JP2000154745A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 運転状況に応じてエンジンの燃焼形態を変更する制御を行うエンジン制御装置において、
空燃比が略一定の定常的な燃焼形態のうち空燃比の異なる複数の定常的な燃焼形態が設定されている定常燃焼形態と、
前記複数の定常燃焼形態の一つをベース燃焼形態とし、ベース燃焼形態から他の定常燃焼形態へ変更する中間的な燃焼を行う中間燃焼形態と、
を実現する燃焼形態実施手段を備えていることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】 前記複数の定常燃焼形態は、
成層燃焼を行う成層燃焼形態と、均一燃焼で理論空燃比よりも薄い混合気により燃焼を行う均一リーン燃焼形態と、均一燃焼で理論空燃比よりも濃い混合気により燃焼を行う均一リッチ燃焼形態と、理論空燃比近傍でＥＧＲガスの環流を行う均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態又はＥＧＲガスの環流を行わない均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態としたことを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】 アクセルペダルの踏込量とエンジン回転数によりエンジンに要求される出力トルクを算出し目標トルクとして設定する目標トルク設定手段と、
該目標トルクに基づいて求めたエンジン運転領域とエンジン運転状況に応じて前記複数の定常燃焼形態から一つの定常燃焼形態を選択し目標燃焼形態として設定する目標燃焼形態設定手段と、
現状の燃焼形態を把握する現状燃焼形態把握手段と、
該把握した現状燃焼形態と前記目標燃焼形態とが同一の燃焼形態か否かを判断する判断手段と、を有し、
前記燃焼形態実施手段は、
前記現状燃焼形態と前記目標燃焼形態とが同一の燃焼形態である場合は前記目標燃焼形態として設定された定常燃焼形態を実現し、
前記現状燃焼形態と前記目標燃焼形態とが異なる燃焼形態である場合は前記中間燃焼形態を実現することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】 前記燃焼形態実施手段は、
前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態を実現するための吸気制御及びＥＧＲ制御を行うスロットルバルブ制御手段とＥＧＲバルブ制御手段の各制御値を算出する吸気・ＥＧＲ制御値算出手段と、
前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態における目標空燃比を算出する最終目標空燃比算出手段と、
前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態における基本燃料噴射量を算出する最終基本燃料噴射量算出手段と、
前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態において実際に出力されると予測される出力トルクを予測トルクとして算出する予測トルク算出手段と、
前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態における燃料噴射時期を算出する最終基本燃料噴射時期算出手段と、
前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態における点火時期を算出する最終基本点火時期算出手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】 前記吸気・ＥＧＲ制御値算出手段は、
前記目標トルクとエンジン回転数に基づき前記目標燃焼形態における基本燃料噴射量、ＥＧＲ率、目標空燃比をそれぞれ初期設定する手段と、
前記各初期設定値に基づいて前記吸気通路のスロットルバルブ制御手段の下流側に位置する吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧に対する制御目標値である空気有効成分分圧制御目標値と、
ＥＧＲガス有効成分分圧に対する制御目標値であるＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値を設定する手段と、
前記各初期設定値と新気空気量計測値と吸気管圧力値に基づいて前記吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧を推定した値である空気有効成分分圧推定値と、ＥＧＲガス有効成分分圧を推定した値であるＥＧＲガス有効成分分圧推定値を算出する手段と、
前記スロットルバルブの制御値に基づいて前記吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧を予測した値である空気有効成分分圧予測値とＥＧＲガス有効成分分圧を予測した値であるＥＧＲガス有効成分分圧予測値を算出する手段と、
前記ＥＧＲガス有効成分分圧推定値とＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値との偏差に基づいてＥＧＲガス流量の設定値を算出する手段と、
前記空気有効成分分圧の推定値と空気有効成分分圧制御目標値との偏差に基づいて前記スロットルバルブ制御手段のスロットルバルブ通過空気流量の設定値を算出する手段と、
前記ＥＧＲガス流量の設定値と吸気管圧力とに基づいてＥＧＲバルブのバルブ開度指示値を算出する手段と、
前記スロットルバルブ通過空気流量の設定値と吸気管圧力に基づいて前記スロットルバルブ制御手段のスロットルバルブ開度指示値を算出する手段と、を備えていることを特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】 前記最終基本燃料噴射量算出手段は、
前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が定常燃焼形態である場合は、
前記目標燃焼形態における目標空燃比の初期設定値である目標燃焼形態目標空燃比初期設定値と、前記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予測値のいずれか一方と、を用いて、前記定常燃焼形態における基本燃料噴射量である最終基本燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項５に記載のエンジン制御装置。
【請求項７】 前記予測トルク算出手段は、
前記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予測値のいずれか一方と前記目標燃焼形態における空気有効成分制御目標値との比により前記目標トルクを補正することにより、前記目標燃焼形態における前記予測トルクを算出することを特徴とする請求項５又は６に記載のエンジン制御装置。
【請求項８】 前記最終基本燃料噴射時期算出手段は、
前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が定常燃焼形態である場合に、
前記予測トルクとエンジン回転数に基づいて前記定常燃焼形態における基本燃料噴射時期である最終基本燃料噴射時期を算出することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項９】 前記最終基本点火時期算出手段は、
前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が定常燃焼形態である場合に、
前記予測トルクとエンジン回転数に基づいて前記定常燃焼形態における基本点火時期である最終基本点火時期を算出することを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１０】 前記燃焼形態実施手段は、
前記中間燃焼形態における前記ベース燃焼形態から前記目標燃焼形態への移行度合を示す中間燃焼比率を算出する中間燃焼比率算出手段と、
前記中間燃焼比率に基づいて前記中間燃焼形態の終了判定を行う中間燃焼形態終了判定手段と、を備えていることを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
【請求項１１】 前記中間燃焼比率算出手段は、
前記目標トルクに基づいて前記ベース燃焼形態の基本燃料噴射量、基本目標空燃比、基本ＥＧＲ量の初期設定値をそれぞれ算出するベース燃焼形態初期設定値算出手段と、
該算出された各初期設定値に基づいて前記ベース燃焼形態における前記吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧に対する制御目標値である空気有効成分分圧制御目標値とＥＧＲガス有効成分分圧に対する制御目標値であるＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値とを算出するベース燃焼形態制御目標値算出手段と、を有していることを特徴とする請求項１０に記載のエンジン制御装置。