JP2000314334A - Cylinder fuel injection type internal combustion engine - Google Patents

Cylinder fuel injection type internal combustion engine

Info

Publication number
JP2000314334A
JP2000314334A JP11122988A JP12298899A JP2000314334A JP 2000314334 A JP2000314334 A JP 2000314334A JP 11122988 A JP11122988 A JP 11122988A JP 12298899 A JP12298899 A JP 12298899A JP 2000314334 A JP2000314334 A JP 2000314334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mode
operation mode
fuel ratio
air
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11122988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4269114B2 (en
Inventor
Hironobu Sato
広信 佐藤
Hitoshi Kamura
均 加村
Hiroki Tamura
宏記 田村
Shigeo Yamamoto
茂雄 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP12298899A priority Critical patent/JP4269114B2/en
Publication of JP2000314334A publication Critical patent/JP2000314334A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4269114B2 publication Critical patent/JP4269114B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder fuel injection type internal combustion engine, which can switch the operation mode following the change of a combustion form without generating excessive torque shocks. SOLUTION: When an internal combustion engine can select a proper operation mode in response to the operation state (step S10), especially the switch of selection following the change of a combustion form is carried out (step S12), prior to the execution of a new operation mode, a fuel injection is carried out in a combustion stroke and a compression stoichiometric mode, carrying out the stratified combustion in the stoichiometric vicinity is executed (steps S22-S24). Meantime, as the intake air quantity and EGR gas amount of the internal combustion engine dissolve the response delay, the torque shock generated at the switching time of the operation mode (step S26) is reduced.

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、燃焼室内に直接燃
料を噴射し、機関運転状態に応じて均一燃焼と成層燃焼
とを切り換える筒内噴射型内燃機関に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-cylinder injection type internal combustion engine which injects fuel directly into a combustion chamber and switches between uniform combustion and stratified combustion in accordance with the engine operating state.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】この種の筒内噴射型内燃機関は既
に実用化されており、その運転状態に応じて燃焼形態の
異なる運転モードを使い分けることで、高出力と低燃費
との両立を図っている。一方、このような運転モードの
切り換え時に生じるトルクショックを防止するため、例
えば、特開平10−68344号公報には筒内噴射型内
燃機関における運転モードの切換時に好適した制御技術
が開示されている。
Related Background Art This type of in-cylinder injection type internal combustion engine has already been put into practical use, and a high output and a low fuel consumption are achieved by using operation modes having different combustion modes according to the operation state. ing. On the other hand, in order to prevent a torque shock occurring at the time of switching the operation mode, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-68344 discloses a control technique suitable for switching the operation mode in a direct injection internal combustion engine. .

【0003】具体的には、上記公報中の図5を参照すれ
ばより明らかなように、公知の制御技術では成層燃焼
(圧縮行程噴射)から均一燃焼(吸気行程噴射)への運
転モードの切換信号が出力されたとき、排気再循環(E
GR)弁を絞るとともに空燃比を次第にリッチ化させる
テーリング処理を行い、そして、その空燃比が成層燃焼
におけるスモーク発生限界に達した時点でステップ状
に、均一燃焼に適した空燃比に切り換えるものとしてい
る。更に、このとき気筒内に残留するEGRガスによる
燃焼トルクの不足分を補償するため、切り換え時の空燃
比を一時的にリッチ空燃比に設定するものとしている。
More specifically, as is more apparent with reference to FIG. 5 in the above publication, in the known control technique, the operation mode is switched from stratified combustion (compression stroke injection) to uniform combustion (intake stroke injection). When a signal is output, exhaust gas recirculation (E
(GR) A tailing process is performed to throttle the valve and gradually enrich the air-fuel ratio, and when the air-fuel ratio reaches the smoke generation limit in stratified combustion, the air-fuel ratio is switched stepwise to an air-fuel ratio suitable for uniform combustion. I have. Further, at this time, the air-fuel ratio at the time of switching is temporarily set to the rich air-fuel ratio in order to compensate for the shortage of the combustion torque due to the EGR gas remaining in the cylinder.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、運転モ
ードの切り換え時に上述した公知の制御手法を適用して
も、燃焼形態と空燃比とがステップ的に切り換わるとと
もに、制御上のスロットル弁開度やEGR弁開度の応答
に対して、実際の吸入空気量やEGRガス導入量の変化
に応答遅れ等があるため、制御上で意図したエンジント
ルクの変化特性を充分に得ることができず、運転モード
切り換え時のトルクショックを確実に抑制することはで
きない。
However, even when the above-mentioned known control method is applied at the time of switching the operation mode, the combustion mode and the air-fuel ratio are switched stepwise, and the throttle valve opening degree and the control in the control are changed. Since the actual intake air amount and the change in the EGR gas introduction amount have a response delay with respect to the response of the EGR valve opening, the change characteristic of the engine torque intended in control cannot be sufficiently obtained, and The torque shock at the time of mode switching cannot be reliably suppressed.

【0005】本発明は上述の事情に基づいてなされたも
ので、その目的とするところは、運転モード切り換え時
のトルクショックを抑制可能な筒内噴射型内燃機関を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an in-cylinder injection type internal combustion engine capable of suppressing a torque shock at the time of switching operation modes.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の筒内噴射型内燃
機関(請求項1)は、内燃機関の運転状態に応じて選択
的に実行される第1及び第2の運転モードを有してお
り、第1の運転モードでは主に、吸気行程中に燃料を噴
射して理論空燃比の近傍で均一燃焼させ、一方、第2の
運転モードでは主に圧縮行程中に燃料を噴射してリーン
空燃比で成層燃焼させる。そして、本発明の内燃機関で
は特に、上記の各運転モード間で選択が切り換えられた
ときは、その選択により新たに実行される運転モードに
先立ち、圧縮行程中に燃料を噴射して理論空燃比の近傍
で成層燃焼させる移行モードを実行するものとしてい
る。
The direct injection internal combustion engine of the present invention has first and second operation modes selectively executed according to the operation state of the internal combustion engine. In the first operation mode, fuel is mainly injected during the intake stroke to cause uniform combustion near the stoichiometric air-fuel ratio, while in the second operation mode, fuel is mainly injected during the compression stroke. Perform stratified combustion at a lean air-fuel ratio. In particular, in the internal combustion engine of the present invention, when the selection is switched between the above-mentioned operation modes, the fuel is injected during the compression stroke and the stoichiometric air-fuel ratio is set prior to the operation mode newly executed by the selection. , A transition mode in which stratified combustion is performed is executed.

【0007】上述した筒内噴射型内燃機関によれば、例
えば第2運転モードから第1運転モードへ選択が切り換
えられたとき、第1運転モードの実行に先立ち上述の移
行モードを実行することで、機関は成層燃焼の形態を維
持したまま理論空燃比運転を実施する。この後、第1運
転モードが実行されて、その燃焼形態が均一燃焼に切り
換えられても、機関の空燃比が既に理論空燃比の近傍に
移行しており、ほぼ同一空燃比での燃焼形態の切り換え
となることから、運転モード切り換え時のトルクショッ
クが有効に抑えられる。一方、第1運転モードから第2
運転モードへ選択が切り換えられた場合、機関は理論空
燃比運転を維持した状態(ほぼ同一空燃比状態)で均一
燃焼から成層燃焼の形態に移行する。この後、第2運転
モードが実行されてリーン空燃比運転を行っても、同一
燃焼形態での空燃比の変更となることから、この場合に
もトルクショックを低減することができる。
According to the above-described in-cylinder injection type internal combustion engine, for example, when the selection is switched from the second operation mode to the first operation mode, the above-mentioned transition mode is executed before the execution of the first operation mode. Then, the engine performs the stoichiometric air-fuel ratio operation while maintaining the stratified combustion mode. Thereafter, even if the first operation mode is executed and the combustion mode is switched to the uniform combustion, the air-fuel ratio of the engine has already shifted to the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, and the combustion mode at the substantially same air-fuel ratio is obtained. Since the switching is performed, the torque shock at the time of switching the operation mode is effectively suppressed. On the other hand, from the first operation mode to the second operation mode
When the selection is switched to the operation mode, the engine shifts from the uniform combustion to the stratified combustion while maintaining the stoichiometric air-fuel ratio operation (substantially the same air-fuel ratio state). After that, even if the second operation mode is executed to perform the lean air-fuel ratio operation, the air-fuel ratio is changed in the same combustion mode, so that the torque shock can be reduced in this case as well.

【0008】なお好ましくは、前述した第1運転モード
から第2運転モードへの切り換えの場合、その切り換え
が選択された時点から直ちに上述の移行モードを実行す
るものとする。一方、第2運転モードから第1運転モー
ドへの切り換えの場合には、その切り換えが選択された
時点から、第2運転モードで燃焼が不安定となる空燃比
の近傍までリッチ空燃比側に向けてテーリング処理を行
った後、当該移行モードを実行するものとする。
Preferably, in the case of switching from the first operation mode to the second operation mode described above, the above-mentioned transition mode is executed immediately after the switching is selected. On the other hand, in the case of switching from the second operation mode to the first operation mode, the rich air-fuel ratio is shifted from the time point when the switching is selected to the vicinity of the air-fuel ratio at which combustion becomes unstable in the second operation mode. After performing the tailing process, the transition mode is executed.

【0009】また、本発明の筒内噴射型内燃機関は、各
運転モード毎にその燃焼形態に応じて点火時期及び燃料
の噴射時期を適切に制御するための制御手段を含んでお
り、この制御手段は特に、上述の移行モードにおいて排
気中にスモークが発生するのを防止するため、第2運転
モードからみて点火時期を遅角側に、噴射時期を進角側
にそれぞれ制御して、燃料の噴射から点火までの時間を
延長することが好ましい。
Further, the in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention includes control means for appropriately controlling the ignition timing and the fuel injection timing according to the combustion mode in each operation mode. In particular, in order to prevent the generation of smoke during exhaust in the above-described transition mode, the means controls the ignition timing to the retard side and the injection timing to the advance side as viewed from the second operation mode, and controls the fuel. It is preferable to extend the time from injection to ignition.

【0010】更に本発明の筒内噴射型内燃機関は、その
排気を吸気系に還流させる装置(EGR装置)を含み、
このEGR装置は通常、第2運転モードでは排気中のN
Ox低減のために多量の排気還流を気筒内に導入してい
るが、特に上述の移行モードにあるとき、その燃焼悪化
を防止するために排気還流の導入を停止することが好ま
しい。
Further, the in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention includes a device (EGR device) for recirculating the exhaust gas to an intake system.
This EGR device is generally equipped with N2
Although a large amount of exhaust gas recirculation is introduced into the cylinder in order to reduce Ox, it is preferable to stop the introduction of exhaust gas recirculation in order to prevent deterioration of combustion, particularly in the above-described transition mode.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1を参照すると、本発明の筒内
噴射型内燃機関の一実施例として、車両用のガソリンエ
ンジン1が概略的に示されている。図1に示されるエン
ジン1は例えば、直列4気筒型のシリンダレイアウトを
有しており、そのシリンダヘッド2には、各気筒毎に点
火栓4及び燃料噴射弁6が取り付けられている。また個
々の燃料噴射弁6は、燃焼室8内に燃料を直接噴射する
べく配設されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. 1, a gasoline engine 1 for a vehicle is schematically shown as one embodiment of a direct injection internal combustion engine of the present invention. The engine 1 shown in FIG. 1 has, for example, an in-line four-cylinder cylinder layout, and an ignition plug 4 and a fuel injection valve 6 are attached to a cylinder head 2 for each cylinder. Each fuel injection valve 6 is arranged to inject fuel directly into the combustion chamber 8.

【0012】また、エンジン1は吸気系にインテークマ
ニホールド10を有しており、その始端部にはサージタ
ンク12が形成されている。また、サージタンク12の
入口には電動開閉式のスロットル弁14が取り付けられ
ており、スロットル弁14には図示しない吸気管が接続
されている。更に、エンジン1には排気還流(EGR)
装置が装備されており、その排気系にはEGR通路16
が接続されている。EGR通路16は一端が排気ポート
内に開口し、その他端はサージタンク12内に開口して
いる。また、EGR通路16には、その途中に電磁開閉
式のEGR弁18が介挿されている。
The engine 1 has an intake manifold 10 in an intake system, and a surge tank 12 is formed at a start end thereof. An electric opening / closing type throttle valve 14 is attached to the inlet of the surge tank 12, and an intake pipe (not shown) is connected to the throttle valve 14. Further, the engine 1 has an exhaust gas recirculation (EGR).
The exhaust system is equipped with an EGR passage 16
Is connected. One end of the EGR passage 16 opens into the exhaust port, and the other end opens into the surge tank 12. An EGR valve 18 of an electromagnetic opening and closing type is inserted in the EGR passage 16 in the middle thereof.

【0013】実施例のエンジン1は電子制御ユニット
(ECU)20を装備しており、このECU20を用い
て各種機器の作動を制御することができる。すなわち、
ECU20は、クランク角センサ22から供給されるク
ランク角パルスCAに基づきエンジン1の回転速度Ne
を検出するほか、そのパルスCAと同期して各点火栓4
及び燃料噴射弁6の作動を制御し、各気筒毎に点火時期
及び噴射時期を制御することができる。
The engine 1 of the embodiment is equipped with an electronic control unit (ECU) 20, and the operation of various devices can be controlled using the ECU 20. That is,
The ECU 20 determines the rotational speed Ne of the engine 1 based on the crank angle pulse CA supplied from the crank angle sensor 22.
Is detected, and each spark plug 4 is synchronized with the pulse CA.
In addition, by controlling the operation of the fuel injection valve 6, the ignition timing and the injection timing can be controlled for each cylinder.

【0014】また、上述したスロットル弁14の開度調
節及びEGR弁18の開閉動作は、何れもECU20に
より制御されている。なお、スロットルバルブ14には
スロットル開度センサ24が取り付けられており、EC
U20はそのセンサ信号に基づきスロットル開度TPSを
検出することができる。更に、エンジン1の運転制御に
関するECU20の機能としては、ECU20は検出し
たスロットル開度TPS及びエンジン回転速度Neに基づ
いてエンジンの負荷に相関した目標平均有効圧Peを求
め、そして、この目標平均有効圧Peとエンジン回転速
度Neに基づき所定の運転モードを選択することができ
る(モード選択手段)。
The above-described adjustment of the opening of the throttle valve 14 and the opening / closing operation of the EGR valve 18 are both controlled by the ECU 20. Note that a throttle opening sensor 24 is attached to the throttle valve 14,
U20 can detect the throttle opening TPS based on the sensor signal. Further, as a function of the ECU 20 relating to the operation control of the engine 1, the ECU 20 obtains a target average effective pressure Pe correlated to the engine load based on the detected throttle opening TPS and the engine rotation speed Ne. A predetermined operation mode can be selected based on the pressure Pe and the engine rotation speed Ne (mode selection means).

【0015】運転モードの選択についてより詳しくは、
ECU20は例えば、予め目標平均有効圧Peとエンジ
ン回転速度Neとの関係から規定されるモード選択マッ
プ(特に図示しない)を準備しており、このマップ上に
規定される判定領域に対応した運転モードを選択する。
具体的には、目標平均有効圧Pe及びエンジン回転速度
の何れか一方がマップ上で大きい値を示しているとき、
運転モードとして吸気行程噴射モード(第1運転モー
ド)が選択され、一方、その何れもが比較的に小さい値
を示すときは、圧縮行程噴射モード(第2運転モード)
が選択される。
For more details on the selection of the operation mode,
The ECU 20 prepares, for example, a mode selection map (not particularly shown) defined in advance from the relationship between the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne, and the operation mode corresponding to the determination region defined on this map. Select
Specifically, when one of the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed indicates a large value on the map,
The intake stroke injection mode (first operation mode) is selected as the operation mode. On the other hand, if any one of them shows a relatively small value, the compression stroke injection mode (second operation mode)
Is selected.

【0016】上述した吸気行程噴射モードはマップ上、
更に複数の判定領域に区分されており、具体的には、吸
気リーンモード、吸気ストイキフィードバック(S-F/
B)モード及びオープンループモードの各領域が含まれ
る。これら判定領域は、何れも設定すべき空燃比毎に区
分されており、その吸気リーンモードではリーン空燃比
(例えば18〜23)が、また、ストイキフィードバッ
クモードでは理論空燃比が、そして、オープンループモ
ードではリッチ空燃比がそれぞれ設定される。
The above-described intake stroke injection mode is shown on a map.
It is further divided into a plurality of determination areas. Specifically, the intake lean mode, intake stoichiometric feedback (SF /
B) Each area of the mode and the open loop mode is included. Each of these determination regions is classified according to the air-fuel ratio to be set. In the intake lean mode, the lean air-fuel ratio (for example, 18 to 23), the stoichiometric feedback mode, the stoichiometric air-fuel ratio, and the open loop In the mode, the rich air-fuel ratio is set.

【0017】これに対し、圧縮行程噴射モード(圧縮リ
ーンモード)での空燃比は、超希薄空燃比(例えば25
〜50)に設定されており、この圧縮リーンモードでは
主に、圧縮行程中に燃料が噴射され、リーン空燃比で成
層燃焼が実施される。ECU20は、上述した各運転モ
ードを選択する機能に加え、車両の走行中にこれら運転
モード間で相互に選択の切り換えを行ったとき、実際に
エンジン1の運転モードをスムーズに切り換え、継続し
て新たな運転モードでエンジン1を働かせるためのモー
ド切換機能をも有している(モード切換手段)。このモ
ード切換機能は、ECU20内に制御プログラムの形式
で組み込まれており、ECU20はこの制御プログラム
に則って、エンジン1の運転モード切換を行う。
On the other hand, the air-fuel ratio in the compression stroke injection mode (compression lean mode) is an ultra-lean air-fuel ratio (for example, 25
In this compression lean mode, fuel is mainly injected during the compression stroke, and stratified combustion is performed at a lean air-fuel ratio. In addition to the function of selecting each operation mode described above, the ECU 20 actually smoothly switches the operation mode of the engine 1 when the selection is switched between these operation modes while the vehicle is running. It also has a mode switching function for operating the engine 1 in a new operation mode (mode switching means). This mode switching function is incorporated in the form of a control program in the ECU 20, and the ECU 20 switches the operation mode of the engine 1 according to the control program.

【0018】図2及び図3を参照すると、上述した制御
プログラムとしてECU20が実行するモード切換制御
ルーチンの例が示されており、以下、それぞれのモード
切換手順について具体的に説明する。図2の制御ルーチ
ンは圧縮行程噴射モードから吸気行程噴射モードへの切
換時における制御手順を示している。具体的には先ず、
そのステップS10において上述した各種のセンサ信号
を読み込み、ECU20はこれらセンサ信号から目標平
均有効圧Pe及びエンジン回転速度Neを求めると、前
述の設定マップから運転モードの選択を行う。
Referring to FIGS. 2 and 3, there is shown an example of a mode switching control routine executed by the ECU 20 as the above-described control program, and each mode switching procedure will be specifically described below. The control routine of FIG. 2 shows a control procedure when switching from the compression stroke injection mode to the intake stroke injection mode. Specifically, first,
In step S10, the various sensor signals described above are read, and when the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne are obtained from these sensor signals, the ECU 20 selects an operation mode from the above-described setting map.

【0019】次にステップS12では、ステップS10
で行った運転モードの選択が、例えば圧縮リーンモード
から吸気ストイキフィードバックモードへの切換に該当
しているか否かが判別される。その結果、特に上記のモ
ード切換に該当していない場合(No)は、ECU20
はステップS14移行を実行することなく制御ルーチン
をここでリターンする。一方、上記のモード切換に該当
する場合(Yes)、ECU20はステップS14移行
に進んで所定のモード切換処理を行う。
Next, in step S12, step S10
It is determined whether or not the selection of the operation mode performed in the above corresponds to, for example, switching from the compression lean mode to the intake stoichiometric feedback mode. As a result, if the above-mentioned mode switching is not particularly satisfied (No), the ECU 20
Returns the control routine here without executing step S14. On the other hand, if the above-mentioned mode switching is applicable (Yes), the ECU 20 proceeds to step S14 and performs a predetermined mode switching process.

【0020】モード切換処理について詳しくは、上述の
ように圧縮リーンモードから吸気ストイキフィードバッ
クモードへの切換の場合、新規に吸気ストイキフィード
バック運転が実行されるのに先立ち、運転モードの一種
として、圧縮行程においてストイキを含むストイキ近傍
の空燃比(例えば14〜15)にて成層燃焼させる圧縮
ストイキモード(移行モード)が実行される。
More specifically, in the case of switching from the compression lean mode to the intake stoichiometric feedback mode as described above, prior to the execution of a new intake stoichiometric feedback operation, the compression stroke In, a compression stoichiometric mode (transition mode) in which stratified combustion is performed at an air-fuel ratio (for example, 14 to 15) near stoichiometry including stoichiometry is executed.

【0021】上述したモード切換処理としての圧縮スト
イキモードは、制御ルーチン中のステップS22にて実
行されるようにプログラムされているが、更に本実施例
では、その好ましい態様としてステップS14〜S18
までの並行処理をも併せて実行するものとしている。図
4を参照すると、モード切換処理及びその並行処理のタ
イミング線図が示されている。具体的には、ステップS
12にて上述のモード切換判定が成立すると、ECU2
0はその時点t1からEGR弁の閉弁及び空燃比のテー
リング処理を行う(ステップS14,S16)。
The above-described compression stoichiometric mode as the mode switching process is programmed to be executed at step S22 in the control routine. In the present embodiment, however, steps S14 to S18 are preferable.
The parallel processing described above is also executed together. Referring to FIG. 4, there is shown a timing diagram of the mode switching process and its parallel process. Specifically, step S
When the above-described mode switching determination is established at 12, the ECU 2
0 performs tailing processing closed and the air-fuel ratio of the EGR valve from that point t 1 (step S14, S16).

【0022】図4に示されるように、モード切換の時点
1から空燃比は次第にリッチ化されており、また、E
GR弁18はその時点t1で閉じられる。また、この空
燃比のテーリング処理は、ステップS16〜S18のル
ープにより所定空燃比af1に達するまで行われる。な
お、ステップS18において所定空燃比af1の具体的な
値は、圧縮行程噴射での燃焼悪化により排気中にスモー
クが発生する限界空燃比(例えば24程度)に設定され
ている。
As shown in FIG. 4, the air-fuel ratio is gradually enriched from the time point t 1 of the mode switching.
GR valve 18 is closed at the time t 1. Moreover, tailing processing of the air-fuel ratio is performed until the loop of steps S16~S18 reaches a predetermined air-fuel ratio af 1. Incidentally, the specific value of the predetermined air-fuel ratio af 1 at step S18, is set to the limit air-fuel ratio smoke generated in the exhaust (e.g., about 24) by combustion deterioration in the compression stroke injection.

【0023】上述のテーリング処理が終了(ステップS
18=真)すると、ECU20はステップS20に進
み、この時点t2でスロットル弁14を絞る(スロット
ル開度小)。また空燃比は、所定の限界空燃比af1に達
した時点t2でストイキ又はその近傍に切り換えられ、
そして、この時点t2から上述の圧縮ストイキモード
(図4中1点鎖線)が開始される(ステップS22)。
このとき、ECU20は点火栓4及び燃料噴射弁6の作
動タイミングをそれぞれ制御して、圧縮リーンモードの
ときよりも点火時期を遅角させ、また、その噴射時期を
進角させることが好ましい。
The tailing process described above is completed (step S
18 = True) Then, ECU 20 proceeds to step S20, squeeze the throttle valve 14 at this time t 2 (small throttle opening). The air-fuel ratio is switched stoichiometric or near at time t 2 reaches a predetermined limit air-fuel ratio af 1,
Then, the time t 2 from the above compression stoichiometric mode (Fig. 4 in one-dot chain line) is started (step S22).
At this time, it is preferable that the ECU 20 controls the operation timings of the ignition plug 4 and the fuel injection valve 6, respectively, to retard the ignition timing more than in the compression lean mode, and to advance the injection timing.

【0024】図示のように、上述の圧縮ストイキモード
では圧縮行程噴射が継続して行われており、その燃焼形
態は、圧縮リーンモードに引き続いて成層燃焼に維持さ
れている。なお、ステップS22の実行と同時に、EC
U20は内蔵したタイマカウンタを起動させ、所定時間
の経過をカウントするまで圧縮ストイキモードを実行す
る(ステップS22〜S24のループ)。
As shown in the drawing, in the above-described compression stoichiometric mode, the compression stroke injection is continuously performed, and the combustion mode is maintained in stratified combustion following the compression lean mode. At the same time as the execution of step S22, the EC
U20 activates the built-in timer counter and executes the compression stoichiometric mode until the elapse of a predetermined time is counted (loop of steps S22 to S24).

【0025】ここで図4には、EGR弁18を閉じた時
点t1からの実EGRガス量の変化及びスロットル弁1
4を絞った時点t2からの実吸入空気量の変化がそれぞ
れ2点鎖線で示されており、圧縮ストイキモードは、こ
れら実EGRガス量及び実吸入空気量の応答遅れがほぼ
解消する時点t3まで継続されている。従って、ステッ
プS24においてカウントすべき所定時間は、これら実
EGRガス量及び実吸入空気量の過渡特性を考慮して適
切に設定されている。
FIG. 4 shows the change in the actual EGR gas amount from the time point t 1 when the EGR valve 18 is closed and the throttle valve 1.
The changes in the actual intake air amount from the point in time t 2 when the throttle valve 4 is reduced are indicated by two-dot chain lines. Up to 3 have been continued. Therefore, the predetermined time to be counted in step S24 is appropriately set in consideration of the transient characteristics of the actual EGR gas amount and the actual intake air amount.

【0026】ステップS24にて所定時間の経過が確認
されると(Yes)、ECU20はステップS26に進
んで圧縮ストイキモードを終了し、この時点t3から新
たに吸気ストイキフィードバックモードを実行する。ま
た、噴射時期は吸気行程噴射に切り換えられる。この
後、エンジン1が完全に吸気ストイキフィードバック運
転に移行すると、ECU20はモード切換制御ルーチン
の手順を全て完了し、制御ルーチンを再起動する。
[0026] elapse of the predetermined time is confirmed in step S24 (Yes), ECU20 is terminated compression stoichiometric mode proceeds to step S26, it executes the new intake stoichiometric feedback mode from the time t 3. Further, the injection timing is switched to the intake stroke injection. Thereafter, when the engine 1 completely shifts to the intake stoichiometric feedback operation, the ECU 20 completes all the procedures of the mode switching control routine and restarts the control routine.

【0027】次に、図3の制御ルーチンは、吸気行程噴
射モードから圧縮行程噴射モードへの切換時における制
御手順を示している。この場合、上述したモード切換の
判別はステップS32にて行われ、例えば、ステップS
10での運転モードの選択が吸気ストイキフィードバッ
クモードから圧縮リーンモードへの切換に該当するか否
かが判別される。
Next, the control routine of FIG. 3 shows a control procedure when switching from the intake stroke injection mode to the compression stroke injection mode. In this case, the determination of the mode switching described above is performed in step S32.
It is determined whether or not the selection of the operation mode at 10 corresponds to switching from the intake stoichiometric feedback mode to the compression lean mode.

【0028】上記のモード切換に該当する場合(Ye
s)、ECU20はステップS34に進み、その時点t
4から直ちに噴射時期を圧縮行程噴射に切り換えて上述
の圧縮ストイキモードを実行する(図4参照)。このと
きの点火栓4及び燃料噴射弁6の作動は、上述の場合と
同様にスモークの抑制を考慮して制御される。図3の制
御ルーチンの場合、そのモード切換処理を実行するのに
際し、好ましい形態としてステップS38〜S40及び
ステップS44が組み込まれている。
When the above-mentioned mode switching is applied (Ye
s), the ECU 20 proceeds to step S34, and at that time t
Immediately after step 4 , the injection timing is switched to the compression stroke injection to execute the above-described compression stoichiometric mode (see FIG. 4). At this time, the operations of the ignition plug 4 and the fuel injection valve 6 are controlled in consideration of the suppression of smoke as in the case described above. In the case of the control routine of FIG. 3, when executing the mode switching process, steps S38 to S40 and step S44 are incorporated as preferable modes.

【0029】具体的には、圧縮ストイキモードを開始し
た時点t4で先ず、ECU20はステップS36及びス
テップS38をも並行して実行し、スロットル弁14を
開かせるとともに所定の空燃比テーリング処理を行う。
この場合、図4に示されるように空燃比はストイキから
次第にリーン化され、ステップS38〜S40のループ
により所定空燃比af2に達するまでそのテーリング処理
が行われる。また、所定空燃比af2の具体的な値は、吸
気行程噴射で燃焼が悪化する限界空燃比(例えば16程
度)に設定されている。
[0029] Specifically, first, at time t 4 when started compression stoichiometric mode, ECU 20 is also executed in parallel step S36 and step S38, the performing a predetermined air-fuel ratio tailing process causes opening the throttle valve 14 .
In this case, the air-fuel ratio as shown in FIG. 4 are progressively leaner from stoichiometric, the tailing processing is performed by the loop of steps S38~S40 to reach a predetermined air-fuel ratio af 2. Further, specific values of the predetermined air-fuel ratio af 2 is set to the limit air-fuel ratio combustion is deteriorated at the intake stroke injection (for example, about 16).

【0030】上述のテーリング処理が終了すると(ステ
ップS40=真)、この時点t5でECU20は圧縮ス
トイキモードを終了し、ステップS42に進んで圧縮リ
ーンモードを実行する。また、この時点t5で空燃比は
リーン空燃比に切り換えられる。また、このときECU
20はステップS44をも同時に実行し、圧縮リーンモ
ードへの切換時点t5でEGR弁18を開かせる。従っ
て、圧縮ストイキモードの実行中はEGR弁18は閉じ
られており、この間にEGRガスが導入されることはな
い。但し、実際にはEGRガス流量の応答遅れ(図4中
2点鎖線)があることを考慮して、モード切換時点t5
より以前にステップS44を実行するように制御ルーチ
ンを組み換えてもよい。
[0030] tailing process described above is completed (step S40 = true), the time t 5 in ECU20 is terminated compression stoichiometric mode, to perform the compression lean mode proceeds to step S42. Further, the air-fuel ratio at this time t 5 is switched to the lean air-fuel ratio. At this time, the ECU
20 executes simultaneously a step S44, to open the EGR valve 18 in switching time point t 5 to the compression lean mode. Therefore, during execution of the compression stoichiometric mode, the EGR valve 18 is closed, and no EGR gas is introduced during this time. However, considering that there is actually a response delay of the EGR gas flow rate (two-dot chain line in FIG. 4), the mode switching time t 5
The control routine may be modified so that step S44 is executed earlier.

【0031】そしてこの後、エンジン1が圧縮リーン運
転に移行すると、ECU20は切換制御ルーチンの手順
を一通り完了し、新たにルーチンを再起動する。上述し
たモード切換処理によれば、圧縮リーンモードから吸気
ストイキフィードバックモードへの切り換えの場合にあ
っては、吸気系内の残留EGRガス量や吸入空気量の応
答遅れが存在する期間内に圧縮ストイキモードを実行す
ることで、エンジン1は成層燃焼の形態を維持したまま
ストイキ燃焼を実現する。なお、EGR弁18はモード
切換判定の時点t1で既に閉じられているので、残留E
GRガスが圧縮ストイキモードでの燃焼を悪化させるこ
とはない。この後、残留EGRガスが吸気系から殆どパ
ージされ、吸入空気量がスロットル開度に対して充分な
応答性を回復した時点t3から吸気ストイキフィードバ
ックモードを実行することにより、エンジン1は極端な
トルクショックを伴うことなくスムーズに運転モードの
切り換えを完了することができる。
Thereafter, when the engine 1 shifts to the compression lean operation, the ECU 20 completes the procedure of the switching control routine and restarts the routine. According to the mode switching process described above, in the case of switching from the compression lean mode to the intake stoichiometric feedback mode, the compression stoichiometric operation is performed within a period in which there is a response delay of the residual EGR gas amount and the intake air amount in the intake system. By executing the mode, the engine 1 realizes the stoichiometric combustion while maintaining the stratified combustion mode. Since the EGR valve 18 has already been closed at the time point t 1 of the mode switching determination, the residual E
The GR gas does not deteriorate the combustion in the compression stoichiometric mode. Thereafter, the residual EGR gas is almost purged from the intake system, by executing the intake stoichiometric feedback mode from the time t 3 when the amount of intake air is recovered sufficient responsive to the throttle opening degree, the engine 1 is extreme The switching of the operation mode can be completed smoothly without any torque shock.

【0032】更に本実施例の場合、圧縮ストイキモード
の開始前に空燃比のテーリング処理を行うことで(ステ
ップS16〜S18)、圧縮ストイキモードを実行する
ときのトルクショックをも低減できる。また、圧縮スト
イキモードでテーリング処理を行う場合、このテーリン
グ速度をエンジン1の要求運転状態(例えばスロットル
開度、目標負荷Pe、アクセル開度等)に応じて適宜に
変更するようにしてもよい。また、このとき燃料の噴射
から点火までの時間を、テーリング処理に合わせて延長
することで、スモークの発生が有効に抑えられる。
Further, in the case of the present embodiment, by performing the tailing process of the air-fuel ratio before the start of the compression stoichiometric mode (steps S16 to S18), the torque shock when executing the compression stoichiometric mode can be reduced. When the tailing process is performed in the compression stoichiometric mode, the tailing speed may be appropriately changed according to the required operation state of the engine 1 (for example, the throttle opening, the target load Pe, the accelerator opening, and the like). At this time, by extending the time from fuel injection to ignition in accordance with the tailing process, generation of smoke is effectively suppressed.

【0033】一方、吸気ストイキモードから圧縮リーン
モードへの切り換えの場合にあっては、モード切換判定
の時点t4から直ちに圧縮ストイキモードを実行するこ
とで、エンジン1は極端な空燃比の変化を伴うことなく
成層燃焼の形態に移行する。この後、エンジン1はリー
ン空燃比燃焼に適した燃焼形態のまま圧縮リーンモード
に移行することができ、極端なトルクショックを伴うこ
となく運転モードの切り換えを完了することができる。
On the other hand, when the mode is switched from the intake stoichiometric mode to the compression lean mode, the compression stoichiometric mode is immediately executed from the time point t 4 at which the mode switching is determined, so that the engine 1 can perform an extreme change in the air-fuel ratio. It shifts to the form of stratified combustion without accompanying. Thereafter, the engine 1 can shift to the compression lean mode in a combustion mode suitable for lean air-fuel ratio combustion, and can complete the switching of the operation mode without an extreme torque shock.

【0034】また本実施例では、圧縮ストイキモードの
開始時点t4から空燃比を次第にリーン化させることで
(ステップS38〜S40)、トルクショックの低減及
び排ガス特性悪化の抑制が図られる。なお、このときE
GRガスの導入を併せて行っていれば、排ガス特性を更
に向上することができる。上述の実施例では、圧縮リー
ンモードと吸気ストイキフィードバックモードとの間の
切り換えの場合のみを挙げているが、吸気行程噴射モー
ドに含まれる他のモードとの間の切換時であっても、本
発明は有効に機能することができる。
[0034] In the present embodiment, the compressed air from the start t 4 stoichiometric mode gradually by causing lean (step S38~S40), reduction and exhaust emissions deteriorate suppression of torque shock can be reduced. At this time, E
If the introduction of the GR gas is also performed, the exhaust gas characteristics can be further improved. In the above-described embodiment, only the case of switching between the compression lean mode and the intake stoichiometric feedback mode is described. However, even when switching to another mode included in the intake stroke injection mode, The invention can work effectively.

【0035】その他、本発明は2つの運転モードのう
ち、その何れか一方から他方への切換時のみについて機
能するものであってもよい。
In addition, the present invention may function only when switching from one of the two operation modes to the other.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の筒内噴射
型内燃機関(請求項1)によれば、その運転条件に関わ
らず、極端なトルクショックを生じることなくスムーズ
に燃焼形態の切り換えを実現することができる。従っ
て、例えば車両用の内燃機関にあっては、運転者に与え
る違和感は極めて少なくなり、車両のドライバビリティ
を向上することができる。
As described above, according to the in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention (claim 1), the combustion mode can be switched smoothly without causing an extreme torque shock regardless of the operating conditions. Can be realized. Therefore, for example, in the case of an internal combustion engine for a vehicle, an uncomfortable feeling given to a driver is extremely reduced, and the drivability of the vehicle can be improved.

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

【図1】本発明の実施例をなす筒内噴射型ガソリンエン
ジンの構成を概略的に示した図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a direct injection gasoline engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】モード切換制御ルーチンの一例を示すフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a mode switching control routine.

【図3】図2とは別のモード切換制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a mode switching control routine different from that of FIG. 2;

【図4】図2及び図3のモード切換制御ルーチンの実行
に伴う各種処理のタイミング線図である。
FIG. 4 is a timing chart of various processes accompanying the execution of the mode switching control routine of FIGS. 2 and 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 6 燃料噴射弁 20 ECU(モード選択手段、モード切換手段) Reference Signs List 1 engine 6 fuel injection valve 20 ECU (mode selection means, mode switching means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 宏記 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 山本 茂雄 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 Fターム(参考) 3G301 HA04 HA13 HA16 JA04 JA11 LA03 LB04 MA01 MA18 PA11Z PC02Z PE03Z  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroki Tamura 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Shigeo Yamamoto 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi F-term (reference) in Automobile Industry Co., Ltd. 3G301 HA04 HA13 HA16 JA04 JA11 LA03 LB04 MA01 MA18 PA11Z PC02Z PE03Z

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主に吸気行程中に燃料を噴射して理論空
燃比の近傍で均一燃焼させる第1運転モード及び主に圧
縮行程中に燃料を噴射してリーン空燃比で成層燃焼させ
る第2運転モードを有し、内燃機関の運転状態に応じて
前記第1及び第2運転モードの一方を選択して実行する
モード選択手段と、 前記モード選択手段により前記各運転モード間で相互に
選択が切り換えられたとき、新規に選択された運転モー
ドの実行に先立ち圧縮行程中に燃料を噴射して理論空燃
比の近傍で成層燃焼させる移行モードを実行するモード
切換手段とを具備したことを特徴とする筒内噴射型内燃
機関。
1. A first operation mode in which fuel is mainly injected during an intake stroke to perform uniform combustion near a stoichiometric air-fuel ratio, and a second operation mode in which fuel is mainly injected during a compression stroke to perform stratified combustion at a lean air-fuel ratio. A mode selection unit having an operation mode, wherein one of the first and second operation modes is selected and executed according to an operation state of the internal combustion engine; and the mode selection unit mutually selects between the operation modes. Mode switching means for executing a transition mode for injecting fuel during the compression stroke and performing stratified combustion near the stoichiometric air-fuel ratio when the switching is performed, prior to the execution of the newly selected operation mode. Direct injection type internal combustion engine.
JP12298899A 1999-04-28 1999-04-28 In-cylinder internal combustion engine Expired - Fee Related JP4269114B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12298899A JP4269114B2 (en) 1999-04-28 1999-04-28 In-cylinder internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12298899A JP4269114B2 (en) 1999-04-28 1999-04-28 In-cylinder internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000314334A true JP2000314334A (en) 2000-11-14
JP4269114B2 JP4269114B2 (en) 2009-05-27

Family

ID=14849522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12298899A Expired - Fee Related JP4269114B2 (en) 1999-04-28 1999-04-28 In-cylinder internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4269114B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100387818C (en) * 2002-08-28 2008-05-14 罗伯特-博希股份公司 Working method of IC engine, especially vehicle engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100387818C (en) * 2002-08-28 2008-05-14 罗伯特-博希股份公司 Working method of IC engine, especially vehicle engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP4269114B2 (en) 2009-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7168409B2 (en) Controller for direct injection internal combustion engine
US8050846B2 (en) Apparatus and method for controlling engine
JP3569120B2 (en) Combustion control device for lean burn internal combustion engine
JPH1068375A (en) Ignition timing control device for cylinder injection type internal combustion engine
JP2000205006A (en) Control apparatus of direct injection type engine
JP3175601B2 (en) Air intake control system for lean burn engine
JPH1193731A (en) Fuel injection control device for cylinder injection internal combustion engine
JP3774992B2 (en) Engine intake control device
JP3813332B2 (en) In-cylinder injection fuel control system for internal combustion engine
JP3648864B2 (en) Lean combustion internal combustion engine
JPH10184418A (en) Exhaust purifying device for lean combustion engine
JP4092940B2 (en) Internal combustion engine control device
JP3846481B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP2000314334A (en) Cylinder fuel injection type internal combustion engine
JP4324297B2 (en) In-cylinder injection engine control device
JP4339599B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP3835975B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP2004124899A (en) Engine control equipment
JP4328463B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP3173375B2 (en) Combustion control device for internal combustion engine
JP3575283B2 (en) Control device for internal combustion engine
KR19990059878A (en) Engine control method for direct injection gasoline engine
JP4206624B2 (en) Lean combustion engine control system
JP2000130211A (en) Lean-burn internal combustion engine
JP4269503B2 (en) Lean combustion engine control system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050826

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080130

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080702

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080822

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090128

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090210

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120306

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130306

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140306

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees