JP2000227044A - Control device for cylinder injection type engine - Google Patents

Control device for cylinder injection type engine

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JP2000227044A
JP2000227044A JP11027240A JP2724099A JP2000227044A JP 2000227044 A JP2000227044 A JP 2000227044A JP 11027240 A JP11027240 A JP 11027240A JP 2724099 A JP2724099 A JP 2724099A JP 2000227044 A JP2000227044 A JP 2000227044A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
engine
fuel
control
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JP11027240A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyotaka Mamiya
清孝 間宮
Masayuki Tetsuno
雅之 鐵野
Michihiro Imada
道宏 今田
Keiji Araki
啓二 荒木
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To raise control accuracy of air-fuel ratio in a stratified combustion mode, completely attain improvement of fuel consumption and decrease of emission, and prevent a torque shock accompanying changeover of operation modes from generating, in a cylinder injection type engine which performs feedback control in a stoichiometric mode based on the output of an O2 sensor. SOLUTION: When feedback control is performed in a stoichiometric mode, actual charging efficiency cecal is computed based on O2 sensor output and injection pulse width Ti (SA9). The ratio of the charging efficiency ce based on output of an air flow sensor to the computed value cecal is obtained as the correcting factor (k) of the charging efficiency (SA10), a charging efficiency correcting map M is rewritten. When feedforward control is performed in a stratified combustion mode, the charging efficiency ce based on the air flow sensor output is corrected by the correcting factor (k) read out from the charging efficiency correcting map M.

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、エンジンの運転状
態に応じて燃焼室への燃料噴射量を制御するようにした
筒内噴射式エンジンの制御装置に関し、特に、前記燃焼
室の吸気充填量に基づいて燃料噴射量をオープン制御
(フィードフォワード制御)するようにしたものにおい
て、吸気充填量と燃料噴射量との間の対応関係を適切に
補正する補正制御の技術分野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-cylinder injection type engine control apparatus which controls the amount of fuel injected into a combustion chamber in accordance with the operating state of the engine. In which the fuel injection amount is open-controlled (feed-forward control) based on the above, belongs to the technical field of correction control for appropriately correcting the correspondence between the intake charge amount and the fuel injection amount.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の筒内噴射式エンジン
の制御装置として、例えば特開平7−301139号公
報に示されるように、エンジンの所定の低負荷低回転領
域において燃料を気筒の圧縮行程で噴射して成層燃焼状
態で運転する一方、それ以外の運転領域では燃料を気筒
の吸気行程で噴射して均一燃焼状態で運転するようにし
たものが知られている。すなわち、前記成層燃焼状態で
は、点火プラグ近傍に比較的濃い混合気場が形成される
とともに、その周囲に層状の混合気が形成され、燃焼室
全体としては空燃比が極めてリーンな状態で混合気が燃
焼される。一方、前記均一燃焼状態では、燃焼室全体に
理論空燃比近傍の略均一な混合気が形成されて燃焼され
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device for a direct injection type engine of this kind, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-301139, for example, fuel is compressed into a cylinder in a predetermined low load and low speed region of the engine. It is known to operate in a stratified combustion state by injecting fuel in a stroke, and to operate in a uniform combustion state by injecting fuel in an intake stroke of a cylinder in other operating regions. That is, in the stratified combustion state, a relatively rich air-fuel mixture field is formed in the vicinity of the spark plug, and a stratified air-fuel mixture is formed therearound, and the air-fuel ratio of the entire combustion chamber is extremely lean and the air-fuel mixture is extremely lean. Is burned. On the other hand, in the uniform combustion state, a substantially uniform mixture near the stoichiometric air-fuel ratio is formed in the entire combustion chamber and burned.

【0003】また、前記従来例の制御装置では、エンジ
ン回転数及びスロットル開度に基づいてスロットルスピ
ード方式によりエンジンへの吸入空気量を推定して、各
気筒の吸気充填量を求め、この吸気充填量に対し適切な
空燃比になるように燃料噴射量をオープン制御するよう
にしている。さらに、吸気圧力を検出する圧力センサを
設けて、この圧力センサの出力に応じて前記吸入空気量
の推定値を補正するようにしており、このことで、吸気
充填量の演算精度、ひいては空燃比制御の精度を高めて
いる。
In the conventional control device, the amount of intake air to the engine is estimated by the throttle speed method based on the engine speed and the throttle opening, and the intake charge amount of each cylinder is obtained. The fuel injection amount is controlled to be open so that the air-fuel ratio becomes appropriate for the amount. Further, a pressure sensor for detecting the intake pressure is provided, and the estimated value of the intake air amount is corrected in accordance with the output of the pressure sensor, whereby the calculation accuracy of the intake charge amount and, consequently, the air-fuel ratio Control accuracy has been improved.

【0004】ところで、前記スロットルスピード方式に
よる吸入空気量の推定は、たとえ吸気温度や吸気圧力に
応じて補正するようにしていても、あまり精度の高いも
のではないので、この推定結果に基づく前記のような空
燃比の制御では、エンジンの燃費改善やエミッション低
減を十分に達成することはできない。そこで、近年の環
境保護に対する要請の高まりを受け、例えばホットワイ
ヤ式エアフローセンサ等の精度の高いセンサを採用した
ものが多くなりつつある。
[0004] By the way, the estimation of the intake air amount by the throttle speed method is not very accurate even if it is corrected in accordance with the intake air temperature and intake air pressure. With such control of the air-fuel ratio, it is not possible to sufficiently improve the fuel efficiency and reduce the emission of the engine. Therefore, in response to a recent increase in demand for environmental protection, for example, a sensor employing a high-precision sensor such as a hot wire airflow sensor is increasing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジンの吸
気系における空気(吸気)の流れは脈動流なので、エア
フローセンサ出力と気筒の実際の吸気充填量との間の定
量的な関係を正確に特定することは極めて難しい。これ
は、エンジンの吸気系における脈動の影響には個体差が
あり、しかも、その影響度合いが例えばエアクリーナの
目詰まり等の種々の要因により変化してしまうからであ
る。さらに、エアフローセンサそのものの計測誤差もあ
るので、結局のところ、実際に車両に搭載したエンジン
ではいかに高精度のエアフローセンサを用いていても、
そのセンサ出力に基づくオープン制御によってエンジン
の運転空燃比を十分に高精度に制御することはできず、
燃費改善及びエミッション低減の両方について改良の余
地が残されているのが実状である。
However, since the flow of air (intake) in the intake system of the engine is a pulsating flow, the quantitative relationship between the output of the airflow sensor and the actual intake air charge of the cylinder is accurately specified. It is extremely difficult to do. This is because the influence of the pulsation in the intake system of the engine has individual differences, and the degree of the influence changes due to various factors such as clogging of the air cleaner. Furthermore, since there is a measurement error of the airflow sensor itself, after all, no matter how high the accuracy of the airflow sensor is used in the engine actually mounted on the vehicle,
The open air control based on the sensor output cannot control the operating air-fuel ratio of the engine with sufficiently high accuracy.
In fact, there is still room for improvement in both fuel efficiency improvement and emission reduction.

【0006】これに対し、排気通路にO2センサを設
け、その検出結果をフィードバックして燃料噴射量を補
正することも考えられ、このようなフィードバック制御
によれば、空燃比の制御を十分に高精度に行えることは
知られている。しかしながら、従来のO2センサは、比
較的検出範囲の広いリニアO2センサであっても、優れ
た検出精度が得られるのは排気の空燃比が所定の狭い範
囲にあるときに限られるので、前記成層燃焼状態のよう
に燃焼室の空燃比が極めてリーンな状態(例えばA/F
≧30)にあるときには、フィードバック制御は行えな
い。
On the other hand, it is conceivable that an O2 sensor is provided in the exhaust passage, and the detection result is fed back to correct the fuel injection amount. According to such feedback control, the control of the air-fuel ratio is sufficiently high. It is known that precision can be achieved. However, the conventional O2 sensor, even if it is a linear O2 sensor having a relatively wide detection range, can obtain excellent detection accuracy only when the air-fuel ratio of the exhaust gas is within a predetermined narrow range. A state in which the air-fuel ratio of the combustion chamber is extremely lean such as a combustion state (for example, A / F
When ≧ 30), feedback control cannot be performed.

【0007】つまり、前記従来例のように成層燃焼状態
と均一燃焼状態とに切替えて運転するようにした筒内噴
射式エンジンにおいては、O2センサからのフィードバ
ックによって空燃比制御の精度向上が図れるのは、エン
ジンを均一燃焼状態として、空燃比を所定範囲内に制御
する場合に限られてしまう。加えて、そのようにエンジ
ンの均一燃焼状態でのみフィードバック制御を行うよう
にすると、一方で成層燃焼状態では従来同様のオープン
制御を行うことになるので、エンジンの運転中に制御の
形態が切り替わることになり、この切替えに伴うトルク
ショックの発生という新しい問題が生じる。
That is, in the direct injection type engine in which the operation is switched between the stratified combustion state and the uniform combustion state as in the conventional example, the accuracy of the air-fuel ratio control can be improved by the feedback from the O2 sensor. This is limited to the case where the engine is set to a uniform combustion state and the air-fuel ratio is controlled within a predetermined range. In addition, if feedback control is performed only in the uniform combustion state of the engine, open control similar to the conventional one is performed in the stratified combustion state, so the control mode is switched during operation of the engine. This causes a new problem of occurrence of a torque shock accompanying this switching.

【0008】具体的には、上述の如く、エンジンを成層
燃焼状態で運転し、エアフローセンサからの出力に基づ
いて燃料噴射量を制御しているときには、その制御の精
度が低い分だけ空燃比の誤差が大きくなり、エンジン出
力の目標値からのズレも大きくなっている。そして、こ
の成層燃焼状態から均一燃焼状態に移行して、前記のよ
うにO2センサからの信号に基づいてフィードバック制
御を行うようになると、空燃比の誤差が小さくなってエ
ンジン出力が目標値に近づくので、そのことによってエ
ンジン出力が変動し、運転者が違和感を感じるようなト
ルクショックが発生してしまうのである。
Specifically, as described above, when the engine is operated in a stratified combustion state and the fuel injection amount is controlled based on the output from the air flow sensor, the air-fuel ratio is reduced by the low accuracy of the control. The error increases and the deviation of the engine output from the target value also increases. Then, the state shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state, and when the feedback control is performed based on the signal from the O2 sensor as described above, the error in the air-fuel ratio decreases and the engine output approaches the target value. As a result, the engine output fluctuates, and a torque shock that causes the driver to feel uncomfortable occurs.

【0009】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、前記のようにエンジ
ンの燃料噴射量を吸気充填量に基づくオープン制御、又
は検出空燃比に基づくフィードバック制御に切替えて制
御するようにした筒内噴射式エンジンにおいて、前記吸
気充填量の検出方法に工夫を凝らして、オープン制御時
の制御精度の向上により燃費改善及びエミッション低減
の徹底を図るとともに、制御の切替えに伴うトルクショ
ックの発生を防止することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object the purpose of controlling the fuel injection amount of the engine based on the intake air charge amount as described above or the feedback control based on the detected air-fuel ratio. In the direct injection type engine, which is controlled by switching to control, the method of detecting the intake charge is devised to improve fuel efficiency and thoroughly reduce emissions by improving control accuracy during open control. The purpose of the present invention is to prevent the occurrence of a torque shock due to the switching of the torque.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、この発明では、フィードバック制御の実行時に、燃
料噴射量と空燃比とに基づいて燃焼室の実際の吸気充填
量を演算し、この演算値と充填量検出手段の検出値との
間の偏差に基づいて、フィードフォワード制御の実行時
に充填量検出手段の検出値を補正するようにした。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, at the time of executing the feedback control, the actual intake air charging amount of the combustion chamber is calculated based on the fuel injection amount and the air-fuel ratio. Based on the deviation between the calculated value and the detection value of the filling amount detecting means, the detection value of the filling amount detecting means is corrected at the time of executing the feedforward control.

【0011】具体的に、請求項1の発明では、図1に示
すように、エンジン1の気筒内燃焼室4に燃料を直接、
噴射供給する燃料噴射弁7と、前記燃焼室4の吸気充填
量を検出する充填量検出手段aと、前記燃焼室4の空燃
比を検出する空燃比検出手段bと、少なくともエンジン
1の運転状態に応じて目標空燃比を設定する目標空燃比
設定手段cと、前記燃料噴射弁7による燃料噴射量を、
前記充填量検出手段aによる検出結果に応じて燃焼室4
の空燃比が前記目標空燃比になるようにフィードフォワ
ード制御するフィードフォワード制御動作と、前記空燃
比検出手段bによる検出値が前記目標空燃比になるよう
にフィードバック制御するフィードバック制御動作との
いずれかに切替える燃料噴射制御手段gとを備えた筒内
噴射式エンジンの制御装置Aを前提とする。
More specifically, according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG.
A fuel injection valve 7 for injecting and supplying, a filling amount detecting means a for detecting a filling amount of intake air in the combustion chamber 4, an air-fuel ratio detecting means b for detecting an air-fuel ratio of the combustion chamber 4, and at least an operating state of the engine 1. Target air-fuel ratio setting means c for setting a target air-fuel ratio in accordance with
According to the detection result by the charging amount detecting means a, the combustion chamber 4
Either a feedforward control operation for performing feedforward control so that the air-fuel ratio of the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio or a feedback control operation for performing feedback control so that the value detected by the air-fuel ratio detection means b becomes the target air-fuel ratio. It is assumed that the control device A of the direct injection type engine includes the fuel injection control means g for switching to the above.

【0012】そして、前記燃料噴射弁7による燃料噴射
量を検出する噴射量検出手段dと、前記燃料噴射制御手
段gによるフィードバック制御動作の実行時に、前記空
燃比検出手段b及び噴射量検出手段dの各検出値に基づ
いて前記燃焼室4の吸気充填量を演算する充填量演算手
段eと、その充填量演算手段eによる演算値と前記充填
量検出手段aによる検出値との間の充填量の偏差を求
め、前記燃料噴射制御手段gによるフィードフォワード
制御動作の実行時に、前記充填量検出手段aの検出値を
前記充填量の偏差に基づいて補正する充填量補正手段f
とを備える構成とする。
An injection amount detecting means d for detecting an amount of fuel injection by the fuel injection valve 7 and the air-fuel ratio detecting means b and the injection amount detecting means d when the feedback control operation is performed by the fuel injection control means g. A charging amount calculating means e for calculating the intake charging amount of the combustion chamber 4 based on the detected values of the above, and a charging amount between the calculated value by the charging amount calculating means e and the detection value by the charging amount detecting means a. Of the filling amount detecting means a based on the difference of the filling amount when the fuel injection control means g executes the feedforward control operation.
And a configuration including:

【0013】前記の構成により、燃料噴射弁7による燃
料噴射量を、空燃比検出手段bによる検出値が目標空燃
比になるようにフィードバック制御することで、燃焼室
4の空燃比を高精度に制御できる。その際、空燃比検出
手段bにより検出される燃焼室4の空燃比と、噴射量検
出手段dにより検出される燃料噴射量とに基づいて、前
記燃焼室4の実際の吸気充填量を充填量演算手段eによ
り演算できるので、この演算値と充填量検出手段aの検
出値との充填量の偏差を充填量演算手段eによって求め
れば、その充填量の偏差はエンジン1の吸気脈動やセン
サ等の個体差による影響、即ち吸気充填量の偏差の特性
を正確に反映するものになる。
With the above-described configuration, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is precisely controlled by feedback-controlling the fuel injection amount of the fuel injection valve 7 so that the value detected by the air-fuel ratio detecting means b becomes the target air-fuel ratio. Can control. At this time, based on the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 detected by the air-fuel ratio detecting means b and the fuel injection amount detected by the injection amount detecting means d, the actual intake charging amount of the combustion chamber 4 is determined by the charging amount. Since the difference between the calculated value and the detected value of the charged amount detecting means a can be calculated by the charged amount calculating means e, the deviation of the charged amount can be calculated by the intake pulsation of the engine 1 or the sensor. , Which accurately reflects the characteristics of the difference in intake air charge.

【0014】そして、燃料噴射弁7による燃料噴射量を
前記充填量検出手段aの検出値に応じてフィードフォワ
ード制御するときには、その検出値を充填量補正手段f
により充填量偏差に基づいて補正することで、吸気充填
量の検出精度を大幅に高めることができる。これによ
り、フィードフォワード制御時の空燃比の制御精度が大
幅に向上するので、エンジン1の運転領域全体として燃
費改善及びエミッション低減の徹底が図られる。また、
そのようにフィードフォワード制御時の制御精度が大幅
に向上することで、エンジン出力のズレも小さくなるの
で、そのフィードフォワード制御とフィードバック制御
との切替え時にもエンジン出力が大きく変動することは
なく、よって、トルクショックの発生を防止することが
できる。
When the amount of fuel injected by the fuel injection valve 7 is controlled in a feed-forward manner in accordance with the value detected by the charged amount detecting means a, the detected value is used as the charged amount correcting means f.
By performing the correction based on the filling amount deviation, the detection accuracy of the intake filling amount can be greatly improved. As a result, the control accuracy of the air-fuel ratio during the feedforward control is greatly improved, so that the fuel economy is improved and emission is reduced as a whole in the operating region of the engine 1. Also,
Since the control accuracy at the time of the feedforward control is greatly improved, the deviation of the engine output is also reduced, so that the engine output does not fluctuate greatly even at the time of switching between the feedforward control and the feedback control. Therefore, occurrence of torque shock can be prevented.

【0015】請求項2の発明では、噴射量検出手段を、
燃料噴射弁へ入力される制御信号のパルス幅に基づいて
燃料噴射量を検出するものとする。このことで、燃料噴
射弁による実際の燃料噴射量を精度良く検出できる。
According to a second aspect of the present invention, the injection amount detecting means includes:
It is assumed that the fuel injection amount is detected based on the pulse width of the control signal input to the fuel injection valve. This makes it possible to accurately detect the actual fuel injection amount by the fuel injection valve.

【0016】請求項3の発明では、燃料噴射制御手段
は、目標空燃比設定手段により目標空燃比が理論空燃比
よりも大きな値に設定されるときにフィードフォワード
制御動作を行う一方、目標空燃比が理論空燃比近傍に設
定されるときにはフィードバック制御動作を行うものと
する。
According to the third aspect of the present invention, the fuel injection control means performs the feedforward control operation when the target air-fuel ratio is set to a value larger than the stoichiometric air-fuel ratio by the target air-fuel ratio setting means. Is set near the stoichiometric air-fuel ratio, a feedback control operation is performed.

【0017】すなわち、一般に、エンジン出力が同じで
も空燃比が理論空燃比よりも大きいときには、理論空燃
比近傍のときに比べて吸入空気量が多くなるので、吸気
脈動の影響が大きくなって、吸気充填量の検出値が実際
の値から大きくずれやすい。従って、空燃比が理論空燃
比よりも大きいときにフィードフォワード制御を行う一
方、空燃比が理論空燃比近傍のときにフィードバック制
御を行うようにしたものでは、吸気脈動の影響が大きい
フィードフォワード制御時の制御精度を大幅に向上でき
ることは、トルクショックを防止する上で特に有効であ
る。
That is, in general, when the air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio even when the engine output is the same, the amount of intake air becomes larger than when the air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio. The detected value of the filling amount is likely to greatly deviate from the actual value. Therefore, while the feed-forward control is performed when the air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio, the feedback control is performed when the air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio. That the control accuracy of the control can be greatly improved is particularly effective in preventing torque shock.

【0018】請求項4の発明では、目標空燃比設定手段
は、アクセル操作量に対応するエンジンの目標負荷と、
エンジン回転数又は吸気充填量の少なくとも一方とに基
づいて目標空燃比を設定するものとする。このことで、
アクセル操作量やエンジンの運転状態に対応するよう
に、目標空燃比を適切に設定できる。また、吸気充填量
に基づいて目標空燃比を設定する場合、その吸気充填量
の検出精度の低下によって目標空燃比そのものが不適切
な値になってしまうので、このようなものにおいて、吸
気充填量の検出精度を高めることが特に有効になる。
According to a fourth aspect of the present invention, the target air-fuel ratio setting means includes: a target load of the engine corresponding to the accelerator operation amount;
The target air-fuel ratio is set based on at least one of the engine speed and the intake charge amount. With this,
The target air-fuel ratio can be appropriately set so as to correspond to the accelerator operation amount and the operating state of the engine. Further, when the target air-fuel ratio is set based on the intake air charge, the target air-fuel ratio itself becomes an inappropriate value due to a decrease in the detection accuracy of the intake air charge. It is particularly effective to increase the detection accuracy of.

【0019】請求項5の発明では、目標空燃比設定手段
を、エンジンが低負荷側の所定運転領域にあるときに、
目標空燃比を理論空燃比よりも大きな値に設定する構成
とし、燃料噴射制御手段を、エンジンが前記所定運転領
域にあるときに、燃料噴射弁により気筒の圧縮行程で燃
料を噴射させて成層燃焼を行わせる一方、それ以外の運
転領域では気筒の吸気行程で燃料を噴射させて均一燃焼
を行わせる構成とする。
According to the fifth aspect of the present invention, the target air-fuel ratio setting means sets the target air-fuel ratio when the engine is in a predetermined low-load operation range.
The target air-fuel ratio is set to a value larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and the fuel injection control means injects fuel in the compression stroke of the cylinder by the fuel injection valve when the engine is in the predetermined operation range, and performs stratified combustion. On the other hand, in other operation regions, the fuel is injected in the intake stroke of the cylinder to perform uniform combustion.

【0020】この構成によれば、エンジンは低負荷側の
所定運転領域において成層燃焼状態で運転され、かつ空
燃比が理論空燃比よりも大きくなるようにフィードフォ
ワード制御が行われる。一方、それ以外の運転領域では
エンジンは均一燃焼状態で運転され、そのうちの少なく
とも一部の運転領域では、空燃比が理論空燃比近傍にな
るようにフィードバック制御が行われる。すなわち、前
記フィードフォワード制御とフィードバック制御との間
で制御形態が切替えられるときには、それと同時に目標
空燃比が大幅に変化するとともに、エンジンの燃焼形態
も変化することになり、このときにエンジン出力が変動
する虞れは極めて強い。従って、このようなものにおい
て、フィードフォワード制御時の空燃比の制御精度を大
幅に向上できることは、制御形態の切替え時にトルクシ
ョックの発生を防止する上で、特に有効な作用を奏す
る。
According to this configuration, the engine is operated in the stratified combustion state in the predetermined operation region on the low load side, and the feedforward control is performed so that the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, in other operation regions, the engine is operated in a uniform combustion state, and in at least a part of the operation region, feedback control is performed so that the air-fuel ratio becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio. That is, when the control mode is switched between the feedforward control and the feedback control, at the same time, the target air-fuel ratio greatly changes, and the combustion mode of the engine also changes. There is a very strong risk of doing so. Therefore, in such a system, the fact that the control accuracy of the air-fuel ratio during the feedforward control can be greatly improved has a particularly effective effect in preventing the occurrence of torque shock when the control mode is switched.

【0021】請求項6の発明では、エンジンの排気の一
部を吸気系に還流させる排気還流手段が設けられている
ものとする。このことで、エンジンの燃焼に伴う窒素酸
化物(NOx)の発生を排気の還流によって抑えること
ができる。一方、還流される排気によって吸気の流れや
脈動の影響が変化し、そのことによっても吸気充填量の
検出精度が低下すると考えられるので、このようなもの
において、吸気充填量の偏差の特性を学習して充填量検
出手段による検出値を補正することは、特に有効な作用
を奏する。
According to a sixth aspect of the present invention, an exhaust gas recirculation means for recirculating a part of the exhaust gas of the engine to the intake system is provided. Thus, the generation of nitrogen oxides (NOx) accompanying the combustion of the engine can be suppressed by the recirculation of the exhaust gas. On the other hand, since the influence of the flow and pulsation of the intake air changes due to the recirculated exhaust gas, it is considered that the detection accuracy of the intake air charge is also reduced. Correcting the value detected by the filling amount detecting means in this way has a particularly effective action.

【0022】請求項7の発明では、空燃比検出手段は、
排気の空燃比が理論空燃比近傍にあるときにのみ空燃比
を検出するものとする。この空燃比検出手段からの出力
に基づいて、燃焼室の空燃比が理論空燃比近傍の値にな
るようにフィードバック制御することができる。また、
空燃比検出手段を比較的安価なラムダO2センサにより
構成できる。
In the invention according to claim 7, the air-fuel ratio detecting means includes:
The air-fuel ratio is detected only when the air-fuel ratio of the exhaust is near the stoichiometric air-fuel ratio. Based on the output from the air-fuel ratio detecting means, feedback control can be performed so that the air-fuel ratio of the combustion chamber becomes a value near the stoichiometric air-fuel ratio. Also,
The air-fuel ratio detecting means can be constituted by a relatively inexpensive lambda O2 sensor.

【0023】請求項8の発明では、燃料噴射制御手段
を、エンジンが高負荷域にあるときにフィードフォワー
ド制御動作を行うものとする。すなわち、一般に、エン
ジンが高負荷域にあるときには吸入空気量が多くなり、
吸気脈動の影響が大きくなって吸気充填量の検出値が実
際の値から大きくずれやすい。従って、このようなとき
に吸気充填量の検出値に基づいてフィードフォワード制
御を行う場合、その検出値を補正して制御精度を向上で
きることは特に有効である。
According to the present invention, the fuel injection control means performs a feedforward control operation when the engine is in a high load range. That is, in general, when the engine is in a high load range, the intake air amount increases,
The influence of the intake pulsation becomes large, and the detected value of the intake charge is easily shifted from the actual value. Therefore, in such a case, when feedforward control is performed based on the detected value of the intake air charge, it is particularly effective that the detected value can be corrected to improve the control accuracy.

【0024】請求項9の発明では、請求項8における充
填量補正手段は、エンジンが低負荷域にあるときの充填
量の偏差の特性を学習する偏差特性学習手段を備え、そ
の学習した偏差特性に基づいて充填量検出手段による検
出値を補正する構成とする。このことで、通常、車両に
搭載されたエンジンはいわゆる低負荷から中負荷の運転
状態になっている時間が長いので、このような運転状態
にあるときに充填量の偏差の特性を学習するようにすれ
ば、その偏差特性を早期に学習できる。
According to a ninth aspect of the present invention, the filling amount correcting means of the eighth aspect includes a deviation characteristic learning means for learning a characteristic of a deviation of the filling amount when the engine is in a low load range, and the learned deviation characteristic is provided. The correction value detected by the filling amount detecting means is corrected based on the above. Because of this, usually, the engine mounted on the vehicle is in a so-called low load to medium load operation state for a long time, and therefore, it is necessary to learn the characteristics of the deviation of the filling amount in such an operation state. Then, the deviation characteristic can be learned at an early stage.

【0025】請求項10の発明によれば、空燃比検出手
段は、排気の空燃比が理論空燃比を含む所定範囲内にあ
るときにのみ空燃比を検出するものとし、燃料噴射制御
手段は、目標空燃比設定手段により目標空燃比が前記所
定範囲内に設定されるときにフィードバック制御動作を
行う一方、目標空燃比が前記所定範囲外に設定されると
きにはフィードフォワード制御動作を行うものとする。
According to the tenth aspect, the air-fuel ratio detection means detects the air-fuel ratio only when the air-fuel ratio of the exhaust gas is within a predetermined range including the stoichiometric air-fuel ratio. The feedback control operation is performed when the target air-fuel ratio is set within the predetermined range by the target air-fuel ratio setting means, and the feedforward control operation is performed when the target air-fuel ratio is set outside the predetermined range.

【0026】この構成によれば、請求項3の発明と同様
の作用効果が得られる。また、空燃比検出手段からの出
力に基づいて、燃焼室の空燃比が所定範囲内の値になる
ようにフィードバック制御することができるので、理論
空燃比近傍でのみフィードバック制御を行う場合に比べ
て、フィードフォワード制御する運転領域を拡大するこ
とができ、このことで、吸気充填量の偏差の特性をより
広い運転領域に亘って検出することができる。
According to this configuration, the same function and effect as the third aspect of the invention can be obtained. Further, based on the output from the air-fuel ratio detecting means, feedback control can be performed so that the air-fuel ratio of the combustion chamber becomes a value within a predetermined range, so that feedback control is performed only near the stoichiometric air-fuel ratio. Thus, the operation range in which the feedforward control is performed can be expanded, so that the characteristics of the deviation of the intake air charge amount can be detected over a wider operation range.

【0027】請求項11の発明では、充填量補正手段
は、少なくともエンジン回転数の異なる複数のエンジン
運転状態で充填量の偏差の特性を学習する偏差特性学習
手段を備え、その学習した偏差特性に基づいて充填量検
出手段による検出値を補正する構成とする。この構成に
よれば、エンジンの様々な運転状態に対応する充填量の
偏差に基づいて、その偏差の特性を精度良く学習でき
る。
According to the eleventh aspect of the present invention, the charging amount correcting means includes a deviation characteristic learning means for learning a characteristic of a charging amount deviation in at least a plurality of engine operating states having different engine speeds. Based on this, a configuration is adopted in which the detection value of the filling amount detection means is corrected. According to this configuration, the characteristics of the deviation can be accurately learned based on the deviation of the charged amount corresponding to various operating states of the engine.

【0028】請求項12の発明では、請求項11におけ
る偏差特性学習手段は、エンジンの始動回数が設定回数
を超える都度、吸気充填量の偏差の特性を学習するもの
とする。このことで、例えばエアクリーナ目詰まり等の
種々の要因により吸気脈動の影響度合いが変化して、吸
気充填量の偏差の特性が変わっても、その変化に対応す
るように学習内容を更新することができる。一方、エン
ジンの始動回数が設定回数を超えるまでは、既に学習し
た内容で十分なので、余計な学習は行わないことで、制
御装置の負荷を減らすことができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, the deviation characteristic learning means according to the eleventh aspect learns the characteristic of the deviation of the intake air charge amount each time the number of times of starting the engine exceeds the set number of times. Accordingly, even if the influence degree of the intake pulsation changes due to various factors such as clogging of the air cleaner, and the characteristic of the deviation of the intake air charge changes, the learning content can be updated so as to correspond to the change. it can. On the other hand, the content already learned is sufficient until the number of times of starting of the engine exceeds the set number, so that the load on the control device can be reduced by not performing unnecessary learning.

【0029】請求項13の発明では、請求項11におけ
る偏差特性学習手段は、エンジンを搭載した車両のバッ
テリ端子が一度外された後に再び接続されたとき、吸気
充填量の偏差の特性を学習するものとする。このこと
で、車両のバッテリ端子が外されて、メモリから偏差特
性の学習結果が失われても、その後、速やかに学習が行
われる。一方、そうなるまでは余計な学習は行わないこ
とで、制御装置の負荷を減らすことができる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the deviation characteristic learning means according to the eleventh aspect learns the characteristic of the deviation of the intake air charging amount when the battery terminal of the vehicle equipped with the engine is disconnected once and then connected again. Shall be. Thus, even if the battery terminal of the vehicle is disconnected and the learning result of the deviation characteristic is lost from the memory, the learning is immediately performed thereafter. On the other hand, the load on the control device can be reduced by not performing unnecessary learning until that time.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】(制御装置の全体構成)図2は本
発明の実施形態に係る筒内噴射式エンジンの制御装置A
の全体構成を示し、1は例えば車両に搭載された多気筒
エンジンである。このエンジン1は複数の気筒2,2,
…(1つのみ図示する)を有し、各気筒2内にピストン
3が往復動可能に嵌挿されていて、そのピストン3によ
り気筒2内に燃焼室4が区画されている。この燃焼室4
の上壁における気筒軸心上の位置には、点火回路5に接
続された点火プラグ6が燃焼室4に臨むように取り付け
られている。また、前記燃焼室4の側壁部には、移動す
るピストン3と干渉しない位置に、燃焼室4に燃料を直
接噴射供給するようにインジェクタ(燃料噴射弁)7が
取り付けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Overall Configuration of Control Device) FIG. 2 shows a control device A for a direct injection engine according to an embodiment of the present invention.
1 is, for example, a multi-cylinder engine mounted on a vehicle. This engine 1 has a plurality of cylinders 2, 2,
(Only one is shown), and a piston 3 is reciprocally fitted into each cylinder 2, and a combustion chamber 4 is defined in the cylinder 2 by the piston 3. This combustion chamber 4
An ignition plug 6 connected to an ignition circuit 5 is mounted at a position on the cylinder axis on the upper wall so as to face the combustion chamber 4. An injector (fuel injection valve) 7 is attached to a side wall of the combustion chamber 4 at a position not interfering with the moving piston 3 so as to directly inject and supply fuel to the combustion chamber 4.

【0031】前記インジェクタ7には、図示しないが、
高圧燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ等を有する燃
料供給回路が接続されており、この燃料供給回路によっ
て燃料タンクからの燃料を適正な圧力に調整しながら、
インジェクタ7に供給するようになっている。また、そ
の燃料圧力を検出する燃圧センサ8が設けられている。
そして、前記インジェクタ7により燃料が気筒2の圧縮
行程後期に噴射されると、その燃料噴霧はピストン3の
頂面に凹設したキャビティ(図示せず)にトラップされ
て、前記点火プラグ6近傍に比較的濃い混合気の層が形
成される。一方、前記インジェクタ7により燃料が気筒
2の吸気行程で噴射されると、その燃料噴霧は燃焼室4
に拡散して吸気(空気)と混合されて、燃焼室4に均一
な混合気が形成される。
Although not shown, the injector 7
A high-pressure fuel pump, a fuel supply circuit having a pressure regulator and the like are connected, and while the fuel from the fuel tank is adjusted to an appropriate pressure by the fuel supply circuit,
The power is supplied to the injector 7. Further, a fuel pressure sensor 8 for detecting the fuel pressure is provided.
When fuel is injected by the injector 7 in the latter half of the compression stroke of the cylinder 2, the fuel spray is trapped in a cavity (not shown) formed in the top surface of the piston 3, and near the ignition plug 6. A relatively dense mixture is formed. On the other hand, when fuel is injected by the injector 7 in the intake stroke of the cylinder 2, the fuel spray
And is mixed with the intake air (air) to form a uniform mixture in the combustion chamber 4.

【0032】前記燃焼室4は、図示しない吸気ポートに
より吸気弁9を介して吸気通路10に連通されている。
この吸気通路10は、エンジン1の燃焼室4に対しエア
クリーナ11で濾過した吸気を供給するものであり、上
流側から下流側に向かって順に、エンジン1に吸入され
る吸入空気量を検出するホットワイヤ式エアフローセン
サ12と、吸気通路10を絞る電気式スロットル弁13
と、サージタンク14とがそれぞれ配設されている。前
記電気式スロットル弁13は、図外のアクセルペダルに
対し機械的には連結されておらず、モータ15により駆
動されて開閉するようになっている。さらに、前記スロ
ットル弁13の開度を検出するスロットル開度センサ1
6と、サージタンク14内の吸気圧を検出する吸気圧セ
ンサ17とがそれぞれ設けられている。
The combustion chamber 4 is connected to an intake passage 10 via an intake valve 9 via an intake port (not shown).
The intake passage 10 supplies the intake air filtered by the air cleaner 11 to the combustion chamber 4 of the engine 1, and detects the amount of intake air taken into the engine 1 in order from the upstream side to the downstream side. Wire type air flow sensor 12 and electric type throttle valve 13 for restricting intake passage 10
And a surge tank 14 are respectively provided. The electric throttle valve 13 is not mechanically connected to an accelerator pedal (not shown), and is driven by a motor 15 to open and close. Further, a throttle opening sensor 1 for detecting the opening of the throttle valve 13 is provided.
6 and an intake pressure sensor 17 for detecting the intake pressure in the surge tank 14 are provided.

【0033】前記サージタンク14よりも下流側の吸気
通路10は、気筒2毎に分岐する独立通路とされてい
て、その各独立通路の下流端部がさらに2つに分岐して
それぞれ吸気ポートに連通しており、その分岐路のうち
の一方にスワール制御弁18が設けられている。このス
ワール制御弁18はアクチュエータ19により駆動され
て開閉するものであり、スワール制御弁18が閉弁する
と、吸気は他方の分岐路のみから燃焼室4に供給され
て、その燃焼室4に強い吸気スワールが生成される一
方、スワール制御弁18が開くに連れて、吸気スワール
は弱められるようになっている。また、そのスワール制
御弁18の開度を検出するスワール制御弁開度センサ2
0が設けられている。
The intake passage 10 on the downstream side of the surge tank 14 is an independent passage branching for each cylinder 2. The downstream end of each independent passage is further branched into two and connected to the intake port. The swirl control valve 18 is provided on one of the branches. The swirl control valve 18 is driven by an actuator 19 to open and close. When the swirl control valve 18 is closed, intake air is supplied to the combustion chamber 4 only from the other branch passage, and strong intake air is supplied to the combustion chamber 4. While swirl is generated, intake swirl is reduced as the swirl control valve 18 opens. A swirl control valve opening sensor 2 for detecting the opening of the swirl control valve 18
0 is provided.

【0034】図2において22は燃焼室4から燃焼ガス
を排出する排気通路で、この排気通路22の上流端は気
筒2毎に分岐して、図示しない排気ポートにより排気弁
23を介して燃焼室4に連通されている。この排気通路
22には上流側から下流側に向かって順に、排気中の酸
素濃度を検出するO2センサ(空燃比検出手段)24
と、排気を浄化する触媒25とがそれぞれ配設されてい
る。前記O2センサ24は、排気中の酸素濃度に基づい
て空燃比を検出するために用いられるものであり、その
出力が理論空燃比を境にステップ状に反転するいわゆる
ラムダO2センサが用いられている(図15参照)。
In FIG. 2, reference numeral 22 denotes an exhaust passage for discharging combustion gas from the combustion chamber 4. The upstream end of the exhaust passage 22 branches off for each cylinder 2 and is connected to an exhaust port (not shown) via an exhaust valve 23 through an exhaust valve 23. 4 is connected. An O2 sensor (air-fuel ratio detecting means) 24 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas is provided in the exhaust passage 22 in order from the upstream side to the downstream side.
And a catalyst 25 for purifying the exhaust gas. The O2 sensor 24 is used to detect the air-fuel ratio based on the oxygen concentration in the exhaust gas, and a so-called lambda O2 sensor whose output is inverted in a stepwise manner at the stoichiometric air-fuel ratio is used. (See FIG. 15).

【0035】また、前記触媒25は、軸方向(排気の流
れ方向)に沿って互いに平行に延びる多数の貫通孔が開
口するハニカム構造のコージェライト製担体(図示せ
ず)を有し、その各貫通孔壁面に触媒層を形成したもの
である。この触媒25には、空燃比が理論空燃比よりも
大きいリーン状態でNOxを吸着する一方、空燃比が理
論空燃比近傍又はこれよりも小さいリッチ状態になる
と、吸着したNOxを放出しかつ還元浄化するNOx吸
着還元タイプのものが用いられており、特に理論空燃比
近傍では、いわゆる三元触媒と同様の高い排気浄化性能
を発揮するものである。
The catalyst 25 has a cordierite carrier (not shown) having a honeycomb structure in which a large number of through holes extending in parallel with each other along an axial direction (flow direction of exhaust gas) are formed. The catalyst layer is formed on the wall surface of the through hole. While the catalyst 25 adsorbs NOx in a lean state where the air-fuel ratio is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, when the air-fuel ratio becomes rich near or below the stoichiometric air-fuel ratio, the adsorbed NOx is released and reduced and purified. In particular, in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, a NOx adsorption reduction type is used, which exhibits high exhaust gas purification performance similar to a so-called three-way catalyst.

【0036】さらに、前記O2センサ24よりも上流側
の排気通路22には、EGR通路26の上流端が分岐接
続され、このEGR通路26の下流端は前記スロットル
弁13とサージタンク14との間の吸気通路10に接続
されていて、排気の一部を吸気系に還流させるようにな
っている。このEGR通路26の下流端寄りには開度調
整可能な電気式のEGR弁27が配設されており、EG
R通路26による排気の還流量(以下EGR量という)
を調整するようになっている。そのEGR通路26及び
EGR弁27により、排気還流手段が構成されている。
また、そのEGR弁27のリフト量を検出するリフトセ
ンサ28が設けられている。
Further, an upstream end of an EGR passage 26 is branched and connected to the exhaust passage 22 upstream of the O2 sensor 24, and a downstream end of the EGR passage 26 is provided between the throttle valve 13 and the surge tank 14. And a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system. An electric EGR valve 27 whose opening degree can be adjusted is disposed near the downstream end of the EGR passage 26.
Exhaust gas recirculation amount through the R passage 26 (hereinafter referred to as EGR amount)
Is to be adjusted. The EGR passage 26 and the EGR valve 27 constitute an exhaust gas recirculation unit.
Further, a lift sensor 28 for detecting a lift amount of the EGR valve 27 is provided.

【0037】前記点火プラグ6の点火回路5、インジェ
クタ7、電気式スロットル弁13の駆動モータ15、ス
ワール制御弁18のアクチュエータ19、電気式EGR
弁27等はコントロールユニット40(以下、ECUと
いう)によって作動制御されるようになっている。一
方、このECU40には、前記エアフローセンサ12、
スロットル開度センサ16、吸気圧センサ17、スワー
ル制御弁開度センサ20、O2センサ24及びEGR弁
27のリフトセンサ28の各出力信号が入力されてお
り、加えて、エンジン1の冷却水温度(エンジン水温)
を検出する水温センサ30、吸気温度を検出する吸気温
センサ31、大気圧を検出する大気圧センサ32、エン
ジン回転数を検出する回転数センサ33、及びアクセル
ペダルの開度(アクセル操作量)を検出するアクセル開
度センサ34の各出力信号が入力されている。
The ignition circuit 5 of the ignition plug 6, the injector 7, the drive motor 15 of the electric throttle valve 13, the actuator 19 of the swirl control valve 18, the electric EGR
The operation of the valve 27 and the like is controlled by a control unit 40 (hereinafter, referred to as an ECU). On the other hand, the ECU 40 includes the air flow sensor 12,
The output signals of the throttle opening sensor 16, the intake pressure sensor 17, the swirl control valve opening sensor 20, the O2 sensor 24, and the lift sensor 28 of the EGR valve 27 are input, and in addition, the cooling water temperature of the engine 1 ( Engine water temperature)
Temperature sensor 30, an intake air temperature sensor 31, which detects an intake air temperature, an atmospheric pressure sensor 32, which detects an atmospheric pressure, a rotation speed sensor 33, which detects an engine speed, and an opening degree of an accelerator pedal (accelerator operation amount). Each output signal of the accelerator opening sensor 34 to be detected is input.

【0038】(エンジン制御の概要)この実施形態に係
るエンジン1は、その運転状態に応じてインジェクタ7
による燃料噴射の形態(燃料噴射時期及び空燃比等)が
切替えられて、異なる燃焼状態で運転されるようになっ
ている。すなわち、図3(a)に示すように、エンジン
1の温間時(例えば、エンジン水温が45°C以上のと
き)には、低負荷低回転側の所定領域(イ)が成層燃焼
領域とされ、インジェクタ7により圧縮行程後期に燃料
を噴射させて、点火プラグ6の近傍に混合気が偏在する
成層状態で燃焼させる燃焼モードになる。この成層燃焼
モードでは、エンジン1のポンプ損失を低減するために
スロットル弁13の開度を大きくしており、このこと
で、燃焼室4の平均空燃比は大幅にリーンな状態(例え
ばA/F=30くらい)になる。
(Outline of Engine Control) The engine 1 according to this embodiment has an injector 7 according to its operating state.
(Fuel injection timing and air-fuel ratio, etc.) are switched to operate in different combustion states. That is, as shown in FIG. 3A, when the engine 1 is warm (for example, when the engine water temperature is 45 ° C. or higher), the predetermined region (a) on the low-load low-rotation side is a stratified combustion region. Then, the fuel is injected by the injector 7 in the latter stage of the compression stroke, and the combustion mode is set in which the mixture is burned in a stratified state in which the air-fuel mixture is unevenly distributed near the ignition plug 6. In this stratified combustion mode, the opening of the throttle valve 13 is increased in order to reduce the pump loss of the engine 1, whereby the average air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is significantly lean (for example, A / F). = About 30).

【0039】一方、それ以外の運転領域(ロ)(ハ)は
均一燃焼領域とされており、インジェクタ7により吸気
行程前期に燃料を噴射させて、吸気と十分に混合して燃
焼室4に均一な混合気を形成した上で燃焼させる燃焼モ
ードになる。この均一燃焼モードにおける低負荷側の領
域(ロ)では、燃焼室4における混合気の空燃比が略理
論空燃比(A/F=14.7)になるように、燃料噴射
量やスロットル開度等を制御する(以下、ストイキオモ
ードという)。また、均一燃焼領域における高負荷ない
し高回転側の運転領域(ハ)では、空燃比を理論空燃比
よりもリッチな状態(例えばA/F=13〜14)にす
る(以下、エンリッチモードという)。さらに、同図
(a)に斜線を入れて示す領域では、EGR通路26に
より排気通路22の排気の一部を吸気通路10に還流さ
せるようにしており、このことで、燃焼室4において燃
焼に伴うNOxの発生を抑制できる。
On the other hand, the other operating regions (b) and (c) are defined as uniform combustion regions, in which fuel is injected by the injector 7 in the first half of the intake stroke, mixed sufficiently with the intake air, and uniformly mixed in the combustion chamber 4. The combustion mode is a mode in which the mixture is formed and then burned. In the low load side region (b) in the uniform combustion mode, the fuel injection amount and the throttle opening are set so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 4 becomes substantially the stoichiometric air-fuel ratio (A / F = 14.7). (Hereinafter referred to as stoichiometric mode). In the high-load or high-rotation-side operation region (c) in the uniform combustion region, the air-fuel ratio is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio (for example, A / F = 13 to 14) (hereinafter, referred to as enrichment mode). . Further, in a region shown by hatching in FIG. 5A, a part of the exhaust gas in the exhaust passage 22 is recirculated to the intake passage 10 by the EGR passage 26, whereby the combustion in the combustion chamber 4 The accompanying generation of NOx can be suppressed.

【0040】また、同図(b)に示すエンジン冷間時に
は、燃焼安定性の向上のためにエンジン1の全ての運転
領域を均一燃焼領域としており、前記温間時の運転領域
(イ)及び(ロ)を合わせたものに対応する低負荷側の
運転領域(ニ)では、エンジン1はストイキオモードで
運転される一方、前記温間時の運転領域(ハ)に対応す
る運転領域(ホ)では、エンジン1はエンリッチモード
で運転される。
In addition, when the engine is cold as shown in FIG. 3B, the entire operating region of the engine 1 is set as a uniform combustion region in order to improve combustion stability. In the low-load operation region (d) corresponding to the combination of (b) and (d), the engine 1 is operated in the stoichiometric mode, while the operation region (e) corresponding to the warm operation region (c). In), the engine 1 is operated in the enrichment mode.

【0041】図4は前記ECU40におけるエンジン制
御の基本的な処理を示す機能ブロック図である。すなわ
ち、ECU40は、吸気温センサ31及び大気圧センサ
32からの信号に基づいて吸気密度状態を検出する吸気
密度状態検出手段41を備えるとともに、回転数センサ
33及びアクセル開度センサ34からの信号に基づき、
さらに前記吸気密度状態を加味してエンジン1の目標負
荷を設定する目標負荷設定手段42を備えている。
FIG. 4 is a functional block diagram showing basic processing of engine control in the ECU 40. That is, the ECU 40 includes the intake density state detecting means 41 for detecting the intake density state based on the signals from the intake air temperature sensor 31 and the atmospheric pressure sensor 32, and converts the signals from the rotation speed sensor 33 and the accelerator opening sensor 34 into signals. Based on
Further, a target load setting means 42 for setting a target load of the engine 1 in consideration of the intake air density state is provided.

【0042】前記目標負荷設定手段42では、図5に示
すように、まず、仮想体積効率演算部42aにより、ア
クセル開度accel及びエンジン回転数neに基づいて仮想
体積効率veimgを演算する。詳しくは、予めベンチテス
ト等により、標準大気状態でかつ空燃比を理論空燃比に
保った標準運転条件下において、要求される出力性能が
得られるように、アクセル開度accel及びエンジン回転
数neと仮想体積効率veimgとの対応関係が求められ、こ
の対応関係がマップとしてECU40のメモリに記憶さ
れている。そして、このマップから、実際のアクセル開
度accel及びエンジン回転数neに対応する仮想体積効率v
eimgが読み込まれる。前記アクセル開度accel及びエン
ジン回転数neと仮想体積効率veimgとの対応関係は例え
ば図9に示すようになり、仮想体積効率veimgは。アク
セル開度accelが大きくなるに連れて増加し、かつエン
ジン回転数neが低いほど大きくなる。
In the target load setting means 42, as shown in FIG. 5, first, the virtual volume efficiency calculating section 42a calculates the virtual volume efficiency veimg based on the accelerator opening accel and the engine speed ne. Specifically, the accelerator opening degree accel and the engine speed ne are determined by a bench test or the like in advance so that the required output performance can be obtained under standard operating conditions in which the air-fuel ratio is kept at the stoichiometric air-fuel ratio under standard atmospheric conditions. A correspondence relationship with the virtual volume efficiency veimg is obtained, and this correspondence relationship is stored in the memory of the ECU 40 as a map. From this map, the virtual volumetric efficiency v corresponding to the actual accelerator opening degree accel and the engine speed ne is obtained.
eimg is read. The correspondence between the accelerator opening accel and the engine speed ne and the virtual volumetric efficiency veimg is, for example, as shown in FIG. It increases as the accelerator opening accel increases, and increases as the engine speed ne decreases.

【0043】続いて、仮想充填効率演算部42bによ
り、前記のように求めた仮想体積効率veimgに、前記吸
気密度状態検出手段41により求められた吸気密度を加
味して、仮想充填効率ceimgを演算する。この仮想充填
効率ceimgは標準運転条件下でエンジン1に要求される
出力に見合った充填効率(吸気充填量)であるが、この
ようにして求めた仮想充填効率ceimgに対し、なまし処
理部(遅延処理手段)42cにおいて次式のような一時
遅れ補正を行う。つまり、仮想充填効率ceimgに遅延処
理を施す。
Subsequently, the virtual filling efficiency calculating unit 42b calculates the virtual filling efficiency ceimg by adding the intake volume obtained by the intake density state detecting means 41 to the virtual volume efficiency veimg obtained as described above. I do. The virtual charging efficiency ceimg is a charging efficiency (intake charging amount) corresponding to the output required of the engine 1 under the standard operating conditions. The delay processing means 42c performs a temporary delay correction as shown in the following equation. That is, delay processing is performed on the virtual filling efficiency ceimg.

【0044】[0044]

【数1】 ceimgd =(1−α)×ceimg+α×ceimgd[i-1] 但し、ceimgd[i-1] は ceimgd の前回値、αは係数(0
<α<1)である。
Ceimgd = (1−α) × ceimg + α × ceimgd [i-1] where ceimgd [i-1] is the previous value of ceimgd, and α is the coefficient (0
<Α <1).

【0045】そして、前記仮想充填効率演算部42bに
より演算した仮想充填効率ceimg、又は前記なまし処理
部42cにより遅延処理した仮想充填効率ceimgdに基づ
いて、目標負荷演算部42dにより、それぞれの値に対
応する図示平均有効圧力(Pi)を目標負荷として演算
する。すなわち、なまし処理されていない仮想充填効率
ceimgに基づいて、第1目標負荷Piobjを、また、なまし
処理された仮想充填効率ceimgdに基づいて、第2目標負
荷Piobjdをそれぞれ演算する。
Then, based on the virtual filling efficiency ceimg calculated by the virtual filling efficiency calculating section 42b or the virtual filling efficiency ceimgd delayed by the smoothing processing section 42c, the target load calculating section 42d calculates the respective values. The corresponding indicated average effective pressure (Pi) is calculated as the target load. That is, the virtual filling efficiency that has not been annealed
A first target load Piobjd is calculated based on ceimg, and a second target load Piobjd is calculated based on the simulated virtual filling efficiency ceimgd.

【0046】[0046]

【数2】Piobj = K1×ceimg +K2 Piobjd = K1×ceimgd+K2 また、前記目標負荷設定手段42には、エンジン1のア
イドル運転中にエアコンディショナ等の外部負荷が加わ
ったときに、その外部負荷に見合う程度にエンジン出力
を高めるために、前記の目標負荷の演算に先立って仮想
充填効率ceimg,ceimgdを補正するアイドリング負荷補正
部42eが設けられている。
## EQU2 ## Piobjd = K1.times.ceimg + K2 Piobjd = K1.times.ceimgd + K2 When an external load such as an air conditioner is applied to the target load setting means 42 while the engine 1 is idling, the external load is reduced. In order to increase the engine output to an appropriate degree, an idling load correction unit 42e that corrects the virtual filling efficiency ceimg, ceimgd prior to the calculation of the target load is provided.

【0047】前記ECU40は、前記のように求めた第
1目標負荷Piobjとエンジン回転数neとに基づいて、基
本的な運転モードmodsを設定する運転モード設定手段4
3を備えている。すなわち、例えばエンジン温間時に
は、前記図3(a)に示すように、第1目標負荷Piobj
が所定の低負荷側しきい値Piobj*よりも低く、かつエン
ジン回転数neが低い運転領域(イ)では成層燃焼モード
とする一方、それ以外の運転領域(ロ、ハ)では均一燃
焼モードとし、第1目標負荷Piobj及びエンジン回転数n
eに応じて、ストイキオモードかエンリッチモードかの
いずれかとする。
The ECU 40 sets an operation mode setting means 4 for setting a basic operation mode mods based on the first target load Piobj and the engine speed ne obtained as described above.
3 is provided. That is, for example, when the engine is warm, as shown in FIG.
Is lower than a predetermined low load side threshold value Piobj * and the engine speed ne is low, the stratified combustion mode is set in the operation region (a), while the other operation regions (b, c) are set to the uniform combustion mode. , The first target load Piobj and the engine speed n
Either the stoichiometric mode or the enriched mode is set according to e.

【0048】また、前記ECU40はエンジン出力に関
係する各種制御パラメータの値を決定するようになって
おり、具体的には、スロットル弁13により調整される
吸入空気量、EGR弁27により調整されるEGR量、
スワール制御弁18により調整される吸気スワール強
さ、インジェクタ7による燃料噴射量、噴射時期、及び
点火プラグ6による点火時期を制御パラメータとして、
これらの制御パラメータの値を第1及び第2目標負荷Pi
obj,Piobjd及びエンジン回転数neに応じて決定する。
The ECU 40 determines the values of various control parameters related to the engine output. Specifically, the ECU 40 adjusts the intake air amount adjusted by the throttle valve 13 and the EGR valve 27. EGR amount,
The intake swirl intensity adjusted by the swirl control valve 18, the fuel injection amount by the injector 7, the injection timing, and the ignition timing by the spark plug 6 are used as control parameters.
The values of these control parameters are changed to the first and second target loads Pi.
It is determined according to obj, Piobjd and the engine speed ne.

【0049】ここで、前記制御パラメータのうちの吸入
空気量、EGR量及びスワール強さはそれぞれスロット
ル弁13、EGR弁27及びスワール制御弁18の作動
に対する応答性が比較的低い低速応答系なので、これら
の制御量であるスロットル開度tvoobj、EGR弁開度、
スワール制御弁開度は第1目標負荷Piobjとエンジン回
転数neとに応じて決定する。一方、燃料噴射量、噴射時
期及び点火時期はいずれも制御信号に速やかに応答する
高速応答系のものなので、これらは遅延処理後の第2目
標負荷Piobjdとエンジン回転数neとに応じて決定する。
Here, the intake air amount, the EGR amount and the swirl strength of the control parameters are low-speed response systems having relatively low responsiveness to the operation of the throttle valve 13, the EGR valve 27 and the swirl control valve 18, respectively. These control amounts such as throttle opening tvoobj, EGR valve opening,
The swirl control valve opening is determined according to the first target load Piobj and the engine speed ne. On the other hand, since the fuel injection amount, the injection timing, and the ignition timing are all of a high-speed response system that responds quickly to the control signal, they are determined according to the second target load Piobjd after the delay processing and the engine speed ne. .

【0050】(スロットル制御)具体的に、前記ECU
40は、前記目標負荷設定手段42により設定された第
1目標負荷Piobjに応じて、スロットル弁13を制御す
る手段として、第1目標空燃比設定手段44、目標充填
効率演算手段45及びスロットル開度演算手段46を備
えている。前記第1目標空燃比設定手段44は、吸入空
気量を制御するための目標空燃比afwbを上述の運転モー
ド設定手段43により設定された運転モード別に設定す
るものであり、図10に示すように、成層燃焼モードや
エンリッチモードでは第1目標負荷Piobjとエンジン回
転数neとに応じて、予め作成されているマップから目標
空燃比afwbを求め、また、ストイキオモードでは目標空
燃比afwbを理論空燃比とする。
(Throttle control) More specifically, the ECU
40 is a first target air-fuel ratio setting means 44, a target charging efficiency calculating means 45, and a throttle opening degree, as means for controlling the throttle valve 13 according to the first target load Piobj set by the target load setting means 42. A calculation means 46 is provided. The first target air-fuel ratio setting means 44 sets a target air-fuel ratio afwb for controlling the intake air amount for each operation mode set by the operation mode setting means 43, as shown in FIG. In the stratified combustion mode or the enrichment mode, the target air-fuel ratio afwb is obtained from a map prepared in advance according to the first target load Piobj and the engine speed ne. In the stoichiometric mode, the target air-fuel ratio afwb is calculated based on the theoretical air-fuel ratio. Fuel ratio.

【0051】また、前記目標充填効率演算手段45は、
第1目標負荷Piobj又はこれに対応する仮想充填効率cei
mgと前記目標空燃比afwbとに基づいて、例えば次式に従
って目標充填効率ceobjを演算する。
The target filling efficiency calculating means 45 includes:
The first target load Piobj or the virtual filling efficiency cei corresponding thereto
Based on mg and the target air-fuel ratio afwb, the target charging efficiency ceobj is calculated according to, for example, the following equation.

【0052】[0052]

【数3】ceobj =ceimg×{(afwb+K3)/ 14.7 }×K4 この(数3)の演算式は、仮想充填効率ceimgから、リ
ーン状態で運転される場合の目標空燃比の空気過剰率分
(afwb/14.7)と燃費改善効果分とを加味して目標充填
効率ceobjを求めるようにしたもので、係数K3,K4はいず
れも燃費改善効果分に見合う程度に目標充填効率を減少
させるような値とされている。
[Equation 3] ceobj = ceimg × {(afwb + K3) /14.7} × K4 The equation of this (Equation 3) is obtained from the virtual charging efficiency ceimg by the excess air ratio of the target air-fuel ratio when the engine is operated in the lean state ( afwb / 14.7) and the fuel efficiency improvement effect are taken into account to calculate the target charging efficiency ceobj, and the coefficients K3 and K4 are values that reduce the target charging efficiency to an extent commensurate with the fuel efficiency improvement effect. It has been.

【0053】つまり、前記仮想充填効率ceimgは、エン
ジン1が標準運転条件下で運転されるときの目標負荷に
対応する値なので、リーン運転時に同等の燃料噴射量を
確保するためには前記の空気過剰率分を加味する必要が
あるが、そのようにして理論空燃比の場合と同等の燃料
噴射量を確保した場合、リーン運転時には熱効率が高く
なることからエンジン出力が高くなってしまう(これを
燃費改善効果という)。そこで、目標負荷に対応するエ
ンジン出力を得るために、前記のように空気過剰率分を
加味するほかに、燃費改善効果分も加味するようにした
ものである。
That is, since the virtual charging efficiency ceimg is a value corresponding to the target load when the engine 1 is operated under the standard operating conditions, it is necessary to ensure the same fuel injection amount at the time of lean operation by using the above-described air. Although it is necessary to take into account the excess ratio, if the fuel injection amount is secured in the same manner as in the case of the stoichiometric air-fuel ratio, the engine output will increase due to high thermal efficiency during lean operation (this Fuel efficiency improvement effect). Therefore, in order to obtain the engine output corresponding to the target load, in addition to taking into account the excess air ratio as described above, the fuel consumption improvement effect is also taken into account.

【0054】尚、前記(数2)から、ceimg =(Piobj
−K2)/K1 となるので、これを前記(数3)に代入し
て、第1目標負荷Piobjから目標充填効率ceobjを求める
ようにしてもよい。
From the above (Equation 2), ceimg = (Piobj
−K2) / K1, and this may be substituted into the above (Equation 3) to determine the target charging efficiency ceobj from the first target load Piobj.

【0055】さらに、前記スロットル開度演算手段46
では、図6に示すように、前記のように求めた目標充填
効率ceobjを、目標体積効率演算部46aにより吸気密
度に応じて補正して、目標体積効率veobjを求め、この
目標体積効率veobj及びエンジン回転数neに応じてスロ
ットル開度tvoobjを演算する。その際、体積効率及びエ
ンジン回転数とスロットル開度との対応関係はEGRの
有無によって異なるため、その各場合についてそれぞれ
前記の対応関係を示すマップを予め作成し、EGR判別
部46cによるEGRの有無の判別結果に応じて、いず
れかのマップから目標体積効率veobj及びエンジン回転
数neに対応するスロットル開度tvoobjを読み込むように
している。
Further, the throttle opening calculating means 46
Then, as shown in FIG. 6, the target filling efficiency ceobj determined as described above is corrected by the target volume efficiency calculating unit 46a in accordance with the intake air density, and the target volume efficiency veobj is determined. The throttle opening tvoobj is calculated according to the engine speed ne. At this time, since the correspondence between the volumetric efficiency and the engine speed and the throttle opening differs depending on the presence or absence of the EGR, a map showing the correspondence is prepared in advance for each case, and the presence or absence of the EGR by the EGR determination unit 46c is determined. In accordance with the determination result, the throttle opening tvoobj corresponding to the target volumetric efficiency veobj and the engine speed ne is read from any of the maps.

【0056】ここで、前記体積効率及びエンジン回転数
とスロットル開度との対応関係は、例えば、EGRが行
われていない場合に図11に実線で示すようになり、E
GRが行われている場合には同図に破線で示すようにな
る。すなわち、スロットル開度tvoobjは、目標体積効率
veobjが大きいほど大きくされ、かつエンジン回転数ne
が高いほど大きくされるとともに、EGRがある場合に
はない場合よりも大きめにされる。
Here, the relationship between the volumetric efficiency, the engine speed and the throttle opening is, for example, as shown by a solid line in FIG. 11 when EGR is not performed.
When GR is performed, it is indicated by a broken line in FIG. That is, the throttle opening tvoobj is equal to the target volumetric efficiency.
The larger the veobj, the larger the engine speed ne
Is higher when the EGR is higher, and is made larger than when there is no EGR.

【0057】尚、成層燃焼モードでは、排気の空燃比が
極めてリーンな状態になるので、EGRガス中にも既燃
ガスだけでなく空気(酸素)が多量に含まれることにな
る。そのため、EGRがある場合にはそのEGRガス中
の既燃ガス体積割合を求め、その結果に応じて、スロッ
トル開度tvoobj及びEGR弁制御量を補正するようにし
ている。また、EGR量及びスワール強さもそれぞれエ
ンジン1の運転状態に応じて、運転モードmods別に制御
されるようになっている。
In the stratified charge combustion mode, the exhaust gas has an extremely lean air-fuel ratio, so that not only the burned gas but also a large amount of air (oxygen) is contained in the EGR gas. Therefore, if there is EGR, the burned gas volume ratio in the EGR gas is obtained, and the throttle opening tvoobj and the EGR valve control amount are corrected according to the result. Further, the EGR amount and the swirl strength are also controlled for each operation mode mods according to the operation state of the engine 1.

【0058】(燃料噴射制御)前記ECU40は、エン
ジン1の目標負荷及び運転状態に応じて目標空燃比を設
定する第2目標空燃比設定手段47を備え、また、イン
ジェクタ7による燃料噴射を制御するための燃料噴射制
御手段として、運転モード設定手段48、分割比設定手
段49、噴射量演算手段50、噴射時期設定手段51及
び噴射制御手段52を備えている。
(Fuel Injection Control) The ECU 40 includes second target air-fuel ratio setting means 47 for setting a target air-fuel ratio according to a target load and an operating state of the engine 1, and controls fuel injection by the injector 7. Operation mode setting means 48, split ratio setting means 49, injection amount calculating means 50, injection timing setting means 51, and injection control means 52.

【0059】前記第2目標空燃比設定手段47は、燃料
噴射量等の制御に用いる目標空燃比を求めるものであ
り、より具体的には図7に示すように、第2目標負荷Pi
objd又はこれに対応する仮想充填効率ceimgdと実充填効
率(吸気充填量)ceとに基づいて、演算部47aによ
り、主としてエンジン1の過渡運転時に用いられる目標
空燃比afw0を演算する。
The second target air-fuel ratio setting means 47 obtains a target air-fuel ratio used for controlling the fuel injection amount and the like. More specifically, as shown in FIG.
Based on objd or the virtual charging efficiency ceimgd corresponding thereto and the actual charging efficiency (intake charging amount) ce, the calculation unit 47a calculates the target air-fuel ratio afw0 mainly used during the transient operation of the engine 1.

【0060】[0060]

【数4】 afw0 =14.7×K1×ce/{K4×(Piobjd−K2)}−K3 [=14.7×ce/(K4×ceimgd)−K3] この(数4)の演算式は、理論空燃比と実充填効率ceと
第2目標負荷Piobjd(又は仮想充填効率ceimgd)と、上
述の燃費改善効果分を加味する係数K3,K4とを用いて、
実充填効率の下で目標負荷に対応するエンジントルクが
得られるような空燃比を求めるようにしたものである。
Afw0 = 14.7 × K1 × ce / {K4 × (Piobjd−K2)} − K3 [= 14.7 × ce / (K4 × ceimgd) −K3] The equation of (Formula 4) is the theoretical air-fuel ratio. And the actual charging efficiency ce, the second target load Piobjd (or the virtual charging efficiency ceimgd), and the coefficients K3 and K4 that take into account the above-described fuel efficiency improvement effect.
The air-fuel ratio is determined so that the engine torque corresponding to the target load can be obtained under the actual charging efficiency.

【0061】また、設定部47bにより、主としてエン
ジン1の定常運転時に用いられる目標空燃比afwbdを前
記運転モード設定手段48により設定される運転モード
modf別に設定する。すなわち、図13(a)に示す
ように、成層燃焼モードやエンリッチモードでは、第2
目標負荷Piobjdとエンジン回転数neとに基づい
て、予め作成されているマップから目標空燃比afwbdを
読み込む一方、ストイキオモードでは、目標空燃比afwb
dを理論空燃比とする。
The setting unit 47b sets a target air-fuel ratio afwbd used mainly during steady operation of the engine 1 for each operation mode modf set by the operation mode setting means 48. That is, as shown in FIG. 13A, in the stratified combustion mode or the enrichment mode, the second
Based on the target load Piobjd and the engine speed ne, the target air-fuel ratio afwbd is read from a map created in advance, while in the stoichiometric mode, the target air-fuel ratio afwb is read.
Let d be the stoichiometric air-fuel ratio.

【0062】そして、第1目標空燃比設定手段44で設
定された吸入空気量制御用の目標空燃比afwbと、前記演
算部47aにより演算された目標空燃比afw0との偏差da
fwbを偏差演算部47cにより演算して、この偏差dafwb
が大きくなるエンジン1の過渡運転時には、前記演算部
47aにより演算した目標空燃比afw0を最終的な目標空
燃比afwとする一方、前記偏差dafwbが小さいエンジン1
の定常運転時には、前記設定部47bにより設定した目
標空燃比afwbdを最終的な目標空燃比afwとする。
The deviation da between the target air-fuel ratio afwb for controlling the intake air amount set by the first target air-fuel ratio setting means 44 and the target air-fuel ratio afw0 calculated by the calculator 47a.
fwb is calculated by the deviation calculation unit 47c, and this deviation dafwb is calculated.
When the engine 1 is in a transient operation, the target air-fuel ratio afw0 calculated by the calculation unit 47a is set as the final target air-fuel ratio afw, while the engine 1 whose deviation dafwb is small.
During the steady operation, the target air-fuel ratio afwbd set by the setting unit 47b is set as the final target air-fuel ratio afw.

【0063】尚、第2目標空燃比設定手段47をこのよ
うに構成しているのは、エンジン出力上の要求とエミッ
ションとを同時に満足するためであるが、より簡単な構
成としては、前記設定部47b及び偏差演算部47cを
省略し、常に演算部47aで求めた目標空燃比afw0を燃
料噴射制御における最終的な目標空燃比afwとするよう
にしてもよい。
The second target air-fuel ratio setting means 47 is configured in this way in order to simultaneously satisfy the requirement on engine output and emission. The unit 47b and the deviation calculation unit 47c may be omitted, and the target air-fuel ratio afw0 always obtained by the calculation unit 47a may be set as the final target air-fuel ratio afw in the fuel injection control.

【0064】前記図7において、60は、後述の如き過
渡時の点火時期補正のための空燃比偏差dafwbd,dafw0を
演算する手段であり、運転モード設定手段48により成
層燃焼モードやエンリッチモードが設定されるときに
は、dafwbd=afwbd−afwを演算する一方、ストイキオモ
ードが設定されるときにはdafw0=afw0−afwを演算する
ようになっている。
In FIG. 7, reference numeral 60 denotes a means for calculating air-fuel ratio deviations dafwbd and dafw0 for correcting the ignition timing at the time of transition as described later. The operation mode setting means 48 sets the stratified combustion mode or enrich mode. When the stoichiometric mode is set, dafwbd = afwbd−afw is calculated, while dafw0 = afw0−afw is calculated.

【0065】前記運転モード設定手段48は、高速応答
系の制御パラメータを決定するために用いる運転モード
modfを、燃料噴射量制御用の目標空燃比afw0とエンジン
回転数neとに基づいて設定する。すなわち、図12に示
すように、前記演算部47aで演算された目標空燃比af
w0が成層燃焼モードの下限側基準値afw0*よりも小さく
かつ理論空燃比以上の値になる場合はストイキオモード
とし、目標空燃比afw0が理論空燃比よりも小さい所定値
afw0**になればエンリッチモードにする。反対に前記目
標空燃比afw0が下限側基準値afw0*以上であれば、成層
燃焼モードにする。この運転モードmodfの切替えにより
燃料噴射形態が切替えられて、エンジン1の運転モード
が最終的に切替えられる。尚、前記ストイキオモードと
成層燃焼モードとの間で運転モードmodfが変更されると
きに、一時的に燃料噴射を吸気行程と圧縮行程とで分割
して行うようにしてもよく、このようにすれば、燃焼状
態の急激な変化を避けることができる。
The operation mode setting means 48 is an operation mode setting means for determining the control parameters of the high-speed response system.
modf is set based on the target air-fuel ratio afw0 for controlling the fuel injection amount and the engine speed ne. That is, as shown in FIG. 12, the target air-fuel ratio af calculated by the calculation unit 47a.
If w0 is smaller than the lower limit reference value afw0 * of the stratified combustion mode and is equal to or higher than the stoichiometric air-fuel ratio, the stoichiometric mode is set, and the target air-fuel ratio afw0 is a predetermined value smaller than the stoichiometric air-fuel ratio.
If it becomes afw0 **, it will be in enriched mode. Conversely, if the target air-fuel ratio afw0 is equal to or more than the lower limit reference value afw0 *, the stratified combustion mode is set. By switching the operation mode modf, the fuel injection mode is switched, and the operation mode of the engine 1 is finally switched. Incidentally, when the operation mode modf is changed between the stoichiometric mode and the stratified combustion mode, the fuel injection may be temporarily performed by dividing the fuel injection into the intake stroke and the compression stroke. Then, a rapid change in the combustion state can be avoided.

【0066】前記分割比設定手段49は、運転モード設
定手段48により設定される運転モードmodfに応じて吸
気行程噴射と圧縮行程噴射との燃料の分割比を設定する
ものであり、成層燃焼モードでは吸気行程噴射割合を0
%とする一方、ストイキオモードやエンリッチモードで
は、吸気行程噴射割合を100%とする。尚、前記の分
割噴射を行う場合には、目標空燃比afw及びエンジン回
転数neに応じて分割比を設定するようにすればよい。
The split ratio setting means 49 sets the fuel split ratio between the intake stroke injection and the compression stroke injection according to the operation mode modf set by the operation mode setting means 48. In the stratified combustion mode, Intake stroke injection ratio is 0
%, While in the stoichiometric mode or the enriched mode, the intake stroke injection ratio is set to 100%. When performing the split injection, the split ratio may be set according to the target air-fuel ratio afw and the engine speed ne.

【0067】本発明の特徴部分は、前記噴射量演算手段
50による燃料噴射量の決定のしかたにあり、該噴射量
演算手段50は、主に、エアフローセンサ12の出力か
ら求めた実充填効率ceと、前記第2目標空燃比設定手段
47により設定された目標空燃比afwと、分割比設定手
段49により設定された噴射割合とに基づいて、燃料噴
射量を演算するようになっている。尚、周知の如く、実
充填効率ceはエアフローセンサ12の出力やエンジン回
転数ne等に基づいて演算されるようになっており、従っ
てこの実施形態では前記エアフローセンサ12により充
填量検出手段が構成されている。
The feature of the present invention lies in how the fuel injection amount is determined by the fuel injection amount calculating means 50. The fuel injection amount calculating means 50 mainly determines the actual charging efficiency ce obtained from the output of the air flow sensor 12. The fuel injection amount is calculated based on the target air-fuel ratio afw set by the second target air-fuel ratio setting means 47 and the injection ratio set by the split ratio setting means 49. As is well known, the actual filling efficiency ce is calculated based on the output of the air flow sensor 12, the engine speed ne, and the like. Therefore, in this embodiment, the air flow sensor 12 constitutes a filling amount detecting means. Have been.

【0068】具体的には図8に示すように、まず、前記
実充填効率ce、目標空燃比afw及び換算用の係数KGKFと
に基づいて、基本噴射量演算部50aにより、次式に従
って吸気行程及び圧縮行程噴射の合計の基本噴射量qbas
eを演算する。
Specifically, as shown in FIG. 8, first, based on the actual charging efficiency ce, the target air-fuel ratio afw and the conversion coefficient KGKF, the basic injection amount calculating section 50a calculates the intake stroke in accordance with the following equation. And the total basic injection amount qbas of the compression stroke injection
Calculate e.

【0069】[0069]

【数5】qbase = KGKF×ce×k/afw 但し、kは充填効率ceを補正するための補正係数であっ
て、充填効率補正部(充填量補正手段)50bにより、
エンジン回転数neとスロットル開度tvoobjとに基づいて
予め作成されている充填効率補正マップMから読み込ま
れる。これは、エアフローセンサ出力に基づいて検出さ
れる充填効率ceは、主に吸気通路10における吸気脈動
の影響を受けて実際の充填効率ceとは異なる値になるの
で、これを補正するための係数kを予めエンジンの運転
状態に対応づけてマップとして設定したものである。
[Mathematical formula-see original document] qbase = KGKF * ce * k / afw where k is a correction coefficient for correcting the filling efficiency ce.
It is read from a filling efficiency correction map M created in advance based on the engine speed ne and the throttle opening tvoobj. This is because the charging efficiency ce detected based on the output of the airflow sensor is different from the actual charging efficiency ce mainly due to the influence of the intake air pulsation in the intake passage 10, and therefore, a coefficient for correcting this is used. k is set in advance as a map in association with the operating state of the engine.

【0070】次に、最終噴射量演算部50cにより、前
記基本噴射量qbaseに対し、燃料圧力に応じた補正値cdp
fと、O2センサ24からのフィードバック補正値cfb
と、その他の各種補正値ctotalを加味して、最終噴射量
qinjを演算し、さらに、この最終噴射量qinjと噴射割合
rqbasepとに基づいて、分割噴射量演算部50dによ
り、吸気行程及び圧縮行程噴射量qinjp,qinjdをそれぞ
れ演算する。
Next, a correction value cdp corresponding to the fuel pressure is added to the basic injection amount qbase by the final injection amount calculating section 50c.
f and the feedback correction value cfb from the O2 sensor 24
And other various correction values ctotal,
qinj is calculated, and the final injection amount qinj and injection ratio
Based on rqbasep, the divided injection amount calculation unit 50d calculates the intake stroke and the compression stroke injection amount qinjp, qinjd, respectively.

【0071】[0071]

【数6】qinj = qbase×cdpf×(1+cfb+ctotal) qinjp = qinj×rqbasep qinjd = qinj−qinjp そして、この各噴射量qinjp,qinjdに比例するインジェ
クタ7の開弁時間、即ち噴射パルス幅Tiを、噴射パルス
幅演算部50eにより、予め作成されているインジェク
タ流量特性マップから読み込んで、設定するようになっ
ている。
Qinj = qbase × cdpf × (1 + cfb + ctotal) qinjp = qinj × rqbasep qinjd = qinj−qinjp Then, the valve opening time of the injector 7 which is proportional to each of the injection amounts qinjp and qinjd, that is, the injection pulse width Ti is calculated by The pulse width calculation unit 50e reads and sets the injector flow rate characteristic map created in advance.

【0072】また、前記噴射パルス幅Tiに基づいて、実
際の燃料噴射量を演算する実噴射量演算手段(噴射量検
出手段)55と、この実噴射量演算手段55により演算
された燃料噴射量とO2センサ24により検出された空
燃比とに基づいて、燃焼室4の実際の充填効率cecalを
演算する充填効率演算手段56と、その演算された充填
効率cecalとエアフローセンサ出力に基づく充填効率ce
との比率(充填量偏差)を補正係数kとして演算する補
正係数演算手段57とが設けられている。
Further, an actual injection amount calculating means (injection amount detecting means) 55 for calculating an actual fuel injection amount based on the injection pulse width Ti, and a fuel injection amount calculated by the actual injection amount calculating means 55 A charging efficiency calculating means 56 for calculating the actual charging efficiency cecal of the combustion chamber 4 based on the air-fuel ratio detected by the O2 sensor 24, and a charging efficiency cecal based on the calculated charging efficiency cecal and the air flow sensor output.
And a correction coefficient calculating means 57 for calculating a ratio (filling amount deviation) with the correction coefficient k.

【0073】そして、そのように演算された補正係数k
を用いて、補正係数学習手段(偏差特性学習手段)58
により前記充填効率補正マップM上の対応する値が書き
換えられるようになっている。このことで、エンジン1
がスロットル開度及びエンジン回転数の異なる様々な運
転状態にあるときの補正係数kの値が書き換えられて、
充填効率補正マップMが充填効率ceの偏差の特性に応じ
て更新される。
Then, the correction coefficient k thus calculated
Correction coefficient learning means (deviation characteristic learning means) 58 using
Accordingly, the corresponding value on the filling efficiency correction map M is rewritten. With this, Engine 1
Is rewritten the value of the correction coefficient k when the vehicle is in various operating states with different throttle opening and engine speed,
The filling efficiency correction map M is updated according to the characteristics of the deviation of the filling efficiency ce.

【0074】前記噴射時期設定手段51は、燃料噴射時
期を前記運転モード設定手段48により設定された運転
モードmodf別に設定するものであり、図13(b)に示
すように、成層燃焼モードでは第2目標負荷Piobjdとエ
ンジン回転数neとに応じて予め作成されているマップか
ら圧縮行程噴射用の噴射時期thtinjdを求める一方、均
一燃焼モードではエンジン回転数neに応じて予め設定さ
れているマップから吸気行程噴射用の噴射時期thtinjp
を求める。
The injection timing setting means 51 sets the fuel injection timing for each of the operation modes modf set by the operation mode setting means 48. As shown in FIG. (2) While the injection timing thtinjd for the compression stroke injection is obtained from a map created in advance according to the target load Piobjd and the engine speed ne, from the map preset in accordance with the engine speed ne in the uniform combustion mode. Injection timing for intake stroke injection thtinjp
Ask for.

【0075】尚、演算処理の便宜上、噴射時期のデータ
としては常にthtinjd、thtinjpの両方に何らかの値を与
えるようになっていて、成層燃焼モードでは圧縮行程噴
射用の噴射時期thtinjdをマップにより与えるととも
に、吸気行程噴射用の噴射時期thtinjpには固定値をセ
ットする(但し、吸気行程噴射割合rqbasepが0%なの
で、実際には吸気行程噴射は行われない)。また、スト
イキオモードやエンリッチモードでは、吸気行程噴射用
の噴射時期thtinjpをマップにより与えるとともに、圧
縮行程噴射用の噴射時期thtinjdに固定値(例えば圧縮
行程初期の一定時期)をセットし、吸気行程噴射のみで
は燃料噴射量が不足するときに追加分の噴射のために利
用する。さらに、分割噴射を行う場合には、圧縮行程噴
射用の噴射時期thtinjdとして成層燃焼モードにおける
データを流用するとともに、目標空燃比afw及びエンジ
ン回転数neに応じて予め作成されているマップから吸気
行程噴射用の噴射時期thtinjpを求めるようにすればよ
い。
For convenience of the arithmetic processing, some value is always given to both thtinjd and thtinjp as the injection timing data. In the stratified combustion mode, the injection timing thtinjd for the compression stroke injection is given by a map. A fixed value is set for the injection timing thtinjp for the intake stroke injection (however, the intake stroke injection is not actually performed because the intake stroke injection ratio rqbasep is 0%). In the stoichiometric mode or the enriched mode, the injection timing thtinjp for the intake stroke injection is given by a map, and the injection timing thtinjd for the compression stroke injection is set to a fixed value (for example, a constant time at the beginning of the compression stroke). Injection only is used for additional injection when the fuel injection amount is insufficient. Further, when performing the split injection, the data in the stratified combustion mode is used as the injection timing thtinjd for the compression stroke injection, and the intake stroke is determined from a map prepared in advance according to the target air-fuel ratio afw and the engine speed ne. The injection timing thtinjp for the injection may be obtained.

【0076】前記噴射制御手段52は、噴射時期設定手
段51により設定された噴射時期に、噴射量演算手段5
0により演算された噴射パルス幅Tiに相当する時間だけ
インジェクタ7を作動させるように、該インジェクタ7
にパルス信号を出力する。
The injection control means 52 controls the injection amount calculated by the injection amount calculation means 5 based on the injection timing set by the injection timing setting means 51.
0 so that the injector 7 is operated only for a time corresponding to the injection pulse width Ti calculated by 0.
To output a pulse signal.

【0077】(燃料噴射制御の流れ)次に、上述の如き
燃料噴射制御の処理手順を、図14に示すフローチャー
ト図に沿って説明する。
(Flow of Fuel Injection Control) Next, the processing procedure of the above-described fuel injection control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0078】まず、スタート後のステップSA1におい
て、回転数センサ33及びアクセル開度センサ34から
の信号に基づいて、それぞれエンジン回転数neとアクセ
ル開度accelとを読み込むとともに、エアフローセンサ
12からの信号に基づいて求められた充填効率ceを読み
込み、さらに、O2センサ24,水温センサ30等の各
種センサ信号を受け入れる。続くステップSA2では、
運転モードmodfがストイキオモード又はエンリッチモー
ドのいずれか、即ち均一燃焼モードであるかどうか判定
し、この判定がNOでエンジン1が成層燃焼モードにな
っていれば、ステップSA12に進む一方、判定がYE
Sでエンジン1が均一燃焼モードになっていれば、ステ
ップSA3に進む。
First, in step SA1 after the start, the engine speed ne and the accelerator opening accel are read based on the signals from the rotation speed sensor 33 and the accelerator opening sensor 34, respectively, and the signal from the air flow sensor 12 is read. Is read, and various sensor signals such as the O2 sensor 24 and the water temperature sensor 30 are received. In the following step SA2,
It is determined whether the operation mode modf is either the stoichiometric mode or the enriched mode, that is, whether it is the uniform combustion mode. If this determination is NO and the engine 1 is in the stratified combustion mode, the process proceeds to step SA12, while the determination is YE
If the engine 1 is in the uniform combustion mode in S, the process proceeds to step SA3.

【0079】このステップSA3では、O2センサ24
からの出力信号に基づく空燃比のフィードバック制御を
行えるか(F/B条件成立か)どうか判定する。例え
ば、エンジン水温が所定温度以上でO2センサ24が正
確に作動する状態になっていて、かつ運転モードmodfが
ストイキオモードになっていれば、フィードバック条件
が成立しているYESと判定してステップSA4に進
み、O2センサ24からの出力信号に基づいて燃料噴射
量のフィードバック補正値cfbを演算して、ステップS
A5に進む。一方、エンジン水温が低いか或いは運転モ
ードmodfがエンリッチモードになっていれば、フィード
バック条件は成立していないNOと判定して、ステップ
SA5に進む(cfb=0)。尚、前記ステップSA4に
おけるフィードバック補正値cfbの演算手順については
後述する。
In step SA3, the O2 sensor 24
It is determined whether the feedback control of the air-fuel ratio can be performed based on the output signal from the controller (if the F / B condition is satisfied). For example, if the engine water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the O2 sensor 24 is in a state of operating correctly, and the operation mode modf is in the stoichiometric mode, it is determined that the feedback condition is satisfied and YES is determined. Proceeding to SA4, a feedback correction value cfb of the fuel injection amount is calculated based on the output signal from the O2 sensor 24, and step S4 is performed.
Proceed to A5. On the other hand, if the engine water temperature is low or the operation mode modf is in the enrichment mode, it is determined that the feedback condition is not satisfied, and the process proceeds to step SA5 (cfb = 0). The procedure for calculating the feedback correction value cfb in step SA4 will be described later.

【0080】続いて、ステップSA5では、前記(数
5)に従って燃料の基本噴射量qbaseを演算する。ま
た、ステップSA6では、前記(数6)に従って最終噴
射量qinjを演算し、さらに、噴射割合rqbasepに基づい
て吸気行程及び圧縮行程噴射量qinjp,qinjdをそれぞれ
演算する。すなわち、前記ストイキオモードになってい
れば、(数5)(数6)により、 qbase = KGKF×ce×k/14.7 qinj = qbase×cdpf×(1+cfb+ctotal) となり、インジェクタ7の燃料噴射量は、燃焼室4の空
燃比が理論空燃比になるように、O2センサ24からの
信号に基づいてフィードバック制御される。
Subsequently, at step SA5, the basic fuel injection amount qbase is calculated according to the above (Equation 5). In step SA6, the final injection amount qinj is calculated according to the above (Equation 6), and further, the intake stroke and compression stroke injection amounts qinjp, qinjd are calculated based on the injection ratio rqbasep. That is, if the stoichiometric mode is set, qbase = KGKF × ce × k / 14.7 qinj = qbase × cdpf × (1 + cfb + ctotal) according to (Equation 5) and (Equation 6), and the fuel injection amount of the injector 7 becomes Feedback control is performed based on the signal from the O2 sensor 24 so that the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 becomes the stoichiometric air-fuel ratio.

【0081】一方、前記エンリッチモードでは、フィー
ドバック補正値cfbが零になるので、前記(数5)(数
6)により、 qbase = KGKF×ce×k/afw :但し、afw=13〜14 qinj = qbase×cdpf×(1+ctotal) となり、インジェクタ7の燃料噴射量はストイキオモー
ドよりも増量され、充填効率ceに基づいてオープン制御
される。
On the other hand, in the enrichment mode, the feedback correction value cfb becomes zero. Therefore, according to (Equation 5) and (Equation 6), qbase = KGKF × ce × k / afw: where afw = 13 to 14 qinj = qbase × cdpf × (1 + ctotal), and the fuel injection amount of the injector 7 is increased from that in the stoichiometric mode, and is open-controlled based on the charging efficiency ce.

【0082】続いて、ステップSA7では、前記ステッ
プSA6で演算した吸気行程及び圧縮行程噴射量qinjp,
qinjdに比例するインジェクタ7の噴射パルス幅Tiを読
み込み、続くステップSA8において、各気筒2のイン
ジェクタ7に制御信号を出力して燃料噴射を実行する。
このようにして、エンジン1がストイキオモードにあれ
ば、エアフローセンサ出力に基づいて求められる基本噴
射量qbaseをO2センサ出力に基づいてフィードバック補
正することで、燃焼室4の空燃比を理論空燃比になるよ
うに高精度に制御できる。また、エンリッチモードであ
れば、燃料噴射量はエアフローセンサ出力に基づいてオ
ープン制御される。
Subsequently, at step SA7, the intake stroke and the compression stroke injection amount qinjp, calculated at step SA6,
The injection pulse width Ti of the injector 7 that is proportional to qinjd is read, and in a subsequent step SA8, a control signal is output to the injector 7 of each cylinder 2 to execute fuel injection.
In this way, if the engine 1 is in the stoichiometric mode, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is corrected by the feedback correction of the basic injection amount qbase obtained based on the output of the airflow sensor based on the output of the O2 sensor. Can be controlled with high precision. In the enrich mode, the fuel injection amount is controlled to be open based on the output of the airflow sensor.

【0083】前記ステップSA8に続くステップSA9
では、噴射パルス幅Tiに基づいてインジェクタ7による
燃料噴射量を逆算し、実際の燃料噴射量を精度良く求め
るとともに、この燃料噴射量とO2センサ出力に基づく
空燃比とから、実際の充填効率(真の充填効率)cecal
を演算する。尚、前記O2センサ24からの信号が入力
するのはストイキオモードだけで、エンリッチモードで
はこのステップSA9及び以下のステップSA10,S
A11の制御は行わない。
Step SA9 following step SA8
Then, the fuel injection amount by the injector 7 is calculated backward based on the injection pulse width Ti, and the actual fuel injection amount is accurately obtained. True filling efficiency) cecal
Is calculated. The signal from the O2 sensor 24 is input only in the stoichiometric mode, and in the enriched mode, this step SA9 and the following steps SA10 and S10 are performed.
The control of A11 is not performed.

【0084】続いて、ステップSA10では、エアフロ
ーセンサ出力に基づく充填効率ceを前記ステップSA9
で演算した実際の充填効率cecalで除算して、この除算
した値(充填量偏差)を、そのときのエンジン1の運転
状態に対応する補正係数kとする。このことで、補正係
数kはエンジン1の現在の運転状態に対応しかつ吸気脈
動やエアフローセンサ12の個体差等の影響を反映した
正確な値になる。そして、続くステップSA11におい
て、前記の演算した補正係数kにより充填効率補正マッ
プM上の対応する箇所を書き換えて、しかる後にリター
ンする。
Subsequently, in step SA10, the charging efficiency ce based on the output of the airflow sensor is determined in step SA9.
Is divided by the actual charging efficiency cecal calculated in (1), and the divided value (filling amount deviation) is set as a correction coefficient k corresponding to the operating state of the engine 1 at that time. As a result, the correction coefficient k becomes an accurate value corresponding to the current operating state of the engine 1 and reflecting the influence of the intake pulsation, the individual difference of the air flow sensor 12, and the like. Then, in subsequent step SA11, the corresponding portion on the filling efficiency correction map M is rewritten by the calculated correction coefficient k, and the process returns thereafter.

【0085】つまり、ストイキオモードにおいては、O
2センサ24により検出される実際の空燃比(A/F=1
4.7)と、噴射パルス幅Tiに対応する実際の燃料噴射
量とに基づいて、実際の充填効率を正確に演算すること
ができるので、この演算値cecalとエアフローセンサ出
力に基づく充填効率ceとの偏差に応じて、充填効率補正
マップM上の補正係数kを書き換えることで、該充填効
率補正マップMを、充填効率ceの偏差の特性を反映する
ように更新している。
That is, in the stoichiometric mode, O
2 The actual air-fuel ratio detected by the sensor 24 (A / F = 1
4.7) and the actual fuel injection amount corresponding to the injection pulse width Ti, the actual charging efficiency can be accurately calculated. Therefore, the calculated value cecal and the charging efficiency ce based on the output of the air flow sensor are calculated. By rewriting the correction coefficient k on the filling efficiency correction map M according to the deviation from the above, the filling efficiency correction map M is updated so as to reflect the characteristic of the deviation of the charging efficiency ce.

【0086】一方、前記ステップSA2で成層燃焼モー
ドであるNOと判定されて進んだステップSA12で
は、前記ステップSA5,SA6と同様に(数5)(数
6)に従って最終噴射量qinj,qinjp,qinjdを演算し、
続くステップSA13では、ステップSA7と同様にし
てインジェクタ7の噴射パルス幅Tiを読み込み、続い
て、前記ステップSA8に進んで燃料噴射を実行する。
この成層燃焼モードでは、前記エンリッチモードと同様
にフィードバック補正値cfbが零になるので、前記(数
5)(数6)により、 qbase = KGKF×ce×k/afw :但し、afw≧30 qinj = qbase×cdpf×(1+ctotal) となり、インジェクタ7の燃料噴射量は充填効率ceに
基づいてオープン制御されることになる。
On the other hand, in step SA12, in which the determination is NO in the stratified combustion mode in step SA2, the final injection amounts qinj, qinjp, qinjd are obtained in accordance with (Equation 5) and (Equation 6) as in steps SA5 and SA6. , And
In the following step SA13, the injection pulse width Ti of the injector 7 is read in the same manner as in step SA7, and then the routine proceeds to step SA8 to execute the fuel injection.
In this stratified combustion mode, the feedback correction value cfb becomes zero as in the enrichment mode. Therefore, according to (Equation 5) and (Equation 6), qbase = KGKF × ce × k / afw: where afw ≧ 30 qinj = qbase × cdpf × (1 + total), and the fuel injection amount of the injector 7 is open-controlled based on the charging efficiency ce.

【0087】前期図14のフローに示す制御手順がエン
ジン1のストイキオモードで繰り返し実行されることに
より、図3(a)(b)にそれぞれ示す運転領域(ロ)
(ニ)の広い領域に亘って、補正係数kの値が正確な値
に書き換えられる。つまり、充填効率補正マップMが吸
気脈動やエアフローセンサ12等の個体差による影響を
反映するように更新されるので、同図(a)に示す成層
燃焼領域(イ)において、燃料噴射量を充填効率ceに基
づいてオープン制御するときにも、その充填効率ceを前
記マップM上の補正係数kにより極めて正確に補正する
ことができ、このことで、燃焼室4における空燃比の制
御精度を大幅に向上させることができる。尚、この成層
燃焼モードでも、O2センサ24からの信号は入力しな
いので、ステップSA9〜SA11における補正係数k
の演算は行わない。
By repeatedly executing the control procedure shown in the flow chart of FIG. 14 in the stoichiometric mode of the engine 1, the operation region (b) shown in FIGS.
The value of the correction coefficient k is rewritten to an accurate value over a wide area (d). That is, since the charging efficiency correction map M is updated to reflect the influence of the individual difference of the intake pulsation and the air flow sensor 12, the fuel injection amount is charged in the stratified combustion region (a) shown in FIG. Even when the open control is performed based on the efficiency ce, the filling efficiency ce can be extremely accurately corrected by the correction coefficient k on the map M, thereby significantly controlling the air-fuel ratio in the combustion chamber 4. Can be improved. Since the signal from the O2 sensor 24 is not input even in the stratified combustion mode, the correction coefficient k in steps SA9 to SA11 is set.
Is not calculated.

【0088】前記図14のフローにおいて、ステップS
A5,SA12の各ステップが基本噴射量演算部50a
及び充填効率補正部50bに対応し、ステップSA6,
SA12の各ステップが最終噴射量演算部50c及び分
割噴射量演算部50dに対応している。また、ステップ
SA9は、実噴射量演算手段55及び充填効率演算手段
56に対応しており、さらに、ステップSA10が補正
係数演算手段57に、またステップSA11が補正係数
学習手段58にそれぞれ対応している。
In the flow of FIG. 14, step S
Each step of A5 and SA12 is a basic injection amount calculation unit 50a.
And corresponding to the filling efficiency correction section 50b,
Each step of SA12 corresponds to the final injection amount calculation unit 50c and the divided injection amount calculation unit 50d. Step SA9 corresponds to the actual injection amount calculating means 55 and the charging efficiency calculating means 56. Further, step SA10 corresponds to the correction coefficient calculating means 57, and step SA11 corresponds to the correction coefficient learning means 58. I have.

【0089】(フィードバック補正値の演算)次に、前
記図14のステップSA4におけるフィードバック補正
値cfbの演算手順について、図15〜図17に沿って具
体的に説明する。
(Calculation of Feedback Correction Value) Next, the calculation procedure of the feedback correction value cfb in step SA4 in FIG. 14 will be described in detail with reference to FIGS.

【0090】まず、エンジン1の排気通路22に配設さ
れたO2センサの出力(起電力)は、図15に示すよう
に、排気中の酸素濃度が略理論空燃比に対応する濃度に
なっているときに基準値E1になるが、それよりも濃い
場合(リッチ側)には急増する一方、それよりも薄い場
合(リーン側)には急減するようになっている。
First, as shown in FIG. 15, the output (electromotive force) of the O2 sensor disposed in the exhaust passage 22 of the engine 1 is such that the oxygen concentration in the exhaust gas substantially corresponds to the stoichiometric air-fuel ratio. The reference value E1 is obtained when the value is present, but when the density is higher (rich side), it rapidly increases, and when it is lower (lean side), it rapidly decreases.

【0091】そこで、図16のフローチャート図に示す
ように、まず、スタート後のステップSB1においてO
2センサ24からの出力Eを基準値E1と比較し、E>E
1でないNOならばステップSB5に進む一方、E>E1
でYESであればステップSB2に進む。このステップ
SB2では、今度は前回の制御サイクルにおいてセンサ
出力Eが基準値E1以下であったかどうか判定し、この
判定がYESであれば(E≦E1)ステップSB3に進
んで、フィードバック補正値cfbの前回値から比較的大
きめの制御ゲインCpを減算して、その今回値を算出す
る。一方、前記出力E>E1でNOであれば、ステップ
SB4に進んで、フィードバック補正値cfbの前回値か
ら比較的小さめの制御ゲインCIを減算して、その今回
値を算出する。
Therefore, as shown in the flow chart of FIG. 16, first, in step SB1 after the start, O
2 The output E from the sensor 24 is compared with a reference value E1, and E> E
If NO, the process proceeds to step SB5, while E> E1
If YES in step SB2, the flow advances to step SB2. In this step SB2, it is determined whether or not the sensor output E is equal to or less than the reference value E1 in the previous control cycle. If the determination is YES (E ≦ E1), the flow advances to step SB3 to determine whether the feedback correction value cfb A relatively large control gain Cp is subtracted from the value to calculate the current value. On the other hand, if the output E> E1 is NO, the process proceeds to step SB4, in which a relatively small control gain CI is subtracted from the previous value of the feedback correction value cfb, and the current value is calculated.

【0092】一方、前記ステップSB2でE>E1でな
いNOと判定されて進んだステップSB5では、前記ス
テップSB2〜SB4と同様にして、空燃比フィードバ
ック補正値cfbを算出する。すなわち、前回の制御サイ
クルでセンサ出力Eが基準値E1よりも大きかったかど
うか判定し、この判定がYESであればステップSB6
に進んで、フィードバック補正値cfbの前回値に制御ゲ
インCpを加算して、今回値を算出する一方、E>E1で
なかったNOであればステップSB7に進んで、フィー
ドバック補正値cfbの前回値に制御ゲインCIを加算す
る。
On the other hand, in step SB5, in which it is determined that E> E1 is not satisfied in step SB2, the air-fuel ratio feedback correction value cfb is calculated in the same manner as in steps SB2 to SB4. That is, it is determined whether or not the sensor output E is larger than the reference value E1 in the previous control cycle, and if this determination is YES, the process proceeds to step SB6.
Then, the control gain Cp is added to the previous value of the feedback correction value cfb to calculate the current value, while if E> E1 is not NO, the process proceeds to step SB7, where the previous value of the feedback correction value cfb is calculated. Is added to the control gain CI.

【0093】つまり、図17に示すように、排気の空燃
比がリッチ側で、O2センサ24の出力Eが基準値E1よ
りも大きい間は、フィードバック補正値cfbから制御ゲ
インCp,CIを減算してその値を減少させることで、イ
ンジェクタ7による燃料噴射量を減少補正する一方、反
対に、センサ出力Eが基準値E1よりも小さい間は、フ
ィードバック補正値cfbに制御ゲインCp,CIを加算し
てその値を増大させることで、燃料噴射量を増大補正す
るようにしている。このことで、燃焼室4の空燃比は理
論空燃比を挟んでリッチ側及びリーン側の両側に周期的
に変化しつつ、理論空燃比近傍の値に維持される。
That is, as shown in FIG. 17, while the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich and the output E of the O2 sensor 24 is larger than the reference value E1, the control gains Cp and CI are subtracted from the feedback correction value cfb. By decreasing the value, the fuel injection amount by the injector 7 is corrected to be reduced. On the other hand, while the sensor output E is smaller than the reference value E1, the control gains Cp and CI are added to the feedback correction value cfb. By increasing the value, the fuel injection amount is increased and corrected. Accordingly, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is maintained at a value near the stoichiometric air-fuel ratio while periodically changing to both the rich side and the lean side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0094】(点火時期制御)前記ECU40は、エン
ジン1の点火時期を制御するための手段として、基本点
火時期及び補正値を設定する設定手段53と、点火時期
演算手段54とを備えている。前記設定手段53は、前
記運転モード設定手段48で設定された運転モードmodf
別に基本点火時期thtigbや各種の点火時期補正値を設定
するもので、具体的には図13(c)に示すように、成
層燃焼モードでは、第2目標負荷Piobjdとエンジン回転
数neとに応じて、予め作成されているマップから基本点
火時期thtigbを求めるとともに、上述の目標空燃比偏差
dafwbdに応じた補正値thtigwdを予め作成されているテ
ーブルから求める。この目標空燃比偏差dafwbdに応じた
補正は、基本点火時期thtigbが定常運転時の目標空燃比
afwbdに対応する第2目標負荷Piobjd及びエンジン回転
数neに応じて定められているのに対し、過渡時にはafw0
が最終的な目標空燃比afwとされて定常時とは空燃比の
ズレが生じるので、それに見合うように点火時期を調整
するものである。
(Ignition Timing Control) The ECU 40 includes, as means for controlling the ignition timing of the engine 1, a setting means 53 for setting a basic ignition timing and a correction value, and an ignition timing calculation means 54. The setting means 53 includes an operation mode modf set by the operation mode setting means 48.
Separately, the basic ignition timing thtigb and various ignition timing correction values are set. Specifically, as shown in FIG. 13C, in the stratified combustion mode, according to the second target load Piobjd and the engine speed ne. In addition to obtaining the basic ignition timing thtigb from a map created in advance,
A correction value thtigwd corresponding to dafwbd is obtained from a table created in advance. The correction according to the target air-fuel ratio deviation dafwbd is performed when the basic ignition timing thtigb is set to the target air-fuel ratio during steady-state operation.
While it is determined according to the second target load Piobjd corresponding to afwbd and the engine speed ne, afw0
Is set as the final target air-fuel ratio afw, and there is a deviation in the air-fuel ratio from the steady state, so the ignition timing is adjusted to match the deviation.

【0095】また、ストイキオモードやエンリッチモー
ドでは充填効率ceとエンジン回転数neとに応じて予め作
成されているマップから基本点火時期thtigbを求めると
ともに、EGR時の補正値thtigweを充填効率ceとエン
ジン回転数neとに応じて予め作成されているマップから
求め、前記目標空燃比偏差dafw0に応じた補正値thtigwd
及びエンジン水温thwに応じた冷間時補正値thtigwcをそ
れぞれ予め作成されているテーブルから求める。目標空
燃比偏差dafw0(=afw0-afw)に応じた補正は、後述のよ
うに目標空燃比afw0が理論空燃比よりもリーン側の所定
値以下になったときにNOx生成量が増大する空燃比を
通ることを避けるために、最終的な目標空燃比afwが理
論空燃比とされる場合に、その空燃比の変更に見合うよ
うに点火時期を調整するものである。尚、分割噴射を行
う場合には目標空燃比afwに応じて予め作成されている
テーブルから基本点火時期を求めるようにすればよい。
In the stoichiometric mode or the enriched mode, the basic ignition timing thtigb is determined from a map prepared in advance according to the charging efficiency ce and the engine speed ne, and the correction value thtigwe at the time of EGR is calculated as the charging efficiency ce. The correction value thtigwd is obtained from a map created in advance according to the engine speed ne, and is corrected according to the target air-fuel ratio deviation dafw0.
And a cold-time correction value thtigwc corresponding to the engine coolant temperature thw is obtained from a table created in advance. The correction according to the target air-fuel ratio deviation dafw0 (= afw0-afw) is performed as described below. The air-fuel ratio at which the NOx generation amount increases when the target air-fuel ratio afw0 falls below a predetermined value leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. When the final target air-fuel ratio afw is set to the stoichiometric air-fuel ratio, the ignition timing is adjusted so as to match the change in the air-fuel ratio in order to avoid the passage. When performing the split injection, the basic ignition timing may be obtained from a table created in advance according to the target air-fuel ratio afw.

【0096】このようにして、前記設定手段53で設定
された基本点火時期thtigbや各種補正値に基づいて、前
記点火時期演算手段54により、点火時期thtigが次式
のように演算される。
In this way, based on the basic ignition timing thtigb and various correction values set by the setting means 53, the ignition timing calculating means 54 calculates the ignition timing thtig as follows.

【0097】[0097]

【数7】 thtig =thtigb−(thtigwd+thtigwe+thtigwc ) そして、各気筒2毎に前記点火時期thtigになると、点
火回路5に制御信号が出力されて、点火プラグ6により
点火が行われる。
(7) thtig = thtigb− (thtigwd + thtigwe + thtigwc) When the ignition timing thtig is reached for each cylinder 2, a control signal is output to the ignition circuit 5 and ignition is performed by the ignition plug 6.

【0098】(実施形態の作用効果)以上のような制御
装置Aを備えた本実施形態の筒内噴射式エンジン1で
は、その運転状態に応じて成層燃焼モード、ストイキオ
モード及びエンリッチモードのいずれかが設定され、成
層燃焼モードでは空燃比が理論空燃比よりも大幅にリー
ンな状態で成層燃焼が行われるので、燃費が大幅に改善
される。また、ストイキオモードでは、燃料噴射量をO
2センサ24からの出力に基づいてフィードバック補正
することで、燃焼室4の空燃比を理論空燃比になるよう
に極めて高精度に制御することができる。さらに、エン
リッチモードでは、燃料の増量によってエンジン1の出
力を高めつつ、燃焼室4を適度に冷やすことができる。
(Effects of Embodiment) In the direct injection type engine 1 of this embodiment equipped with the control device A as described above, any one of the stratified combustion mode, the stoichiometric mode and the enriched mode is selected according to the operating state. In the stratified charge combustion mode, the stratified charge combustion is performed in a state where the air-fuel ratio is significantly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, so that the fuel efficiency is greatly improved. In the stoichiometric mode, the fuel injection amount is set to O
By performing feedback correction based on the output from the two sensors 24, it is possible to control the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 with extremely high accuracy so as to be the stoichiometric air-fuel ratio. Further, in the enrich mode, the combustion chamber 4 can be appropriately cooled while increasing the output of the engine 1 by increasing the amount of fuel.

【0099】また、例えば前記成層燃焼モードでは、要
求されるトルクを確保しつつ空燃比をリーンにするため
にスロットル開度を大きくして吸入空気量を増加させる
というように、運転モードや目標負荷等に基づいて吸入
空気量が制御されるとともに、燃料噴射量、噴射時期、
点火時期等が制御され、併せて、EGR弁27やスワー
ル制御弁18の制御も行われるが、それらの種々の制御
パラメータはそれぞれの制御応答性等を考慮して適切に
制御される。
In the stratified combustion mode, for example, the operation mode and the target load are set such that the throttle opening is increased to increase the intake air amount in order to make the air-fuel ratio lean while ensuring the required torque. The intake air amount is controlled on the basis of the fuel injection amount, the injection timing,
The ignition timing and the like are controlled, and at the same time, the EGR valve 27 and the swirl control valve 18 are also controlled. These various control parameters are appropriately controlled in consideration of the control response and the like.

【0100】すなわち、吸入空気量の制御としては、目
標負荷等に応じて設定された吸入空気量制御用の目標空
燃比afwbに基づいて目標充填効率ceobjが求められ、さ
らに、吸気密度に応じた補正により目標体積効率veobj
が求められて、それに基づいてスロットル開度の演算が
行われる。このことで、スロットル開度の制御が精度良
く行われる。一方、第2目標空燃比設定手段47により
目標負荷及び実充填効率等から求められる噴射量制御用
の空燃比に基づいて、運転モード設定手段48による運
転モードの設定及び燃料噴射量、噴射時期、点火時期等
の制御が行われ、このことで、充填効率が変化するエン
ジンの過渡運転時にも、運転モードや空燃比等が適切に
制御される。
That is, as for the control of the intake air amount, the target charging efficiency ceobj is obtained based on the target air-fuel ratio afwb for intake air amount control set according to the target load and the like. Target volumetric efficiency veobj by correction
Is calculated, and the calculation of the throttle opening is performed based on the calculated value. As a result, the throttle opening is accurately controlled. On the other hand, based on the air-fuel ratio for controlling the injection amount obtained from the target load and the actual charging efficiency by the second target air-fuel ratio setting unit 47, the operation mode setting by the operation mode setting unit 48 and the fuel injection amount, injection timing, Control of the ignition timing and the like is performed, whereby the operation mode, the air-fuel ratio, and the like are appropriately controlled even during the transient operation of the engine in which the charging efficiency changes.

【0101】また、制御信号に対する応答速度が低い吸
入空気量の制御には、第1目標負荷piobjを用いる一
方、制御信号に対する応答速度が高い燃料噴射量等の制
御には、なまし処理後の仮想充填効率ceimgdに基づく第
2目標負荷piobjdを用いることで、各制御パラメータの
作動タイミングを適切に調整することができる。
The first target load piobj is used for controlling the intake air amount having a low response speed to the control signal, while the control of the fuel injection amount or the like having a high response speed to the control signal is performed after the smoothing process. By using the second target load piobjd based on the virtual filling efficiency ceimgd, the operation timing of each control parameter can be appropriately adjusted.

【0102】すなわち、大部分の運転領域で空燃比が理
論空燃比とされる標準運転条件が保たれつつ、アクセル
操作量に対応してスロットル開度が変化するような一般
的なガソリンエンジンでは、例えばエンジンの加速運転
時にアクセル操作量及びそれに対応するスロットル開度
が急激に変化しても、吸入空気量の変化には遅れがあ
り、エンジン出力の変化はその吸入空気量の変化に対応
したものになる。そこで、そのような一般的なガソリン
エンジンを模擬した出力制御を行おうとすれば、なまし
処理した仮想充填効率ceimgdに基づく第2目標負荷Piob
jdを実際の目標負荷とみなすことが適当である。
That is, in a general gasoline engine in which the throttle opening changes in accordance with the accelerator operation amount while maintaining the standard operating condition in which the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio in most of the operating range, For example, even if the accelerator operation amount and the throttle opening corresponding to it suddenly change during the acceleration operation of the engine, the change in the intake air amount has a delay, and the change in the engine output corresponds to the change in the intake air amount. become. Therefore, if the output control simulating such a general gasoline engine is to be performed, the second target load Piob based on the simulated virtual filling efficiency ceimgd is obtained.
It is appropriate to consider jd as the actual target load.

【0103】従って、高速応答系である燃料噴射量等の
制御を実際の目標負荷とみなされる第2目標負荷Piobjd
に基づいて行うことにより、一般的なエンジンと同様の
トルク特性が得られ、良好なエンジンフィールを確保す
ることができる。一方、低速応答系であるスロットル開
度等の制御については、吸入空気量等の変化がある程度
大きな遅れを有し、その変化が緩慢になる傾向があるの
で、なまし処理をしていない仮想充填効率ceimgに基づ
く第1目標負荷Piobjに応じて、スロットル弁13の開
度等を制御することで、制御の応答遅れを抑えることが
できる。
Accordingly, the control of the fuel injection amount and the like, which is a high-speed response system, is performed by the second target load Piobjd regarded as the actual target load.
Based on the above, torque characteristics similar to those of a general engine can be obtained, and a good engine feel can be secured. On the other hand, regarding the control of the throttle opening and the like, which is a low-speed response system, since the change in the intake air amount and the like has a certain large delay and the change tends to be slow, the virtual filling without smoothing process is performed. By controlling the opening of the throttle valve 13 and the like according to the first target load Piobj based on the efficiency ceimg, it is possible to suppress a control response delay.

【0104】ところで、上述の如く、エンジン1を成層
燃焼モード、ストイキオモード又はエンリッチモードの
いずれかに切替えて運転する場合、成層燃焼モードやエ
ンリッチモードでは、燃料噴射量の制御をエアフローセ
ンサ等からの信号に基づくオープン制御とせざるを得な
い。その場合、吸気脈動の影響やエアフローセンサ12
そのものの個体差等があるため、そのままでは充填効率
の検出精度は不十分であり、燃焼室4の空燃比を十分に
高精度に制御することはできなかった。特にこの実施形
態のエンジン1のように、排気の一部を吸気通路10に
還流させて、エンジン1の燃焼に伴うNOxの生成を抑
えるようにしたものでは、還流される排気によって吸気
脈動の影響が変化するので、そのことによっても充填効
率ceの検出精度が低下してしまう。
As described above, when the engine 1 is operated while being switched to the stratified charge combustion mode, the stoichiometric mode or the enriched mode, the fuel injection amount is controlled by an air flow sensor or the like in the stratified charge combustion mode or the enriched mode. Open control based on this signal. In that case, the influence of the intake pulsation and the airflow sensor 12
Since there is an individual difference of the fuel cell itself, the detection accuracy of the charging efficiency is insufficient as it is, and the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 cannot be controlled with sufficiently high accuracy. In particular, as in the engine 1 of this embodiment, a part of the exhaust gas is recirculated to the intake passage 10 so as to suppress the generation of NOx accompanying the combustion of the engine 1. Changes, the detection accuracy of the charging efficiency ce also decreases.

【0105】つまり、前記成層燃焼モードやエンリッチ
モードでは空燃比の制御精度があまり高くないことか
ら、燃費改善及びエミッション低減が十分に達成され
ず、この結果として、エンジン1の運転領域全体として
見ても燃費改善及びエミッション低減の両方について改
良の余地が残されていた。
That is, since the control accuracy of the air-fuel ratio is not so high in the stratified combustion mode or the enrichment mode, the improvement of the fuel efficiency and the reduction of the emission are not sufficiently achieved. However, there is still room for improvement in both fuel efficiency improvement and emission reduction.

【0106】加えて、例えば前記成層燃焼モードからス
トイキオモードに切替わるときには、その各モードの間
で空燃比の制御精度が異なることに起因して、運転者が
違和感を感じるようなトルクショックが発生する虞れが
あった。以下にこの点について、図18に基づいて具体
的に説明する。
In addition, for example, when the mode is switched from the stratified combustion mode to the stoichiometric mode, a torque shock that makes the driver feel uncomfortable due to the difference in air-fuel ratio control accuracy between the respective modes. There was a risk of occurrence. Hereinafter, this point will be specifically described with reference to FIG.

【0107】まず、エンジン1が低負荷低回転状態で成
層燃焼モードで運転されているときに、同図の最下位置
(a)に示すようにアクセル開度accelが緩やかに増大
すると、これに応じて同図(c)に示すようにスロット
ル開度tvoobjが増大する。このとき、同図(d)に破線
で示すように、例えば吸気脈動の影響によって充填効率
ceが実際よりも大きく検出されるとすると、通常、この
ような脈動の影響は吸気の流量が多いほど大きくなるの
で、充填効率ceの真の値とのズレも前記スロットル開度
tvoobjの増大とともに大きくなる。そして、その誤った
充填効率ceに対応して燃料噴射量が増量されることで
(数5及び同図(f)参照)、同図(g)に破線で示す
ように、燃焼室4の空燃比が一時的に過度にリッチな状
態になり、エンジン1の出力トルクも一時的に過大にな
ってしまう(同図(h)参照)。
First, when the engine 1 is operated in the stratified combustion mode with a low load and a low rotation speed, as shown in the lowermost position (a) of FIG. Accordingly, the throttle opening tvoobj increases as shown in FIG. At this time, as shown by a broken line in FIG.
If ce is detected to be larger than the actual value, the influence of such a pulsation usually increases as the flow rate of the intake air increases, so that the difference between the true value of the charging efficiency ce and the throttle opening degree also increases.
It grows as tvoobj increases. Then, the fuel injection amount is increased in accordance with the erroneous charging efficiency ce (see Equation 5 and FIG. 5F), and as shown by the broken line in FIG. The fuel ratio temporarily becomes excessively rich, and the output torque of the engine 1 also temporarily becomes excessively large (see FIG. 3H).

【0108】一方、前記アクセル開度accelの増大に伴
い第1目標負荷Piobjがしきい値Piobj*を越えると、同
図(b)に示すように、基本的な運転モードmodsがスト
イキオモードに切替えられ(t=t1)、同図(c)に
示すように、スロットル開度tvoobjが急激に減少して、
スロットル弁13が閉じられる。そうすると、その閉弁
動作からやや遅れて、同図(d)に示すように、各気筒
2の燃焼室における実際の充填効率ceが急速に低下する
とともに、吸気流量の減少によって、充填効率ceの真の
値とのズレも急速に小さくなるので、今度は燃料噴射量
が急速に減少して適正な分量に収束し、このことで、同
図(h)に破線で示すように、エンジン1の出力トルク
が低下する。つまり、運転モードmodsの切替え時に充填
効率ceの誤差が一時的に増大することで、エンジン1の
出力トルクが変動してトルクショックが発生するのであ
る。
On the other hand, when the first target load Piobj exceeds the threshold value Piobj * with the increase of the accelerator opening accel, the basic operation mode mods is changed to the stoichiometric mode as shown in FIG. The throttle switch is switched (t = t1), and the throttle opening tvoobj sharply decreases as shown in FIG.
The throttle valve 13 is closed. Then, slightly later than the valve closing operation, the actual charging efficiency ce in the combustion chamber of each cylinder 2 rapidly decreases as shown in FIG. Since the deviation from the true value also decreases rapidly, the fuel injection amount rapidly decreases and converges to an appropriate amount. As a result, as shown by a broken line in FIG. Output torque decreases. That is, when the operation mode mods is switched, the error in the charging efficiency ce temporarily increases, so that the output torque of the engine 1 fluctuates and a torque shock occurs.

【0109】これに対し、この実施形態では、前記図1
4のフローに示す如く、エンジン1がストイキオモード
にあるときに、吸気脈動やセンサの個体差等に起因する
充填効率のズレ(偏差)を様々な運転状態で学習し、そ
の学習結果に基づいて充填効率補正マップMを更新する
ようにしているので、成層燃焼モードにおいても、エア
フローセンサ出力に基づく充填効率ceを前記充填効率補
正マップMに基づいて正確に補正することができる。こ
のことで、前記成層燃焼モードにおいてもストイキオモ
ードとあまり変わらない程度に、燃焼室4の空燃比を高
精度に制御することができるので、前記のように運転モ
ードmodsの切替え時にトルクショックが発生することは
ない。
On the other hand, in this embodiment, in FIG.
As shown in the flow of FIG. 4, when the engine 1 is in the stoichiometric mode, deviations (deviations) of the charging efficiency caused by intake pulsation and individual differences between sensors are learned in various operating states, and based on the learning results, Therefore, the filling efficiency ce based on the output of the air flow sensor can be accurately corrected based on the filling efficiency correction map M even in the stratified combustion mode. As a result, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 can be controlled with a high degree of accuracy even in the stratified combustion mode so as not to be so different from that in the stoichiometric mode, so that the torque shock occurs when the operation mode mods is switched as described above. It does not occur.

【0110】すなわち、この実施形態の制御装置Aによ
れば、前記図18(f)、(g)にそれぞれ実線で示す
ように、運転モードmodsの切替え前後で燃料噴射量(噴
射パルス幅Ti)及び燃焼室4の空燃比はスムーズに変化
し、その間、エンジン1の出力トルクは、同図(h)に
実線で示すように徐々に増大する。そして、前記運転モ
ードmodsの切替えから所定時間が経過すると、同図
(e)に示すように最終的な運転モードmodfがストイキ
オモードに切替えられて(t=t2)、燃料の噴射時期
が圧縮行程から吸気行程へと切替えられる。また、スト
イキオモードでは、燃料噴射量がO2センサ24からの
信号に基づいてフィードバック補正されることで、同図
(g)に示すように、燃焼室4の空燃比は理論空燃比近
傍に維持される。
That is, according to the control device A of this embodiment, as shown by the solid lines in FIGS. 18F and 18G, the fuel injection amount (injection pulse width Ti) before and after the operation mode mods is switched. The air-fuel ratio of the combustion chamber 4 changes smoothly, and during that time, the output torque of the engine 1 gradually increases as shown by the solid line in FIG. When a predetermined time elapses after the switching of the operation mode mods, the final operation mode modf is switched to the stoichiometric mode as shown in FIG. 9E (t = t2), and the fuel injection timing is compressed. The process is switched from the stroke to the intake stroke. Further, in the stoichiometric mode, the fuel injection amount is feedback-corrected based on the signal from the O2 sensor 24, so that the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio as shown in FIG. Is done.

【0111】要するに、この実施形態では、エンジン1
の成層燃焼領域で、エアフローセンサ12からの出力信
号に基づいて気筒4の充填効率ceを求め、この充填効率
ceに基づいて、インジェクタ7による燃料噴射量をオー
プン制御する一方、ストイキオモードではO2センサ2
4からの出力信号に基づくフィードバック制御に切替え
るようにしたエンジンの制御装置Aにおいて、前記フィ
ードバック制御時に充填効率ceの偏差の特性を学習し、
その学習結果に基づいて、前記オープン制御時に充填効
率ceを補正することにより、そのオープン制御時、即ち
成層燃焼領域における空燃比の制御精度を大幅に向上さ
せることができるのである。
In short, in this embodiment, the engine 1
In the stratified combustion region, the charging efficiency ce of the cylinder 4 is obtained based on the output signal from the air flow sensor 12, and this charging efficiency
While the fuel injection amount of the injector 7 is controlled to be open based on the ce, the O2 sensor 2 is controlled in the stoichiometric mode.
In the engine control device A configured to switch to feedback control based on the output signal from No. 4, the characteristic of the deviation of the charging efficiency ce is learned during the feedback control,
By correcting the charging efficiency ce at the time of the open control based on the learning result, it is possible to greatly improve the control accuracy of the air-fuel ratio at the time of the open control, that is, in the stratified combustion region.

【0112】このことにより、前記成層燃焼領域におい
て、燃費及びエミッションが大幅に改善され、エンジン
1の運転領域全体として見ても燃費改善及びエミッショ
ン低減を十分に達成でき、しかも、成層燃焼モードとス
トイキオモードとの間で運転モードが切替えられるとき
にトルクショックが発生することを防止できる。
As a result, in the stratified combustion region, the fuel efficiency and the emission are greatly improved, and the fuel economy can be improved and the emission can be sufficiently reduced even in the entire operation region of the engine 1. In addition, the stratified combustion mode and the stratified combustion mode can be achieved. It is possible to prevent the occurrence of torque shock when the operation mode is switched between the stoichiometric mode and the stoichiometric mode.

【0113】このことは、特にこの実施形態のエンジン
1のように、エンジン1を成層燃焼モードとストイキオ
モードとに切替えて運転し、その成層燃焼モードで燃料
噴射量をフィードフォワード制御する一方、ストイキオ
モードでフィードバック制御するようにしたものにおい
て、有効である。すなわち、成層燃焼モードとストイキ
オモードとでは、エンジン1の燃焼状態そのものが異な
るので、その切替えだけでも出力トルクが変動する虞れ
がある。しかも、ストイキオモードで燃焼室4の空燃比
が略理論空燃比とされるのに対し、成層燃焼モードでは
目標負荷が同じでも目標空燃比ははるかに大きくされ、
吸入空気量も格段に多くなるので、脈動の影響がかなり
大きくなる。従って、その成層燃焼モードでは、エアフ
ローセンサ12からの出力信号に基づく充填効率ceの検
出誤差がかなり大きくなり、この結果、空燃比の制御精
度の低下や運転モード切替時のトルクショックといった
不具合の生ずる虞れが特に大きくなるので、本発明の作
用効果が極めて有効なものになるのである。
This means that, like the engine 1 of this embodiment, the engine 1 is operated by switching between the stratified combustion mode and the stoichiometric mode, and the fuel injection amount is feed-forward controlled in the stratified combustion mode. This is effective in the case where feedback control is performed in the stoichiometric mode. That is, since the combustion state itself of the engine 1 is different between the stratified combustion mode and the stoichiometric mode, there is a possibility that the output torque may fluctuate only by switching. In addition, in the stoichiometric mode, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, whereas in the stratified combustion mode, the target air-fuel ratio is made much larger even if the target load is the same.
Since the amount of intake air is significantly increased, the influence of pulsation is considerably increased. Therefore, in the stratified combustion mode, the detection error of the charging efficiency ce based on the output signal from the air flow sensor 12 becomes considerably large, and as a result, problems such as a decrease in the control accuracy of the air-fuel ratio and a torque shock at the time of switching the operation mode occur. Since the fear is particularly large, the operation and effect of the present invention are extremely effective.

【0114】(他の実施形態)尚、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、前期実施形態では、
ストイキオモードで演算した補正係数kにより、該当す
る運転状態における充填効率補正マップM上の数値を書
き換えることで、その充填効率補正マップMに充填効率
ceの偏差の特性を反映させるようにしているが、これに
加えて、前記の演算した補正係数kに基づいて、マップ
M上の数値全体を補正するようにしてもよい。すなわ
ち、演算した補正係数kとマップM上の数値とのずれの
特性を求め、この特性に応じてマップM上の数値全体を
書き換えるようにすればよく、このようにすれば、例え
ば、前期実施形態におけるエンリッチ領域についても、
充填効率ceを正確に補正することができるようになる。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above embodiments, but includes other various embodiments. That is, in the first embodiment,
By rewriting the numerical value on the filling efficiency correction map M in the corresponding operation state with the correction coefficient k calculated in the stoichiometric mode, the filling efficiency correction map M
Although the characteristic of the deviation of ce is reflected, the whole numerical value on the map M may be corrected based on the calculated correction coefficient k. That is, the characteristic of the deviation between the calculated correction coefficient k and the numerical value on the map M may be obtained, and the entire numerical value on the map M may be rewritten according to this characteristic. Regarding the enriched region in the form,
The filling efficiency ce can be accurately corrected.

【0115】また、そのようにすれば、本発明は、相対
的に低負荷の運転状態(例えば、図3(b)に示す運転
領域(ニ))でフィードバック制御を行う一方、相対的
に高負荷の運転状態(例えば同図(b)に示す運転領域
(ホ))でフィードフォワード制御を行うようにしたエ
ンジンにも適用できる。そして、一般に、エンジンの高
負荷運転状態では吸気脈動の影響が大きく、充填効率ce
の検出誤差が大きくなりやすいので、その高負荷運転状
態でフィードフォワード制御を行うようにしたもので
は、本発明の如く、学習した補正係数kによって充填効
率 ceを正確に補正できることが特に有効になる。一
方、補正係数kの学習自体は相対的に低負荷の運転状態
で行われることになるので、通常、車両に搭載されたエ
ンジンはいわゆる低負荷から中負荷の運転状態になって
いる時間が長いことから、充填効率ceの偏差の特性を速
やかに学習できる。
Further, according to the present invention, the present invention performs feedback control in a relatively low load operation state (for example, an operation region (d) shown in FIG. The present invention can also be applied to an engine in which feedforward control is performed in a load operation state (for example, an operation region (e) shown in FIG. 4B). In general, when the engine is in a high-load operation state, the influence of the intake pulsation is large, and the charging efficiency ce
In the case where the feedforward control is performed in the high load operation state, it is particularly effective that the filling efficiency ce can be accurately corrected by the learned correction coefficient k, as in the present invention, because the detection error of tends to increase. . On the other hand, since the learning of the correction coefficient k itself is performed in a relatively low-load operation state, an engine mounted on a vehicle usually has a long period of time in a so-called low-load to medium-load operation state. Therefore, the characteristics of the deviation of the charging efficiency ce can be quickly learned.

【0116】また、前記実施形態では、空燃比検出手段
としてラムダO2センサを用いているが、これに代え
て、排気の空燃比が理論空燃比を含む所定範囲内にある
ときに、その空燃比に対応するリニアな出力が得られる
ようないわゆるリニアO2センサを用いてもよい。この
場合、排気の空燃比がリニアO2センサにより十分に高
い検出精度を得られるような所定範囲にあるときに、フ
ィードバック制御を行うことができるので、前期実施形
態で言えば、例えばエンリッチモードまでフィードバッ
ク制御領域を拡大することができる。このことで、補正
係数kをより広い運転領域に亘って求め、より広い運転
領域について、充填効率ceの偏差の特性を学習すること
ができる。また、脈動の影響が特に強い高負荷運転領域
で、フィードバック制御により空燃比を高精度に制御す
ることができる。よって、本発明の作用効果が一層、高
められる。
In the above-described embodiment, the lambda O2 sensor is used as the air-fuel ratio detecting means. Alternatively, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is within a predetermined range including the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio is detected. A so-called linear O2 sensor that can obtain a linear output corresponding to the above may be used. In this case, the feedback control can be performed when the air-fuel ratio of the exhaust gas is within a predetermined range in which a sufficiently high detection accuracy can be obtained by the linear O2 sensor. The control area can be expanded. Thus, the correction coefficient k can be obtained over a wider operation range, and the characteristics of the deviation of the charging efficiency ce can be learned over a wider operation range. Further, the air-fuel ratio can be controlled with high accuracy by feedback control in a high-load operation region where the influence of pulsation is particularly strong. Therefore, the operation and effect of the present invention are further enhanced.

【0117】さらに、前記実施形態において、補正係数
kの演算、即ち充填効率ceの偏差の特性の学習を、例え
ば、エンジン1のオンオフ回数が設定回数を超える都
度、行うようにしたり、或いは、車両のバッテリ端子が
一度外された後、再び接続されたときに行うようにして
もよい。
Further, in the above-described embodiment, the calculation of the correction coefficient k, that is, the learning of the characteristic of the deviation of the charging efficiency ce is performed, for example, every time the number of times of turning on and off the engine 1 exceeds the set number of times. May be performed when the battery terminal is disconnected once and then connected again.

【0118】そして、前者のようにすれば、例えばエア
クリーナの目詰まり等の種々の要因により吸気脈動の影
響度合いが変化しても、その変化に対応するように充填
効率補正マップMを更新することができる。また、後者
のようにすれば、車両のバッテリ端子が外されて、充填
効率補正マップMの更新結果がメモリから失われても、
その後、速やかにそのマップMを更新することができ
る。一方、その両者ともに、エンジンのオンオフ回数が
設定回数を超えるか或いはバッテリ端子が外されるまで
は、既に更新したマップMで十分なので、余計な学習は
行わないことで、制御装置の負荷を減らすことができ
る。
In the former case, even if the influence degree of the intake pulsation changes due to various factors such as clogging of the air cleaner, the filling efficiency correction map M is updated so as to correspond to the change. Can be. In addition, according to the latter, even if the battery terminal of the vehicle is disconnected and the update result of the charging efficiency correction map M is lost from the memory,
Thereafter, the map M can be immediately updated. On the other hand, in both cases, the updated map M is sufficient until the number of on / off times of the engine exceeds the set number of times or the battery terminal is disconnected, so that unnecessary learning is not performed, thereby reducing the load on the control device. be able to.

【0119】[0119]

【発明の効果】以上説明した如く、請求項1の発明によ
ると、筒内噴射式エンジンの燃料噴射量を吸気充填量に
基づくオープン制御か、又は検出空燃比に基づくフィー
ドバック制御かに切替えて制御するようにした制御装置
において、フィードバック制御を行うときに、検出した
空燃比と燃料噴射量とに基づいて燃焼室の実際の吸気充
填量を演算し、この演算値と充填量検出手段による検出
値との間の偏差を充填量演算手段により求める。そし
て、フィードフォワード制御を行うときには、前記充填
量検出手段による検出値を前記充填量の偏差に基づいて
補正することで、吸気充填量の検出精度を大幅に高める
ことができる。これにより、フィードフォワード制御時
の空燃比の制御精度を大幅に向上させて、全体として燃
費改善及びエミッション低減の徹底を図ることができ、
また、そのフィードフォワード制御とフィードバック制
御との切替え時にトルクショックが発生することを防止
できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, control is performed by switching the fuel injection amount of the in-cylinder injection engine between open control based on the intake charge and feedback control based on the detected air-fuel ratio. When performing feedback control, the control device calculates the actual intake air charge of the combustion chamber based on the detected air-fuel ratio and the fuel injection amount, and calculates the calculated value and the value detected by the charge amount detecting means. Is calculated by the filling amount calculating means. When the feedforward control is performed, the detection value of the charged amount detection means is corrected based on the deviation of the charged amount, so that the detection accuracy of the intake charged amount can be significantly increased. As a result, the control accuracy of the air-fuel ratio at the time of feed forward control is greatly improved, and as a whole it is possible to thoroughly improve fuel efficiency and reduce emissions.
Further, it is possible to prevent the occurrence of torque shock when switching between the feedforward control and the feedback control.

【0120】請求項2の発明によると、燃料噴射弁へ入
力される制御信号のパルス幅に基づいて燃料噴射量を精
度良く検出できる。
According to the second aspect of the present invention, the fuel injection amount can be accurately detected based on the pulse width of the control signal input to the fuel injection valve.

【0121】請求項3の発明によると、空燃比が理論空
燃比よりも大きな状態でフィードフォワード制御を行う
一方、空燃比が理論空燃比近傍の状態でフィードバック
制御を行うものにおいて、そのフィードフォワード制御
時には、吸気脈動の影響が大きくなって吸気充填量の検
出値のずれも大きくなりやすいので、その検出値を正確
に補正して制御精度を向上できることが、トルクショッ
クを防止する上で特に有効になる。
According to the third aspect of the present invention, the feedforward control is performed when the air-fuel ratio is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, while the feedback control is performed when the air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio. In some cases, the influence of intake pulsation increases, and the deviation of the detected value of the intake air charge tends to increase.Therefore, it is particularly effective to correct the detected value to improve control accuracy, which is particularly effective in preventing torque shock. Become.

【0122】請求項4の発明によると、吸気充填量に基
づいて目標空燃比を設定する場合に、その吸気充填量の
検出精度を高めることが特に有効になる。
According to the fourth aspect of the invention, when the target air-fuel ratio is set based on the intake air charge, it is particularly effective to increase the detection accuracy of the intake air charge.

【0123】請求項5の発明によると、エンジンを成層
燃焼状態で運転するときに、空燃比が理論空燃比よりも
大きくなるようにフィードフォワード制御を行う一方、
均一燃焼状態で運転する領域の少なくとも一部で、空燃
比が理論空燃比近傍になるようにフィードバック制御を
行うものにおいて、そのフィードフォワード制御時の空
燃比の制御精度を大幅に向上できることは、制御形態の
切替え時のトルクショックを防止する上で特に有効であ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, when the engine is operated in the stratified combustion state, the feedforward control is performed so that the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio.
In at least a part of the region where the operation is performed in the uniform combustion state, the feedback control is performed so that the air-fuel ratio becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio. This is particularly effective in preventing torque shock at the time of mode switching.

【0124】請求項6の発明によると、エンジンの燃焼
に伴うNOxの生成を排気の還流によって抑えることが
できる。また、還流される排気によって吸気充填量の検
出精度が低下するので、このようなものにおいて、吸気
充填量の検出誤差を補正することは特に有効である。
According to the invention of claim 6, the generation of NOx accompanying the combustion of the engine can be suppressed by the recirculation of the exhaust gas. In addition, since the accuracy of detecting the intake air charge decreases due to the recirculated exhaust gas, it is particularly effective to correct the intake air charge detection error in such a case.

【0125】請求項7の発明によると、比較的安価なラ
ムダO2センサを用いて、燃焼室の空燃比が理論空燃比
近傍の値になるようにフィードバック制御できる。
According to the seventh aspect of the present invention, feedback control can be performed using a relatively inexpensive lambda O2 sensor so that the air-fuel ratio of the combustion chamber becomes a value near the stoichiometric air-fuel ratio.

【0126】請求項8の発明によると、吸気脈動の影響
が大きい高負荷運転域において、フィードフォワード制
御の精度を向上できることが特に有効になる。
According to the eighth aspect of the present invention, it is particularly effective to improve the accuracy of the feedforward control in a high load operation range where the influence of the intake pulsation is large.

【0127】請求項9の発明によると、車両に搭載され
たエンジンではいわゆる低負荷から中負荷で運転される
時間が長いので、吸気充填量の偏差の特性を低負荷側運
転状態において学習することで、その偏差の特性を早期
に学習できる。
According to the ninth aspect of the present invention, since the engine mounted on the vehicle is operated for a long period of time from a low load to a medium load, it is necessary to learn the characteristic of the deviation of the intake air charge in the low load side operation state. Thus, the characteristics of the deviation can be learned early.

【0128】請求項10の発明によると、理論空燃比近
傍だけでなくより広い運転領域でフィードバック制御を
行うことができるので、吸気充填量の偏差の特性をより
広い運転領域に亘って検出できる。
According to the tenth aspect of the present invention, the feedback control can be performed not only in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio but also in a wider operation range, so that the characteristic of the deviation of the intake air charge can be detected over a wider operation range.

【0129】請求項11の発明によると、エンジンの複
数の運転状態で吸気充填量の偏差の特性を学習すること
で、その学習精度が向上する。
According to the eleventh aspect of the present invention, the learning accuracy is improved by learning the characteristics of the deviation of the intake air charge amount in a plurality of operating states of the engine.

【0130】請求項12の発明によると、種々の要因に
より吸気充填量の偏差の特性が変わってもその変化に対
応するように学習内容を更新できる一方、余計な学習は
行わないようにして、制御装置の負荷を減らすことがで
きる。
According to the twelfth aspect, even if the characteristic of the deviation of the intake air charge changes due to various factors, the learning content can be updated so as to correspond to the change, but no unnecessary learning is performed. The load on the control device can be reduced.

【0131】請求項13の発明によると、車両のバッテ
リ端子が外されて偏差の特性の学習結果が失われても、
その後、速やかに学習を行える一方、余計な学習は行わ
ないようにして、制御装置の負荷を減らすことができ
る。
According to the thirteenth aspect, even when the battery characteristic of the deviation is lost due to the disconnection of the battery terminal of the vehicle,
Thereafter, while learning can be performed promptly, unnecessary learning is not performed, and the load on the control device can be reduced.

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

【図1】本発明の構成を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of the present invention.

【図2】本発明に係るエンジンの制御装置の実施形態を
示す概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an engine control device according to the present invention.

【図3】エンジン温間時の成層燃焼モード、ストイキオ
モード及びエンリチモードの各運転領域を設定したマッ
プ(a)と、冷間時のストイキオモード及びエンリチモ
ードの各運転領域を設定したマップ(b)を示す図であ
る。
FIG. 3 is a map (a) in which the stratified combustion mode, the stoichiometric mode, and the enrich mode are set when the engine is warm, and a map (b) in which the stoichiometric mode and the enrich mode are set when the engine is cold. FIG.

【図4】ECUの機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram of an ECU.

【図5】図4における目標負荷設定手段の具体的構成を
示す機能ブロック図である。
FIG. 5 is a functional block diagram showing a specific configuration of a target load setting unit in FIG.

【図6】図4におけるスロットル開度演算手段の具体的
構成を示す機能ブロック図である。
6 is a functional block diagram showing a specific configuration of a throttle opening calculating means in FIG. 4;

【図7】図4における第2目標空燃比設定手段の具体的
構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 7 is a functional block diagram showing a specific configuration of a second target air-fuel ratio setting means in FIG. 4;

【図8】図4における噴射量演算手段の具体的構成を示
す機能ブロック図である。
8 is a functional block diagram showing a specific configuration of an injection amount calculating means in FIG.

【図9】アクセル操作量及びエンジン回転数と仮想体積
効率との対応関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a correspondence relationship between an accelerator operation amount, an engine speed, and virtual volume efficiency.

【図10】吸入空気量制御用の目標空燃比を運転モード
別に設定したマップを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a map in which a target air-fuel ratio for controlling an intake air amount is set for each operation mode.

【図11】目標体積効率とスロットル開度との対応関係
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a correspondence relationship between a target volume efficiency and a throttle opening.

【図12】燃料噴射量等の演算に用いる運転モードの設
定を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing setting of an operation mode used for calculation of a fuel injection amount and the like.

【図13】燃料噴射量等制御用の目標空燃比(a)、噴
射時期(b)及び点火時期(c)を、それぞれ運転モー
ド別に設定したマップを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a map in which a target air-fuel ratio (a), an injection timing (b), and an ignition timing (c) for controlling a fuel injection amount and the like are set for each operation mode.

【図14】燃料噴射制御の概略手順と補正係数kの学習
手順とを示すフローチャート図である。
FIG. 14 is a flowchart showing a schematic procedure of fuel injection control and a learning procedure of a correction coefficient k.

【図15】空燃比の変化に対するO2センサの出力特性
を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing output characteristics of the O2 sensor with respect to changes in the air-fuel ratio.

【図16】フィードバック補正値の演算手順を示すフロ
ーチャート図である。
FIG. 16 is a flowchart illustrating a procedure for calculating a feedback correction value.

【図17】フィードバック制御時のフィードバック補正
値の変化とO2センサ出力とを対応づけて示すタイムチ
ャート図である。
FIG. 17 is a time chart showing a change in a feedback correction value during feedback control and an O2 sensor output in association with each other.

【図18】エンジン緩加速時に運転モードが切り替わる
ときについて、アクセル開度、基本的な噴射モード、ス
ロットル開度、実際の充填効率、最終的な噴射モード、
噴射パルス幅、実際の空燃比及びエンジンの出力トルク
の変化状態を関連づけて示すタイムチャート図である。
FIG. 18 shows how the operation mode is switched at the time of slow acceleration of the engine, the accelerator opening, the basic injection mode, the throttle opening, the actual charging efficiency, the final injection mode,
FIG. 5 is a time chart showing the injection pulse width, the actual air-fuel ratio, and the change state of the output torque of the engine in association with each other.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 筒内噴射式エンジンの制御装置 1 エンジン 2 気筒 4 燃焼室 7 インジェクタ(燃料噴射弁) 12 エアフローセンサ(充填量検出手段) 24 O2センサ(空燃比検出手段) 26 EGR通路(排気還流手段) 27 EGR弁(排気還流手段) 40 コントロールユニット(ECU) 47 第2目標空燃比設定手段(目標空燃比設定手
段) 48 運転モード設定手段(燃料噴射制御手段) 49 分割比設定手段(燃料噴射制御手段) 50 噴射量演算手段(燃料噴射制御手段) 50b 充填効率補正手段(充填量補正手段) 51 噴射時期設定手段(燃料噴射制御手段) 52 噴射制御手段(燃料噴射制御手段) 55 実噴射量演算手段(噴射量検出手段) 56 充填量演算手段 57 補正係数演算手段(偏差特性学習手段) 58 補正係数学習手段(偏差特性学習手段)
A Control device of in-cylinder injection engine 1 engine 2 cylinder 4 combustion chamber 7 injector (fuel injection valve) 12 air flow sensor (filling amount detecting means) 24 O2 sensor (air-fuel ratio detecting means) 26 EGR passage (exhaust recirculation means) 27 EGR valve (exhaust gas recirculation means) 40 control unit (ECU) 47 second target air-fuel ratio setting means (target air-fuel ratio setting means) 48 operation mode setting means (fuel injection control means) 49 split ratio setting means (fuel injection control means) Reference Signs List 50 injection amount calculating means (fuel injection control means) 50b filling efficiency correction means (filling amount correction means) 51 injection timing setting means (fuel injection control means) 52 injection control means (fuel injection control means) 55 actual injection amount calculation means ( Injection amount detecting means) 56 filling amount calculating means 57 correction coefficient calculating means (deviation characteristic learning means) 58 correction coefficient learning means (Deviation characteristic learning means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/14 310 F02D 41/14 310H 330 330A 41/18 41/18 F G 43/00 301 43/00 301G 301N 45/00 340 45/00 340B (72)発明者 今田 道宏 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 荒木 啓二 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 Fターム(参考) 3G084 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 BA21 CA03 CA04 DA02 DA10 DA25 EA07 EA11 EB08 EB12 EB13 EB16 EB20 EB25 EC02 EC03 FA03 FA07 FA10 FA13 FA18 FA29 FA33 FA36 3G301 HA04 HA13 HA16 HA17 JA02 JA04 JA21 KA07 KA08 KA09 KA11 KA21 LA03 LA05 LB04 LC03 MA01 MA11 MA19 MA26 NA01 NA08 NB02 NC02 ND02 ND05 ND12 ND33 ND42 NE13 NE14 NE15 NE16 NE17 NE19 NE22 NE23 PA01Z PA07Z PA09Z PA11Z PA17Z PB03Z PB08Z PC02Z PD03A PD15Z PE01Z PE08Z PF03Z PF13Z PF16Z PG01Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/14 310 F02D 41/14 310H 330 330A 41/18 41/18 FG 43/00 301 43/00 301G 301N 45/00 340 45/00 340B (72) Inventor Michihiro Imada 3-1, Fuchu-machi, Shinchu, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Keiji Araki 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki, Hiroshima F-term in Mazda Co., Ltd. (reference) 3G084 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 BA21 CA03 CA04 DA02 DA10 DA25 EA07 EA11 EB08 EB12 EB13 EB16 EB20 EB25 EC02 EC03 FA03 FA07 FA10 FA13 FA18 FA29 FA33 FA36 3G301 JA04 KA08 KA09 KA11 KA21 LA03 LA05 LB04 LC03 MA01 MA11 MA19 MA26 NA01 NA08 NB02 NC02 ND02 ND05 ND12 ND33 ND42 NE13 NE14 NE15 NE16 NE 17 NE19 NE22 NE23 PA01Z PA07Z PA09Z PA11Z PA17Z PB03Z PB08Z PC02Z PD03A PD15Z PE01Z PE08Z PF03Z PF13Z PF16Z PG01Z

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を直接、
噴射供給する燃料噴射弁と、 前記燃焼室の吸気充填量を検出する充填量検出手段と、 前記燃焼室の空燃比を検出する空燃比検出手段と、 少なくともエンジンの運転状態に応じて目標空燃比を設
定する目標空燃比設定手段と、 前記燃料噴射弁による燃料噴射量を、前記充填量検出手
段による検出結果に応じて燃焼室の空燃比が前記目標空
燃比になるようにフィードフォワード制御するフィード
フォワード制御動作と、前記空燃比検出手段による検出
値が前記目標空燃比になるようにフィードバック制御す
るフィードバック制御動作とのいずれかに切替える燃料
噴射制御手段とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装置
において、 前記燃料噴射弁による燃料噴射量を検出する噴射量検出
手段と、 前記燃料噴射制御手段によるフィードバック制御動作の
実行時に、前記空燃比検出手段及び噴射量検出手段の各
検出値に基づいて前記燃焼室の吸気充填量を演算する充
填量演算手段と、 前記充填量演算手段による演算値と前記充填量検出手段
による検出値との間の充填量の偏差を求め、前記燃料噴
射制御手段によるフィードフォワード制御動作の実行時
に、前記充填量検出手段の検出値を前記充填量の偏差に
基づいて補正する充填量補正手段とを備えていることを
特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
A fuel is directly injected into a combustion chamber in a cylinder of an engine.
A fuel injection valve for injecting and supplying, a filling amount detecting means for detecting a filling amount of intake air in the combustion chamber, an air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of the combustion chamber, and a target air-fuel ratio at least according to an operating state of the engine. A target air-fuel ratio setting means for setting a fuel injection amount by the fuel injection valve, and a feed for performing feed-forward control so that an air-fuel ratio of a combustion chamber becomes the target air-fuel ratio in accordance with a detection result by the filling amount detection means. A control device for a direct injection engine, comprising: a forward control operation; and a fuel injection control unit that switches to a feedback control operation for performing feedback control so that a value detected by the air-fuel ratio detection unit becomes the target air-fuel ratio. In the above, an injection amount detecting means for detecting a fuel injection amount by the fuel injection valve, and a feedback control by the fuel injection control means A charge calculating means for calculating an intake charge amount of the combustion chamber based on the detected values of the air-fuel ratio detecting means and the injection amount detecting means during execution of the operation; A filling amount deviation is calculated from the detected value by the detecting means, and the detected value of the charged amount detecting means is corrected based on the difference in the charged amount when the fuel injection control means executes the feedforward control operation. A control device for a direct injection type engine, comprising: a quantity correcting means.
【請求項2】 請求項1において、 噴射量検出手段は、燃料噴射弁へ入力される制御信号の
パルス幅に基づいて、燃料噴射量を検出するものである
ことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
2. The in-cylinder injection system according to claim 1, wherein the injection amount detecting means detects the fuel injection amount based on a pulse width of a control signal input to the fuel injection valve. Engine control device.
【請求項3】 請求項1において、 燃料噴射制御手段は、目標空燃比設定手段により目標空
燃比が理論空燃比よりも大きな値に設定されるときにフ
ィードフォワード制御動作を行う一方、目標空燃比が理
論空燃比近傍に設定されるときにはフィードバック制御
動作を行うように構成されていることを特徴とする筒内
噴射式エンジンの制御装置。
3. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection control means performs the feedforward control operation when the target air-fuel ratio is set to a value larger than the stoichiometric air-fuel ratio by the target air-fuel ratio setting means. A control device for a direct injection engine, which is configured to perform a feedback control operation when is set near the stoichiometric air-fuel ratio.
【請求項4】 請求項3において、 目標空燃比設定手段は、アクセル操作量に対応するエン
ジンの目標負荷と、エンジン回転数又は吸気充填量の少
なくとも一方とに基づいて目標空燃比を設定するように
構成されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの
制御装置。
4. The target air-fuel ratio setting unit according to claim 3, wherein the target air-fuel ratio setting means sets the target air-fuel ratio based on a target load of the engine corresponding to the accelerator operation amount and at least one of an engine speed and an intake charge amount. A control device for a direct injection engine, comprising:
【請求項5】 請求項3において、 目標空燃比設定手段は、エンジンが低負荷側の所定運転
領域にあるときに、目標空燃比を理論空燃比よりも大き
な値に設定するように構成され、 燃料噴射制御手段は、エンジンが前記所定運転領域にあ
るときに、燃料噴射弁により気筒の圧縮行程で燃料を噴
射させて成層燃焼を行わせる一方、それ以外の運転領域
では気筒の吸気行程で燃料を噴射させて均一燃焼を行わ
せるように構成されていることを特徴とする筒内噴射式
エンジンの制御装置。
5. The target air-fuel ratio setting means according to claim 3, wherein the target air-fuel ratio is set to a value larger than the stoichiometric air-fuel ratio when the engine is in a predetermined low load operation region. The fuel injection control means performs stratified combustion by injecting fuel in the compression stroke of the cylinder by the fuel injection valve when the engine is in the predetermined operation range, and performs fuel injection in the intake stroke of the cylinder in other operation ranges. A control device for a direct injection engine, wherein the control device is configured to perform uniform combustion by injecting fuel.
【請求項6】 請求項3において、 エンジンの排気の一部を吸気系に還流させる排気還流手
段が設けられていることを特徴とする筒内噴射式エンジ
ンの制御装置。
6. The control apparatus for a direct injection engine according to claim 3, further comprising an exhaust gas recirculation means for recirculating a part of the exhaust gas of the engine to an intake system.
【請求項7】 請求項3において、 空燃比検出手段は、排気の空燃比が理論空燃比近傍にあ
るときにのみ空燃比を検出するものであることを特徴と
する筒内噴射式エンジンの制御装置。
7. The control of a direct injection engine according to claim 3, wherein the air-fuel ratio detecting means detects the air-fuel ratio only when the air-fuel ratio of the exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio. apparatus.
【請求項8】 請求項1において、 燃料噴射制御手段は、エンジンが高負荷域にあるときに
フィードフォワード制御動作を行うように構成されてい
ることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
8. The control device for a direct injection engine according to claim 1, wherein the fuel injection control means is configured to perform a feedforward control operation when the engine is in a high load range. .
【請求項9】 請求項8において、 充填量補正手段は、エンジンが低負荷域にあるときの充
填量の偏差の特性を学習する偏差特性学習手段を備え、
その学習した偏差特性に基づいて充填量検出手段による
検出値を補正するように構成されていることを特徴とす
る筒内噴射式エンジンの制御装置。
9. The charging amount correcting means according to claim 8, further comprising a deviation characteristic learning means for learning a characteristic of a deviation of the charging amount when the engine is in a low load range,
A control device for a direct injection engine, wherein the control unit is configured to correct a value detected by a charged amount detecting means based on the learned deviation characteristic.
【請求項10】 請求項1において、 空燃比検出手段は、排気の空燃比が理論空燃比を含む所
定範囲内にあるときにのみ空燃比を検出するものであ
り、 燃料噴射制御手段は、目標空燃比設定手段により目標空
燃比が前記所定範囲内に設定されるときに、フィードバ
ック制御動作を行う一方、目標空燃比が前記所定範囲外
に設定されるときにはフィードフォワード制御動作を行
うように構成されていることを特徴とする筒内噴射式エ
ンジンの制御装置。
10. The air-fuel ratio detecting means according to claim 1, wherein the air-fuel ratio detecting means detects the air-fuel ratio only when the air-fuel ratio of the exhaust gas is within a predetermined range including a stoichiometric air-fuel ratio. A feedback control operation is performed when the target air-fuel ratio is set within the predetermined range by the air-fuel ratio setting means, and a feedforward control operation is performed when the target air-fuel ratio is set outside the predetermined range. A control device for an in-cylinder injection engine.
【請求項11】 請求項1において、 充填量補正手段は、少なくともエンジン回転数の異なる
複数のエンジン運転状態で充填量の偏差の特性を学習す
る偏差特性学習手段を備え、その学習した偏差特性に基
づいて充填量検出手段による検出値を補正するように構
成されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制
御装置。
11. The method according to claim 1, wherein the filling amount correction unit includes a deviation characteristic learning unit that learns a characteristic of a deviation of the filling amount at least in a plurality of engine operating states having different engine speeds. A control device for a direct injection type engine, wherein the control value is corrected based on a charged amount detecting means based on the detected value.
【請求項12】 請求項11において、 偏差特性学習手段は、エンジンの始動回数が設定回数を
超える都度、吸気充填量の偏差の特性を学習するように
構成されていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの
制御装置。
12. The in-cylinder according to claim 11, wherein the deviation characteristic learning means is configured to learn a characteristic of a deviation of the intake air charge amount each time the number of engine starts exceeds a set number of times. Control system for injection engine.
【請求項13】 請求項11において、 偏差特性学習手段は、エンジンを搭載した車両のバッテ
リ端子が一度外された後に再び接続されたとき、吸気充
填量の偏差の特性を学習するように構成されていること
を特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
13. The deviation characteristic learning means according to claim 11, wherein when the battery terminal of the vehicle equipped with the engine is disconnected once and then reconnected, the characteristic of the deviation of the intake air charge is learned. A control device for an in-cylinder injection engine.
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