JP2000282915A - Control device for direct injection engine of spark ignition type - Google Patents

Control device for direct injection engine of spark ignition type

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JP2000282915A
JP2000282915A JP9193599A JP9193599A JP2000282915A JP 2000282915 A JP2000282915 A JP 2000282915A JP 9193599 A JP9193599 A JP 9193599A JP 9193599 A JP9193599 A JP 9193599A JP 2000282915 A JP2000282915 A JP 2000282915A
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exhaust gas
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promote refreshing of a catalyst while suppressing deterioration of the fuel consumption in a spark ignition type direct injection engine provided with a catalyst of NOx absorbing type in an exhaust passage, being operated by changing-over between the stratified combustion mode and uniform combustion mode, and switched to the rich operation forcedly, when the NOx absorbing amount of the catalyst increases. SOLUTION: When an engine 1 is switched forcedly into rich operation, the closing motion of a throttle valve, in association with changing-over from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, is delayed to temporarily generate a condition in which the oxygen concentration in the exhaust gas is low and the flow rate of the exhaust gas is sufficiently high (SA15 and 16). The amount of fuel injection is increased, so that the excess air ratio in the combustion chamber does not become λ=1 to 1.3. Similar control is conducted for promoting the release of NOx from the catalyst, when the engine is in acceleration operation.

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、エンジンの排気通
路に酸素過剰雰囲気の排気中の窒素酸化物(NOx)を
吸収するNOx吸収触媒を配設して、空燃比がリーンな
状態でも排気中のNOxを除去できるようにした火花点
火式直噴エンジンの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of disposing an NOx absorbing catalyst for absorbing nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere in an exhaust passage of an engine. The present invention relates to a control apparatus for a spark ignition type direct injection engine capable of removing NOx.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種のエンジンの制御に関
して、エンジンが低負荷域にあるときに燃焼室の空燃比
を所定のリーン状態(例えばA/F≧20)になるよう
に制御して、燃費低減を図るとともに、このときに酸素
過剰雰囲気になる排気中のNOxをNOx吸収触媒によ
り吸収除去する一方、そのNOx吸収触媒のNOx吸収
量が過剰になって吸収性能が低下する前に、エンジンの
燃焼室の空燃比を強制的に略理論空燃比かそれよりもリ
ッチな状態に切替えて、前記NOx吸収触媒からNOx
を放出させる(以下、触媒のリフレッシュともいう)と
いう制御の技術が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of engine has been controlled by controlling the air-fuel ratio of a combustion chamber to a predetermined lean state (for example, A / F ≧ 20) when the engine is in a low load range. At the same time, the NOx in the exhaust gas, which becomes an oxygen-excess atmosphere, is absorbed and removed by the NOx absorption catalyst, while the NOx absorption amount of the NOx absorption catalyst becomes excessive and the absorption performance is reduced. The air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is forcibly switched to a substantially stoichiometric air-fuel ratio or a state richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
(Hereinafter, also referred to as catalyst refresh) is known.

【0003】また、特開平10−274085号公報に
開示されるものでは、前記のようなNOx吸収触媒が酸
素過剰雰囲気の排気中のNOxを酸化させて硝酸塩とし
て吸収する一方、酸素濃度が低下すると、吸収した硝酸
塩を排気中の一酸化炭素(CO)と置換反応させてNO
xを放出するという特性を有することに着目し、NOx
吸収触媒からNOxを放出させるときには、排気中の酸
素濃度を低下させるとともに、気筒の膨張行程や排気行
程で追加の燃料を噴射して再燃焼させることにより、排
気中のCO濃度を高めて、NOxの放出及び還元浄化を
促進するようにしている。
[0003] Further, in the system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-274085, the above NOx absorption catalyst oxidizes NOx in exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere and absorbs it as nitrate. And reacts the absorbed nitrate with carbon monoxide (CO) in the exhaust gas to replace NO.
Focusing on the property of releasing x, NOx
When releasing NOx from the absorption catalyst, the CO concentration in the exhaust gas is increased by lowering the oxygen concentration in the exhaust gas and injecting additional fuel in the expansion stroke and the exhaust stroke of the cylinder to re-burn, thereby increasing the NOx concentration in the exhaust gas. To promote the emission and reduction purification.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
制御装置によれば、排気中の酸素濃度を低下させたり、
CO濃度を高めたりすることはできても、NOx吸収触
媒を流通する排気流量そのものが少ないため、触媒のリ
フレッシュを十分に促進することができないという不具
合がある。すなわち、一般的な車載エンジンの場合、例
えば燃焼室の空燃比がリーンな状態になっている低負荷
域で、NOx吸収触媒のリフレッシュのために空燃比を
強制的にリッチ側に変更するときには、エンジン出力の
増大を抑えるためにスロットル弁を閉じて、吸入空気量
を減少させる必要があるので、排気流量はかなり少なく
なる。
However, according to the conventional control device, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced,
Even though the CO concentration can be increased, there is a problem that the refresh of the catalyst cannot be sufficiently promoted because the flow rate of the exhaust gas flowing through the NOx absorption catalyst itself is small. That is, in the case of a general vehicle-mounted engine, for example, when the air-fuel ratio is forcibly changed to the rich side in order to refresh the NOx absorption catalyst in a low load region where the air-fuel ratio of the combustion chamber is lean, Since it is necessary to close the throttle valve and reduce the amount of intake air in order to suppress an increase in engine output, the exhaust flow rate is considerably reduced.

【0005】また、我が国の一般的な交通事情を考慮す
れば、車載エンジンが中高負荷以上の運転状態になる時
間は短いので、このときにはスロットル弁の開度は十分
に大きくなるものの、エンジン回転数はあまり高くはな
らず、結局、触媒に流通する排気量は多くはならない。
In consideration of the general traffic situation in Japan, the time during which the on-vehicle engine is in an operation state of medium to high load or higher is short. At this time, although the opening of the throttle valve becomes sufficiently large, the engine speed is increased. Does not become so high, and eventually the amount of exhaust gas flowing through the catalyst does not increase.

【0006】つまり、前記従来の制御装置を車載エンジ
ンに適用した場合、エンジンの運転中に燃焼室の空燃比
をリッチな状態にしかつ排気流量を十分に確保すること
ができないため、触媒のリフレッシュを有効に促進する
ためには、リフレッシュ頻度を高めたり、リフレッシュ
時の空燃比を余計にリッチな状態に制御したりせざるを
得ず、このことが燃費悪化を招くという不具合がある。
That is, when the conventional control device is applied to an on-vehicle engine, the air-fuel ratio of the combustion chamber is made rich and the exhaust gas flow cannot be sufficiently ensured during operation of the engine. In order to effectively promote this, it is necessary to increase the refresh frequency or control the air-fuel ratio at the time of refreshing to an excessively rich state, which causes a problem that fuel efficiency is deteriorated.

【0007】また、前記従来例(特開平10−2740
85号公報)の制御装置のように、気筒の膨張行程や排
気行程で追加の燃料を噴射するようにしたものでは、こ
の追加の燃料がエンジンの出力に殆ど寄与しないので、
燃費が大幅に悪化する虞れがある。
Further, the conventional example (Japanese Patent Laid-Open No. 10-2740)
No. 85, the additional fuel is injected during the expansion stroke and the exhaust stroke of the cylinder, since the additional fuel hardly contributes to the output of the engine.
There is a possibility that fuel efficiency may be significantly deteriorated.

【0008】本発明は斯かる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、NOx吸収触媒のリフ
レッシュ時に排気流量そのものを十分に確保することの
重要性に着目し、エンジンの燃焼室の空燃比をリーン状
態からリッチ状態へ切替えるときの制御手順に工夫を凝
らして、燃費の悪化を抑えつつ、触媒のリフレッシュを
促進できるようにすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to pay attention to the importance of ensuring a sufficient exhaust flow rate at the time of refreshing a NOx absorption catalyst, and to examine the combustion of an engine. It is an object of the present invention to devise a control procedure for switching the air-fuel ratio of a chamber from a lean state to a rich state so as to promote catalyst refreshing while suppressing deterioration of fuel efficiency.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成すべ
く、この発明の第1の解決手段では、NOx吸収触媒の
リフレッシュのためにエンジンの燃焼室の空燃比をリー
ン状態からリッチ状態へ切替えるときには、エンジンの
燃焼室の吸気充填量を通常よりもゆっくりと減少させる
ようにした。
According to a first aspect of the present invention, an air-fuel ratio of a combustion chamber of an engine is switched from a lean state to a rich state in order to refresh the NOx absorption catalyst. Sometimes, the intake charge of the combustion chamber of the engine is reduced more slowly than usual.

【0010】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に連通する
排気通路22に配設され、排気中の酸素濃度が高い酸素
過剰雰囲気でNOxを吸収する一方、酸素濃度の低下に
よって前記吸収したNOxを放出するNOx吸収触媒2
5と、エンジン1の運転状態に応じて前記燃焼室4の空
燃比を、空気過剰率が1.3以上のリーン状態又はそれ
よりもリッチなリッチ状態のいずれかになるように切替
えて制御するとともに、前記NOx吸収触媒25からN
Oxを放出させるときには、前記燃焼室4の空燃比を強
制的にリッチ状態に切替える空燃比制御手段40aとを
備えた火花点火式直噴エンジンの制御装置Aを前提とす
る。
Specifically, according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 1, fuel is directly supplied to the in-cylinder combustion chamber 4 of the engine 1.
A fuel injection valve 7 for injecting and supplying is arranged in an exhaust passage 22 communicating with the combustion chamber 4, and absorbs NOx in an oxygen-excess atmosphere in which the oxygen concentration in the exhaust gas is high, while reducing the absorbed NOx by decreasing the oxygen concentration. NOx absorption catalyst 2 that releases CO2
5 and controlling the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 in accordance with the operating state of the engine 1 such that the air-fuel ratio becomes a lean state with an excess air ratio of 1.3 or more or a rich state richer than that. At the same time, N
When releasing Ox, it is assumed that the control device A of the spark ignition type direct injection engine includes the air-fuel ratio control means 40a for forcibly switching the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 to the rich state.

【0011】そして、前記燃焼室4の吸気充填量を調整
する充填量調整手段13が設けられ、前記空燃比制御手
段40aは、前記燃焼室4の空燃比がリーン状態からリ
ッチ状態に切替えられるときに、燃焼室4の吸気充填量
が減少するように前記充填量調整手段13を制御する充
填量制御手段40bを有し、該充填量制御手段40b
は、前記空燃比制御手段40aにより燃焼室4の空燃比
が強制的にリッチ状態に切替えられるときには、前記充
填量調整手段13の作動を遅延させるものとする。
A charge amount adjusting means 13 for adjusting an intake charge amount of the combustion chamber 4 is provided, and the air-fuel ratio control means 40a operates when the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is switched from a lean state to a rich state. And a filling amount control means 40b for controlling the filling amount adjusting means 13 so that the intake filling amount of the combustion chamber 4 is reduced.
When the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is forcibly switched to the rich state by the air-fuel ratio control means 40a, the operation of the charge amount adjusting means 13 is delayed.

【0012】前記の構成により、エンジン1の燃焼室4
の空燃比が該エンジン1の運転状態に応じてリーン状態
からリッチ状態に切替えられるときには、充填量制御手
段40bにより充填量調整手段13が制御されて、燃焼
室4の吸気充填量が速やかに減らされるので、空燃比の
切替えに伴うエンジン出力の変動が抑えられる。一方、
NOx吸収触媒25のリフレッシュのために空燃比を強
制的にリッチ状態に切替えるときには、前記充填量調整
手段13の作動が遅延されるので、燃焼室4の空燃比は
吸気充填量があまり減少しないうちにリッチ状態に切替
えられて、一時的に排気中の酸素濃度が低くかつ排気流
量の多い状態が作り出される。このことで、NOx吸収
触媒からのNOxの放出が有効に促進される。
With the above configuration, the combustion chamber 4 of the engine 1
When the air-fuel ratio of the engine 1 is switched from the lean state to the rich state according to the operating state of the engine 1, the charge control means 40b controls the charge control means 13 so that the charge of the intake air in the combustion chamber 4 is rapidly reduced. Therefore, fluctuations in engine output due to switching of the air-fuel ratio can be suppressed. on the other hand,
When the air-fuel ratio is forcibly switched to the rich state in order to refresh the NOx absorption catalyst 25, the operation of the charging amount adjusting means 13 is delayed. The state is temporarily switched to the rich state, and the state where the oxygen concentration in the exhaust is low and the exhaust flow rate is large is created. This effectively promotes the release of NOx from the NOx absorption catalyst.

【0013】つまり、エンジン1がリーン運転状態から
リッチ運転状態へ切替わる過渡的状態を利用して、触媒
のリフレッシュを有効に促進することができるので、そ
の分、触媒リフレッシュの頻度を減らしたり、期間を短
縮することができ、よって、燃費の悪化を抑えつつ、触
媒のリフレッシュを促進することができる。
In other words, the transition of the engine 1 from the lean operation state to the rich operation state can be utilized to effectively promote the catalyst refreshing, so that the catalyst refreshing frequency can be reduced accordingly. The period can be shortened, so that the catalyst can be refreshed while suppressing the deterioration of the fuel efficiency.

【0014】請求項2の発明では、請求項1の発明にお
ける空燃比制御手段により、エンジンの燃焼室の空燃比
がリーン状態に制御されるときに、燃料噴射弁により燃
料を成層燃焼状態になるように気筒の圧縮行程で噴射さ
せる噴射時期制御手段を備え、前記空燃比制御手段は、
エンジンの前記成層燃焼状態での運転時間が設定時間を
越えたときに、前記燃焼室の空燃比を強制的にリッチ状
態に切替えるものとする。
According to a second aspect of the present invention, when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is controlled to a lean state by the air-fuel ratio control means of the first aspect, the fuel is injected into the stratified combustion state by the fuel injection valve. Injection timing control means for injecting during the compression stroke of the cylinder as described above, the air-fuel ratio control means,
When the operating time of the engine in the stratified combustion state exceeds a set time, the air-fuel ratio of the combustion chamber is forcibly switched to a rich state.

【0015】このことで、エンジンの成層燃焼状態での
運転が長く続けば、NOx吸収触媒のNOx吸収量が過
剰になってその吸収性能が低下するので、そうなる前に
空燃比制御手段によりエンジンの燃焼室の空燃比を強制
的にリッチ状態に切替えて、NOx吸収触媒をリフレッ
シュすることができる。よって、触媒のNOx吸収性能
を安定的に維持できる。
As a result, if the operation of the engine in the stratified combustion state continues for a long time, the NOx absorption amount of the NOx absorption catalyst becomes excessive and its absorption performance decreases. By forcibly switching the air-fuel ratio of the combustion chamber to the rich state, the NOx absorption catalyst can be refreshed. Therefore, the NOx absorption performance of the catalyst can be stably maintained.

【0016】請求項3の発明では、請求項1又は2のい
ずれかの発明における空燃比制御手段は、エンジンの燃
焼室の空燃比が強制的にリッチ状態に切替えられるとき
に、該燃焼室の空気過剰率が1.1よりも小さくなるよ
うに燃料噴射量を増量する噴射量制御手段を有するもの
とし、かつ、前記噴射量制御手段によって燃料噴射量が
増量されたときに、点火時期を遅角側に補正する点火時
期補正手段を設ける構成とする。
According to a third aspect of the present invention, when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is forcibly switched to a rich state, the air-fuel ratio control means according to the first or second aspect of the invention is provided. Injection amount control means for increasing the fuel injection amount so that the excess air ratio becomes smaller than 1.1, and when the fuel injection amount is increased by the injection amount control means, the ignition timing is delayed. A configuration is provided in which ignition timing correction means for correcting the corner side is provided.

【0017】この構成では、NOx吸収触媒のリフレッ
シュのためにエンジンの燃焼室の空燃比を強制的にリッ
チ状態に切替えるときに、噴射量制御手段により燃料噴
射量を増量することにより、リーン状態で1.3以上に
なっている燃焼室の空気過剰率を直ちに1.1よりも小
さい状態にすることができる。このことで、排気流量が
十分に多いうちに排気中の酸素濃度を低下させて、NO
x吸収触媒のリフレッシュを十分に促進できる。しか
も、前記燃焼室の空燃比がNOx生成の盛んな状態にな
ることを回避できる。さらに、点火時期補正手段により
点火時期が遅角側に補正されて、燃料の増量に伴うエン
ジン出力の増大が相殺されるので、エンジン出力の変動
を軽減できる。
With this configuration, when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is forcibly switched to the rich state for refreshing the NOx absorption catalyst, the fuel injection amount is increased by the injection amount control means, so that the lean state is maintained. The excess air ratio of the combustion chamber, which is 1.3 or more, can be immediately reduced to a state of less than 1.1. As a result, while the exhaust gas flow rate is sufficiently high, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced,
Refreshing of the x-absorbing catalyst can be sufficiently promoted. In addition, it is possible to avoid that the air-fuel ratio of the combustion chamber becomes an active state of NOx generation. Furthermore, the ignition timing is corrected by the ignition timing correction means to the retard side, and the increase in the engine output due to the increase in the fuel is offset, so that the fluctuation in the engine output can be reduced.

【0018】請求項4の発明では、請求項1の発明にお
ける充填量制御手段は、エンジンの燃焼室の空気過剰率
λが1.1<λ<1.3のときの充填量調整手段の作動
を、λ<1.1のときよりも速くなるように制御するも
のとする。このことで、充填量調整手段の作動はエンジ
ンの燃焼室の空気過剰率λがλ>1.1のときに相対的
に速くされて、請求項3と同様に燃焼に伴うNOxの生
成が抑制される。また、燃料の増量補正や点火時期の遅
角補正に伴う燃費悪化が軽減される。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the charging amount control means operates the charging amount adjusting means when the excess air ratio λ of the combustion chamber of the engine is 1.1 <λ <1.3. Is controlled to be faster than when λ <1.1. As a result, when the excess air ratio λ of the combustion chamber of the engine is λ> 1.1, the operation of the charging amount adjusting means is relatively accelerated, and the generation of NOx accompanying the combustion is suppressed as in the third aspect. Is done. In addition, fuel consumption deterioration due to the fuel increase correction and the ignition timing retard correction is reduced.

【0019】請求項5の発明では、請求項1の発明にお
ける空燃比制御手段は、NOx放出のための強制的なリ
ッチ状態として、エンジンの燃焼室の空燃比をA/F=
15〜16になるように制御するものとする。そして、
エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流手
段と、エンジンの燃焼室の空燃比がリーン状態のとき
に、前記排気還流手段により排気を還流させるととも
に、前記強制的なリッチ状態でもそのときの排気還流率
が前記リーン状態のときの排気還流率以上になるように
排気を還流させる排気還流制御手段とを設ける構成とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, the air-fuel ratio control means in the first aspect of the present invention sets the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine to A / F =
It is assumed that the control is made to be 15 to 16. And
Exhaust recirculation means for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system of the engine, and, when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is in a lean state, the exhaust gas recirculation means recirculates the exhaust gas. And an exhaust gas recirculation control means for recirculating exhaust gas so that the exhaust gas recirculation rate at this time is equal to or higher than the exhaust gas recirculation rate in the lean state.

【0020】この構成では、NOx放出のためにエンジ
ンの燃焼室の空燃比を強制的にリッチ状態にするときに
も、その空燃比は理論空燃比よりもややリーンな状態な
ので、自ずと燃費の悪化が軽減される。また、そのとき
に排気還流制御手段の制御によって、排気還流率がリー
ン状態のとき以上になるように多量の排気を還流させる
ことで、NOxの生成を十分に抑えることができる。こ
のことで、排気中のCO等の還元剤成分のNOxに対す
る濃度比を高めて、前記のややリーンな状態でもNOx
吸収触媒のリフレッシュを促進することができる。
With this configuration, even when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is forcibly made rich to release NOx, the air-fuel ratio is slightly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Is reduced. At this time, by controlling the exhaust gas recirculation control means, a large amount of exhaust gas is recirculated so that the exhaust gas recirculation rate becomes higher than that in the lean state, whereby the generation of NOx can be sufficiently suppressed. As a result, the concentration ratio of the reducing agent component such as CO in the exhaust gas to NOx is increased, and the NOx is reduced even in the above-described slightly lean state.
Refreshing of the absorption catalyst can be promoted.

【0021】請求項6の発明では、請求項5の発明にお
ける排気還流手段は、エンジンの吸気通路及び排気通路
を連通する排気還流通路と、該排気還流通路の排気還流
量を調整する排気還流量調整弁とからなり、排気還流制
御手段は、エンジンの燃焼室の空燃比が強制的にリッチ
状態に切替えられるときには、前記排気還流量調整弁の
開度を保持するものとする。こうすれば、NOx放出の
ための強制的なリッチ状態で、排気還流率がリーン状態
のとき以上になるように排気を還流させることが容易に
行える。
According to a sixth aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation means according to the fifth aspect of the present invention comprises an exhaust gas recirculation passage communicating the intake passage and the exhaust gas passage of the engine, and an exhaust gas recirculation amount for adjusting the exhaust gas recirculation amount of the exhaust gas recirculation passage. The exhaust gas recirculation control means comprises an adjustment valve, and when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is forcibly switched to the rich state, the exhaust gas recirculation control means keeps the opening of the exhaust gas recirculation amount adjustment valve. This makes it possible to easily recirculate the exhaust gas in the forced rich state for releasing NOx so that the exhaust gas recirculation rate becomes higher than that in the lean state.

【0022】次に、この発明の第2の解決手段では、エ
ンジンを成層燃焼状態と均一燃焼状態とに切替えて運転
する場合に、成層燃焼状態ではエンジンの燃焼室の吸気
充填量がかなり多くなることに着目して、成層燃焼状態
から均一燃焼状態へ移行するときに、エンジンの燃焼室
の吸気充填量を通常よりもゆっくりと減少させることに
より、排気流量を十分に確保して触媒のリフレッシュを
促すようにした。
Next, according to the second solution of the present invention, when the engine is operated by switching between the stratified combustion state and the uniform combustion state, the intake charge of the combustion chamber of the engine becomes considerably large in the stratified combustion state. Focusing on this, when shifting from the stratified combustion state to the uniform combustion state, by reducing the intake charge of the combustion chamber of the engine more slowly than usual, the exhaust gas flow rate is sufficiently ensured and the catalyst is refreshed. I urged it.

【0023】具体的に、請求項7の発明では、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、前記燃焼室に連通する排気通路に配設され、排気中
の酸素濃度が高い酸素過剰雰囲気でNOxを吸収する一
方、酸素濃度の低下によって前記吸収したNOxを放出
するNOx吸収触媒と、前記燃料噴射弁により燃料を、
エンジンが所定の低負荷領域にあるときに成層燃焼状態
になるように気筒の圧縮行程で噴射させる一方、前記低
負荷域よりも高負荷側では均一燃焼状態になるように気
筒の吸気行程で噴射させる噴射時期制御手段とを備えた
火花点火式直噴エンジンの制御装置を前提とする。
More specifically, according to the invention of claim 7, a fuel injection valve for directly injecting fuel into the in-cylinder combustion chamber of the engine and an exhaust passage communicating with the combustion chamber are provided. While absorbing NOx in an oxygen-rich atmosphere having a high concentration, a NOx absorption catalyst that releases the absorbed NOx by decreasing the oxygen concentration,
When the engine is in a predetermined low load region, injection is performed in the compression stroke of the cylinder so as to be in a stratified combustion state, while injection is performed in the intake stroke of the cylinder so as to be in a uniform combustion state on a higher load side than the low load region. And a control device for a spark ignition type direct injection engine including an injection timing control means for causing the control to be performed.

【0024】そして、前記燃焼室の吸気充填量を調整す
る充填量調整手段と、エンジンの燃焼室の空燃比を、前
記成層燃焼状態では空気過剰率が1.3以上のリーン状
態になるように制御する一方、均一燃焼状態では空気過
剰率が1以下のリッチ状態になるように切替えて制御す
る空燃比制御手段と、前記NOx吸収触媒からのNOx
放出を促進する状態にあるか否かを判定する判定手段と
を設け、前記空燃比制御手段は、エンジンが前記成層燃
焼状態から均一燃焼状態に移行するときに、燃焼室の吸
気充填量が減少するように前記充填量調整手段を制御す
る充填量制御手段を有するものとし、該充填量制御手段
は、前記判定手段によりNOx放出の促進状態と判定さ
れたときには、非促進状態よりも前記充填量調整手段の
作動を遅延させるものとする。
The charge amount adjusting means for adjusting the charge amount of the intake air in the combustion chamber, and the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine are adjusted so that the excess air ratio is in a lean state of 1.3 or more in the stratified combustion state. On the other hand, in the uniform combustion state, air-fuel ratio control means for switching and controlling such that the excess air ratio becomes a rich state of 1 or less, and NOx from the NOx absorption catalyst
Determination means for determining whether or not the vehicle is in a state of promoting emission; and wherein the air-fuel ratio control means reduces the amount of intake air charged into the combustion chamber when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state. And a filling amount control means for controlling the filling amount adjusting means. When the judging means judges that the NOx release is promoted, the filling amount control means makes the filling amount larger than the non-promoted state. The operation of the adjusting means shall be delayed.

【0025】前記の構成により、エンジンが成層燃焼状
態の低負荷領域からそれよりも高負荷側の領域へ移行す
るときには、該エンジンの燃焼状態が成層燃焼状態から
均一燃焼状態へ切替えられるとともに、燃焼室の空燃比
が空燃比制御手段によりリーン状態からリッチ状態に切
替えられる。このとき、通常は充填量制御手段による充
填量調整手段の制御によって、燃焼室の吸気充填量が速
やかに減らされるので、燃焼状態や空燃比の切替えに伴
うエンジン出力の変動は抑えられる。
With the above configuration, when the engine shifts from the low load region in the stratified combustion state to the higher load region, the combustion state of the engine is switched from the stratified combustion state to the uniform combustion state, and the combustion state is changed. The air-fuel ratio of the chamber is switched from the lean state to the rich state by the air-fuel ratio control means. At this time, usually, the amount of intake air in the combustion chamber is rapidly reduced by the control of the charge amount adjusting means by the charge amount control means, so that fluctuations in the engine output due to switching of the combustion state and the air-fuel ratio are suppressed.

【0026】一方、判定手段によりNOx放出の促進状
態であると判定されれば、前記充填量調整手段の作動が
遅延されるので、燃焼室の吸気充填量があまり減少しな
いうちに空燃比がリッチ状態に切替えられることにな
り、一時的に排気中の酸素濃度が低くかつ排気流量の多
い状態になって、NOx吸収触媒からのNOxの放出が
有効に促進される。つまり、エンジンの低負荷域から中
高負荷域への移行時に過渡的に排気流量の多い状態を作
り出して、触媒のリフレッシュを有効に促進することが
できる。
On the other hand, if the determination means determines that the NOx emission promoting state is in effect, the operation of the charge amount adjusting means is delayed, so that the air-fuel ratio becomes rich before the intake charge amount of the combustion chamber decreases so much. The state is temporarily switched to a state where the oxygen concentration in the exhaust gas is low and the exhaust gas flow rate is large, and the release of NOx from the NOx absorption catalyst is effectively promoted. That is, when the engine shifts from the low-load region to the middle-high load region, a state where the exhaust gas flow rate is increased transiently can be created, and the refresh of the catalyst can be effectively promoted.

【0027】また、そのようにエンジンの運転状態の変
化を利用して、高負荷域への移行時に排気流量の多い状
態を作り出すようにしているので、これに伴いエンジン
出力が変動しても、運転フィーリングが大きく悪化する
ことはない。
Further, since a change in the operating state of the engine is used to create a state in which the exhaust flow rate is large when shifting to the high load range, even if the engine output fluctuates accordingly, The driving feeling does not deteriorate significantly.

【0028】請求項8の発明では、請求項7の発明にお
ける空燃比制御手段は、判定手段によりNOx放出の促
進状態と判定され、かつエンジンが成層燃焼状態から均
一燃焼状態に移行するときに、エンジンの燃焼室の空燃
比がリッチ状態になるように燃料噴射弁からの燃料噴射
量を増量する噴射量制御手段を有するものとする。
According to an eighth aspect of the present invention, the air-fuel ratio control means in the seventh aspect of the present invention determines when the determination means determines that the NOx release is promoted, and when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state. It is assumed that the vehicle has an injection amount control means for increasing the fuel injection amount from the fuel injection valve so that the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine becomes rich.

【0029】この構成では、エンジンが成層燃焼状態か
ら均一燃焼状態に移行するときに、NOx吸収触媒から
のNOx放出を促進するのであれば、噴射量制御手段に
より燃料噴射量が増量されることで、エンジンの燃焼室
の空気過剰率は1.3以上のリーン状態から直ちに1以
下のリッチ状態に変更される。このことで、排気流量が
十分に多い間に排気中の酸素濃度を低下させて、NOx
吸収触媒のリフレッシュを十分に促進でき、しかも、前
記燃焼室の空燃比がNOx生成の盛んな状態になること
を回避できる。
With this configuration, when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state, if the NOx release from the NOx absorption catalyst is promoted, the fuel injection amount is increased by the injection amount control means. The excess air ratio in the combustion chamber of the engine is immediately changed from a lean state of 1.3 or more to a rich state of 1 or less. As a result, while the exhaust gas flow rate is sufficiently large, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced, and NOx
Refreshing of the absorption catalyst can be sufficiently promoted, and the air-fuel ratio of the combustion chamber can be prevented from becoming active in the generation of NOx.

【0030】請求項9の発明では、請求項8の発明にお
ける噴射量制御手段は、吸気充填量の減少によって燃焼
室の空気過剰率が1.3よりも小さくなる前に、燃料噴
射量を増量するものとする。すなわち、一般に、燃焼に
伴うNOxの生成は空気過剰率がλ=1〜1.3の範囲
で最も盛んになるので、この発明では、エンジンの燃焼
室の空気過剰率が1.3よりも小さくなる前に燃料噴射
量を増量して、リッチ状態に切替えることで、請求項8
の発明の作用効果を十分に得ることができる。
According to a ninth aspect of the present invention, the injection amount control means in the eighth aspect of the present invention increases the fuel injection amount before the excess air ratio in the combustion chamber becomes smaller than 1.3 due to a decrease in the intake charge. It shall be. That is, in general, the generation of NOx due to combustion is most active when the excess air ratio is in the range of λ = 1 to 1.3. Therefore, according to the present invention, the excess air ratio in the combustion chamber of the engine is smaller than 1.3. The fuel injection amount is increased before switching to a rich state, so that the fuel injection amount is switched to a rich state.
The effect of the invention of the invention can be sufficiently obtained.

【0031】請求項10の発明では、請求項7の発明に
おける空燃比制御手段は、エンジンが成層燃焼状態から
均一燃焼状態に移行するときに、エンジンの燃焼室の空
燃比がリッチ状態になるように燃料噴射弁からの燃料噴
射量を増量する噴射量制御手段を有するものとし、該噴
射量制御手段は、判定手段によりNOx放出の促進状態
と判定されたときには、非促進状態よりも早く燃料噴射
量を増量する構成とする。
According to a tenth aspect of the present invention, the air-fuel ratio control means according to the seventh aspect of the present invention is arranged such that when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state, the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine becomes rich. The injection amount control means increases the fuel injection amount from the fuel injection valve. When the determination means determines that the NOx release is promoted, the fuel injection control is performed earlier than the non-promotion state. The amount is increased.

【0032】この構成では、エンジンが成層燃焼状態か
ら均一燃焼状態に移行するときに、NOx吸収触媒から
のNOx放出を促進するのであれば、噴射量制御手段に
より燃料噴射量が相対的に早く増量されるので、請求項
8の発明と同様に、燃焼に伴うNOxの生成を抑制し、
かつNOx吸収触媒のリフレッシュを十分に促進でき
る。一方、NOxの放出を促進しないのであれば、燃料
噴射量の増量は相対的に遅くされるので、その分、吸気
充填量が減少した後で燃焼室の空燃比がリッチ状態に切
替えられるようになり、このことで、エンジンの燃焼状
態の切替えに伴う出力の変動や燃費悪化を軽減できる。
In this configuration, when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state, if the NOx release from the NOx absorption catalyst is promoted, the fuel injection amount is increased relatively quickly by the injection amount control means. Therefore, similarly to the invention of claim 8, the generation of NOx accompanying combustion is suppressed,
In addition, refreshing of the NOx absorption catalyst can be sufficiently promoted. On the other hand, if the emission of NOx is not promoted, the increase in the fuel injection amount is relatively delayed, so that the air-fuel ratio of the combustion chamber is switched to the rich state after the intake charge decreases. Thus, it is possible to reduce fluctuations in output and deterioration in fuel efficiency due to switching of the combustion state of the engine.

【0033】請求項11の発明では、請求項10の発明
における噴射量制御手段は、判定手段によりNOx放出
の促進状態と判定されたときには、エンジンの燃焼室の
空気過剰率が1.3になったときに燃料噴射量を増量す
る一方、非促進状態と判定されたときには、空気過剰率
が1.2になったときに燃料噴射量を増量する構成とす
る。この構成によれば、請求項10の発明の作用効果を
十分に得ることができる。
In the eleventh aspect of the present invention, the injection amount control means in the tenth aspect of the present invention provides an excess air ratio of 1.3 in the combustion chamber of the engine when the determination means determines that the NOx release is promoted. In this case, the fuel injection amount is increased when the fuel injection amount is increased, and when the non-promotion state is determined, the fuel injection amount is increased when the excess air ratio becomes 1.2. According to this configuration, the function and effect of the tenth aspect can be sufficiently obtained.

【0034】請求項12の発明では、請求項8〜11の
いずれか1つの発明において、噴射量制御手段によって
燃料噴射量が増量されたときに、点火時期を遅角側に補
正する点火時期補正手段を設ける構成とする。こうすれ
ば、点火時期補正手段により点火時期を遅角側に補正す
ることで、燃料の増量に伴うエンジン出力の増大を相殺
して、エンジン出力の変動を軽減できる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the eighth to eleventh aspects, when the fuel injection amount is increased by the injection amount control means, the ignition timing is corrected to the retard side. A means is provided. With this configuration, the ignition timing is corrected to the retard side by the ignition timing correction means, so that the increase in the engine output due to the increase in the fuel is offset, and the fluctuation in the engine output can be reduced.

【0035】請求項13の発明では、請求項7の発明に
おける噴射時期制御手段は、判定手段によりNOx放出
の促進状態と判定され、かつエンジンが成層燃焼状態か
ら均一燃焼状態に移行するときに、燃料噴射弁により燃
料を、気筒の吸気行程から圧縮行程にかけての早期噴
射、及び圧縮行程での後期噴射に2分割して噴射させる
構成とする。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the injection timing control means in the seventh aspect of the present invention determines that the NOx emission promoting state is determined by the determining means and that the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state. The fuel injection valve injects the fuel in two parts: early injection from the intake stroke to the compression stroke of the cylinder, and late injection in the compression stroke.

【0036】この構成により、エンジンが成層燃焼状態
から均一燃焼状態に移行するときに、NOx吸収触媒か
らのNOx放出を促進するのであれば、噴射時期制御手
段の制御により、燃料が吸気行程から圧縮行程にかけて
の早期噴射と圧縮行程での後期噴射とに2分割して噴射
される。そして、このように2分割して噴射された燃料
は、エンジンの燃焼室において点火プラグ周りにリッチ
な混合気を、また、その周囲にリーンな混合気を形成
し、均一燃焼と成層燃焼との中間的な燃焼状態(以下、
弱成層状態という)で燃焼する。そして、この弱成層状
態の燃焼ではCOの排出量が大幅に増大するので、NO
x吸収触媒のリフレッシュをさらに促進することができ
る。
With this configuration, when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state, if the release of NOx from the NOx absorption catalyst is promoted, the fuel is compressed from the intake stroke by the control of the injection timing control means. The injection is divided into two parts, an early injection during the stroke and a late injection during the compression stroke. The fuel thus injected in two parts forms a rich air-fuel mixture around the spark plug in the combustion chamber of the engine and a lean air-fuel mixture around the spark plug. Intermediate combustion state (hereinafter,
Combustion in a weakly stratified state). In this weakly stratified combustion, the amount of CO emission greatly increases.
Refreshing of the x-absorbing catalyst can be further promoted.

【0037】請求項14の発明では、請求項7の発明に
おける判定手段は、エンジンが所定以上の急加速運転状
態になったときを、NOx吸収触媒からのNOx放出の
促進状態と判定するものとする。このことで、エンジン
の急加速運転時にはエンジン出力が急増するものなの
で、このときにNOx吸収触媒からのNOx放出を促進
するようにすれば、成層燃焼状態から均一燃焼状態への
移行時にエンジン出力が変動しても、運転フィーリング
への悪影響を相対的に小さくすることができる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the determination means according to the seventh aspect of the present invention determines that when the engine is in a rapid acceleration state equal to or greater than a predetermined value, it is determined that the NOx release catalyst is accelerating the release of NOx. I do. As a result, the engine output rapidly increases during the rapid acceleration operation of the engine. If the NOx release from the NOx absorption catalyst is promoted at this time, the engine output will be increased during the transition from the stratified combustion state to the uniform combustion state. Even if it fluctuates, the adverse effect on the driving feeling can be relatively reduced.

【0038】請求項15の発明では、請求項7の発明に
おいて、エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排
気還流手段と、エンジンが成層燃焼状態の低負荷領域又
は該低負荷領域に連続する所定の中負荷領域にあるとき
に、前記排気還流手段により排気を還流させる排気還流
制御手段とを設け、噴射時期制御手段は、エンジンが前
記中負荷領域にあるときに、燃料噴射弁により燃料を気
筒の吸気行程で2分割して噴射させるものとし、判定手
段は、エンジンが前記低負荷領域から中負荷領域へ移行
するときを、NOx吸収触媒からのNOx放出の促進状
態と判定するものとする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation means for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system of the engine according to the seventh aspect of the present invention, and Exhaust recirculation control means for recirculating exhaust gas by the exhaust gas recirculation means when the engine is in the predetermined medium load area, wherein the fuel injection valve controls fuel injection by the fuel injection valve when the engine is in the medium load area. Is divided into two during the intake stroke of the cylinder and the injection is performed, and the determination means determines that the time when the engine shifts from the low load region to the medium load region is a state of promoting NOx release from the NOx absorption catalyst. I do.

【0039】この構成により、エンジンが成層燃焼状態
の低負荷領域やその低負荷領域に続く所定の中負荷領域
にあるとき、即ち車載エンジンの常用される運転領域に
あるときに、排気還流制御手段の制御により排気の還流
が行われて、燃焼に伴うNOx生成が抑えられる。特
に、前記中負荷領域では、噴射時期制御手段の制御によ
り燃料が気筒の吸気行程で2分割して噴射されること
で、混合気の均一度合いが高まり燃焼安定性が向上する
ので、エンジン負荷が比較的高くても十分な量の排気を
還流させることができる。
With this configuration, when the engine is in a low load region in a stratified combustion state or in a predetermined medium load region following the low load region, that is, when the engine is in a normal operation region of the vehicle-mounted engine, the exhaust gas recirculation control means is provided. The exhaust gas is recirculated by the control of (1), and NOx generation accompanying combustion is suppressed. In particular, in the medium load region, the fuel is injected in two parts during the intake stroke of the cylinder under the control of the injection timing control means, so that the degree of uniformity of the air-fuel mixture is increased and the combustion stability is improved. Even if relatively high, a sufficient amount of exhaust gas can be recirculated.

【0040】そして、エンジンが前記低負荷領域から中
負荷領域に移行するときには、その移行時にも自ずと排
気の還流が継続されて、排気中のNOx濃度が低くなる
ので、このときにはNOx吸収触媒からのNOxの放出
をさらに促進することができる。
When the engine shifts from the low-load region to the medium-load region, the exhaust gas naturally continues to recirculate during the shift, and the NOx concentration in the exhaust gas decreases. NOx emission can be further enhanced.

【0041】請求項16の発明では、請求項15の発明
における排気還流制御手段は、エンジンが成層燃焼状態
から均一燃焼状態に移行するときに、排気の還流率が3
0%以上になるように排気還流手段を制御するものとす
る。
According to a sixteenth aspect of the present invention, the exhaust gas recirculation control means according to the fifteenth aspect of the present invention provides the exhaust gas recirculation rate of 3 when the engine shifts from a stratified combustion state to a uniform combustion state.
The exhaust gas recirculation means is controlled so as to be 0% or more.

【0042】このように、排気還流制御手段の制御によ
り、排気の還流率が30%以上になるように多量の排気
を還流させることで、エンジンの燃焼室で燃焼に伴うN
Oxの生成を十分に抑制し、かつ排気中のCO、HC濃
度を高めることができる。よって、請求項15の発明の
作用効果を十分に得ることができる。尚、前記排気の還
流率は、二酸化炭素(CO2)の濃度を基準として、以
下の式で表すものとする。
As described above, by controlling the exhaust gas recirculation control means, a large amount of exhaust gas is recirculated so that the recirculation rate of the exhaust gas becomes 30% or more.
The generation of Ox can be sufficiently suppressed, and the concentrations of CO and HC in the exhaust gas can be increased. Therefore, the function and effect of the invention of claim 15 can be sufficiently obtained. The recirculation rate of the exhaust gas is represented by the following equation based on the concentration of carbon dioxide (CO2).

【0043】[0043]

【数1】 (Equation 1)

【0044】請求項17の発明では、請求項7の発明に
おける判定手段は、エンジンがアイドル運転状態で加速
運転状態になったときを、NOx吸収触媒からのNOx
放出の促進状態と判定するものとする。このことで、ア
イドル運転状態からの加速時にはエンジンの運転状態が
均一燃焼状態に切替わる頻度が高いので、このときにN
Ox吸収触媒からのNOx放出を促進することにより、
触媒のリフレッシュを十分に促進できる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, the determination means according to the seventh aspect of the present invention determines whether the engine is in an idling operation state and an acceleration operation state by the NOx absorption catalyst from the NOx absorption catalyst.
It shall be determined that the release is promoted. As a result, when the engine is accelerated from the idling operation state, the operation state of the engine is frequently switched to the uniform combustion state.
By promoting NOx release from the Ox absorption catalyst,
Refreshing of the catalyst can be sufficiently promoted.

【0045】請求項18の発明では、請求項7の発明に
おいて、エンジンの負荷状態の変化に基づいて成層燃焼
状態から均一燃焼状態への移行を予測する移行予測手段
と、該移行予測手段によりエンジンが均一燃焼状態へ移
行すると予測され、かつ判定手段によりNOx放出の非
促進状態と判定されたときに、エンジンが均一燃焼状態
へ移行する前に充填量調整手段により燃焼室の吸気充填
量を減少させる充填量補正制御手段とを設ける構成とす
る。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, a transition predicting means for predicting a transition from a stratified combustion state to a uniform combustion state based on a change in the load state of the engine, and Is predicted to shift to a uniform combustion state, and when the determination means determines that the NOx emission is not promoted, the charging amount adjustment means reduces the intake charge of the combustion chamber before the engine shifts to the uniform combustion state. And a filling amount correction control means to be provided.

【0046】すなわち、一般に、充填量調整手段による
燃焼室の吸気充填量の調整には、該燃焼室への吸気流動
等に起因して大きな応答遅れが生じる。このため、エン
ジンが成層燃焼状態から均一燃焼状態に移行するときに
は、燃焼室の吸気充填量を直ちに減少させることはでき
ず、エンジン出力が変動しやすいという不具合がある。
そこで、この発明では、NOx吸収触媒からのNOx放
出を促進しないときには、エンジンが成層燃焼状態から
均一燃焼状態へ移行することを移行予測手段により予測
して、エンジンが実際に均一燃焼状態へ移行する前に燃
焼室の吸気充填量を減らすことにより、吸気充填量制御
の応答遅れに起因するエンジン出力の変動を軽減でき
る。
That is, generally, the adjustment of the amount of intake air in the combustion chamber by the charge amount adjusting means involves a large response delay due to the flow of intake air into the combustion chamber. Therefore, when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state, the amount of intake air in the combustion chamber cannot be reduced immediately, and there is a problem that the engine output tends to fluctuate.
Therefore, according to the present invention, when NOx emission from the NOx absorption catalyst is not promoted, the transition predicting means predicts that the engine will transition from the stratified combustion state to the uniform combustion state, and the engine actually transitions to the uniform combustion state. By reducing the amount of intake air in the combustion chamber beforehand, fluctuations in engine output due to a response delay in intake air amount control can be reduced.

【0047】請求項19の発明では、請求項1又は7の
いずれかの発明における充填量調整手段は、エンジンの
吸気通路に配設されたスロットル弁であり、また、充填
量制御手段は、少なくともエンジンが定常運転状態にな
っているときに、アクセル操作量及びエンジン回転数に
応じて前記スロットル弁の開度を制御するものとする。
このことで、充填量調整手段及び充填量制御手段の構成
が具体化される。
According to a nineteenth aspect of the present invention, the charging amount adjusting means in any one of the first and seventh aspects is a throttle valve disposed in an intake passage of the engine, and the charging amount controlling means is at least When the engine is in a steady operation state, the opening of the throttle valve is controlled according to the accelerator operation amount and the engine speed.
Thus, the configurations of the filling amount adjusting unit and the filling amount controlling unit are embodied.

【0048】[0048]

【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1に係る火花点火式直噴エンジンの制御
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 Apparatus) FIG. 2 shows the overall configuration of a control apparatus A for a spark ignition type direct injection engine according to Embodiment 1 of the present invention. It is a cylinder engine. The engine 1 has a plurality of cylinders 2, 2,... (Only one is shown), and a piston 3 is inserted into each cylinder 2 in a reciprocating manner, and the piston 3 burns into the cylinder 2. Room 4 is partitioned. An ignition plug 6 connected to an ignition circuit 5 is attached to a position on the cylinder axis on the upper wall of the combustion chamber 4 so as to face the combustion chamber 4. In addition, the side wall of the combustion chamber 4 is provided at a position where it does not interfere with the moving piston 3.
(Fuel injection valve) 7 is mounted so as to directly inject and supply fuel to the fuel cell.

【0049】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
行程中期以降に噴射されると、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 after the middle stage 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, A relatively thick 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 diffuses into the combustion chamber 4 and mixes with the intake air (air) to form a uniform mixture in the combustion chamber 4. You.

【0050】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(充
填量調整手段)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16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 through 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. A wire type air flow sensor 12, an electric throttle valve (filling amount adjusting means) 13 for restricting the intake passage 10, and a surge tank 14 are provided. The electric throttle valve 13 is not mechanically connected to an accelerator pedal (not shown),
It is opened and closed by being driven by a motor 15. Further, a throttle opening sensor 16 for detecting the opening of the throttle valve 13 and an intake pressure sensor 17 for detecting the intake pressure in the surge tank 14 are provided.

【0051】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, and the downstream end of each independent passage is further branched into two and connected to the intake ports. 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.

【0052】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24と、排気を浄化する触
媒25とがそれぞれ配設されており、前記O2センサ2
4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。また、触媒25は、排気中の酸素濃度が
高い(例えば4%以上の)酸素過剰雰囲気でNOxを吸
収する一方、酸素濃度の低下によって吸収したNOxを
放出しかつ還元浄化するNOx吸収還元タイプのもの
で、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。
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 the combustion chamber via an exhaust valve (not shown) through an exhaust valve 23. 4 is connected. An O 2 sensor 24 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and a catalyst 25 for purifying the exhaust gas are arranged in this exhaust passage 22 in order from the upstream side to the downstream side.
Reference numeral 4 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. Further, the catalyst 25 absorbs NOx in an oxygen-excess atmosphere in which the oxygen concentration in the exhaust gas is high (for example, 4% or more), and releases the NOx absorbed by the decrease in the oxygen concentration and reduces and purifies the NOx. Particularly, in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, it exhibits high exhaust gas purification performance similar to that of a so-called three-way catalyst.

【0053】前記触媒25は、図3に示すように、コー
ジェライト製のハニカム構造の担体25aを有し、その
担体25aに形成された各貫通孔の壁面に内側触媒層2
5bと、その上の外側触媒層25cとを形成した2層コ
ートのものである。前記内側触媒層25bには、白金P
t等の貴金属とNOx吸収材としてのバリウムBaと
が、多孔質材料であるアルミナやセリアをサポート材と
して担持されている。一方、外側触媒層25cには、触
媒金属としてのPt及びロジウムRhとBaとが多孔質
材料であるゼオライトをサポート材として担持されてい
る。
As shown in FIG. 3, the catalyst 25 has a cordierite honeycomb carrier 25a, and the inner catalyst layer 2 is provided on the wall surface of each through hole formed in the carrier 25a.
5b and an outer catalyst layer 25c formed thereon. Platinum P is applied to the inner catalyst layer 25b.
A noble metal such as t and barium Ba as a NOx absorbent are supported on a porous material such as alumina or ceria as a support material. On the other hand, in the outer catalyst layer 25c, Pt as a catalyst metal and rhodium Rh and Ba are supported as a support material with zeolite as a porous material.

【0054】尚、前記バリウムに代えてそれ以外のアル
カリ土類金属やナトリウムNa等のアルカリ金属、又は
希土類金属のうちの少なくとも一種を用いるようにして
もよい。また、前記内側触媒層25bのサポート材とし
てゼオライトを用いてもよく、その場合には前記外側触
媒層25cのサポート材として、アルミナ又はセリアを
用いてもよい。さらに、前記触媒25として、図示しな
いが、担体の壁表面にアルミナやセリアがサポート材と
して担持された触媒層を形成し、このサポート材に、白
金Pt、ロジウムRh、パラジウムPd等の貴金属と、
カリウムK等のアルカリ金属やバリウムBa等のアルカ
リ土類金属とを担持した1層コートタイプのものを用い
てもよい。
In place of the barium, at least one of other alkaline earth metals, alkali metals such as sodium Na, and rare earth metals may be used. Further, zeolite may be used as a support material of the inner catalyst layer 25b, and in that case, alumina or ceria may be used as a support material of the outer catalyst layer 25c. Further, as the catalyst 25, although not shown, a catalyst layer in which alumina or ceria is supported as a support material is formed on a wall surface of the support, and the support material includes a noble metal such as platinum Pt, rhodium Rh, and palladium Pd.
A one-layer coat type supporting an alkali metal such as potassium K or an alkaline earth metal such as barium Ba may be used.

【0055】前記O2センサ24よりも上流側の排気通
路22には、EGR通路(排気還流通路)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1
0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(排気還流量調整
弁)27が配設されており、EGR通路26による排気
の還流量(以下、EGR量ともいう)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おり、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。
An upstream end of an EGR passage (exhaust gas recirculation passage) 26 is branched and connected to the exhaust passage 22 upstream of the O 2 sensor 24, and a downstream end of the EGR passage 26 is connected to the throttle valve 13 and the surge tank 14. Intake passage 1 between
0, and a part of the exhaust gas is returned to the intake system. An EGR valve (exhaust gas recirculation amount adjusting valve) 27 whose opening can be adjusted is disposed near the downstream end of the EGR passage 26, and the amount of exhaust gas recirculated by the EGR passage 26 (hereinafter, also referred to as EGR amount). ) To adjust. The EGR passage 26 and the EGR valve 27 constitute an exhaust gas recirculation means.
A lift sensor 28 for detecting a lift amount of the valve 27 is provided.

【0056】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 for the electric throttle valve 13, the actuator 19 for 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)
, An intake air temperature sensor 31 for detecting the intake air temperature, an atmospheric pressure sensor 32 for detecting the atmospheric pressure, a rotational speed sensor 33 for detecting the engine speed, and an accelerator opening for detecting the opening of the accelerator pedal Each output signal of the sensor 34 is input.

【0057】(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
による燃料噴射時期や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
4に示すように、エンジン1の温間状態では、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により圧縮行程中期以降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1
3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 the operating state.
, The fuel injection timing and the air-fuel ratio are switched to operate in different combustion states. That is, as shown in FIG. 4, in the warm state of the engine 1, the predetermined region (a) on the low-load low-rotation side is a stratified combustion region, and the injector 7 injects fuel after the middle stage of the compression stroke,
The combustion mode is a combustion mode in which the mixture is burned in a stratified state in which the air-fuel mixture is unevenly distributed in the vicinity of the ignition plug 6. In the stratified combustion mode, the throttle valve 1 is used to reduce the pump loss of the engine 1.
3, the average air-fuel ratio of the combustion chamber 4 becomes significantly lean (for example, A / F = about 30).

【0058】一方、それ以外の運転領域(ロ)(ハ)
(ニ)(ホ)は、全て均一燃焼領域とされており、イン
ジェクタ7により吸気行程で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。このうちの領域(ロ)
(ハ)(ニ)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、λ=1)になるよう
に、燃料噴射量やスロットル開度等を制御しており(以
下、ストイキオモードという)、特にエンジン1の中負
荷中回転領域(ハ)では、インジェクタ7により吸気行
程前期及び後期に燃料を2分割して噴射させるようにし
ている。
On the other hand, other operating regions (b) and (c)
(D) and (e) are all defined as a uniform combustion region, in which fuel is injected by the injector 7 in the intake stroke and sufficiently mixed with the intake air to form a uniform mixture in the combustion chamber 4 before combustion. The combustion mode is set. Area of this (b)
(C) In (d), the fuel injection amount and the throttle opening are controlled 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, λ = 1). In particular, in a medium-load medium rotation region (C) of the engine 1, fuel is split into two in the first half and the second half of the intake stroke by the injector 7 so as to be injected.

【0059】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(ホ)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)にし
て、高出力を得るようにしている(以下、エンリッチモ
ードという)。尚、エンジン冷間時には、図示しない
が、燃焼安定性を確保するためにエンジン1の全ての運
転領域を均一燃焼領域としている。
In the high-load or high-speed operation region (e) 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) to increase the high output. (Hereinafter referred to as enrichment mode). Note that, when the engine is cold, although not shown, the entire operation region of the engine 1 is set to a uniform combustion region in order to secure combustion stability.

【0060】さらに、同図に斜線を入れて示す領域で
は、EGR弁27を開弁させて、EGR通路26により
排気の一部を吸気通路10に還流させるようにしてお
り、低負荷側の領域(イ)における排気還流率は最大で
約40%とされている。この多量の排気還流により燃焼
室4の熱容量が増大して、燃焼に伴うNOxの生成が十
分に抑えられる。また、領域(ハ)では、燃料の分割噴
射によってその燃料と吸気とのミキシングが改善され
て、燃焼安定性が向上しているので、前記領域(イ)よ
りもエンジン負荷の高い状態であっても、十分な量の排
気を還流させることができる。
Further, in the region indicated by hatching in the figure, the EGR valve 27 is opened to recirculate a part of the exhaust gas to the intake passage 10 through the EGR passage 26. The exhaust gas recirculation rate in (a) is set to about 40% at the maximum. Due to this large amount of exhaust gas recirculation, the heat capacity of the combustion chamber 4 increases, and the generation of NOx due to combustion is sufficiently suppressed. Further, in the region (c), since the fuel-intake mixing is improved by the divided injection of the fuel and the combustion stability is improved, the engine load is higher than that in the region (a). Also, a sufficient amount of exhaust gas can be recirculated.

【0061】図5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. 5 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.

【0062】前記目標負荷設定手段42では、図6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. 6, 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.

【0063】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 section 42b calculates the virtual filling efficiency ceimg by adding the virtual volume efficiency veimg determined as described above to the intake density determined by the intake density state detecting means 41. 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 following temporary delay correction is performed.
That is, delay processing is performed on the virtual filling efficiency ceimg.

【0064】[0064]

【数2】 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).

【0065】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 determines 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.

【0066】[0066]

【数3】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。
## EQU3 ## Piobjd = K1.times.ceimg + K2 Piobjd = K1.times.ceimgd + K2 When the external load such as an air conditioner is applied to the target load setting means 42 during the idling operation of the engine 1, 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.

【0067】さらに、前記目標負荷設定手段42には、
エンジン1の加速運転時に、成層燃焼モードから均一燃
焼モードへと運転モードが変更されることを予測する切
替予測部(移行予測手段)42fと、該切替予測部42
fにより運転モードの切替えが予測されたとき、その切
替えの前に前記第1目標負荷Piobjを、均一燃焼モード
に切替わった後の値になるように補正する補正部42g
とが設けられている。これらの切替予測部42f及び補
正部42gによる制御の詳細については後述するが、前
記補正部42gにより第1目標負荷Piobjが補正される
ことにより、エンジン1の運転モードが実際に均一燃焼
モードに切替わる前に、スロットル開度tvoobjが小さく
されて、燃焼室4の充填効率が低下するようになってい
る。つまり、前記補正部42gは充填量補正制御手段に
対応している。
Further, the target load setting means 42 includes:
A switching prediction unit (transition prediction unit) for predicting that the operation mode will be changed from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode during the acceleration operation of the engine;
When the switching of the operation mode is predicted by f, the correction unit 42g that corrects the first target load Piobj to the value after the switching to the uniform combustion mode before the switching.
Are provided. Although details of the control by the switching prediction unit 42f and the correction unit 42g will be described later, the operation mode of the engine 1 is actually switched to the uniform combustion mode by correcting the first target load Piobj by the correction unit 42g. Before the replacement, the throttle opening tvoobj is reduced, and the charging efficiency of the combustion chamber 4 is reduced. That is, the correction unit 42g corresponds to a filling amount correction control unit.

【0068】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4のマップに示すように、第1目標負荷Piob
j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neに応じ
て、それぞれストイキオモード(ロ)(ハ)(ニ)かエ
ンリッチモード(ホ)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 the map of FIG.
In the operation region (a) where j is lower than the predetermined low load side threshold value Piobj * and the engine speed ne is low, the stratified combustion mode is set, and in the other operation regions, the uniform combustion mode is set. According to the load Piobj and the engine speed ne, either the stoichiometric mode (b) (c) (d) or the enrichment mode (e) is set.

【0069】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. More 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.

【0070】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. .

【0071】(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(充填量制御手段)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af
wb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) Specifically, the ECU
Reference numeral 40 denotes a first target air-fuel ratio setting unit 44, a target filling efficiency calculation unit, which controls the throttle valve 13 in accordance with the first target load Piobj set by the target load setting unit 42 (filling amount control unit). Means 45 and a throttle opening calculating means 46. The first target air-fuel ratio setting means 44 provides a target air-fuel ratio af for controlling the intake air amount.
wb is set for each of the operation modes set by the above-described operation mode setting means 43. As shown in FIG. 10, in the stratified combustion mode or the enrichment mode, according to the first target load Piobj and the engine speed ne. The target air-fuel ratio afwb is obtained from a map created in advance, and the target air-fuel ratio afwb is set to the stoichiometric air-fuel ratio in the stoichiometric mode.

【0072】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
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.

【0073】[0073]

【数4】 ceobj =ceimg×{(afwb+K3)/ 14.7 }×K4 この(数4)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。
Ceobj = ceimg × {(afwb + K3) /14.7} × K4 The equation of this (Formula 4) is obtained from the virtual charging efficiency ceimg by the excess air ratio of the target air-fuel ratio when operating 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.

【0074】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, the above-described air injection is necessary to ensure the same fuel injection amount during the lean operation. 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.

【0075】尚、前記(数3)から、ceimg =(Piobj
−K2)/K1 となるので、これを前記(数4)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 3), ceimg = (Piobj
−K2) / K1, so that this may be substituted into (Equation 4) to determine the target charging efficiency ceobj from the first target load Piobj.

【0076】前記スロットル開度演算手段46では、図
7に示すように、前記のように求めた目標充填効率ceob
j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に応じて目標のスロッ
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n
e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。
In the throttle opening calculating means 46, as shown in FIG. 7, the target charging efficiency ceob obtained as described above is obtained.
j is corrected by the target volume efficiency calculation unit 46a in accordance with the intake air density to obtain a target volume efficiency veobj, and a target throttle opening degree tvoobj is calculated in accordance with the target volume efficiency veobj and 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. Target volume efficiency veobj and engine speed n
The throttle opening tvoobj corresponding to e is read.

【0077】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.

【0078】また、詳しくは後述するが、本発明の特徴
部分として、エンジン1の運転モードが成層燃焼モード
からストイキオモードに切替わるときに、触媒25から
のNOxの放出を促すためにスロットル弁13の閉作動
を遅延させるように、前記スロットル開度tvoobjになま
し処理(遅延補正)を施すtvoobj補正部46dが設けら
れている。
As will be described later in detail, as a characteristic part of the present invention, when the operation mode of the engine 1 is switched from the stratified combustion mode to the stoichiometric mode, the throttle valve is used to promote the release of NOx from the catalyst 25. In order to delay the closing operation of the throttle valve 13, a tvoobj correction unit 46d that performs a smoothing process (delay correction) on the throttle opening degree tvoobj is provided.

【0079】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。
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.

【0080】(EGR制御)前記ECU40には、EG
R制御のための手段(排気還流制御手段)として、EG
R弁基本制御量設定手段62と、EGR弁制御量演算手
段63とが設けられている。前記EGR弁基本制御量設
定手段62はEGR弁27の基本的な制御量を運転モー
ド別に設定するものであり、成層燃焼モードでは第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基本制御量を読み込む一方、スト
イキオモードではエアフローセンサ12の出力に基づい
て求められる実充填効率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制御量を読み込
む。そして、前記EGR弁制御量演算手段63では、前
記基本制御量を前記のEGRガス中の既燃ガス体積割合
に応じて補正して、目標EGR弁制御量を求め、リフト
センサ28からの出力信号に応じて求められる実際のE
GR弁制御量が前記目標EGR弁制御量と一致するよう
に、EGR弁27を制御する。
(EGR Control) The ECU 40
EG as a means for R control (exhaust gas recirculation control means)
An R valve basic control amount setting means 62 and an EGR valve control amount calculating means 63 are provided. The EGR valve basic control amount setting means 62 sets the basic control amount of the EGR valve 27 for each operation mode. In the stratified charge combustion mode, the EGR valve basic control amount setting means 62 is prepared in advance in accordance with the first target load Piobj and the engine speed ne. On the other hand, in the stoichiometric mode, the basic control amount is read from a map created in advance in accordance with the actual charging efficiency ce and the engine speed ne obtained based on the output of the airflow sensor 12. Read. Then, the EGR valve control amount calculating means 63 corrects the basic control amount according to the burned gas volume ratio in the EGR gas to obtain a target EGR valve control amount, and outputs an output signal from the lift sensor 28. Actual E required according to
The EGR valve 27 is controlled so that the GR valve control amount matches the target EGR valve control amount.

【0081】(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。前記運転モード設定手段48、
分割比設定手段49、噴射時期設定手段51及び噴射制
御手段52により噴射時期制御手段が構成され、また、
前記噴射量演算手段50及び噴射制御手段52により噴
射量制御手段が構成されている。さらに、その噴射量制
御手段と上述の排気還流制御手段及び充填量制御手段と
により、空燃比制御手段が構成されている。
(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. As means for this, an operation mode setting means 48, a division ratio setting means 49, an injection amount calculating means 50, an injection timing setting means 51 and an injection control means 52 are provided. The operation mode setting means 48,
The division ratio setting means 49, the injection timing setting means 51 and the injection control means 52 constitute an injection timing control means.
The injection amount control means is constituted by the injection amount calculation means 50 and the injection control means 52. Further, an air-fuel ratio control unit is constituted by the injection amount control unit, the exhaust gas recirculation control unit, and the charging amount control unit.

【0082】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8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.

【0083】[0083]

【数5】 afw0 =14.7×K1×ce/{K4×(Piobjd−K2)}−K3 [=14.7×ce/(K4×ceimgd)−K3] この(数5)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 5) 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.

【0084】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afwbdを理論空
燃比とする。
The setting mode 47 sets the target air-fuel ratio afwbd, which is mainly used during steady operation of the engine 1, by the operation mode setting means 48.
Set for each modf. In other words, as shown in FIG. 13A, in the stratified combustion mode or the enrichment mode, the target air-fuel ratio afwbd is read from a previously created map based on the second target load Piobjd and the engine speed ne. In the stoichiometric mode, the target air-fuel ratio afwbd is set to the stoichiometric air-fuel ratio.

【0085】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.

【0086】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 demands on engine output and the 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.

【0087】前記図8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. 8, 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 stratified combustion mode and enrich mode are set by the operation mode setting means 48. When the stoichiometric mode is set, dafwbd = afwbd−afw is calculated, while dafw0 = afw0−afw is calculated.

【0088】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
なる場合はストイキオモードとし、さらに、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。
The operation mode setting means 48 is used to determine the operation mode used to determine 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.
When w0 is smaller than the lower limit reference value afw0 * of the stratified combustion mode, the stoichiometric mode is set, and the target air-fuel ratio is further set.
When afw0 becomes a predetermined value afw0 ** smaller than the stoichiometric air-fuel ratio, the enrichment mode is set. 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.

【0089】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。
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%.

【0090】前記噴射量演算手段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。具体的には、これらの値と換算用の係数KGKFとに基
づいて、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射の各基本噴射量
qbasep,qbasedをそれぞれ演算する。
The injection amount calculating means 50 mainly calculates the actual charging efficiency ce obtained from the output of the air flow sensor 12 and the target air-fuel ratio set by the second target air-fuel ratio setting means 47.
The fuel injection amount is calculated based on afw and the injection ratio set by the split ratio setting means 49. Specifically, based on these values and the conversion coefficient KGKF, each basic injection amount of the intake stroke injection and the compression stroke injection
Calculate qbasep and qbased respectively.

【0091】[0091]

【数6】qbasep = KGKF×(ce/afw)×rqbasep qbased = KGKF×ce[i]/afw[i-1]−qbasecp[i-1] 但し、rqbasepは噴射割合、ce[i]は充填効率の今回値
(圧縮行程噴射直前の吸入空気量の検出値に基づく値)
を意味し、afw[i-1], qbasep[i-1], ctotal[i-1]はそれ
ぞれ目標空燃比、吸気行程噴射基本噴射量及び補正値の
前回値(吸気行程噴射直前の検出に基づく値)を意味す
る。このように圧縮行程噴射の演算で目標空燃比等に前
回値を用いるのは、目標空燃比等に今回値(圧縮行程噴
射直前の値)を用いると、吸気行程噴射と圧縮行程噴射
とで運転モード、空燃比等が変動して、整合性が得られ
なくなる場合があるからである。
Qbasep = KGKF × (ce / afw) × rqbasep qbased = KGKF × ce [i] / afw [i-1] −qbasecp [i-1] where rqbasep is injection rate and ce [i] is filling Efficiency current value (value based on detected value of intake air amount immediately before compression stroke injection)
Afw [i-1], qbasep [i-1], ctotal [i-1] are the target air-fuel ratio, intake stroke injection basic injection amount, and the previous value of the correction value, respectively (for detection immediately before the intake stroke injection, Based value). The reason why the previous value is used as the target air-fuel ratio or the like in the calculation of the compression stroke injection as described above is that if the current value (the value immediately before the compression stroke injection) is used as the target air-fuel ratio, the operation is performed in the intake stroke injection and the compression stroke injection. This is because the mode, the air-fuel ratio, and the like may fluctuate, making it impossible to obtain consistency.

【0092】そして、前記各基本噴射量qbasep,qbased
に対し、さらに燃料圧力に応じた吸気行程噴射、圧縮行
程噴射の各補正量cdpfp,cdpfdと、その他の各種補正値c
totalを加味して、吸気行程噴射及び圧縮行程噴射の各
最終噴射量qinjp,qinjdを演算し、この最終噴射量qinj
p,qinjdに比例した噴射パルス幅Tiを求める。
Then, each of the basic injection quantities qbasep, qbased
On the other hand, each correction amount cdpfp, cdpfd of the intake stroke injection and the compression stroke injection according to the fuel pressure, and other various correction values c
The final injection amounts qinjp and qinjd of the intake stroke injection and the compression stroke injection are calculated in consideration of the total, and this final injection amount qinj
An injection pulse width Ti proportional to p and qinjd is obtained.

【0093】[0093]

【数7】qinjp = qbasep×cdpfp×(1+ctotal) qinjd = qbased×cdpfd×(1+ctotal[i-1]) 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。
[Mathematical formula-see original document] qinjp = qbasep * cdpfp * (1 + ctotal) qinjd = qbased * cdpfd * (1 + ctotal [i-1]) The injection timing setting means 51 sets the fuel injection timing by the operation mode setting means 48. In the stratified combustion mode, the second target load Piobjd and the engine speed are set as shown in FIG.
While the injection timing thtinjd for the compression stroke injection is obtained from a map prepared in advance according to ne, the injection timing thtinjp for the intake stroke injection is obtained from the map preset according to the engine speed ne in the uniform combustion mode. Ask for.

【0094】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。特に、ストイキオモードにおける領域(ハ)で
は、吸気行程噴射量qinjpを2等分して第1及び第2噴
射量qinjp1,qinjp2とし、吸気行程噴射用の噴射時期th
tinjpに第1噴射量qinjp1の燃料を噴射するとともに、
この噴射の終了後に所定間隔を空けて第2噴射量qinjp2
の燃料を噴射するようにしている。
For the 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. In particular, in the region (c) in the stoichiometric mode, the intake stroke injection amount qinjp is divided into two equal portions to obtain first and second injection amounts qinjp1 and qinjp2, and the injection timing th for the intake stroke injection is set.
While injecting the first injection amount qinjp1 fuel into tinjp,
After a predetermined interval after the end of this injection, the second injection amount qinjp2
The fuel is injected.

【0095】そして、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50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 operates the injector 7 at the injection timing set by the injection timing setting means 51 for a time corresponding to the injection pulse width Ti calculated by the injection amount calculation means 50. , And outputs a pulse signal to the injector 7.

【0096】(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(点火時期補正手
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thtigw
d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 (ignition timing correction means) 53 for setting a basic ignition timing and a correction value, and an ignition timing calculation means 54 And The setting means 53 sets the basic ignition timing thtigb and various ignition timing correction values for each of the operation modes modf set by the operation mode setting means 48. Specifically, FIG.
As shown in (c), in the stratified charge combustion mode, the basic ignition timing thtigb is obtained from a map prepared in advance according to the second target load Piobjd and the engine speed ne, and the target air-fuel ratio deviation dafwbd described above. Correction value thtigw according to
d is obtained from a table created in advance. The correction according to the target air-fuel ratio deviation dafwbd is based on the basic ignition timing thtigb
Is determined in accordance with the second target load Piobjd and the engine speed ne corresponding to the target air-fuel ratio afwbd at the time of steady operation, whereas in the transient state, afw0 is set as the final target air-fuel ratio afw, Since the deviation of the air-fuel ratio occurs, the ignition timing is adjusted to match the deviation.

【0097】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実行時の補正値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tht
igwd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。前
記目標空燃比偏差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。
Further, in the stoichiometric mode or the enriched mode, the basic ignition timing thtigb is obtained 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 executing the EGR is calculated as the charging efficiency ce. And a correction value tht according to the target air-fuel ratio deviation dafw0 obtained from a map created in advance according to
Cold correction value thtigwc according to igwd and engine water temperature thw
Are obtained from tables created in advance. The correction according to the target air-fuel ratio deviation dafw0 (= afw0-afw)
As will be described later, when the target air-fuel ratio afw0 becomes equal to or less than a predetermined value on the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio, the final target air-fuel ratio is increased in order to prevent the NOx generation amount from passing through the air-fuel ratio.
When afw is the stoichiometric air-fuel ratio, the ignition timing is adjusted to match the change in the air-fuel ratio.

【0098】さらに、エンジン1の加速運転に伴い成層
燃焼モードから均一燃焼モードへと運転モードmodfが変
更されるときには、その運転モードmodfの変更に伴うエ
ンジン出力の変動を低減するために、所定期間だけ点火
時期を遅角補正するようにしており、そのための遅角補
正値thtigwfは目標空燃比afwの変化状態等に応じて予め
マップとして設定されている。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。
Further, when the operation mode modf is changed from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode in accordance with the acceleration operation of the engine 1, a predetermined period is reduced in order to reduce the fluctuation of the engine output due to the change of the operation mode modf. Only the ignition timing is retard-corrected, and the retard correction value thtigwf for that is preset as a map in accordance with the change state of the target air-fuel ratio afw and the like. When performing the split injection, the basic ignition timing may be obtained from a table prepared in advance according to the target air-fuel ratio afw.

【0099】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 calculation means 54 calculates the ignition timing thtig as follows.

【0100】[0100]

【数8】thtig =thtigb−(thtigwd+thtigwe+thtigwc
+thtigwf ) 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。
[Equation 8] thtig = thtigb− (thtigwd + thtigwe + thtigwc
+ Thtigwf) When the ignition timing becomes thtig for each cylinder 2, a control signal is output to the ignition circuit 5 and ignition is performed by the ignition plug 6.

【0101】以上のような制御装置Aを備えた本実施形
態の火花点火式直噴エンジン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。一方、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
が高められるとともに、燃焼室4が適度に冷却されて熱
負荷が低減される。
In the spark-ignition direct-injection engine 1 of the present embodiment equipped with the control device A as described above, one of the stratified combustion mode, the stoichiometric mode, and the enriched mode is set according to the operating state. In the combustion mode, stratified charge combustion is performed in a state where the air-fuel ratio is significantly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, so that fuel efficiency is greatly improved. On the other hand, in the enrich mode, the output of the engine 1 is increased by increasing the amount of fuel, and the combustion chamber 4 is appropriately cooled to reduce the heat load.

【0102】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を考慮して適切
に制御されるようになっている。
In the stratified combustion mode, for example, in order to increase the throttle opening and increase the intake air amount in order to increase the air-fuel ratio while ensuring the required torque, the operation mode and the target The intake air amount is controlled based on the load and the like, and the fuel injection amount, the injection timing, the ignition timing, and the like are controlled. In addition, the EGR valve 27 and the swirl control valve 18 are also controlled. The control parameters are appropriately controlled in consideration of each control response.

【0103】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.

【0104】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 control of the intake air amount having a low response speed to the control signal uses the first target load piobj, whereas the control of the fuel injection amount or the like having a high response speed to the control signal uses the first target load piobj. 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.

【0105】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。
In other words, in a general gasoline engine in which the throttle opening changes in accordance with the accelerator operation amount while maintaining the standard operating condition where 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.

【0106】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、制御の応答遅れを緩和すること
ができる。
Therefore, the control of the fuel injection amount or 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 reduce a control response delay.

【0107】(触媒リフレッシュのための強制リッチ制
御)上述の如く、この実施形態ではエンジン1を低負荷
域で成層燃焼モードとして、燃費の大幅な改善を図るよ
うにしており、その成層燃焼状態のように空燃比が極め
てリーンな状態にされるときに、酸素過剰雰囲気になる
排気中でNOxを除去できるように、いわゆる吸収還元
タイプの触媒25を採用している。そして、この触媒2
5の浄化性能を安定して発揮させるために、触媒25に
おけるNOxの吸収量がある程度多くなれば、そのNO
xを放出させて還元浄化するようにしている(触媒のリ
フレッシュ)。
(Forced Rich Control for Catalyst Refresh) As described above, in this embodiment, the engine 1 is set to the stratified charge combustion mode in a low load range so as to greatly improve the fuel efficiency. As described above, a so-called absorption-reduction type catalyst 25 is employed so that when the air-fuel ratio is made extremely lean, NOx can be removed from the exhaust gas in an oxygen-excess atmosphere. And this catalyst 2
In order to stably exhibit the purification performance of NOx 5, if the amount of NOx absorbed by the catalyst 25 increases to some extent, the NO
x is released for reduction purification (refreshing of the catalyst).

【0108】すなわち、エンジン1の成層燃焼モードで
の運転が長く続いて触媒25のNOx吸収量が過剰にな
れば、そのことによるNOx吸収性能の低下を防ぐため
に、エンジン1の燃焼室4の空燃比を強制的に理論空燃
比付近になるように制御して(強制リッチ運転)、触媒
25をリフレッシュするようにしている。そして、本発
明の第1の特徴として、そのように空燃比をリッチ側に
変更するときに、スロットル弁13の閉作動を遅延させ
て、前記燃焼室4の実充填効率ceを通常よりもゆっくり
と減少させるとともに、燃料噴射量を増量することによ
り、一時的に排気流量が多くかつ排気中の酸素濃度が低
い状態を作り出して、触媒25からのNOxの放出を促
進するようにしている。
That is, if the operation of the engine 1 in the stratified combustion mode continues for a long time and the amount of NOx absorbed by the catalyst 25 becomes excessive, the emptying of the combustion chamber 4 of the engine 1 is prevented in order to prevent a decrease in the NOx absorption performance due to this. The fuel ratio is forcibly controlled to be near the stoichiometric air-fuel ratio (forcible rich operation) to refresh the catalyst 25. As a first characteristic of the present invention, when the air-fuel ratio is changed to the rich side in such a manner, the closing operation of the throttle valve 13 is delayed so that the actual charging efficiency ce of the combustion chamber 4 is made slower than usual. By increasing the fuel injection amount and temporarily increasing the exhaust flow rate and lowering the oxygen concentration in the exhaust gas, the release of NOx from the catalyst 25 is promoted.

【0109】次に、前記の強制リッチ制御の具体的な処
理手順を、図14に示すフローチャート図に沿って説明
すると、まず、スタート後のステップSA1において、
エアフローセンサ12、O2センサ24,水温センサ3
0、回転数センサ33、アクセル開度センサ34等の各
種センサ信号を受け入れるとともに、ECU40のメモ
リから各種データを入力する。続いて、ステップSA2
において、エンジン1が成層燃焼モードで運転されてい
る時間を積算するリーン運転カウンタの値Tleanを読み
込み、その積算値が第1設定値T1よりも小さいかどう
か判別する。この第1設定値T1は、エンジン1のリー
ン運転により触媒25のNOx吸収量が過剰になって、
その吸収性能が低下するまでの時間に対応するように設
定されているので、前記判別結果がNOならば、触媒2
5からNOxを放出させる時期になったと判定して、ス
テップSA13に進む一方、判別結果がYESならば、
ステップSA3に進む。
Next, the specific processing procedure of the above-mentioned forced rich control will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 14. First, in step SA1 after the start,
Air flow sensor 12, O2 sensor 24, water temperature sensor 3
It accepts various sensor signals such as 0, a rotation speed sensor 33, an accelerator opening sensor 34, etc., and inputs various data from a memory of the ECU 40. Subsequently, step SA2
, The value TLean of the lean operation counter for accumulating the time during which the engine 1 is operated in the stratified combustion mode is read, and it is determined whether or not the accumulated value is smaller than the first set value T1. The first set value T1 is set such that the NOx absorption amount of the catalyst 25 becomes excessive due to the lean operation of the engine 1,
If the determination result is NO, the catalyst 2 is set to correspond to the time until the absorption performance decreases.
It is determined that it is time to release NOx from step 5, and the process proceeds to step SA13. If the determination result is YES,
Proceed to step SA3.

【0110】このステップSA3では、今度は、強制リ
ッチ運転の時間並びに、エンジン1がストイキオモード
又はエンリッチモードで運転されている時間を積算する
リッチ運転カウンタの値Trichを読み込み、その値が第
2設定値T2よりも小さいかどうか判別する。この判別
結果がYESということは、触媒25からのNOxの放
出が不十分であるということなので、この場合にはステ
ップSA6に進む。一方、前記判別結果がNOであれ
ば、触媒25は十分にNOxを放出したと判定してステ
ップSA4に進み、強制リッチフラグFrをオフ状態に
する(Fr=0)。この強制リッチフラグFrは、触媒2
5のリフレッシュのために強制リッチ運転を行うことを
示すものである。続いて、ステップSA5ではリッチ運
転カウンタをリセットして(Trich=0)、ステップS
A6に進む。
In this step SA3, this time, the value Trich of the rich operation counter for integrating the time of the forced rich operation and the time during which the engine 1 is operated in the stoichiometric mode or the enrich mode is read, and the value is set to the second value. It is determined whether it is smaller than the set value T2. If the determination result is YES, it means that the release of NOx from the catalyst 25 is insufficient, and in this case, the process proceeds to Step SA6. On the other hand, if the determination result is NO, it is determined that the catalyst 25 has sufficiently released NOx, and the process proceeds to Step SA4 to set the forced rich flag Fr to an off state (Fr = 0). This forced rich flag Fr indicates that the catalyst 2
5 indicates that the forced rich operation is performed for the refresh of No. 5. Subsequently, in step SA5, the rich operation counter is reset (Trich = 0), and step S5 is performed.
Proceed to A6.

【0111】前記ステップSA3又はステップSA5に
続くステップSA6では、前記強制リッチフラグFrが
オフ状態かどうか判別し、オン状態でNOであれば(F
r=1)、強制リッチ運転を継続すると判定して後述の
ステップSA19に進む一方、オフ状態でYESであれ
ば(Fr=0)、強制リッチ運転を行う必要はないと判
定して、ステップSA7に進む。このステップSA7で
は、運転モード設定手段48により設定された現在の運
転モードmodfを読み込んで(運転モードの判定)、続く
ステップSA8において、エンジン1の現在の運転モー
ドが成層燃焼モードであるか否か判別する。
In step SA6 following step SA3 or step SA5, it is determined whether or not the forced rich flag Fr is in an off state.
(r = 1), it is determined that the forced rich operation is to be continued, and the process proceeds to step SA19 to be described later. If YES in the off state (Fr = 0), it is determined that the forced rich operation does not need to be performed, and step SA7 is determined. Proceed to. In step SA7, the current operation mode modf set by the operation mode setting means 48 is read (operation mode determination), and in step SA8, it is determined whether the current operation mode of the engine 1 is the stratified combustion mode. Determine.

【0112】この判別結果がYESならば、ステップS
A9に進んで、エンジン1を成層燃焼モードで運転し、
続くステップSA10でリーン運転カウンタの値Tlean
をカウントアップして、しかる後にリターンする。一
方、判別結果がNOならば、ステップSA11に進み、
エンジン1をその負荷状態や回転数状態に応じてストイ
キオモード又はエンリッチモード(λ≦1)で運転し、
続くステップSA12ではリッチ運転カウンタの値Tri
chをカウントアップして、しかる後にリターンする。
If the result of this determination is YES, step S
Proceeding to A9, the engine 1 is operated in the stratified combustion mode,
In the following step SA10, the value Tlean of the lean operation counter is set.
And returns after a while. On the other hand, if the decision result is NO, the process proceeds to Step SA11 and
Operating the engine 1 in a stoichiometric mode or an enriched mode (λ ≦ 1) depending on its load state and rotational speed state,
In the following step SA12, the value Tri of the rich operation counter is set.
Count up ch and return after a while.

【0113】つまり、触媒25をリフレッシュするため
に強制リッチ運転を行う必要がなければ、エンジン1は
その運転状態に対応するいずれかの燃焼モードで運転さ
れ、成層燃焼モードで運転するときにはリーン運転カウ
ンタによりその運転時間を積算する一方、ストイキオモ
ード又はエンリッチモードで運転するときには、リッチ
運転カウンタによりその運転時間を積算する。
That is, if it is not necessary to perform the forced rich operation for refreshing the catalyst 25, the engine 1 is operated in one of the combustion modes corresponding to the operation state, and when the engine 1 is operated in the stratified combustion mode, the lean operation counter is operated. On the other hand, when operating in the stoichiometric mode or the enriched mode, the operating time is integrated by the rich operation counter.

【0114】一方、前記ステップSA2において、触媒
25からNOxを放出させる時期になったと判定して進
んだステップSA13では、強制リッチフラグFrをオ
ン状態にし(Fr=1)、続く、ステップSA14でリ
ーン運転カウンタの値Tleanをリセットする(Tlean=
0)。続いて、ステップSA15において、意図的に排
気流量を増大させる期間に対応するディレータイマTde
layをセットする。続いて、ステップSA16では、通
常のスロットル制御により、目標体積効率veobj及びエ
ンジン回転数neに応じて演算されたスロットル開度tvoo
bjを、tvoobj補正部46dによりなまし処理して(図7
参照)、スロットル弁13の閉作動を遅延させるように
する。
On the other hand, in step SA13, in which it is determined in step SA2 that it is time to release NOx from the catalyst 25, the forced rich flag Fr is turned on (Fr = 1). Reset the operation counter value Tlean (Tlean =
0). Subsequently, at step SA15, the delay timer Tde corresponding to the period for intentionally increasing the exhaust flow rate is set.
Set the lay. Subsequently, at step SA16, the throttle opening degree tvoo calculated according to the target volumetric efficiency veobj and the engine speed ne by normal throttle control.
bj is smoothed by the tvoobj correction unit 46d (FIG. 7).
), The closing operation of the throttle valve 13 is delayed.

【0115】続いて、ステップSA17では、前記のス
ロットル制御の遅延に伴うエンジン出力の変動を緩和す
るように点火時期を遅角補正(リタード)し、続くステ
ップSA18では、エンジン1の燃焼室4の空燃比が理
論空燃比よりもややリーンな状態(1<λ<1.1)に
なるように燃料噴射量を増量する。詳しくは、エアフロ
ーセンサ12等の出力値から演算される実充填効率ceと
目標空燃比(A/F=15〜16)とに基づいて燃料噴
射量を求め、その燃料噴射量に対応する噴射パルス幅を
設定する。そして、インジェクタ7により燃料を気筒の
吸気行程前期に一括して噴射させて、エンジン1を均一
燃焼状態とした後に、前記ステップSA12に進んで、
リッチ運転カウンタの値Trichをカウントアップし、し
かる後にリターンする。
Next, at step SA17, the ignition timing is retarded (retarded) so as to alleviate the fluctuation of the engine output due to the delay of the throttle control. At the next step SA18, the ignition timing of the combustion chamber 4 of the engine 1 is reduced. The fuel injection amount is increased so that the air-fuel ratio is slightly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (1 <λ <1.1). More specifically, the fuel injection amount is obtained based on the actual charging efficiency ce calculated from the output value of the air flow sensor 12 and the target air-fuel ratio (A / F = 15 to 16), and the injection pulse corresponding to the fuel injection amount is obtained. Set the width. Then, the fuel is injected at once in the first half of the intake stroke of the cylinder by the injector 7 to bring the engine 1 into a uniform combustion state.
The value Trich of the rich operation counter is counted up, and then the process returns.

【0116】つまり、触媒25をリフレッシュするとき
には、エンジン1の運転モードを強制的に均一燃焼モー
ドに切替えるとともに、燃焼室4の空燃比を理論空燃比
付近になるように制御するのであるが、その運転モード
の切替えのときにスロットル弁13の閉作動を遅延させ
るとともに、燃料噴射量を増量させて前記燃焼室4の空
燃比をリッチ側に変化させることにより、一時的に排気
流量が多くかつ排気中の酸素濃度が低い状態を作り出せ
るのである。
That is, when the catalyst 25 is refreshed, the operation mode of the engine 1 is forcibly switched to the uniform combustion mode, and the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is controlled to be close to the stoichiometric air-fuel ratio. When the operation mode is switched, the closing operation of the throttle valve 13 is delayed, and the amount of fuel injection is increased to change the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 to the rich side. It can create a condition where the oxygen concentration inside is low.

【0117】尚、前記ステップSA18では、インジェ
クタ7により燃料を気筒の吸気行程前期に一括して噴射
させるようにしているが、これに限らず、燃料を吸気行
程から圧縮行程にかけて複数回に分割して噴射させるよ
うにしてもよい。こうすれば、エンジン1の燃焼室4に
おいて点火プラグ6の周囲に比較的リッチな混合気が形
成され、弱成層状態での燃焼となるので、排気中のCO
濃度が大幅に増大し、このことで、触媒25のリフレッ
シュをさらに促進することができる。
In step SA18, the fuel is injected by the injector 7 all at once in the first half of the intake stroke of the cylinder. However, the invention is not limited to this. May be injected. In this way, a relatively rich air-fuel mixture is formed around the ignition plug 6 in the combustion chamber 4 of the engine 1, and the combustion is performed in a weakly stratified state.
The concentration is greatly increased, which can further promote the refresh of the catalyst 25.

【0118】さらに、前期ステップSA6において、強
制リッチフラグFrがオン状態になっていて(Fr=
1)、強制リッチ運転を継続すると判定して進んだステ
ップSA19では、ディレータイマTdelayの値が零に
なったかどうか判別する。この判別結果がNOであれ
ば、前記ステップSA16に進んで、スロットル弁13
の遅延補正等の制御を続ける一方、判別結果がYESに
なれば(Tdelay=0)、ステップSA18に進み、そ
の後は強制リッチフラグFrがクリアされるまで、強制
リッチ運転を行う。
Further, in step SA6, the forced rich flag Fr is turned on (Fr =
1), in step SA19, in which it is determined that forced rich operation is to be continued, it is determined whether the value of the delay timer Tdelay has become zero. If the determination result is NO, the process proceeds to step SA16, where the throttle valve 13
On the other hand, if the determination result is YES (Tdelay = 0), the process proceeds to step SA18, after which the forced rich operation is performed until the forced rich flag Fr is cleared.

【0119】つまり、エンジン1が成層燃焼モードから
均一燃焼モードに移行するときに、ディレータイマTde
layにセットされた所定時間が経過するまでは、スロッ
トル弁13の閉作動を遅延させる一方、その所定時間が
経過すれば、通常の均一燃焼モードと同様のの制御を行
うようにしている。
That is, when the engine 1 shifts from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, the delay timer Tde
Until the predetermined time set in lay elapses, the closing operation of the throttle valve 13 is delayed, and after the predetermined time elapses, the same control as in the normal uniform combustion mode is performed.

【0120】前記図14のフローに示すステップSA
9,SA11,SA18の各ステップは、エンジン1の
運転状態に応じて燃焼室4の空燃比を空気過剰率λでλ
≧1.3のリーン状態又はそれよりもリッチなリッチ状
態のいずれかになるように切替えて制御するとともに、
触媒25からNOxを放出させるときには、前記燃焼室
4の空燃比を強制的にリッチ状態に切替えるという空燃
比制御手段の制御に対応している。そして、この制御に
よれば、エンジン1の成層燃焼モードでの運転時間の積
算値が設定時間を越えたときに、燃焼室4の空燃比を強
制的にリッチ側に変更するようにしている(ステップS
A2)。
Step SA shown in the flow of FIG.
In each step of 9, SA11 and SA18, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is set to λ
Control is performed by switching to a lean state of ≧ 1.3 or a rich state richer than that.
When releasing NOx from the catalyst 25, it corresponds to the control of the air-fuel ratio control means of forcibly switching the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 to a rich state. According to this control, when the integrated value of the operation time of the engine 1 in the stratified combustion mode exceeds the set time, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is forcibly changed to the rich side ( Step S
A2).

【0121】また、前記ステップSA15,SA16
が、触媒25からのNOx放出のために燃焼室4の空燃
比を強制的にリッチ状態に切替えるときに、そうでない
ときよりもスロットル弁13の閉作動を遅延させるとい
うtvoobj補正部46d(充填量制御手段)の制御に対応
している。
Further, steps SA15, SA16
However, when the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is forcibly switched to the rich state in order to release NOx from the catalyst 25, the closing operation of the throttle valve 13 is delayed more than otherwise. Control means).

【0122】さらに、前記ステップSA18は、エンジ
ン1の燃焼室4の空燃比を強制的にリッチ状態に切替え
るときに、該燃焼室4の空気過剰率λがλ<1.1にな
るように燃料噴射量を増量するという噴射量制御手段の
制御に対応しており、又、ステップSA17が、そのと
きに点火時期を遅角側に補正するという点火時期補正手
段の制御に対応している。
Further, in step SA18, when the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 is forcibly switched to the rich state, the fuel is set so that the excess air ratio λ of the combustion chamber 4 becomes λ <1.1. The step SA17 corresponds to the control of the ignition timing correcting means for correcting the ignition timing to the retard side at that time.

【0123】したがって、この実施形態の制御装置Aに
よれば、まず、図4に示すように、エンジン1は低負荷
側の領域(イ)では成層燃焼モードで運転され、このと
きに酸素過剰雰囲気の排気中のNOxが触媒25により
吸収除去される。そして、この状態での運転時間の積算
値Tleanが第1設定値T1を越えると、強制リッチフラ
グFrがオン状態になり(F=1)、前記フローのステ
ップSA15〜SA18に示すように、エンジン1の燃
焼室4の空燃比を強制的にリッチ側に変化させて、触媒
25からNOxを放出させる強制リッチ制御が行われ
る。
Therefore, according to the control device A of this embodiment, first, as shown in FIG. 4, the engine 1 is operated in the stratified combustion mode in the low load side region (a). NOx in the exhaust gas is absorbed and removed by the catalyst 25. When the integrated value Tlean of the operation time in this state exceeds the first set value T1, the forced rich flag Fr is turned on (F = 1), and the engine is turned on as shown in steps SA15 to SA18 in the flow. The forced rich control for forcibly changing the air-fuel ratio of the first combustion chamber 4 to the rich side and releasing NOx from the catalyst 25 is performed.

【0124】すなわち、スロットル弁13が閉じられて
吸入空気量が減らされるとともに、インジェクタ7によ
る燃料噴射量が増量されて、エンジン1の燃焼室4の空
燃比がλ=1〜1.1の範囲になるように制御されるよ
うになる。しかも、この運転状態の切替え時に前記スロ
ットル弁13の閉作動が遅延されるので、燃焼室4の空
燃比は吸気充填効率ceがあまり減少しないうちにリッチ
な状態に切替えられることになる。このことにより、単
に排気中の酸素濃度を低下させるだけでなく、一時的で
はあっても排気流量を十分に多くすることができるの
で、触媒25からのNOxの放出を有効に促進すること
ができる。
That is, the throttle valve 13 is closed to reduce the amount of intake air, the amount of fuel injected by the injector 7 is increased, and the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 is in the range of λ = 1 to 1.1. Will be controlled to be. In addition, since the closing operation of the throttle valve 13 is delayed at the time of the switching of the operation state, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is switched to a rich state before the intake charging efficiency ce decreases so much. This not only lowers the oxygen concentration in the exhaust gas, but also makes it possible to increase the flow rate of the exhaust gas, even temporarily, so that the release of NOx from the catalyst 25 can be effectively promoted. .

【0125】つまり、エンジン1が成層燃焼状態から均
一燃焼状態へ切替わる過渡的状態を利用して、触媒25
のリフレッシュを有効に促進することができるので、そ
の分、触媒25リフレッシュの頻度を減らしたり、リフ
レッシュ時の空燃比をリーン側に制御したり、リフレッ
シュの期間を短縮したりすることができ、よって、燃費
の悪化を抑えつつ、触媒25のリフレッシュを促進する
ことができる。
That is, by utilizing the transient state in which the engine 1 switches from the stratified combustion state to the uniform combustion state, the catalyst 25
Can be effectively promoted, so that the frequency of the catalyst 25 refresh can be reduced, the air-fuel ratio at the time of refresh can be controlled to the lean side, and the refresh period can be shortened accordingly. Thus, the refresh of the catalyst 25 can be promoted while suppressing the deterioration of the fuel efficiency.

【0126】その際、前記のように、燃焼室4の吸気充
填効率ceが多いうちに、該燃焼室の空気過剰率λがλ<
1.1になるように燃料噴射量を増量することで、排気
流量がかなり多い状態で排気中の酸素濃度を低下させる
ことができ、触媒25のリフレッシュ効果をさらに高め
ることができる。しかも、エンジン1の燃焼室4の空燃
比がNOx生成の盛んな中間空燃比(λ=1〜1.3)
の状態になることがないので、排気中のNOx濃度の増
大によって触媒25のリフレッシュが阻害されることも
ない。加えて、そのように燃焼室4の吸気充填効率ceが
多いにも拘わらず、点火時期を遅角補正することによっ
てエンジン出力の変動を軽減することができる。
At this time, as described above, while the intake air charging efficiency ce of the combustion chamber 4 is high, the excess air ratio λ of the combustion chamber becomes λ <λ.
By increasing the fuel injection amount to 1.1, the oxygen concentration in the exhaust gas can be reduced in a state where the exhaust gas flow rate is considerably large, and the refresh effect of the catalyst 25 can be further enhanced. Moreover, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 is an intermediate air-fuel ratio (λ = 1 to 1.3) where NOx is actively generated.
Therefore, the refresh of the catalyst 25 is not hindered by the increase in the NOx concentration in the exhaust gas. In addition, despite the high intake air charging efficiency ce of the combustion chamber 4, the ignition timing can be retarded to reduce fluctuations in engine output.

【0127】そして、前記の強制リッチ運転により、N
Ox吸収性能が低下する前に触媒25がリフレッシュさ
れて、該触媒25によるNOx浄化性能が安定的に維持
される。
Then, by the aforementioned forced rich operation, N
The catalyst 25 is refreshed before the Ox absorption performance decreases, and the NOx purification performance of the catalyst 25 is stably maintained.

【0128】(加速運転時の制御)本発明の第2の特徴
として、この実施形態に係るエンジンの制御装置Aで
は、例えば加速運転時等にエンジン1が成層燃焼状態か
ら均一燃焼状態に移行するときに、触媒25からのNO
xの放出を促進する場合には、前記の強制リッチ運転の
ときと同様にスロットル弁13の閉作動を遅延させ、か
つ燃料噴射量を増量するようにしている。
(Control During Acceleration Operation) As a second feature of the present invention, in the engine control device A according to this embodiment, the engine 1 shifts from a stratified combustion state to a uniform combustion state during, for example, an acceleration operation. Sometimes NO from the catalyst 25
When promoting the release of x, the closing operation of the throttle valve 13 is delayed and the fuel injection amount is increased as in the above-described forced rich operation.

【0129】次に、エンジン1の加速運転時に触媒25
のリフレッシュを促進する処理手順を、図15,16に
示すフローチャート図に沿って具体的に説明する。
Next, during acceleration operation of the engine 1, the catalyst 25
The processing procedure for promoting the refresh will be specifically described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

【0130】前記図15に示すフローにおいてスタート
後のステップSB0では、エアフローセンサ12、O2
センサ24,水温センサ30、回転数センサ33、アク
セル開度センサ34等の各種センサ信号を受け入れると
ともに、ECU40のメモリから各種データを入力す
る。続いて、ステップSB1において、触媒25のNO
x吸収量StNOが予め設定した第1の吸収量St1よりも少
ないかどうか判定する。前記NOx吸収量StNOは、例え
ば、触媒25から最後にNOxを放出させた後の走行距
離とその間に消費した燃料の総量とに基づいて推定する
ようにすればよい。また、前記第1の吸収量St1は、触
媒25がNOxの吸収過剰状態ではないものの、その吸
収性能を維持するためにはNOxを放出させるのが好ま
しいというくらいの量に設定されている。
In the step SB0 after the start in the flow shown in FIG. 15, the air flow sensor 12, O2
It accepts various sensor signals from the sensor 24, the water temperature sensor 30, the rotation speed sensor 33, the accelerator opening sensor 34, and the like, and inputs various data from the memory of the ECU 40. Subsequently, at step SB1, the NO of the catalyst 25 is determined.
It is determined whether the x absorption amount StNO is smaller than a first absorption amount St1 set in advance. The NOx absorption amount StNO may be estimated based on, for example, the travel distance after the last release of NOx from the catalyst 25 and the total amount of fuel consumed during that time. The first absorption amount St1 is set to such an amount that the catalyst 25 is not in the state of excessively absorbing NOx, but it is preferable to release NOx in order to maintain the absorption performance.

【0131】前記ステップSB1の判定がYESであれ
ば、触媒25のNOx吸収量は多くはないので、ステッ
プSB2に進む一方、判定がNOであれば触媒25はN
Ox吸収量の多い状態なので、ステップSB3に進み、
エンジン1の運転状態の変化を利用して触媒25のリフ
レッシュを促進することを示すNOx放出促進フラグF
sをオン状態にして(Fs=1)、ステップSB7に進
む。一方、前記ステップSB2では、今度は、触媒25
のNOx吸収量StNOが予め設定した第2の吸収量St2(S
t2<St1)よりも多いかどうか判定する。この第2の吸
収量St2は触媒25のNOx吸収性能に十分な余裕があ
るというくらいの量に設定されている。この判定がYE
SならばステップSB5に進む一方、判定がNOで、触
媒25のNOx吸収性能に十分な余裕があれば、ステッ
プSB4に進んで、NOx放出促進フラグFsをクリア
した後に(Fs=0)、ステップSB5に進む。
If the determination in step SB1 is YES, the amount of NOx absorbed by the catalyst 25 is not large, so the process proceeds to step SB2.
Since the Ox absorption amount is large, the process proceeds to step SB3,
A NOx emission promotion flag F indicating that the change of the operating state of the engine 1 is used to promote the refresh of the catalyst 25.
s is turned on (Fs = 1), and the process proceeds to step SB7. On the other hand, in step SB2, the catalyst 25
Is the second absorption amount St2 (S
It is determined whether or not t2 <St1). The second absorption amount St2 is set to such an amount that the NOx absorption performance of the catalyst 25 has a sufficient margin. This judgment is YE
If S, the process proceeds to step SB5, whereas if the determination is NO and there is sufficient room for the NOx absorption performance of the catalyst 25, the process proceeds to step SB4, where the NOx release promotion flag Fs is cleared (Fs = 0). Proceed to SB5.

【0132】前記ステップSB2,SB3,SB4に続
いて、ステップSB5では、エンジン1の負荷状態や回
転数状態等に基づいて、該エンジン1の現在の運転領域
を判定し、続くステップSB6において、エンジン1の
現在の運転状態が領域(イ)(図4参照)にあるか否か
判別する。この判別結果がYESならば、図16に示す
ステップSB10に進んで、エンジン1を成層燃焼モー
ドで運転する一方、判別結果がNOならば、ステップS
B7に進んで、前記と同様にしてエンジン1の現在の運
転状態が領域(ハ)にあるか否か判別する。そして、こ
の判別結果がYESならば図16に示すステップSB1
6に進む一方、判別結果がNOならばステップSB8に
進み、前記と同様にしてエンジン1の現在の運転状態が
領域(ロ)にあるか否か判別する。この判別結果がNO
ならば、図16のステップSB21に進んで、エンジン
1を均一燃焼モードで運転する一方、判別結果がYES
ならばステップSB9に進み、今度はNOx放出促進フ
ラグFsがオン状態か否か判別する。そして、この判別
結果がYESならば前記ステップSB16に進む一方、
判別結果がNOならば前記ステップSB21に進む。
Following steps SB2, SB3, and SB4, in step SB5, the current operating range of the engine 1 is determined based on the load state and the number of revolutions of the engine 1, and in step SB6, the engine is operated. It is determined whether or not the current operating state of No. 1 is in the area (a) (see FIG. 4). If the result of this determination is YES, the process proceeds to step SB10 shown in FIG. 16, in which the engine 1 is operated in the stratified combustion mode.
Proceeding to B7, it is determined whether or not the current operating state of the engine 1 is in the region (C) in the same manner as described above. If the result of this determination is YES, step SB1 shown in FIG.
On the other hand, if the result of the determination is NO, the process proceeds to step SB8, and it is determined whether or not the current operating state of the engine 1 is in the region (b) as described above. If the result of this determination is NO
If so, the process proceeds to step SB21 in FIG. 16 to operate the engine 1 in the uniform combustion mode, while the determination result is YES.
If so, the process proceeds to Step SB9, and it is determined whether or not the NOx release promotion flag Fs is on. If the result of this determination is YES, the process proceeds to step SB16,
If the determination result is NO, the process proceeds to step SB21.

【0133】前記図15のステップSB6に続いて、図
16のステップSB10では、まず、ECU40の目標
負荷設定手段42(図5参照)により設定された第1目
標負荷Piobjを読み出し、この第1目標負荷Piobjの今回
値Piobj[i]から前回値Piobj[i-1]を減算して、目標負荷
の変化量ΔPiを算出する。続いて、ステップSB11で
は、前記目標負荷変化量ΔPiを予め設定した判定基準値
C1と比較し、その比較結果に基づいて、エンジン1の
運転モードが切替わるかどうか予測する。すなわち、目
標負荷変化量ΔPiが判定基準値C1よりも大きいYES
(ΔPi>C1)ということは、エンジン1の目標負荷が
急増しているということなので、運転モードは成層燃焼
モードから均一燃焼モードに切替わると予測して、ステ
ップSB12に進む。一方、目標負荷変化量ΔPiが判定
基準値C1よりも大きくないNO(ΔPi≦C1)であれ
ば、運転モードは切替わらないと予測して、ステップS
B14に進む。
Following step SB6 in FIG. 15, in step SB10 in FIG. 16, first, the first target load Piobj set by the target load setting means 42 (see FIG. 5) of the ECU 40 is read out. The change amount ΔPi of the target load is calculated by subtracting the previous value Piobj [i−1] from the current value Piobj [i] of the load Piobj. Subsequently, in step SB11, the target load change amount ΔPi is compared with a predetermined determination reference value C1, and whether or not the operation mode of the engine 1 is switched is predicted based on the comparison result. That is, the target load change amount ΔPi is larger than the determination reference value C1.
Since (ΔPi> C1) means that the target load of the engine 1 is rapidly increasing, the operation mode is predicted to be switched from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, and the process proceeds to step SB12. On the other hand, if the target load change amount ΔPi is not NO (ΔPi ≦ C1) not larger than the determination reference value C1, it is predicted that the operation mode will not be switched, and step S
Proceed to B14.

【0134】前記ステップSB12では、NOx放出促
進フラグFsがオフ状態か否か判別し、この判別結果が
NOならば前記ステップSB14に進む一方、判別結果
がYESならばステップSB13に進んで、エンジン1
の運転モードが均一燃焼モードに切替わるとした場合
の、その切替わり直後の均一燃焼モードにおける第1目
標負荷Piobj(=Piobj*)をマップから読み込み、この
値を改めて第1目標負荷Piobjとして設定する。つま
り、成層燃焼モードのエンジン1が均一燃焼モードへ切
替わると予測され、かつ、NOx放出促進フラグFsが
オフ状態になっていれば、そのときには、実際に運転モ
ードが切替わる前に第1目標負荷Piobjを均一燃焼モー
ドに切替わった直後の値に補正する。
In step SB12, it is determined whether or not the NOx release promotion flag Fs is in an off state. If the result of the determination is NO, the process proceeds to step SB14, while if the result of the determination is YES, the process proceeds to step SB13, and the engine 1
When the operation mode is switched to the uniform combustion mode, the first target load Piobj (= Piobj *) in the uniform combustion mode immediately after the switching is read from the map, and this value is set again as the first target load Piobj. I do. That is, if it is predicted that the engine 1 in the stratified combustion mode will switch to the uniform combustion mode, and if the NOx emission promotion flag Fs is in the off state, then the first target is set before the operation mode is actually switched. The load Piobj is corrected to a value immediately after switching to the uniform combustion mode.

【0135】続いて、ステップSB14においてエンジ
ン1を成層燃焼モードで運転する。このとき、前記の改
めて設定した第1目標負荷Piobjに基づいてスロットル
開度tvoobjが演算されるので、スロットル弁13は均一
燃焼モードにおける目標開度状態になるように閉じられ
る。そして、続くステップSB15で、エンジン1の現
在の運転領域をECU40のメモリに記憶して、しかる
後にリターンする。
Subsequently, in step SB14, the engine 1 is operated in the stratified combustion mode. At this time, since the throttle opening tvoobj is calculated based on the newly set first target load Piobj, the throttle valve 13 is closed so as to be in the target opening state in the uniform combustion mode. Then, in the following step SB15, the current operating region of the engine 1 is stored in the memory of the ECU 40, and thereafter, the routine returns.

【0136】つまり、触媒25のリフレッシュを促進す
る必要がなければ、エンジン1が成層燃焼モードで運転
されていて、かつ均一燃焼モードへの移行が予測された
ときには、実際に均一燃焼モードに移行する前にスロッ
トル弁13を閉じるようにしている。
That is, if it is not necessary to promote the refreshing of the catalyst 25, when the engine 1 is operating in the stratified combustion mode and the transition to the uniform combustion mode is predicted, the engine 1 actually transitions to the uniform combustion mode. The throttle valve 13 is closed beforehand.

【0137】これに対し、前記図15のフローにおいて
エンジン1が領域(イ)にない(成層燃焼モードでな
い)と判定して進んだステップSB16では、まず、前
回の制御サイクルで記憶したエンジン1の前回の運転領
域をECU40のメモリから読み出し、該前回の運転領
域が領域(イ)かどうか判別する。この判定がNOなら
ばステップSB22に進む一方、判定がYESならば、
エンジン1の運転モードが成層燃焼モードから均一燃焼
モードに切替わった直後なので、続くステップSB17
でディレータイマTdelayをセットする。続いて、ステ
ップSB18では、スロットル開度tvoobj(図7(b)
の実線参照)をtvoobj補正部46dによりなまし処理し
て(図7(b)の破線参照)、スロットル弁13の閉作
動を遅延させるように補正する。
On the other hand, in step SB16, in which it is determined that the engine 1 is not in the region (A) (not in the stratified combustion mode) in the flow of FIG. 15, the engine 1 is stored in the previous control cycle. The previous operation area is read from the memory of the ECU 40, and it is determined whether or not the previous operation area is the area (a). If this determination is NO, the process proceeds to step SB22, while if the determination is YES,
Since the operation mode of the engine 1 has just been switched from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, the following step SB17
Sets the delay timer Tdelay. Subsequently, at step SB18, the throttle opening tvoobj (FIG. 7B)
(See the solid line in FIG. 7) by the tvoobj correction unit 46d (see the broken line in FIG. 7B) to correct the delay so that the closing operation of the throttle valve 13 is delayed.

【0138】続いて、ステップSB19において、エア
フローセンサ12等の出力値から演算される実充填効率
ceに基づいて、インジェクタ7による燃料噴射量を燃焼
室4の空燃比が略理論空燃比になるように補正し、続く
ステップSB20では、前記のスロットル制御の遅延や
燃料噴射量の補正に伴うエンジン出力の変動を緩和する
ように、点火時期を遅角補正(リタード)する。そし
て、続くステップSB21では、エンジン1を運転モー
ド切替後の領域に対応するように、ストイキオモード又
はエンリッチモードで運転し(λ≦1で運転)、前記ス
テップSB15に進んで、エンジン1の現在の運転領域
をECU40のメモリに記憶した後に、リターンする。
Subsequently, in step SB19, the actual filling efficiency calculated from the output value of the air flow sensor 12 and the like
Based on the ce, the fuel injection amount by the injector 7 is corrected so that the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 becomes substantially the stoichiometric air-fuel ratio. In the next step SB20, the engine delay associated with the delay of the throttle control and the correction of the fuel injection amount is described. The ignition timing is retarded (retarded) so as to reduce the output fluctuation. Then, in the subsequent step SB21, the engine 1 is operated in the stoichiometric mode or the enriched mode (operating at λ ≦ 1) so as to correspond to the region after the operation mode switching, and the routine proceeds to step SB15, where the current After the operation area of the ECU 40 is stored in the memory of the ECU 40, the process returns.

【0139】つまり、エンジン1が成層燃焼状態の領域
(イ)から均一燃焼状態の領域(ハ)に移行したとき、
又は、成層燃焼状態の領域(イ)から均一燃焼状態の領
域(ロ)に移行したときであって、かつNOx放出促進
フラグFsがオン状態になっていれば、その運転モード
の切替えのときに、所定時間だけスロットル弁13の閉
作動を遅延させるとともに、燃料噴射量を増量させて前
記燃焼室4の空燃比をリッチ側に変化させるようにして
おり、このことで、一時的ではあっても排気流量が多く
かつ排気中の酸素濃度が低い状態を作り出して、触媒2
5のリフレッシュを十分に促進することができる。しか
も、エンジン1の燃焼室4の空燃比はかなりリーンな状
態から一気に理論空燃比に切替えられるので、NOx生
成の盛んな中間空燃比(λ=1〜1.3)になることも
ない。
That is, when the engine 1 shifts from the stratified combustion state region (a) to the uniform combustion state region (c),
Alternatively, when the operation mode is switched from the stratified combustion state region (a) to the uniform combustion state region (b) and the NOx emission promotion flag Fs is on, the operation mode is switched. In addition, the closing operation of the throttle valve 13 is delayed for a predetermined time, and the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is changed to the rich side by increasing the fuel injection amount. A state where the exhaust gas flow rate is high and the oxygen concentration in the exhaust gas is low is created, and the catalyst 2
5 can be sufficiently promoted. In addition, since the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 can be switched from a very lean state to the stoichiometric air-fuel ratio at a stretch, the intermediate air-fuel ratio (λ = 1 to 1.3) that actively generates NOx does not occur.

【0140】尚、そのようにスロットル弁13の閉作動
を遅らせるとともに、インジェクタ7により燃料を気筒
の吸気行程から圧縮行程にかけて複数回に分割して噴射
させるようにしてもよく、こうすれば、弱成層状態での
燃焼により排気中のCO濃度が大幅に増大するので、触
媒25のリフレッシュをさらに促進することができる。
The closing operation of the throttle valve 13 may be delayed as described above, and the fuel may be injected by the injector 7 in a plurality of times from the intake stroke to the compression stroke of the cylinder. Since the CO concentration in the exhaust gas is greatly increased by the combustion in the stratified state, the refresh of the catalyst 25 can be further promoted.

【0141】一方、前期ステップSB16において、エ
ンジン1の前回の運転領域が領域(イ)ではないNOと
判定されて進んだステップSB22では、ディレータイ
マTdelayの値が零になったかどうか判別し、零でない
NOであれば前記ステップSB18に進んで、スロット
ル弁13の遅延補正等の制御を続ける一方、ディレータ
イマTdelay=0でYESになれば、ステップSB21
に進み、その後は運転モード切替え後の各領域における
通常の制御を行ない(ステップSB21)、ステップS
B15において現在の運転領域を記憶して、しかる後に
リターンする。
On the other hand, in step SB16, in which the previous operation area of the engine 1 was determined to be NO which is not the area (A) in step SB16, the process proceeds to step SB22, in which it is determined whether or not the value of the delay timer Tdelay has become zero. If NO, the process proceeds to step SB18 to continue the control such as delay correction of the throttle valve 13. On the other hand, if the answer is YES with the delay timer Tdelay = 0, the process proceeds to step SB21.
Then, normal control in each area after the operation mode switching is performed (step SB21), and step S21 is performed.
At B15, the current operation area is stored, and thereafter, the routine returns.

【0142】つまり、加速運転等に伴いエンジン1が成
層燃焼モードから均一燃焼モードに移行するときに、デ
ィレータイマTdelayにセットされた所定時間が経過す
るまでは、スロットル弁13の閉作動が遅延されて排気
流量が十分に確保される一方、その所定時間が経過すれ
ば、通常の均一燃焼モードの制御が行われる。
That is, when the engine 1 shifts from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode due to acceleration operation or the like, the closing operation of the throttle valve 13 is delayed until a predetermined time set in the delay timer Tdelay has elapsed. While the exhaust gas flow rate is sufficiently ensured, the normal uniform combustion mode control is performed after the predetermined time has elapsed.

【0143】前記図16のフローに示すステップSB1
4,SB21の各ステップは、エンジン1が低負荷側の
領域(イ)にあるときに、インジェクタ7により気筒2
の圧縮行程で燃料を噴射させて成層燃焼モードにする一
方、それよりも高負荷側の領域(ロ)(ハ)(ニ)
(ホ)では、気筒2の吸気行程で燃料を噴射させて均一
燃焼モードにするという噴射時期制御手段の制御に対応
している。また、この各ステップは、エンジン1の燃焼
室4の空燃比を前記成層燃焼モードにおいて空気過剰率
λでλ≧1.3のリーン状態になるように制御する一
方、均一燃焼モードではλ≦1のリッチ状態になるよう
に切替えて制御するという空燃比制御手段の制御にも対
応している。
Step SB1 shown in the flow of FIG.
Steps 4 and SB21 are performed by the injector 7 when the engine 1 is in the low load side region (a).
Injection of fuel in the compression stroke of (1) to make the stratified combustion mode, while the region on the higher load side (b) (c) (d)
(E) corresponds to the control of the injection timing control means for injecting fuel in the intake stroke of the cylinder 2 to set the uniform combustion mode. In each of these steps, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 is controlled in the stratified combustion mode so that the excess air ratio λ is in a lean state of λ ≧ 1.3, while in the uniform combustion mode, λ ≦ 1. It also corresponds to the control of the air-fuel ratio control means for controlling by switching so as to be rich.

【0144】また、前記図15に示すフローのステップ
SB1〜SB4、SB7〜SB9の各ステップにより、
エンジン1が成層燃焼モードから均一燃焼モードに移行
するときに、触媒25からのNOx放出を促進する状態
であるか否かを判定する判定手段64が構成されてい
る。そして、この判定手段64は、NOx放出の促進状
態であるか否かを触媒25のNOx吸収量に基づいて判
定するとともに、エンジン1が成層燃焼モードの領域
(イ)からそれよりも中負荷側の領域(ハ)へ移行する
ときには、触媒25のNOx吸収量に拘わらず、NOx
放出の促進状態と判定するように構成されている。
The steps SB1 to SB4 and SB7 to SB9 of the flow shown in FIG.
When the engine 1 shifts from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, a determination unit 64 is configured to determine whether or not the state is such that the release of NOx from the catalyst 25 is promoted. The determination means 64 determines whether or not the NOx release is promoted based on the NOx absorption amount of the catalyst 25, and when the engine 1 is shifted from the stratified combustion mode region (a) to the middle load side. Is shifted to the region (c) of NOx, regardless of the NOx absorption amount of the catalyst 25,
It is configured to determine that the release is promoted.

【0145】また、前記図16のステップSB17,S
B18は、前記判定手段64によりNOx放出の促進状
態と判定されたときには、非促進状態よりもスロットル
弁13の閉作動を遅延させるというtvoobj補正部46d
(充填量制御手段)の制御に対応している。
The steps SB17, SB17 in FIG.
B18 is a tvoobj correction unit 46d that delays the closing operation of the throttle valve 13 more than the non-promotion state when the determination unit 64 determines that the NOx release is promoted.
(Filling amount control means).

【0146】さらに、前記ステップSB19は、前記判
定手段64によりNOx放出を促進すると判定され、か
つエンジン1が成層燃焼モードから均一燃焼モードに移
行するときに、該エンジン1の燃焼室4の空燃比が略理
論空燃比になるように燃料噴射量を増量するという噴射
量制御手段の制御に対応しており、また、ステップSB
20は、そのときに点火時期を遅角側に補正するという
点火時期補正手段の制御に対応している。そして、前記
噴射量制御手段は、燃焼室4の吸気充填効率ceの減少に
よって空気過剰率λがλ≦1.3になる前に、燃料噴射
量を増量するように構成されている。
In step SB19, when the determination means 64 determines that NOx emission is promoted and the engine 1 shifts from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 is determined. Corresponds to the control of the injection amount control means for increasing the fuel injection amount so as to become approximately the stoichiometric air-fuel ratio.
Reference numeral 20 corresponds to the control of the ignition timing correction means for correcting the ignition timing to the retard side at that time. The injection amount control means is configured to increase the fuel injection amount before the excess air ratio λ becomes λ ≦ 1.3 due to a decrease in the intake air charging efficiency ce of the combustion chamber 4.

【0147】また、前記ステップSB10,SB11の
各ステップは、エンジン1の加速運転に伴う成層燃焼モ
ードから均一燃焼モードへの移行を、第1目標負荷Piob
jの変化状態に基づいて予測する移行予測部(切替え予
測手段)42fに対応しており、ステップSB13は、
その移行予測部42fによりエンジン1の均一燃焼モー
ドへの移行が予測され、かつ判定手段64によりNOx
放出を促進しないと判定されたときに、エンジン1が実
際に均一燃焼モードへ移行する前に第1目標負荷Piobj
を補正することにより、スロットル弁13を閉作動させ
て、燃焼室4の吸気充填効率ceを減少させる補正部42
g(充填量補正制御手段)に対応している。
In each of the steps SB10 and SB11, the transition from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode accompanying the acceleration operation of the engine 1 is performed by the first target load Piob.
Step SB13 corresponds to a transition prediction unit (switching prediction unit) 42f that predicts based on the change state of j.
The transition predicting section 42f predicts the transition of the engine 1 to the uniform combustion mode, and the determination section 64 determines NOx.
When it is determined that the emission is not promoted, the first target load Piobj is set before the engine 1 actually shifts to the uniform combustion mode.
The correction unit 42 that closes the throttle valve 13 to reduce the intake charging efficiency ce of the combustion chamber 4 by correcting
g (filling amount correction control means).

【0148】次に、前記加速運転時の制御によって、成
層燃焼モードから均一燃焼モードに移行するときのエン
ジン1の燃焼室4の空燃比等がどのように変化するか
を、図17のタイムチャートを参照しながら説明する。
FIG. 17 is a time chart showing how the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 changes from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode by the control during the acceleration operation. This will be described with reference to FIG.

【0149】まず、触媒25のNOx吸収量に余裕があ
って、NOx放出促進フラグFsがオフ状態になってい
る場合について説明する。この場合、エンジン1の加速
時に運転者のアクセ操作に応じてアクセル開度accelが
増大すると、これに応じて、ECU40の目標負荷設定
手段42により設定される第1目標負荷Piobjと、この
第1目標負荷Piobjに基づいて演算されるスロットル開
度tvoobjとが、同図(a)(b)にそれぞれ示すように
増大する(t=t1)。そして、実際のスロットル弁1
3の開作動からやや遅れて、各気筒の充填効率ceが同図
(c)に示すように増大するとともに、燃焼室4の空燃
比が燃料噴射量の増量によって同図(d)に示すように
徐々にリッチ側に変化する。
First, the case where the NOx absorption amount of the catalyst 25 has a margin and the NOx release promotion flag Fs is in the off state will be described. In this case, when the accelerator opening accel increases in response to the driver's access operation when the engine 1 is accelerating, the first target load Piobj set by the target load setting means 42 of the ECU 40 and the first target load Piobj The throttle opening tvoobj calculated based on the target load Piobj increases as shown in FIGS. 7A and 7B (t = t1). And the actual throttle valve 1
Slightly after the opening operation of No. 3, the charging efficiency ce of each cylinder increases as shown in FIG. 3C, and the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 increases as shown in FIG. Gradually changes to the rich side.

【0150】このとき、前記図16のフローのステップ
SB10〜SB14に示すように、前記第1目標負荷Pi
objの変化度合いに基づいて運転モードの切替えが予測
されると(t=t2)、図17(a)に一点鎖線で示す
ように、第1目標負荷Piobjが均一燃焼モードに切替わ
った直後の値に補正され、スロットル等制御用の基本的
な運転モードmodsが均一燃焼モードに切替えられて、ス
ロットル開度tvoobjが同図(b)に一点鎖線で示すよう
に急速に小さくされる。そして、スロットル弁13が閉
じられることで、同図(c)に一点鎖線で示すように、
各気筒2の充填効率ceはあまり大きくならないうちに減
少に転じる。
At this time, as shown in steps SB10 to SB14 of the flow of FIG. 16, the first target load Pi
When the switching of the operation mode is predicted based on the degree of change of obj (t = t2), as shown by a dashed line in FIG. 17A, immediately after the first target load Piobj is switched to the uniform combustion mode. The value is corrected to the value, the basic operation mode mods for controlling the throttle and the like is switched to the uniform combustion mode, and the throttle opening tvoobj is rapidly reduced as shown by the dashed line in FIG. Then, when the throttle valve 13 is closed, as shown by a dashed line in FIG.
Before the charging efficiency ce of each cylinder 2 becomes too large, it starts to decrease.

【0151】そして、この実充填効率ceと第2目標負荷
Piobjdとに基づいて、最終的な運転モードmodfが切り替
えられると、インジェクタ7による燃料噴射が各気筒2
の吸気行程で行われるようになり、また、同図(d)に
一点鎖線で示すように空燃比が理論空燃比にされて(t
=t3)、エンジン1が均一燃焼モードで運転されるよ
うになる。
The actual filling efficiency ce and the second target load
When the final operation mode modf is switched based on Piobjd, the fuel injection by the injector 7
And the air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio as indicated by the one-dot chain line in FIG.
= T3), the engine 1 is operated in the uniform combustion mode.

【0152】ここで、仮に前記の運転モード切替えの予
測が行われないとすると、エンジン1は、スロットル開
度tvoobjが同図(b)に実線で示すようにかなり大きく
なった後に、均一燃焼モードに切替わることになり(t
=t4)、そのときに、同図(c)に実線で示すように
各気筒2の充填効率ceがかなり大きくなっていることか
ら、エンジン出力が大きく変動する虞れがある。
Here, if it is assumed that the above-mentioned operation mode switching is not predicted, after the throttle opening degree tvoobj becomes considerably large as shown by the solid line in FIG. Will be switched to (t
= T4) At that time, as shown by the solid line in FIG. 9C, the charging efficiency ce of each cylinder 2 is considerably large, and there is a possibility that the engine output may fluctuate greatly.

【0153】これに対し、この実施形態の制御によれ
ば、上述の如くエンジン1の運転モードの切替えの前に
スロットル弁13を閉じることで、充填効率ceの変動を
極めて小さくすることができ、これにより、前記のよう
なエンジン出力の変動を防止することができる。
On the other hand, according to the control of this embodiment, the fluctuation of the charging efficiency ce can be made extremely small by closing the throttle valve 13 before switching the operation mode of the engine 1 as described above. Thereby, the fluctuation of the engine output as described above can be prevented.

【0154】一方、NOx放出促進フラグFsがオン状
態になっている場合には、前記のような運転モード切替
えの予測やそれに対応した制御は行われないので、エン
ジン1の加速運転時には、運転者のアクセル操作に応じ
て第1目標負荷Piobjが大きくなり、これに伴い、スロ
ットル開度tvoobjは、スロットル等制御用の基本的な運
転モードmodsが切替えられるまで(t=t3)、増大す
る。
On the other hand, when the NOx release promotion flag Fs is in the ON state, the prediction of the operation mode switching and the control corresponding thereto are not performed as described above. The first target load Piobj increases in response to the accelerator operation, and accordingly, the throttle opening tvoobj increases until the basic operation mode mods for controlling the throttle or the like is switched (t = t3).

【0155】そして、前記基本的な運転モードmodsの切
替えによって、スロットル開度tvoobjが小さくされると
き、今度は、図16のフローのステップSB16〜SB
20に示す制御手順により、図17(b)に破線で示す
ようにスロットル開度tvoobjがなまし処理されて、スロ
ットル弁13の閉作動が遅延され、同図(c)に破線で
示すように各気筒2の充填効率ceは極めて多い状態にな
る。このとき、燃料噴射量が増量補正されて、同図
(d)に破線で示すように燃焼室4の空燃比が理論空燃
比に切り替えられるので、同図(c)に斜線を入れて示
すように、エンジン1は一時的に、排気中の酸素濃度が
低くかつ排気流量の極めて多い状態になる。
When the throttle opening tvoobj is reduced by the switching of the basic operation mode mods, this time, steps SB16 to SB16 in the flow of FIG.
According to the control procedure shown in FIG. 20, the throttle opening tvoobj is smoothed as shown by the broken line in FIG. 17B, and the closing operation of the throttle valve 13 is delayed. As shown by the broken line in FIG. The charging efficiency ce of each cylinder 2 becomes extremely large. At this time, the fuel injection amount is increased and corrected, and the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is switched to the stoichiometric air-fuel ratio as shown by a broken line in FIG. Furthermore, the engine 1 temporarily enters a state in which the oxygen concentration in the exhaust gas is low and the exhaust gas flow rate is extremely large.

【0156】その際、同図(e)に示すように、前記運
転モードの切替えが予測された時点(t=t2)から排
気の還流量が増大されるようにEGR制御が行われるこ
とで、前記の排気中の酸素濃度が低くかつ排気流量の極
めて多い状態になるまでには確実に排気還流率(EGR
率)が高められるので、エンジン1の燃焼室4では燃焼
に伴うNOxの生成が十分に抑制され、かつ、燃焼が緩
慢になることで排気中のCO、HC濃度が高められる。
At this time, as shown in FIG. 17E, the EGR control is performed so that the exhaust gas recirculation amount is increased from the time when the switching of the operation mode is predicted (t = t2). By the time the oxygen concentration in the exhaust gas is low and the exhaust gas flow rate is extremely high, the exhaust gas recirculation rate (EGR
Therefore, in the combustion chamber 4 of the engine 1, the generation of NOx accompanying the combustion is sufficiently suppressed, and the slowing of the combustion increases the concentrations of CO and HC in the exhaust gas.

【0157】したがって、前記の加速運転時の制御によ
れば、加速運転時等にエンジン1が成層燃焼モードから
均一燃焼モードに移行するときに、過渡的に排気流量の
かなり多い状態を作り出すことができ、このときに、燃
料噴射量の制御によって排気中の酸素濃度を低下させる
とともに、多量の排気を還流させることにより、NOx
濃度をも低下させ、還元剤成分であるHC、COの濃度
を高めることができるので、触媒25のリフレッシュを
極めて有効に促進することができる。
Therefore, according to the control at the time of the acceleration operation, when the engine 1 shifts from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode at the time of the acceleration operation or the like, a state in which the exhaust gas flow rate is transiently considerably large can be created. At this time, by controlling the fuel injection amount to lower the oxygen concentration in the exhaust gas and recirculating a large amount of exhaust gas, NOx
Since the concentration can be reduced and the concentrations of the reducing agent components HC and CO can be increased, the refresh of the catalyst 25 can be promoted very effectively.

【0158】しかも、加速運転時には本来、エンジン出
力が大きく変化するものなので、運転モードの切替えに
伴いエンジン出力が変動しても、運転フィーリングへの
悪影響は相対的に小さくて済む。その上さらに、点火時
期を遅角側に補正することや、多量の排気還流によって
燃焼を緩慢にさせることで、エンジン出力の変動を軽減
することができる。
In addition, since the engine output changes greatly during the acceleration operation, even if the engine output fluctuates due to the switching of the operation mode, the adverse effect on the driving feeling can be relatively small. Furthermore, fluctuations in the engine output can be reduced by correcting the ignition timing to the retard side and slowing down the combustion by a large amount of exhaust gas recirculation.

【0159】また、この実施形態では、エンジン1が成
層燃焼モードの領域(イ)から中負荷中回転の領域
(ハ)に移行するときには、触媒25のNOx吸収状態
に拘わらず、該触媒25からのNOx放出を促進するよ
うにしている。これは、前記領域(ハ)では燃料噴射の
分割によって燃焼安定性を高めて、多量の排気を還流さ
せるようにしているからであり、このことによって、エ
ンジン1の運転状態が前記領域(イ)から領域(ハ)へ
移行するときには、その両方の領域で多量の排気が還流
されているので、その運転状態の移行中にも自ずと多量
の排気還流が継続されることになり、たとえEGR弁の
作動応答性が低くても、エンジン1の運転モードの切替
え時に前記のような多量の排気還流を容易に実現できる
のである。
Further, in this embodiment, when the engine 1 shifts from the stratified combustion mode region (a) to the medium load / medium rotation region (c), regardless of the NOx absorption state of the catalyst 25, the catalyst 25 NOx emission is promoted. This is because, in the region (c), the combustion stability is enhanced by dividing the fuel injection so that a large amount of exhaust gas is recirculated, whereby the operating state of the engine 1 is reduced in the region (a). When the operation shifts from (c) to (c), a large amount of exhaust gas is recirculated in both regions, so that a large amount of exhaust gas recirculation naturally continues during the transition of the operating state. Even if the operation responsiveness is low, a large amount of exhaust gas recirculation as described above can be easily realized when the operation mode of the engine 1 is switched.

【0160】(実施形態2)図18は、本発明の実施形
態2に係る火花点火式直噴エンジンの制御装置Aによる
強制リッチ制御のフローを示し、この実施形態2では、
まず、触媒25からNOxを放出させる時期になったこ
とを、該触媒25のNOx吸収量の推定値に基づいて判
定するようにしており、また、強制リッチ運転のとき
に、排気還流率が成層燃焼モードのとき以上になるよう
にEGR制御を行うようにしている。さらに、エンジン
1の強制リッチ運転への移行時であっても、燃焼室4の
空気過剰率λが1.1<λ<1.3のときにはスロット
ル弁13の閉作動を遅延させないようにしたものであ
る。尚、この実施形態2に係る制御装置Aの全体構成は
前記実施形態1のもの(図1参照)と同様なので、実施
形態1と同じ構成要素については同一符号を付して、そ
の説明は省略する。
(Embodiment 2) FIG. 18 shows a flow of forced rich control by a control device A of a spark ignition type direct injection engine according to Embodiment 2 of the present invention.
First, it is determined that it is time to release NOx from the catalyst 25 based on the estimated value of the NOx absorption amount of the catalyst 25. Further, during forced rich operation, the exhaust gas recirculation rate becomes stratified. The EGR control is performed so as to be longer than in the combustion mode. Furthermore, even when the engine 1 shifts to the forced rich operation, the closing operation of the throttle valve 13 is not delayed when the excess air ratio λ of the combustion chamber 4 is 1.1 <λ <1.3. It is. Since the overall configuration of the control device A according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1), the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. I do.

【0161】具体的に、前記図18に示すフローのステ
ップSC1では、実施形態1と同様に各種データを入力
し、続くステップSC2において、触媒2がNOx吸収
量の過剰な状態かどうか判定する。すなわち、前記実施
形態1と同様にして触媒25のNOx吸収量を推定し、
この推定吸収量が所定値を越えたときにNOx吸収過剰
状態と判定すればよい。そして、この判定がYESなら
ばステップSC10に進んで強制リッチフラグFrをオ
ン状態にする(Fr=1)一方、判定がNOならば、ス
テップSC3に進む。
Specifically, in step SC1 of the flow shown in FIG. 18, various data are input as in the first embodiment, and in subsequent step SC2, it is determined whether or not the catalyst 2 has an excessive amount of NOx absorption. That is, the NOx absorption amount of the catalyst 25 is estimated in the same manner as in the first embodiment,
When the estimated absorption amount exceeds a predetermined value, it may be determined that the NOx absorption state is excessive. If the determination is YES, the process proceeds to step SC10 to turn on the forced rich flag Fr (Fr = 1), while if the determination is NO, the process proceeds to step SC3.

【0162】このステップSC3では、同様にして触媒
25からのNOxの放出が完了したかどうか判定し、こ
の判定がYESであれば、ステップSC4に進んで強制
リッチフラグFrをクリアする(Fr=0)一方、判定が
NOであればそのままで、ステップSC5に進む。この
ステップSC5では、前記強制リッチフラグFrがオフ
状態かどうか判別し、オン状態でNOであれば(Fr=
1)ステップSC17に進む一方、オフ状態でYESで
あれば(Fr=0)、ステップSC6に進んで、このス
テップSC6〜SC9の各ステップにおいて、実施形態
1と同様にエンジン1をその運転状態に応じて異なる燃
焼モードで運転する。
In step SC3, it is similarly determined whether or not the release of NOx from the catalyst 25 has been completed. If the determination is YES, the flow advances to step SC4 to clear the forced rich flag Fr (Fr = 0). On the other hand, if the determination is NO, the process directly proceeds to step SC5. In step SC5, it is determined whether or not the forcible rich flag Fr is in an off state.
1) While the process proceeds to step SC17, if YES in the off state (Fr = 0), the process proceeds to step SC6, and in each of the steps SC6 to SC9, the engine 1 is set to the operating state as in the first embodiment. Operate in different combustion modes accordingly.

【0163】一方、前記ステップSC2においてNOx
吸収過剰状態と判定し、ステップSC10で強制リッチ
フラグFrをオン状態とした場合には、続くステップS
C11で実施形態1と同様にディレータイマTdelayを
セットし、続くステップSC12において、エンジン1
の燃焼室4の空燃比が空気過剰率λでλ<1.1かどう
か判定する。この判定は、エアフローセンサ出力及び実
際の燃料噴射量から求められる空気過剰率に基づいて行
えばよい。そして、この判定がYESならばステップS
C13、SC14に進んで、実施形態1と同様にスロッ
トル弁13の閉作動を遅延補正し、かつ点火時期を遅角
補正して、ステップSC15に進む一方、判定がNOな
らば、それらの制御を行わすにステップSC15に進
む。
On the other hand, in step SC2, NOx
If it is determined that the state is excessive absorption and the forced rich flag Fr is turned on in step SC10, the process proceeds to step S10.
At C11, a delay timer Tdelay is set in the same manner as in the first embodiment.
It is determined whether the air-fuel ratio of the combustion chamber 4 is λ <1.1 at the excess air ratio λ. This determination may be made based on the excess air ratio obtained from the output of the airflow sensor and the actual fuel injection amount. If this determination is YES, step S
Proceeding to C13 and SC14, the closing operation of the throttle valve 13 is delayed and the ignition timing is retarded in the same manner as in the first embodiment, and the process proceeds to step SC15. Then, the process proceeds to step SC15.

【0164】つまり、触媒25からNOxを放出させる
ためにエンジン1を強制リッチ運転に切替えるときに、
該燃焼室4の空気過剰率λがλ≧1.1のときにはスロ
ットル弁13を速やかに閉作動させて、燃焼に伴うNO
xの生成が盛んな状態をできるだけ速く通過するように
している。
That is, when the engine 1 is switched to the forced rich operation in order to release NOx from the catalyst 25,
When the excess air ratio λ of the combustion chamber 4 is λ ≧ 1.1, the throttle valve 13 is quickly closed to make NO
The generation of x is made to pass through the active state as fast as possible.

【0165】前記ステップSC12,SC14に続くス
テップSC15では、EGR弁27の開度をそのままに
保持して(EGR弁ホールド)ステップSC16に進
み、このステップでエンジン1の運転状態を強制的に均
一燃焼状態に切替えて(強制リッチ運転)、しかる後に
リターンする。つまり、EGR弁27の開度を成層燃焼
モードと同じに保持することで、スロットル弁13の閉
作動に伴い自ずと排気還流率が高まるようにしている。
At step SC15 following steps SC12 and SC14, the opening of the EGR valve 27 is maintained as it is (EGR valve hold), and the process proceeds to step SC16. The state is switched to (forcible rich operation), and then the operation returns. That is, by keeping the opening of the EGR valve 27 the same as in the stratified combustion mode, the exhaust gas recirculation rate naturally increases with the closing operation of the throttle valve 13.

【0166】前記図18のフローに示すステップSC
8,SC9,SC16の各ステップが空燃比制御手段の
制御に、また、前記ステップSC11〜SC13の各ス
テップがtvoobj補正部46d(充填量制御手段)の制御
にそれぞれ対応している。さらに、前記ステップSC1
4が点火時期補正手段の制御に、また、ステップSC1
5が排気還流制御手段の制御にそれぞれ対応している。
Step SC shown in the flow of FIG.
Steps 8, SC9 and SC16 correspond to the control of the air-fuel ratio control means, and the steps SC11 to SC13 correspond to the control of the tvoobj correction unit 46d (filling amount control means). Further, step SC1
4 is for controlling the ignition timing correction means, and in step SC1.
Numeral 5 corresponds to the control of the exhaust gas recirculation control means.

【0167】したがって、この実施形態2によれば、実
施形態1のものと同様の作用効果が得られるとともに、
触媒25をリフレッシュするためにエンジン1を強制リ
ッチ運転に切替えるときに、燃料の大幅な増量補正を行
わないことで、その分、燃費悪化を抑制することができ
る上に、点火時期の遅角補正量も少なくて済むので、そ
のことによっても燃費の悪化を軽減できる。
Therefore, according to the second embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
When the engine 1 is switched to the forced rich operation in order to refresh the catalyst 25, the fuel consumption is not significantly deteriorated by not performing the large increase correction of the fuel, and the ignition timing is retarded. Since only a small amount is required, deterioration of fuel economy can be reduced.

【0168】(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、前記各実施形態で
は、触媒25のリフレッシュを促進するかどうかの判定
手段64として、触媒25のNOx吸収量が設定量以上
であるか、又はエンジン1が領域(イ)から領域(ハ)
へ移行するときに、NOx放出の促進状態と判定するよ
うにしているが、これに限るものではない。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes other various embodiments. That is, in each of the above embodiments, as the determination means 64 for determining whether to promote the refresh of the catalyst 25, the NOx absorption amount of the catalyst 25 is equal to or more than the set amount, or the engine 1 is shifted from the region (A) to the region (C).
When shifting to, it is determined that the NOx release is promoted, but the present invention is not limited to this.

【0169】例えば、エンジン1が成層燃焼モードのア
イドル運転状態から加速運転状態に移行したときに、N
Ox放出の促進状態と判定するようにしてもよく、こう
すれば、アイドル運転状態からの加速時にはエンジン1
が均一燃焼モードに移行する頻度が高いので、このとき
に触媒25からのNOx放出を促進するようにすれば、
自然に触媒25のリフレッシュ頻度を高めることができ
る。
For example, when the engine 1 shifts from the idling operation state in the stratified charge combustion mode to the acceleration operation state, the N
It may be determined that the state is such that the Ox release is promoted. In this case, the engine 1 is accelerated from the idling operation state.
Since the frequency of shifting to the uniform combustion mode is high, if NOx emission from the catalyst 25 is promoted at this time,
The refresh frequency of the catalyst 25 can be naturally increased.

【0170】また、エンジン1が所定以上の急加速運転
状態になったときに、NOx放出の促進状態と判定する
ようにしてもよい。この場合には、エンジン1の急加速
運転時には自ずとエンジン出力が急増するものなので、
このときに触媒25からのNOx放出を促進するように
すれば、これに伴いエンジン出力の変動が大きくなって
も、そのことによる運転フィーリングの悪化は相対的に
小さくて済む。
Further, when the engine 1 is in a sudden acceleration operation state equal to or higher than a predetermined value, it may be determined that the NOx emission is promoted. In this case, the engine output naturally increases rapidly during the rapid acceleration operation of the engine 1, so that
At this time, if the release of NOx from the catalyst 25 is promoted, even if the engine output fluctuates accordingly, the deterioration of the driving feeling due to this can be relatively small.

【0171】さらにまた、前記各実施形態では、NOx
放出の促進状態においてエンジン1が成層燃焼モードか
ら均一燃焼モードに移行するときに、直ちにインジェク
タ7からの燃料噴射量を増量補正するようにしている
が、これに限らず、その燃料噴射量の増量補正を非促進
状態よりも早い時期に行うようにしてもよい。
Furthermore, in each of the above embodiments, NOx
When the engine 1 shifts from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode in the accelerated release state, the fuel injection amount from the injector 7 is immediately corrected for increase. However, the present invention is not limited to this. The correction may be performed earlier than in the non-promotion state.

【0172】すなわち、NOx放出の促進状態では、例
えばエンジン1の燃焼室4の空気過剰率がλ=1.3に
なったときに燃料噴射量を増量する一方、非促進状態で
は、空気過剰率がλ=1.2になったときに燃料噴射量
を増量するようにすればよく、こうすれば、NOx放出
の非促進状態では、燃焼室4の充填効率ceが減少した後
で空燃比がリッチ状態に切替えられるようになり、エン
ジン出力の変動をさらに小さく抑えることができる。
That is, in the NOx emission promotion state, the fuel injection amount is increased when, for example, the excess air ratio of the combustion chamber 4 of the engine 1 becomes λ = 1.3. May be increased when λ = 1.2. In this case, in the non-promoting state of NOx release, the air-fuel ratio is reduced after the charging efficiency ce of the combustion chamber 4 is reduced. The state can be switched to the rich state, and the fluctuation of the engine output can be further suppressed.

【0173】[0173]

【発明の効果】以上説明した如く、請求項1の発明に係
る火花点火式直噴エンジンの制御装置によると、エンジ
ンの運転状態に応じて燃焼室の空燃比をリーン状態から
リッチ状態に切替えるときには、充填量制御手段の制御
によって燃焼室の吸気充填量を速やかに減少させ、エン
ジン出力の変動を抑えることができる一方、NOx吸収
触媒のリフレッシュのために空燃比を強制的にリッチ状
態に切替えるときには、充填量調整手段の作動を遅延さ
せることにより、一時的に排気中の酸素濃度が低くかつ
排気流量の多い状態を作り出して、NOx吸収触媒から
のNOxの放出を有効に促進することができる。このこ
とで、触媒リフレッシュの頻度を減らしたり、期間を短
縮することができるので、燃費の悪化を抑えつつ、触媒
のリフレッシュを促進することができる。
As described above, according to the control apparatus for a spark ignition type direct injection engine according to the first aspect of the present invention, when the air-fuel ratio of the combustion chamber is switched from the lean state to the rich state according to the operating state of the engine. When the air-fuel ratio is forcibly switched to a rich state for refreshing the NOx absorption catalyst, while controlling the charging amount control means, the amount of intake air in the combustion chamber can be rapidly reduced to suppress fluctuations in engine output. By delaying the operation of the charging amount adjusting means, it is possible to temporarily create a state in which the oxygen concentration in the exhaust gas is low and the exhaust gas flow rate is large, thereby effectively promoting the release of NOx from the NOx absorption catalyst. As a result, the frequency of the catalyst refresh can be reduced or the period can be shortened. Therefore, the catalyst refresh can be promoted while suppressing the deterioration of the fuel efficiency.

【0174】請求項2の発明によると、エンジンの成層
燃焼状態での運転時間が設定時間を越えたときに、燃焼
室の空燃比を強制的にリッチ状態に切替えることで、N
Ox吸収性能が低下する前にNOx吸収触媒をリフレッ
シュすることができ、よって、触媒のNOx吸収性能を
安定的に維持できる。
According to the second aspect of the present invention, when the operation time of the engine in the stratified combustion state exceeds the set time, the air-fuel ratio of the combustion chamber is forcibly switched to the rich state, so that N
The NOx absorption catalyst can be refreshed before the Ox absorption performance decreases, so that the NOx absorption performance of the catalyst can be stably maintained.

【0175】請求項3の発明によると、エンジンの燃焼
室の空燃比を強制的にリッチ状態に切替えるときに、該
燃焼室の空気過剰率が1.1よりも小さくなるように燃
料噴射量を増量することにより、排気流量が十分に多い
うちに排気中の酸素濃度を低下させて、NOx吸収触媒
のリフレッシュを十分に促進できる上に、前記燃焼室の
空燃比がNOx生成の盛んな状態になることを回避でき
る。また、このときに点火時期を遅角側に補正すること
で、エンジン出力の変動を軽減できる。
According to the third aspect of the invention, when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is forcibly switched to the rich state, the fuel injection amount is adjusted so that the excess air ratio of the combustion chamber becomes smaller than 1.1. By increasing the amount, the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced while the exhaust gas flow rate is sufficiently large, so that the refreshing of the NOx absorption catalyst can be sufficiently promoted. In addition, the air-fuel ratio of the combustion chamber becomes a state where NOx generation is active. Can be avoided. At this time, by correcting the ignition timing to the retard side, fluctuations in the engine output can be reduced.

【0176】請求項4の発明によると、充填量調整手段
の作動をエンジンの燃焼室の空気過剰率に応じて遅延さ
せることで、請求項3の発明と同様の効果が得られる上
に、燃費悪化をさらに軽減できる。
According to the fourth aspect of the invention, the operation of the charge amount adjusting means is delayed according to the excess air ratio of the combustion chamber of the engine, so that the same effect as that of the third aspect of the invention can be obtained, and the fuel consumption can be reduced. Deterioration can be further reduced.

【0177】請求項5の発明によると、NOx放出のた
めの強制的なリッチ状態で、エンジンの燃焼室の空燃比
をA/F=15〜16になるように制御することで、燃
費低減が図られる。また、そのときに多量の排気を還流
させることで、NOxの生成を十分に抑えかつ排気中の
CO濃度を高めて、触媒のリフレッシュを促進できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the fuel consumption is reduced by controlling the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine to A / F = 15 to 16 in the forced rich state for NOx release. It is planned. Also, by recirculating a large amount of exhaust at that time, the generation of NOx can be sufficiently suppressed and the CO concentration in the exhaust can be increased, thereby promoting the refresh of the catalyst.

【0178】請求項6の発明によると、請求項5の発明
の効果が容易に得られる。
According to the invention of claim 6, the effect of the invention of claim 5 can be easily obtained.

【0179】また、請求項7の発明に係る火花点火式直
噴エンジンの制御装置によると、エンジンが成層燃焼状
態の低負荷領域からそれよりも高負荷側の領域へ移行し
て、均一燃焼状態へ切替えられるときに、通常は燃焼室
の吸気充填量を速やかに減少させて、エンジン出力の変
動を抑えることができる一方、判定手段によりNOx放
出の促進状態であると判定されたときには、充填量調整
手段の作動を遅延させることにより、一時的に排気中の
酸素濃度が低くかつ排気流量の多い状態を作り出して、
NOx吸収触媒からのNOxの放出を有効に促進するこ
とができる。よって、エンジンの運転状態の変化を利用
して、運転フィーリングの大幅な悪化を招くことなく、
過渡的に排気流量の多い状態を作り出して、触媒のリフ
レッシュを有効に促進できる。
According to the control apparatus for a spark ignition type direct injection engine according to the seventh aspect of the present invention, the engine shifts from a low load region in a stratified combustion state to a region on a higher load side in a stratified combustion state, and a uniform combustion state is obtained. When the state is switched to the normal state, the amount of intake air in the combustion chamber can usually be quickly reduced to suppress fluctuations in the engine output. By delaying the operation of the adjusting means, temporarily creating a state where the oxygen concentration in the exhaust is low and the exhaust flow rate is high,
The release of NOx from the NOx absorption catalyst can be effectively promoted. Therefore, using the change in the operating state of the engine, without causing a significant deterioration in driving feeling,
A state where the exhaust gas flow rate is increased transiently can be created, and the catalyst refresh can be effectively promoted.

【0180】請求項8の発明によると、請求項3の発明
と同様にNOx吸収触媒のリフレッシュを十分に促進で
き、しかも、前記燃焼室の空燃比がNOx生成の盛んな
状態になることを回避できる。また、請求項9の発明に
よるとその効果を十分に得ることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, similarly to the third aspect of the present invention, the refreshing of the NOx absorbing catalyst can be sufficiently promoted, and the air-fuel ratio of the combustion chamber can be prevented from becoming an active state of NOx generation. it can. According to the ninth aspect of the present invention, the effect can be sufficiently obtained.

【0181】請求項10の発明によると、請求項8の発
明と同様の効果が得られる上に、NOxの放出を促進し
ない場合には、エンジンの燃焼状態の切替えに伴う出力
の変動や燃費悪化を軽減できる。また、請求項11の発
明によるとその効果を十分に得ることができる。
According to the tenth aspect, the same effects as those of the eighth aspect can be obtained. In addition, when the emission of NOx is not promoted, the fluctuation of the output and the deterioration of the fuel efficiency accompanying the switching of the combustion state of the engine are achieved. Can be reduced. According to the eleventh aspect, the effect can be sufficiently obtained.

【0182】請求項12の発明によると、点火時期の遅
角補正によってエンジン出力の変動を軽減できる。
According to the twelfth aspect, fluctuations in engine output can be reduced by retarding the ignition timing.

【0183】請求項13の発明によると、燃料噴射の分
割によって弱成層状態の燃焼とすることにより、排気中
のCO等の濃度を高めて、触媒のリフレッシュをさらに
促進できる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the combustion in a weakly stratified state is achieved by dividing the fuel injection, so that the concentration of CO and the like in the exhaust gas can be increased, and the catalyst can be further refreshed.

【0184】請求項14の発明によると、エンジンの急
加速運転状態で触媒のリフレッシュを促進することで、
燃焼状態の移行に伴う運転フィーリングの悪化を小さく
できる。
According to the fourteenth aspect of the present invention, by promoting the refresh of the catalyst in the state of rapid acceleration operation of the engine,
Deterioration of the driving feeling accompanying the transition of the combustion state can be reduced.

【0185】請求項15の発明によると、車載エンジン
の常用運転領域において、排気の還流により排気中のN
Ox濃度を低減でき、また、エンジンが低負荷領域から
所定の中負荷領域に移行するときに排気の還流が継続さ
れるので、このときの触媒のリフレッシュをさらに促進
できる。さらに、請求項16の発明によると、前記請求
項15の発明の作用効果を十分に得ることができる。
According to the fifteenth aspect, in the normal operation range of the vehicle-mounted engine, the N in the exhaust gas due to the recirculation of the exhaust gas.
Since the Ox concentration can be reduced and the exhaust gas recirculation is continued when the engine shifts from the low load region to the predetermined medium load region, the catalyst can be further refreshed at this time. Further, according to the sixteenth aspect, the operation and effect of the fifteenth aspect can be sufficiently obtained.

【0186】請求項17の発明によると、エンジンがア
イドル運転状態で加速運転状態になったときに触媒のリ
フレッシュを促進することにより、リフレッシュの頻度
を高めることができる。
According to the seventeenth aspect of the invention, when the engine is in the idling state and in the acceleration state, the refresh of the catalyst is promoted, so that the frequency of the refresh can be increased.

【0187】請求項18の発明によると、NOx吸収触
媒からのNOx放出を促進しない場合には、エンジンの
加速時に均一燃焼状態へ移行する前に、燃焼室の吸気充
填量を減らすことによって、吸気充填量制御の応答遅れ
に起因するエンジン出力の変動を軽減できる。
According to the eighteenth aspect of the present invention, when NOx release from the NOx absorption catalyst is not promoted, the intake air filling amount of the combustion chamber is reduced before the engine is accelerated to shift to the uniform combustion state. Fluctuations in the engine output due to a response delay in the charge control 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】本発明に係る火花点火式直噴エンジンの制御装
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 a control device for a spark ignition type direct injection engine according to the present invention.

【図3】触媒の概略構成を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a catalyst.

【図4】エンジンの成層燃焼モード、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制御マップ
の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a control map in which respective operation regions of a stratified combustion mode, a stoichiometric mode, and an enriched mode of the engine are set.

【図5】ECUの機能ブロック図である。FIG. 5 is a functional block diagram of an ECU.

【図6】図5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。
6 is a functional block diagram showing a specific configuration of a target load setting unit in FIG.

【図7】図5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。
FIG. 7 is a functional block diagram showing a specific configuration of a throttle opening calculating means in FIG. 5;

【図8】図5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。
8 is a functional block diagram showing a specific configuration of a second target air-fuel ratio setting 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】触媒リフレッシュのための強制リッチ制御の
処理手順を示すフローチャート図である。
FIG. 14 is a flowchart illustrating a processing procedure of forced rich control for catalyst refresh.

【図15】エンジンの加速運転時の制御の前半の処理手
順を示すフローチャート図である。
FIG. 15 is a flowchart illustrating a first half of a control procedure during control of the engine during an acceleration operation.

【図16】エンジンの加速運転時の制御の後半の処理手
順を示すフローチャート図である。
FIG. 16 is a flowchart showing a latter half of a control procedure during control of the engine during acceleration operation.

【図17】エンジンの加速運転時にそれぞれ変化する第
1目標負荷、スロットル開度、実充填効率、空燃比等を
示すタイムチャート図である。
FIG. 17 is a time chart illustrating a first target load, a throttle opening, an actual charging efficiency, an air-fuel ratio, and the like that change during an acceleration operation of the engine.

【図18】実施形態2に係る図14相当図である。FIG. 18 is a diagram corresponding to FIG. 14 according to the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 火花点火式直噴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) 13 スロットル弁 40 コントロールユニット(ECU) 42f 切替予測部(移行予測手段) 42g 補正部(充填量補正制御手段) 44 目標空燃比設定手段(充填量制御手段) 45 目標充填効率演算手段(充填量制御手段) 46 スロットル開度演算手段(充填量制御手段) 46d tvoobj補正部(充填量制御手段) 48 運転モード設定手段(噴射時期制御手段) 49 分割比設定手段(噴射時期制御手段) 50 噴射量演算手段(噴射量制御手段) 51 噴射時期設定手段(噴射時期制御手段) 52 噴射制御手段(噴射時期制御手段、噴射量制
御手段) 53 設定手段(点火時期補正手段) 62 EGR弁基本制御量設定手段(排気還流制御
手段) 63 EGR弁制御量演算手段 64 判定手段
A Control device for spark-ignition direct injection engine 1 Engine 2 Cylinder 4 Combustion chamber 7 Injector (fuel injection valve) 13 Throttle valve 40 Control unit (ECU) 42f Switch prediction unit (transition prediction unit) 42g Correction unit (Charge correction control) Means) 44 target air-fuel ratio setting means (filling quantity control means) 45 target filling efficiency calculating means (filling quantity control means) 46 throttle opening calculating means (filling quantity control means) 46d tvoobj correction unit (filling quantity control means) 48 operation Mode setting means (injection timing control means) 49 Split ratio setting means (injection timing control means) 50 Injection amount calculation means (injection amount control means) 51 Injection timing setting means (injection timing control means) 52 Injection control means (injection timing control) Means, injection amount control means) 53 setting means (ignition timing correction means) 62 EGR valve basic control amount setting means (exhaust gas return) Control means) 63 EGR valve control amount calculation means 64 determining 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 41/02 325 F02D 41/02 325E 41/34 41/34 H 43/00 301 43/00 301E 301N 301B F02P 5/15 F02P 5/15 B F Fターム(参考) 3G022 AA07 AA08 AA09 AA10 BA01 CA00 CA03 CA04 CA09 DA02 EA00 EA07 FA03 GA00 GA05 GA06 GA07 GA08 3G084 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 CA00 CA03 CA04 CA05 DA02 DA10 DA11 EA11 EB02 EC02 EC03 FA08 FA10 FA13 FA18 FA26 FA33 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA17 BA01 BA04 BA09 BB01 BB06 BB13 DC03 DC09 DC15 DE03S DG08 EA01 EA02 EA04 EA05 EA07 EA08 EA11 EA13 EA16 EA17 EB06 EC07 FA05 FA20 FA24 GA04 GA05 GA06 GA08 GA11 GA12 HA01Z HA04Z HA05Z HA06X HA06Z HA11Z HB01Z HB03Z HC00X HD05X HD05Z HD07X HD07Z HE01Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 HA17 HA18 JA02 JA04 JA25 JA33 KA08 KA09 KA11 KA13 KA14 KA21 LA00 LA03 LB04 LC03 MA01 MA11 MA19 MA23 MA26 MA27 NA08 NB02 NB06 NB11 ND01 NE00 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 NE22 NE23 PA04Z PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PA17Z PB03Z PB08Z PC02Z PD01Z PD02A PD02Z PD15Z PE00Z PE01Z PE08Z PF03Z PF11Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/02 325 F02D 41/02 325E 41/34 41/34 H 43/00 301 43/00 301E 301N 301B F02P 5/15 F02P 5/15 BF F term (reference) 3G022 AA07 AA08 AA09 AA10 BA01 CA00 CA03 CA04 CA09 DA02 EA00 EA07 FA03 GA00 GA05 GA06 GA07 GA08 3G084 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 CA00 CA03 DA04 EB02 EC02 EC03 FA08 FA10 FA13 FA18 FA26 FA33 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA17 BA01 BA04 BA09 BB01 BB06 BB13 DC03 DC09 DC15 DE03S DG08 EA01 EA02 EA04 EA05 EA07 EA08 EA11 FA04 GA05 FA06 HA06X HA06Z HA11Z HB01Z HB03Z HC00X HD05X HD05Z HD07X HD07Z HE01Z HE08Z HF08Z 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 HA1 7 HA18 JA02 JA04 JA25 JA33 KA08 KA09 KA11 KA13 KA14 KA21 LA00 LA03 LB04 LC03 MA01 MA11 MA19 MA23 MA26 MA27 NA08 NB02 NB06 NB11 ND01 NE00 NE01 NE06 NE13 NE14 NE15 NE22 NE23 PA04Z PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PDBZZZZ PE08Z PF03Z PF11Z

Claims (19)

【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、 前記燃焼室に連通する排気通路に配設され、排気中の酸
素濃度が高い酸素過剰雰囲気でNOxを吸収する一方、
酸素濃度の低下によって前記吸収したNOxを放出する
NOx吸収触媒と、 エンジンの運転状態に応じて前記燃焼室の空燃比を、空
気過剰率が1.3以上のリーン状態又はそれよりもリッ
チなリッチ状態のいずれかになるように切替えて制御す
るとともに、前記NOx吸収触媒からNOxを放出させ
るときには、前記燃焼室の空燃比を強制的にリッチ状態
に切替える空燃比制御手段とを備えた火花点火式直噴エ
ンジンの制御装置において、 前記燃焼室の吸気充填量を調整する充填量調整手段が設
けられ、 前記空燃比制御手段は、前記燃焼室の空燃比がリーン状
態からリッチ状態に切替えられるときに、燃焼室の吸気
充填量が減少するように前記充填量調整手段を制御する
充填量制御手段を有し、 前記充填量制御手段は、前記空燃比制御手段により燃焼
室の空燃比が強制的にリッチ状態に切替えられるときに
は、前記充填量調整手段の作動を遅延させるように構成
されていることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの
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, disposed in an exhaust passage communicating with the combustion chamber, and absorbing NOx in an oxygen-excess atmosphere where the oxygen concentration in the exhaust gas is high,
A NOx absorption catalyst that releases the absorbed NOx due to a decrease in oxygen concentration, and an air-fuel ratio of the combustion chamber according to an operating state of the engine, a lean state where the excess air ratio is 1.3 or more, or a rich state that is richer than the lean state. And an air-fuel ratio control means for forcibly switching the air-fuel ratio of the combustion chamber to a rich state when releasing NOx from the NOx absorption catalyst. In a control device for a direct injection engine, a charge amount adjusting means for adjusting an intake charge amount of the combustion chamber is provided, and the air-fuel ratio control means is provided when the air-fuel ratio of the combustion chamber is switched from a lean state to a rich state. And a charge amount control means for controlling the charge amount adjusting means such that the charge amount of the intake air in the combustion chamber is reduced, wherein the charge amount control means is the air-fuel ratio control means. A control device for a spark-ignition direct injection engine, characterized in that when the air-fuel ratio of the combustion chamber is forcibly switched to a rich state, the operation of the charging amount adjusting means is delayed.
【請求項2】 請求項1において、 空燃比制御手段によりエンジンの燃焼室の空燃比がリー
ン状態に制御されるときに、燃料噴射弁により燃料を、
成層燃焼状態になるように気筒の圧縮行程で噴射させる
噴射時期制御手段を備え、 前記空燃比制御手段は、エンジンの前記成層燃焼状態で
の運転時間が設定時間を越えたときに、前記燃焼室の空
燃比を強制的にリッチ状態に切替えるように構成されて
いることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装
置。
2. The fuel injection valve according to claim 1, wherein when the air-fuel ratio of the engine is controlled to a lean state by the air-fuel ratio control means, the fuel is injected by the fuel injection valve.
Injection timing control means for injecting in a compression stroke of a cylinder so as to be in a stratified combustion state, wherein the air-fuel ratio control means, when the operating time of the engine in the stratified combustion state exceeds a set time, the combustion chamber A control device for a spark ignition type direct injection engine, wherein the air-fuel ratio is forcibly switched to a rich state.
【請求項3】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 空燃比制御手段は、エンジンの燃焼室の空燃比が強制的
にリッチ状態に切替えられるときに、該燃焼室の空気過
剰率が1.1よりも小さくなるように燃料噴射量を増量
する噴射量制御手段を有し、 前記噴射量制御手段によって燃料噴射量が増量されたと
きに、点火時期を遅角側に補正する点火時期補正手段が
設けられていることを特徴とする火花点火式直噴エンジ
ンの制御装置。
3. The air-fuel ratio control means according to claim 1, wherein the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is set to 1.% when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is forcibly switched to a rich state. An injection amount control means for increasing the fuel injection amount so as to be smaller than 1; and an ignition timing correction means for correcting the ignition timing to a retard side when the fuel injection amount is increased by the injection amount control means. A control device for a spark ignition type direct injection engine, comprising:
【請求項4】 請求項1において、 充填量制御手段は、エンジンの燃焼室の空気過剰率λが
1.1<λ<1.3のときの充填量調整手段の作動を、
λ<1.1のときよりも速くなるように制御するもので
あることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装
置。
4. The charge control means according to claim 1, wherein the charge control means controls the operation of the charge control means when the excess air ratio λ of the combustion chamber of the engine is 1.1 <λ <1.3.
A control apparatus for a spark ignition type direct injection engine, wherein the control is performed so as to be faster than when λ <1.1.
【請求項5】 請求項1において、 空燃比制御手段は、NOx放出のための強制的なリッチ
状態として、エンジンの燃焼室の空燃比をA/F=15
〜16になるように制御するものであり、 エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流手
段と、 エンジンの燃焼室の空燃比がリーン状態のときに、前記
排気還流手段により排気を還流させるとともに、前記強
制的なリッチ状態でもそのときの排気還流率が前記リー
ン状態のときの排気還流率以上になるように排気を還流
させる排気還流制御手段とが設けられていることを特徴
とする火花点火式直噴エンジンの制御装置。
5. The air-fuel ratio control device according to claim 1, wherein the air-fuel ratio control means sets the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine to A / F = 15 as a forced rich state for NOx release.
And an exhaust gas recirculation unit that recirculates a part of the exhaust gas to the intake system of the engine. When the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is in a lean state, the exhaust gas recirculation unit exhausts the exhaust gas. Exhaust recirculation control means for recirculating the exhaust gas so that the exhaust gas recirculation rate at that time even in the forced rich state is equal to or higher than the exhaust gas recirculation rate in the lean state. Control device for spark-ignition direct injection engine.
【請求項6】 請求項5において、 排気還流手段は、エンジンの吸気通路及び排気通路を連
通する排気還流通路と、該排気還流通路の排気還流量を
調整する排気還流量調整弁とからなり、 排気還流制御手段は、エンジンの燃焼室の空燃比が強制
的にリッチ状態に切替えられるときには、前記排気還流
量調整弁の開度を保持するように構成されていることを
特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装置。
6. The exhaust gas recirculation means according to claim 5, wherein the exhaust gas recirculation means comprises an exhaust gas recirculation passage communicating the intake passage and the exhaust gas passage of the engine, and an exhaust gas recirculation amount adjusting valve for adjusting an exhaust gas recirculation amount of the exhaust gas recirculation passage. The exhaust gas recirculation control means is configured to maintain the opening of the exhaust gas recirculation amount adjusting valve when the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine is forcibly switched to a rich state. Control unit for direct injection engine.
【請求項7】 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、 前記燃焼室に連通する排気通路に配設され、排気中の酸
素濃度が高い酸素過剰雰囲気でNOxを吸収する一方、
酸素濃度の低下によって前記吸収したNOxを放出する
NOx吸収触媒と、 前記燃料噴射弁により燃料を、エンジンが所定の低負荷
領域にあるときに成層燃焼状態になるように気筒の圧縮
行程で噴射させる一方、前記低負荷域よりも高負荷側で
は均一燃焼状態になるように気筒の吸気行程で噴射させ
る噴射時期制御手段とを備えた火花点火式直噴エンジン
の制御装置において、 前記燃焼室の吸気充填量を調整する充填量調整手段と、 エンジンの燃焼室の空燃比を、前記成層燃焼状態では空
気過剰率が1.3以上のリーン状態になるように制御す
る一方、均一燃焼状態では空気過剰率が1以下のリッチ
状態になるように切替えて制御する空燃比制御手段と、 前記NOx吸収触媒からのNOx放出を促進する状態に
あるか否かを判定する判定手段とが設けられ、 前記空燃比制御手段は、エンジンが前記成層燃焼状態か
ら均一燃焼状態に移行するときに、燃焼室の吸気充填量
が減少するように前記充填量調整手段を制御する充填量
制御手段を有し、 前記充填量制御手段は、前記判定手段によりNOx放出
の促進状態と判定されたときには、非促進状態よりも前
記充填量調整手段の作動を遅延させるように構成されて
いることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装
置。
7. Fuel is directly supplied to a combustion chamber in a cylinder of an engine.
A fuel injection valve for injecting and supplying, disposed in an exhaust passage communicating with the combustion chamber, and absorbing NOx in an oxygen-excess atmosphere where the oxygen concentration in the exhaust gas is high,
A NOx absorption catalyst that releases the absorbed NOx due to a decrease in oxygen concentration, and fuel is injected by the fuel injection valve in a compression stroke of the cylinder so as to be in a stratified combustion state when the engine is in a predetermined low load region. On the other hand, in a control device for a spark ignition type direct injection engine, comprising: an injection timing control means for injecting in a cylinder intake stroke so as to be in a uniform combustion state on a higher load side than the low load region. A filling amount adjusting means for adjusting the filling amount; and controlling the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine such that the excess air ratio becomes a lean state with the excess air ratio of 1.3 or more in the above-mentioned stratified combustion state. An air-fuel ratio control means for switching and controlling the rate so as to be a rich state of 1 or less, and a determining means for determining whether or not the state is such that NOx release from the NOx absorption catalyst is promoted. And a charge amount controlling the charge amount adjusting means such that when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state, the intake charge amount of the combustion chamber is reduced. Control means, wherein the filling amount control means is configured to delay the operation of the filling amount adjusting means more than the non-promotion state when the determination means determines that the NOx release is promoted. A control device for a spark ignition type direct injection engine.
【請求項8】 請求項7において、 空燃比制御手段は、判定手段によりNOx放出の促進状
態と判定され、かつエンジンが成層燃焼状態から均一燃
焼状態に移行するときに、エンジンの燃焼室の空燃比が
リッチ状態になるように、燃料噴射弁からの燃料噴射量
を増量する噴射量制御手段を有することを特徴とする火
花点火式直噴エンジンの制御装置。
8. The air-fuel ratio control means according to claim 7, wherein the air-fuel ratio control means determines that the NOx release is promoted by the determination means and that the air-fuel ratio in the combustion chamber of the engine changes from a stratified combustion state to a uniform combustion state. A control device for a spark ignition type direct injection engine, comprising: an injection amount control means for increasing an amount of fuel injection from a fuel injection valve so that a fuel ratio becomes a rich state.
【請求項9】 請求項8において、 噴射量制御手段は、吸気充填量の減少によって燃焼室の
空気過剰率が1.3よりも小さくなる前に、燃料噴射量
を増量するように構成されていることを特徴とする火花
点火式直噴エンジンの制御装置。
9. The injection amount control means according to claim 8, wherein the injection amount control means is configured to increase the fuel injection amount before the excess air ratio of the combustion chamber becomes smaller than 1.3 due to a decrease in the intake charge amount. A control device for a spark ignition type direct injection engine.
【請求項10】 請求項7において、 空燃比制御手段は、エンジンが成層燃焼状態から均一燃
焼状態に移行するときに、エンジンの燃焼室の空燃比が
リッチ状態になるように燃料噴射弁からの燃料噴射量を
増量する噴射量制御手段を有し、 前記噴射量制御手段は、判定手段によりNOx放出の促
進状態と判定されたときには、非促進状態よりも早く燃
料噴射量を増量するように構成されていることを特徴と
する火花点火式直噴エンジンの制御装置。
10. The air-fuel ratio control means according to claim 7, wherein when the engine shifts from a stratified combustion state to a uniform combustion state, the air-fuel ratio from the fuel injection valve is set so that the air-fuel ratio of the combustion chamber of the engine becomes rich. An injection amount control unit configured to increase a fuel injection amount, wherein the injection amount control unit increases the fuel injection amount earlier than the non-promotion state when the determination unit determines that the NOx release is promoted. A control device for a spark ignition type direct injection engine.
【請求項11】 請求項10において、 噴射量制御手段は、判定手段によりNOx放出の促進状
態と判定されたときには、エンジンの燃焼室の空気過剰
率が1.3になったときに燃料噴射量を増量する一方、
非促進状態と判定されたときには、空気過剰率が1.2
になったときに燃料噴射量を増量するように構成されて
いることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装
置。
11. The fuel injection control device according to claim 10, wherein the injection amount control means determines that the excess amount of air in the combustion chamber of the engine is 1.3 when the determination means determines that the NOx release is promoted. While increasing
When it is determined that the vehicle is in the non-promotion state, the excess air ratio is 1.2
A control device for a spark-ignition direct injection engine, wherein the control unit is configured to increase the fuel injection amount when the engine is turned on.
【請求項12】 請求項8〜11のいずれか1つにおい
て、 噴射量制御手段によって燃料噴射量が増量されたとき
に、点火時期を遅角側に補正する点火時期補正手段が設
けられていることを特徴とする火花点火式直噴エンジン
の制御装置。
12. An ignition timing correction means according to claim 8, wherein the ignition timing is corrected to a retard side when the fuel injection amount is increased by the injection amount control means. A control device for a spark ignition type direct injection engine.
【請求項13】 請求項7において、 噴射時期制御手段は、判定手段によりNOx放出の促進
状態と判定され、かつエンジンが成層燃焼状態から均一
燃焼状態に移行するときに、燃料噴射弁により燃料を、
気筒の吸気行程から圧縮行程にかけての早期噴射と圧縮
行程での後期噴射とに2分割して噴射させるように構成
されていることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの
制御装置。
13. The fuel injection valve according to claim 7, wherein the fuel injection valve controls the fuel injection valve when the determination means determines that the NOx release is promoted and the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state. ,
A control device for a spark ignition type direct injection engine, wherein the injection is divided into two parts: an early injection from an intake stroke to a compression stroke of a cylinder and a late injection in a compression stroke.
【請求項14】 請求項7において、 判定手段は、エンジンが所定以上の急加速運転状態にな
ったときを、NOx吸収触媒からのNOx放出の促進状
態と判定するように構成されていることを特徴とする火
花点火式直噴エンジンの制御装置。
14. The method according to claim 7, wherein the determination means is configured to determine when the engine is in a rapid acceleration operation state equal to or greater than a predetermined state as a state in which NOx release from the NOx absorption catalyst is promoted. Control device for spark ignition type direct injection engine.
【請求項15】 請求項7において、 エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流手
段と、 エンジンが成層燃焼状態の低負荷領域又は該低負荷領域
に連続する所定の中負荷領域にあるときに、前記排気還
流手段により排気を還流させる排気還流制御手段とが設
けられ、 噴射時期制御手段は、エンジンが前記中負荷領域にある
ときに、燃料噴射弁により燃料を気筒の吸気行程で2分
割して噴射させるものであり、 判定手段は、エンジンが前記低負荷領域から中負荷領域
へ移行するときを、NOx吸収触媒からのNOx放出の
促進状態と判定するように構成されていることを特徴と
する火花点火式直噴エンジンの制御装置。
15. An exhaust gas recirculation means for recirculating a part of exhaust gas to an intake system of an engine, wherein the engine is in a low load region in a stratified combustion state or a predetermined medium load region continuous with the low load region. At one time, there is provided exhaust gas recirculation control means for recirculating exhaust gas by the exhaust gas recirculation means. When the engine is in the medium load range, the injection timing control means supplies fuel by the fuel injection valve during the intake stroke of the cylinder. Injection is performed in two parts, and the determination means is configured to determine when the engine shifts from the low load region to the medium load region as a state of promoting NOx release from the NOx absorption catalyst. A control device for a spark ignition type direct injection engine.
【請求項16】 請求項15において、 排気還流制御手段は、エンジンが成層燃焼状態から均一
燃焼状態に移行するときに、排気の還流率が30%以上
になるように排気還流手段を制御するものであることを
特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装置。
16. The exhaust gas recirculation means according to claim 15, wherein the exhaust gas recirculation means controls the exhaust gas recirculation means so that the exhaust gas recirculation rate becomes 30% or more when the engine shifts from the stratified combustion state to the uniform combustion state. A control device for a spark ignition type direct injection engine.
【請求項17】 請求項7において、 判定手段は、エンジンがアイドル運転状態で加速運転状
態になったときを、NOx吸収触媒からのNOx放出の
促進状態と判定するように構成されていることを特徴と
する火花点火式直噴エンジンの制御装置。
17. The method according to claim 7, wherein the determination means is configured to determine when the engine enters an acceleration operation state in an idle operation state as a state in which NOx release from the NOx absorption catalyst is promoted. Control device for spark ignition type direct injection engine.
【請求項18】 請求項7において、 エンジンの負荷状態の変化に基づいて成層燃焼状態から
均一燃焼状態への移行を予測する移行予測手段と、 前記移行予測手段によりエンジンが均一燃焼状態へ移行
すると予測され、かつ判定手段によりNOx放出の非促
進状態と判定されたときに、エンジンが均一燃焼状態へ
移行する前に充填量調整手段により燃焼室の吸気充填量
を減少させる充填量補正制御手段とが設けられているこ
とを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装置。
18. A transition prediction means for predicting a transition from a stratified combustion state to a uniform combustion state based on a change in a load state of an engine, and a transition of the engine to a uniform combustion state by the transition prediction means. A charge correction control means for reducing the intake charge of the combustion chamber by the charge adjustment means before the engine shifts to the uniform combustion state when the prediction is made and the determination means determines that the NOx emission is not promoted; A control device for a spark ignition type direct injection engine, comprising:
【請求項19】 請求項1又は7のいずれかにおいて、 充填量調整手段は、エンジンの吸気通路に配設されたス
ロットル弁であり、 充填量制御手段は、少なくともエンジンが定常運転状態
になっているときに、アクセル操作量及びエンジン回転
数に応じて前記スロットル弁の開度を制御するものであ
ることを特徴とする火花点火式直噴エンジンの制御装
置。
19. The charging amount adjusting means according to claim 1, wherein the charging amount adjusting means is a throttle valve disposed in an intake passage of the engine, and the charging amount controlling means is provided when at least the engine is in a steady operation state. And controlling the opening of the throttle valve according to the accelerator operation amount and the engine speed.
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