える時)に
は、外気温が高く高負荷でエアコン80が活発に作動し
ていると見做し、ステップS10に進んでストイキオ運
転に切り換えてステップS1に戻る。このようにするこ
とで、冷媒圧Acpの増大によるエンジンストールを防止
できる。
In step S7, the load Pe becomes a predetermined value P
If it exceeds e0, the ECU 70 proceeds to step S9, in which the refrigerant pressure Acp (air-conditioning load) of the refrigerant passage 84 (low-pressure pipe) and the refrigerant pressure set value Accp0 stored in the storage device in advance.
(Hereinafter, referred to as “set value Acp0”), and when the refrigerant pressure Acp is higher than (exceeds) the set value Acp0, the air conditioner 80 is actively operated at a high external temperature and a high load. If it is determined that the vehicle is running, the process proceeds to step S10, switches to the stoichiometric operation, and returns to step S1. By doing so, engine stall due to an increase in the refrigerant pressure Acp can be prevented.

【0023】ステップS9において冷媒圧Acpが設定値
Acp0より低い場合(超えない時)には、外気温が低く
低負荷でエアコン80が活発に作動していないと見做
し、ステップS11に進んで電磁クラッチ86を切って
エアコン80をオフし、リーン運転(層状燃焼)に切り
換える。このリーン運転は、ステップS13における所
定時間が経過するまで行われる。このように一旦エアコ
ン80が作動した場合でもその作動状況を見極めて適時
エアコン80の作動を停止すればエンジン1にかかる負
荷Peが低減されるので、リーン運転(層状燃焼)を実
行することができる範囲が増大し、より燃料消費を抑え
ることができる。
When the refrigerant pressure Acp is lower than the set value Acp0 (when it does not exceed) in step S9, it is considered that the outside air temperature is low and the air conditioner 80 is not actively operating at a low load, and the process proceeds to step S11. The electromagnetic clutch 86 is disengaged to turn off the air conditioner 80 and switch to lean operation (stratified combustion). This lean operation is performed until the predetermined time in step S13 elapses. As described above, even if the air conditioner 80 is once operated, the operating condition of the air conditioner 80 is checked and the load Pe applied to the engine 1 is reduced if the operation of the air conditioner 80 is stopped in a timely manner. The range is increased and fuel consumption can be further reduced.

【0024】ECU70は、ステップS13で所定時間
経過すると、ステップS14で電磁クラッチ86をつな
いでエアコンを再度作動してステップS1に戻り、最新
の情報を取り込んで、上述の如く各ステップに沿って運
転状態を切り換え制御を順次実行する。このように一
旦、切ったエアコン80を再度作動させることで、車室
内の温度の上昇を抑えられる。
After a predetermined time has elapsed in step S13, the ECU 70 operates the air conditioner again by connecting the electromagnetic clutch 86 in step S14, returns to step S1, fetches the latest information, and operates according to each step as described above. The state is switched and the control is sequentially executed. By operating the air conditioner 80 once turned off again in this manner, a rise in the temperature in the vehicle compartment can be suppressed.

【0025】上述したステップS13における所定時間
とは、ここではエアコン80を停止して車室内温度があ
る温度を上回るまでの時間である。さらに、ここでは所
定時間経過後としているが、車室内温度が設定温度を上
回らない時間としてもよい。また、本形態では、ステッ
プS6において、エンジン回転数Neと吸入吸気量Qa
に応じて機関負荷マップ90から負荷Peを選択してい
るが、これに限定されるものでなく、別なルーチンで選
択あるいは演算したものを適時割り込ませて取り込んで
もよい。また、本形態では、空調負荷を低圧配管部とな
る冷媒通路84の冷媒圧から推定したが、高圧配管部と
なるACコンプレッサ81とコンデンサ82とを結ぶ冷
媒通路の冷媒圧から推定してもよい。あるいは、外気温
や車室内温度を測定してエアコン設定温度と比較するよ
うにしてもよい。
Here, the predetermined time in step S13 is a time from when the air conditioner 80 is stopped to when the vehicle interior temperature exceeds a certain temperature. Further, although the predetermined time has elapsed here, the vehicle interior temperature may not exceed the set temperature. Further, in the present embodiment, in step S6, the engine speed Ne and the intake air amount Qa
Although the load Pe is selected from the engine load map 90 in accordance with the above, the present invention is not limited to this, and a load selected or calculated by another routine may be appropriately interrupted and fetched. Further, in the present embodiment, the air conditioning load is estimated from the refrigerant pressure in the refrigerant passage 84 serving as the low-pressure pipe, but may be estimated from the refrigerant pressure in the refrigerant passage connecting the AC compressor 81 and the condenser 82 serving as the high-pressure pipe. . Alternatively, the outside air temperature or the vehicle interior temperature may be measured and compared with the air conditioner set temperature.

【0026】[0026]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、アイドル
運転時にエンジンに対する外部補機負荷が増大しても、
層状燃焼が可能な外部補機負荷の場合には層状燃焼に切
り換えられるので、アイドル運転時において層状燃焼に
長く切り換えておくことができて燃料消費を抑えられ、
アイドル運転時の燃費向上を図れる。
According to the first aspect of the present invention, even if the load of the external auxiliary equipment on the engine increases during idling operation,
In the case of an external auxiliary load capable of stratified combustion, the load is switched to the stratified combustion, so that the idling operation can be switched to the stratified combustion for a long time, and the fuel consumption can be suppressed.
Fuel efficiency can be improved during idling.

【0027】請求項2記載の発明によれば、アイドル運
転時にエンジンに対するエンジン負荷が増大しても、層
状燃焼が可能な負荷の場合には層状燃焼に切り換え、ア
イドル運転時におけるエンジン負荷が層状燃焼を許容で
きない場合には、空調機器の作動を切ることでエンジン
にかかる負荷を低減させるので、層状燃焼に切り換える
ことができ、アイドル運転時において層状燃焼の実行範
囲を増大でき、燃料消費を抑えてアイドル運転時の燃費
向上を図れる。
According to the second aspect of the present invention, even if the engine load on the engine increases during idling operation, if the load allows stratified combustion, the engine is switched to stratified combustion, and the engine load during idling is reduced to stratified combustion. If the air conditioner cannot be tolerated, the load on the engine is reduced by turning off the air conditioner, so that it is possible to switch to the stratified combustion, and to increase the execution range of the stratified combustion during the idling operation, thereby suppressing fuel consumption. Fuel efficiency can be improved during idling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る筒内噴射型内燃エンジンの制御装
置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a control device for a direct injection internal combustion engine according to the present invention.

【図2】燃料噴射モードの判定マップを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a determination map of a fuel injection mode.

【図3】本発明に係るエンジンの制御手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an engine control procedure according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 筒内噴射型内燃エンジン 70 制御手段 80 空調機器(補機類) Pe 負荷 Pe0 所定値 Acp 空調負荷(低圧配管部の冷媒圧) Acp0 冷媒圧の設定値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 In-cylinder injection internal combustion engine 70 Control means 80 Air conditioning equipment (auxiliary equipment) Pe load Pe0 Predetermined value Acp Air conditioning load (refrigerant pressure of low-pressure piping) Acp0 Refrigerant pressure set value

フロントページの続き Fターム(参考) 3G093 AB00 BA19 CA04 CA08 DA03 DA05 DA06 DA07 DA09 DB08 DB09 DB11 DB24 EA05 EB05 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 JA02 KA07 KA10 LB04 MA11 PA01Z PA05Z PA09Z PA10Z PA11Z PD03Z PE03Z PE05Z PE08Z PF07Z PF13Z PF14Z Continued on front page F term (reference) 3G093 AB00 BA19 CA04 CA08 DA03 DA05 DA06 DA07 DA09 DB08 DB09 DB11 DB24 EA05 EB05 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 JA02 KA07 KA10 LB04 MA11 PA01Z PA05Z PA09Z PA10Z PA11Z PD03Z PE03Z PE05Z PE08Z08

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼室内に直接燃料を噴射し、運転状態に
応じて予混合燃焼と層状燃焼とを切り換える制御手段を
備えた筒内噴射型内燃エンジンの制御装置において、 上記制御手段は、アイドル運転時に補機類の作動により
エンジンにかかる外部補機負荷が所定値を超えない場合
には、上記層状燃焼を行うことを特徴とする筒内噴射型
内燃エンジンの制御装置。
1. A control device for a direct injection internal combustion engine, comprising: control means for directly injecting fuel into a combustion chamber and switching between premixed combustion and stratified combustion in accordance with an operation state. A control device for a direct injection internal combustion engine, wherein the stratified combustion is performed when an external accessory load applied to the engine during operation does not exceed a predetermined value due to an operation of accessories.
【請求項2】燃焼室内に直接燃料を噴射し、運転状態に
応じて予混合燃焼と層状燃焼とを切り換える制御手段を
備えた筒内噴射型内燃エンジンの制御装置において、 上記制御手段は、アイドル運転時の空調機器の作動によ
るエンジンにかかるエンジン負荷が所定値を超えない場
合には上記層状燃焼を行い、上記エンジン負荷が上記所
定値を超えた場合でも上記空調機器の空調負荷が予め設
定された設定値を超えない場合には上記空調機器の作動
を停止させると共に上記層状燃焼を行うことを特徴とす
る筒内噴射型内燃エンジンの制御装置。
2. A control apparatus for a direct injection internal combustion engine, comprising: a control means for directly injecting fuel into a combustion chamber and switching between premixed combustion and stratified combustion in accordance with an operation state. When the engine load applied to the engine due to the operation of the air conditioner during operation does not exceed a predetermined value, the stratified combustion is performed, and even when the engine load exceeds the predetermined value, the air conditioning load of the air conditioner is set in advance. A controller for stopping the operation of the air conditioner and performing the stratified combustion if the set value is not exceeded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010133395A (en) * 2008-12-08 2010-06-17 Mitsubishi Motors Corp Control device for internal combustion engine

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