JP2000337198A - Combustion control device of internal combustion engine - Google Patents

Combustion control device of internal combustion engine

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JP2000337198A
JP2000337198A JP11145493A JP14549399A JP2000337198A JP 2000337198 A JP2000337198 A JP 2000337198A JP 11145493 A JP11145493 A JP 11145493A JP 14549399 A JP14549399 A JP 14549399A JP 2000337198 A JP2000337198 A JP 2000337198A
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fuel injection
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the combustion control device of an internal combustion engine which can restrain the discharge of NOx from NOx catalyst, at the enforcement time of a rich spike treatment. SOLUTION: An electronic control device (ECU) 60 can switch a combustion mode from a stratified charge combustion to a homogeneous rich combustion at the enforcement time of a rich spike treatment. Meantime, at first when the combustion mode is a stratified charge combustion, ECU 60 can set and change the target opening TRT of a throttle valve 34 and the target opening EGR of an EGR valve 43 to the opening requested at the homogeneous rich combustion time and also increase the final fuel injection amount QINJ to the injection amount following to the throttle opening TRT. Next, after elapsing a prescribed time, the set of the target throttle opening TRT and target exhaust gas recirculation valve opening EGR is not changed and only the final fuel injection amount QINJ is increased and the combustion mode is switched from the stratified charge combustion to the homogeneous rich combustion.

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】この発明は、燃焼形態を成層
燃焼から均質リッチ燃焼へと一時的に切り換えるリッチ
スパイク処理を実行する内燃機関の燃焼制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion control device for an internal combustion engine that executes a rich spike process for temporarily switching the combustion mode from stratified combustion to homogeneous rich combustion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、燃料を吸気行程中に噴射し機
関燃焼室に均一に分散させて燃焼させる均質燃焼に加
え、同燃料を圧縮行程中に噴射し機関燃焼室内の点火プ
ラグ近傍に偏在させて燃焼させる成層燃焼を行うように
した内燃機関が提案されている(例えば、特開平7−3
32071号公報参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, in addition to homogeneous combustion in which fuel is injected during an intake stroke and uniformly dispersed and burned in an engine combustion chamber, the fuel is injected during a compression stroke and unevenly distributed near a spark plug in the engine combustion chamber. There has been proposed an internal combustion engine that performs stratified combustion in which the fuel is burned.
No. 32071).

【0003】こうした内燃機関では、排気に含まれる窒
素酸化物(NOx)が成層燃焼中に増大するため、その
排気通路にNOx吸蔵還元触媒(以下、「NOx触媒」
と略記する)を設けるようにしている。このNOx触媒
は、成層燃焼時のように空燃比が理論空燃比よりもリー
ンに設定されているときに、排気中のNOxを吸蔵する
一方、空燃比が理論空燃比よりもリッチに設定されてい
るときに、吸蔵したNOxを窒素(N2)に還元して排
気通路中に放出することにより、NOxを浄化するもの
である。
In such an internal combustion engine, since nitrogen oxides (NOx) contained in exhaust gas increase during stratified charge combustion, a NOx storage reduction catalyst (hereinafter referred to as "NOx catalyst") is provided in an exhaust passage.
(Abbreviated as). This NOx catalyst stores NOx in exhaust when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio as in the case of stratified charge combustion, while the air-fuel ratio is set richer than the stoichiometric air-fuel ratio. During the operation, the stored NOx is reduced to nitrogen (N2) and released into the exhaust passage, thereby purifying the NOx.

【0004】こうしたNOx触媒を備えた内燃機関にあ
っては、成層燃焼が長時間継続されてNOxの吸蔵量が
その限界量近くにまで達したときに、燃焼形態を成層燃
焼から均質リッチ燃焼に一時的に切り換える処理、いわ
ゆるリッチスパイク処理を実行するようにしている。こ
のリッチスパイク処理の実行により、NOx触媒に吸蔵
されているNOxは浄化された後に排気通路中に放出さ
れるようになるため、同触媒のNOx吸蔵能力が維持さ
れるようになる。
In the internal combustion engine equipped with such a NOx catalyst, when the stratified charge combustion is continued for a long time and the amount of NOx occluded reaches near its limit, the combustion mode is changed from the stratified charge combustion to the homogeneous rich combustion. A process of temporarily switching, that is, a so-called rich spike process is executed. By executing this rich spike processing, NOx stored in the NOx catalyst is released into the exhaust passage after being purified, so that the NOx storage capacity of the catalyst is maintained.

【0005】また、リッチスパイク処理時に燃焼形態を
成層燃焼から均質リッチ燃焼に切り換えるに際し、燃料
噴射量を増量するだけでは、燃焼形態の切り換えに伴う
機関出力(トルク)の不必要な増大を招くこととなる。
そこで、従来では、上記公報に記載されるように、燃焼
形態を切り換える際に、スロットル開度を併せて減少さ
せることにより吸入空気量を減量するようにしている。
その結果、機関トルクを一定に保持したまま燃焼形態を
切り換えことができるようになる。
Further, when the combustion mode is switched from stratified combustion to homogeneous rich combustion during rich spike processing, simply increasing the amount of fuel injection causes an unnecessary increase in engine output (torque) accompanying the switching of the combustion mode. Becomes
Thus, conventionally, as described in the above-mentioned publication, when switching the combustion mode, the intake air amount is reduced by simultaneously reducing the throttle opening.
As a result, the combustion mode can be switched while maintaining the engine torque constant.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、NOx触媒
には、NOx吸蔵量がその限界量近くまで増大した状態
で空燃比が理論空燃比近傍(以下、ストイキ近傍とい
う)に保持されると、NOxを浄化しないまま放出して
しまう特性がある。このため、上記リッチスパイク処理
の実行に際しては以下のような問題も無視できないもの
となっている。
By the way, when the air-fuel ratio of the NOx catalyst is maintained near the stoichiometric air-fuel ratio (hereinafter referred to as "stoichiometric vicinity") in a state where the NOx storage amount has increased to near its limit amount, NOx Has the property of being released without purification. For this reason, the following problems cannot be ignored when performing the rich spike processing.

【0007】すなわち、燃料噴射弁の開弁時間の変更に
伴って燃料噴射量は速やかに変化するのに対し、吸入空
気量は所定の応答遅れ時間が経過した後でなければスロ
ットルバルブの開度に対応した量にまで変化しない。こ
のため、図7のタイミングチャートに示すように、リッ
チスパイク処理が開始されると(同図7に示すタイミン
グt0)、燃料噴射量は燃料噴射弁の開弁時間の増大に
伴って速やかに増加するものの、吸入空気量は燃料噴射
量の増大よりも遅れて均質リッチ燃焼時に対応した量に
まで徐々に減少するようになる。
That is, while the fuel injection amount changes rapidly with the change in the valve opening time of the fuel injection valve, the intake air amount changes unless the predetermined response delay time elapses. Does not change to the amount corresponding to. Therefore, as shown in the timing chart of FIG. 7, when the rich spike processing is started (timing t0 shown in FIG. 7), the fuel injection amount rapidly increases with an increase in the valve opening time of the fuel injection valve. However, the intake air amount gradually decreases to an amount corresponding to the time of the homogeneous rich combustion later than the increase of the fuel injection amount.

【0008】そして、こうした吸入空気量の応答遅れに
起因して空燃比もまたリーン領域からリッチ領域へと緩
やかに移行するようになるため、同空燃比がストイキ近
傍を通過するのに比較的長い時間(τs)を要するよう
になる。その結果、NOx触媒から浄化されずに放出さ
れてしまうNOxの量が増大するようになり、同NOx
触媒における浄化能力の実質的な低下も避けきれないも
のとなる。
Since the air-fuel ratio also gradually changes from the lean region to the rich region due to the response delay of the intake air amount, the air-fuel ratio is relatively long to pass near the stoichiometric region. It takes time (τs). As a result, the amount of NOx that is released from the NOx catalyst without being purified increases.
A substantial reduction in the purification capacity of the catalyst is inevitable.

【0009】この発明はこうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、リッチスパイク処理の実行に
際し、NOx触媒からのNOxの放出を抑制することの
できる内燃機関の燃焼制御装置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 a combustion control device for an internal combustion engine that can suppress the release of NOx from a NOx catalyst when performing rich spike processing. It is in.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。上記
目的を達成するために、請求項1に記載した発明では、
燃料噴射形態を圧縮行程中に燃料を気筒内に直接噴射す
る形態として成層燃焼を実行するとともに前記燃料噴射
形態を吸気行程中に燃料を噴射する形態として均質リッ
チ燃焼を実行する内燃機関の燃焼制御装置において、機
関トルクが一定となるように成層燃焼から均質リッチ燃
焼へと切り換えるに際し、燃料噴射形態を変更せずにス
ロットル開度を均質リッチ燃焼時に要求される開度に設
定し燃料噴射量を該設定されるスロットル開度に応じて
制御する燃焼形態を一旦実行した後、燃料噴射形態を変
更し燃焼形態を均質リッチ燃焼へと切り換える切換手段
を備えることをその要旨とする。
The means for achieving the above object and the effects thereof will be described below. In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
Combustion control of an internal combustion engine that performs stratified combustion as a form of directly injecting fuel into a cylinder during a compression stroke and performs homogeneous rich combustion as a form of injecting fuel during an intake stroke during the compression stroke In the device, when switching from stratified combustion to homogeneous rich combustion so that the engine torque becomes constant, the throttle opening is set to the opening required for homogeneous rich combustion without changing the fuel injection mode, and the fuel injection amount is set. The gist of the present invention is to provide a switching means for changing the fuel injection mode and switching the combustion mode to the homogeneous rich combustion after once executing the combustion mode controlled according to the set throttle opening.

【0011】同構成においては、切換手段は、リッチス
パイク処理の実行時、成層燃焼から均質リッチ燃焼へと
切り換えるに際し、最初、燃料噴射形態は変更せずにス
ロットル開度の設定のみ成層燃焼時に設定された開度か
ら均質リッチ燃焼に要求される開度に設定を変更し、燃
料噴射量を該設定されるスロットル開度に応じて制御す
る燃焼形態を一旦実行する。その後、燃料噴射形態を変
更し燃焼形態を均質リッチ燃焼へと切り換える。そのた
め、リッチスパイク処理の実行に際して、機関トルクの
変化をなくしつつ、NOxがNOx触媒によって浄化さ
れずに放出されてしまうストイキ近傍の空燃比域を通過
する時間を短縮することができるようになる。その結
果、NOxエミッションの悪化を抑制できる。
[0011] In the configuration, when the rich spike processing is executed, when switching from the stratified combustion to the homogeneous rich combustion, first, only the setting of the throttle opening is set during the stratified combustion without changing the fuel injection mode. The setting is changed from the set opening to the opening required for homogeneous rich combustion, and the combustion mode for controlling the fuel injection amount according to the set throttle opening is once executed. Thereafter, the fuel injection mode is changed to switch the combustion mode to homogeneous rich combustion. Therefore, when performing the rich spike processing, it is possible to reduce the time required for the NOx to pass through the air-fuel ratio region near stoichiometry where the NOx is released without being purified by the NOx catalyst, while eliminating the change in the engine torque. As a result, deterioration of NOx emission can be suppressed.

【0012】また、請求項2に記載した発明では、請求
項1に記載の内燃機関の燃焼制御装置において、前記切
換手段は、前記燃料噴射形態を変更せずにスロットル開
度を均質リッチ燃焼時に要求される開度に設定し燃料噴
射量を該設定されるスロットル開度に応じて制御する燃
焼形態の実行期間を、前記スロットル開度の設定に伴う
機関の吸入空気量変化の応答遅れ期間より長い期間に設
定することをその要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the combustion control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, the switching means changes the throttle opening during homogeneous rich combustion without changing the fuel injection mode. The execution period of the combustion mode in which the required opening is set and the fuel injection amount is controlled in accordance with the set throttle opening is set to be shorter than the response delay period of the change in the intake air amount of the engine accompanying the setting of the throttle opening. The gist is to set a long period.

【0013】燃焼形態を成層燃焼から均質リッチ燃焼へ
と切り換えるに際し、空燃比はリーン領域からリッチ領
域へ移行する。そのとき空燃比は機関の吸入空気量の変
化に対応して変化することとなるが、同構成によれば、
吸入空気量の変化が終了してから、すなわち吸入空気量
変化の応答遅れに影響されずに前記空燃比の移行が行わ
れることとなる。そのため、より確実に空燃比がストイ
キ近傍を通過する時間を短縮することができるようにな
る。その結果、NOxエミッションの悪化も確実に抑制
できる。
When the combustion mode is switched from stratified combustion to homogeneous rich combustion, the air-fuel ratio shifts from a lean region to a rich region. At that time, the air-fuel ratio changes according to the change in the intake air amount of the engine.
The transition of the air-fuel ratio is performed after the end of the change in the intake air amount, that is, without being affected by the response delay of the change in the intake air amount. Therefore, it is possible to more reliably reduce the time required for the air-fuel ratio to pass near the stoichiometric ratio. As a result, the deterioration of NOx emission can be surely suppressed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を筒内燃料噴射式ガ
ソリンエンジンの燃焼制御装置に適用するようにした一
実施の形態について図1〜図6を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment in which the present invention is applied to a combustion control device for a direct fuel injection type gasoline engine will be described below with reference to FIGS.

【0015】図1は本実施の形態に係る燃焼制御装置を
示す概略構成図である。同図1に示されるエンジン10
のシリンダブロック11に形成された複数のシリンダ1
5(図1ではその一つを示す)内には、コネクティング
ロッド16を介してクランクシャフト14に連結された
ピストン13が往復動可能にそれぞれ設けられている。
このピストン13の上面とシリンダ15の内壁面及びシ
リンダヘッド12の下面によって燃焼室17が区画形成
されている。この燃焼室17はシリンダヘッド12に形
成された吸気ポート18及び排気ポート19を介して吸
気管20及び排気管21に接続されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a combustion control device according to the present embodiment. Engine 10 shown in FIG.
Cylinders 1 formed in the cylinder block 11
In FIG. 5 (one of which is shown in FIG. 1), a piston 13 connected to a crankshaft 14 via a connecting rod 16 is provided so as to be able to reciprocate.
A combustion chamber 17 is defined by the upper surface of the piston 13, the inner wall surface of the cylinder 15, and the lower surface of the cylinder head 12. The combustion chamber 17 is connected to an intake pipe 20 and an exhaust pipe 21 via an intake port 18 and an exhaust port 19 formed in the cylinder head 12.

【0016】吸気管20にはサージタンク22が設けら
れるとともに、その上流側にはスロットルモータ54に
よって開度(スロットル開度)が調節されるスロットル
バルブ34が設けられている。このスロットルバルブ3
4によって燃焼室17に導入される吸入空気の量が調節
される。
A surge tank 22 is provided in the intake pipe 20. A throttle valve 34 whose opening (throttle opening) is adjusted by a throttle motor 54 is provided upstream of the surge tank 22. This throttle valve 3
4 regulates the amount of intake air introduced into the combustion chamber 17.

【0017】シリンダヘッド12には燃焼室17内に燃
料を直接噴射するインジェクタ50と、燃焼室17内の
混合気を点火する点火プラグ26とが各シリンダ15に
対応してそれぞれ設けられている。燃料噴射量及び燃料
噴射時期は、インジェクタ50の開閉動作に基づいて調
節される。
The cylinder head 12 is provided with an injector 50 for directly injecting fuel into the combustion chamber 17 and a spark plug 26 for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber 17 for each cylinder 15. The fuel injection amount and the fuel injection timing are adjusted based on the opening / closing operation of the injector 50.

【0018】排気管21には三元触媒23が設けられ、
さらにその下流側にはNOx触媒24が設けられてい
る。燃焼室17から排気管21に排出される排出ガスは
これら各触媒23,24によって浄化される。
The exhaust pipe 21 is provided with a three-way catalyst 23,
Further downstream, a NOx catalyst 24 is provided. Exhaust gas discharged from the combustion chamber 17 to the exhaust pipe 21 is purified by these catalysts 23 and 24.

【0019】吸気管20においてスロットルバルブ34
の近傍にはアクセルセンサ64が設けられている。この
アクセルセンサ64は運転者によって操作されるアクセ
ルペダル46とワイヤ(図示略)により連結されてお
り、同センサ64からはアクセルペダル46の踏込量
(アクセル開度ACCP)に応じた検出信号が出力され
る。
In the intake pipe 20, a throttle valve 34
An accelerator sensor 64 is provided in the vicinity of. The accelerator sensor 64 is connected to an accelerator pedal 46 operated by a driver via a wire (not shown), and outputs a detection signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal 46 (accelerator opening ACCP). Is done.

【0020】また、排気管21は、排気還流(EGR)
通路42を介してサージタンク22に接続されている。
このEGR通路42の途中には、排気還流バルブ(EG
Rバルブ)43が設けられている。このEGRバルブ4
3の開度に基づいて、排気管21からEGR通路42を
通じて吸気管20に再循環される排気の量(EGR量)
が調整される。
The exhaust pipe 21 is provided with an exhaust gas recirculation (EGR).
It is connected to the surge tank 22 via the passage 42.
In the middle of the EGR passage 42, an exhaust gas recirculation valve (EG
R valve 43 is provided. This EGR valve 4
3, the amount of exhaust gas (EGR amount) recirculated from the exhaust pipe 21 to the intake pipe 20 through the EGR passage 42.
Is adjusted.

【0021】クランクシャフト14の近傍にはクランク
センサ65が設けられ、また、このクランクシャフト1
4の回転と同期して回転する各カムシャフト30,31
の一方の近傍にはカムセンサ66が設けられている。こ
れら各センサ65,66からはクランクシャフト14の
回転角(クランク角CA)と、同クランクシャフト14
の回転速度(機関回転速度NE)とに応じた信号が出力
される。
A crank sensor 65 is provided near the crankshaft 14.
Cam shafts 30, 31 which rotate in synchronization with the rotation of
A cam sensor 66 is provided in the vicinity of one side. From these sensors 65 and 66, the rotation angle (crank angle CA) of the crankshaft 14 and the crankshaft 14
A signal corresponding to the rotation speed (engine rotation speed NE) is output.

【0022】サージタンク22には吸気圧センサ67が
設けられており、同センサ67からは吸気管20内の吸
入空気の圧力(吸気圧PM)に応じた検出信号が出力さ
れる。
The surge tank 22 is provided with an intake pressure sensor 67, which outputs a detection signal corresponding to the pressure of the intake air in the intake pipe 20 (intake pressure PM).

【0023】これら各種センサ64〜67の検出信号は
エンジン10の電子制御装置(以下、「ECU」と略記
する)60に入力される。ECU60はこれら検出信号
に基づいてアクセル開度ACCP、クランク角CA、機
関回転速度NE、吸気圧PMをそれぞれ検出する。EC
U60はこれら各検出値に基づいてインジェクタ50の
電磁弁、スロットルモータ54、EGRバルブ43等を
駆動することにより、燃料噴射量、燃料噴射時期、吸入
空気量、及びEGR量等を機関運転状態に適合するよう
に制御する。ECU60はこうした各種制御を所定の手
順にしたがって実行するための制御プログラムや関数デ
ータが予め記憶されたメモリ61を備えている。
The detection signals of these various sensors 64 to 67 are input to an electronic control unit (hereinafter abbreviated as “ECU”) 60 of the engine 10. The ECU 60 detects the accelerator opening ACCP, the crank angle CA, the engine speed NE, and the intake pressure PM based on these detection signals. EC
U60 drives the solenoid valve of the injector 50, the throttle motor 54, the EGR valve 43, and the like based on these detected values, thereby setting the fuel injection amount, the fuel injection timing, the intake air amount, the EGR amount, and the like to the engine operating state. Control to fit. The ECU 60 includes a memory 61 in which a control program and function data for executing such various controls according to predetermined procedures are stored in advance.

【0024】本実施の形態におけるエンジン10は、以
下の4つのモードの間で切り換えられるようになってい
る。 1.成層燃焼 燃焼形態として成層燃焼が選択されると、燃料噴射時期
は、圧縮行程後期に設定される(圧縮行程噴射)。ま
た、燃焼室17内における混合気の平均的な空燃比は理
論空燃比よりもリーンに設定される。
The engine 10 in the present embodiment can be switched between the following four modes. 1. Stratified Combustion When stratified combustion is selected as the combustion mode, the fuel injection timing is set in the latter half of the compression stroke (compression stroke injection). The average air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 is set leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0025】2.均質ストイキ燃焼 燃焼形態として均質ストイキ燃焼が選択されると、燃料
噴射時期は吸気行程中に設定され(吸気行程噴射)、空
燃比はストイキ近傍に設定される。
2. Homogeneous stoichiometric combustion When homogeneous stoichiometric combustion is selected as the combustion mode, the fuel injection timing is set during the intake stroke (intake stroke injection), and the air-fuel ratio is set near stoichiometric.

【0026】3.均質リッチ燃焼 燃焼形態として均質リッチ燃焼が選択されると、燃料噴
射時期は均質ストイキ燃焼時と同様、吸気行程中に設定
される(吸気行程噴射)。また、空燃比は理論空燃比よ
りもリッチに設定される。なお、この均質リッチ燃焼
は、後述するリッチスパイク処理中においてのみ選択さ
れる。
3. Homogeneous rich combustion When the homogeneous rich combustion is selected as the combustion mode, the fuel injection timing is set during the intake stroke (intake stroke injection), as in the homogeneous stoichiometric combustion. The air-fuel ratio is set to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio. This homogeneous rich combustion is selected only during the rich spike processing described later.

【0027】4.過渡時成層燃焼 この過渡時成層燃焼は、リッチスパイク処理により燃焼
形態を成層燃焼から均質リッチ燃焼に切り換える途中及
び均質リッチ燃焼から成層燃焼に切り換える途中に一時
的に選択される。燃焼形態として過渡時成層燃焼が選択
されると、燃料噴射時期は成層燃焼時と同じ圧縮行程後
期に設定され(圧縮行程噴射)、スロットル開度及びE
GR開度はいずれも成層燃焼時よりも小さく、均質リッ
チ燃焼時における開度と等しくなるように設定される。
従って、吸入空気量は、成層燃焼時よりも少なくなり、
均質リッチ燃焼時の量と等しくなる。さらに、燃料噴射
量は、この吸入空気量の減少の伴って機関トルクが低下
するのを抑制し得る量まで成層燃焼時の燃料噴射量より
も増量される。また、燃焼室17内における混合気の平
均的な空燃比は理論空燃比よりもリーンに設定される。
4. Transient stratified combustion This transient stratified combustion is temporarily selected during the switching of the combustion mode from stratified combustion to homogeneous rich combustion by the rich spike processing and during the transition from homogeneous rich combustion to stratified combustion. When the transition stratified combustion is selected as the combustion mode, the fuel injection timing is set to the latter half of the compression stroke (compression stroke injection) as in the stratified combustion, and the throttle opening and E
Each of the GR openings is set to be smaller than that in the stratified combustion and equal to the opening in the homogeneous rich combustion.
Therefore, the amount of intake air is smaller than in stratified combustion,
It is equal to the amount during homogeneous rich combustion. Further, the fuel injection amount is increased from the fuel injection amount at the time of stratified combustion to an amount that can suppress a decrease in the engine torque with the decrease in the intake air amount. The average air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 17 is set leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

【0028】これら燃焼形態の切り換えは、ECU60
によって、機関運転状態やNOx触媒24のNOx吸蔵
量等に基づいて行われる。以下、こうした燃焼形態の切
換手順について説明する。
Switching between these combustion modes is performed by the ECU 60.
This is performed based on the engine operating state, the NOx storage amount of the NOx catalyst 24, and the like. Hereinafter, the procedure for switching the combustion mode will be described.

【0029】まず、ECU60は、図2に示すようなア
クセル開度ACCP及び機関回転速度NEと基本燃料噴
射量Qbseとの関係を示すマップから基本燃料噴射量Qb
seを求める。なお、このマップは前記メモリ61に記憶
されている。この基本燃料噴射量Qbseはエンジン10
の負荷状態を反映するものである。
First, the ECU 60 obtains the basic fuel injection amount Qb from a map showing the relationship between the accelerator opening ACCP and the engine speed NE and the basic fuel injection amount Qbse as shown in FIG.
Ask for se. This map is stored in the memory 61. This basic fuel injection amount Qbse
This reflects the load state of the load.

【0030】次に、ECU60は、こうして求められた
基本燃料噴射量Qbseと機関回転速度NEとに基づいて
燃焼モード指示値fmodeを決定する。この燃焼モー
ド指示値fmodeは、前述した各燃焼形態のうちの何
れを選択するかを決定するためのものである。
Next, the ECU 60 determines the combustion mode instruction value fmode based on the basic fuel injection amount Qbse and the engine speed NE thus obtained. The combustion mode instruction value fmode is for determining which of the above-described combustion modes is to be selected.

【0031】例えば、この燃焼モード指示値fmode
が「0」である場合には、燃焼形態として成層燃焼が選
択され、燃焼モード指示値fmodeが「12」である
場合には、燃焼形態として均質ストイキ燃焼がそれぞれ
選択される。さらに、燃焼モード指示値fmodeが
「2」である場合には、燃焼形態として過渡時成層燃焼
が選択され、燃焼モード指示値fmodeが「11」で
ある場合には、燃焼形態として均質リッチ燃焼がそれぞ
れ選択される。
For example, the combustion mode instruction value fmode
Is "0", stratified charge combustion is selected as the combustion mode, and when the combustion mode instruction value fmode is "12", homogeneous stoichiometric combustion is selected as the combustion mode. Further, when the combustion mode instruction value fmode is “2”, the transitional stratified combustion is selected as the combustion mode, and when the combustion mode instruction value fmode is “11”, the homogeneous rich combustion is performed as the combustion mode. Each is selected.

【0032】ECU60のメモリ61には、この燃焼モ
ード指示値fmodeの値と機関回転速度NE及び基本
燃料噴射量Qbseとの関係を定義する関数データが記憶
されている。図3はこの関数データを概略的に示すマッ
プである。
The memory 61 of the ECU 60 stores function data defining the relationship between the value of the combustion mode instruction value fmode, the engine speed NE, and the basic fuel injection amount Qbse. FIG. 3 is a map schematically showing the function data.

【0033】例えば、機関回転速度NE及び基本燃料噴
射量Qbseが同図3に示す一点鎖線に沿って点Aに示す
状態から点Bに示す状態に変化する場合、燃焼モード指
示値fmodeは「0」から「12」と変化し、燃焼形
態は成層燃焼から均質ストイキ燃焼に変更されることと
なる。
For example, when the engine speed NE and the basic fuel injection amount Qbse change from the state shown at the point A to the state shown at the point B along the dashed line shown in FIG. 3, the combustion mode instruction value fmode becomes "0". "To" 12 ", and the combustion mode is changed from stratified combustion to homogeneous stoichiometric combustion.

【0034】一方、ECU60は所定の実行条件が満た
されると、リッチスパイク処理を開始する。リッチスパ
イク処理が開始されると、前記燃焼モード指示値fmo
deは「0」から「2」を経て「11」に切り換えら
れ、この切り換えに伴って、燃焼形態は成層燃焼から過
渡時成層燃焼を経て均質リッチ燃焼にまで強制的に切り
換えられるようになる。
On the other hand, when predetermined execution conditions are satisfied, the ECU 60 starts rich spike processing. When the rich spike processing is started, the combustion mode instruction value fmo
de is switched from "0" to "11" via "2", and with this switching, the combustion mode is forcibly switched from stratified combustion to transient rich stratified combustion to homogeneous rich combustion.

【0035】以下、こうしたリッチスパイク処理につい
て説明する。本実施の形態におけるリッチスパイク処理
では、燃料噴射量及び吸入空気量をそれぞれ成層燃焼に
対応する量から均質リッチ燃焼に対応する量へと変更す
る際に、その変化に応答遅れがある吸入空気量を先に変
更し、所定期間が経過した後に再度、燃料噴射量を変更
するようにしている。そして、このように吸入空気量と
燃料噴射量の変更時期をずらすことにより、空燃比をリ
ーン領域からリッチ領域にすばやく移行させ、同空燃比
がストイキ近傍を通過するのに要する時間を短縮するよ
うにしている。
Hereinafter, such a rich spike processing will be described. In the rich spike processing according to the present embodiment, when changing the fuel injection amount and the intake air amount from the amount corresponding to the stratified combustion to the amount corresponding to the homogeneous rich combustion, the intake air amount having a response delay in the change. Is changed first, and the fuel injection amount is changed again after a predetermined period has elapsed. By shifting the timing of changing the intake air amount and the fuel injection amount in this manner, the air-fuel ratio is quickly shifted from the lean region to the rich region, and the time required for the air-fuel ratio to pass near the stoichiometric ratio is reduced. I have to.

【0036】次に、このリッチスパイク処理の実行手順
の一例を、図4,図5に示すフロチャート及び図6に示
すタイミングチャートを併せ参照して詳細に説明する。
なお、ECU60は、これら図4,図5のフローチャー
トに示す一連の処理を、例えば所定のクランク角周期毎
に実行する。
Next, an example of the execution procedure of the rich spike processing will be described in detail with reference to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5 and the timing chart shown in FIG.
The ECU 60 executes a series of processes shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 5 at, for example, a predetermined crank angle cycle.

【0037】まず、ECU60は、図4に示すステップ
100において、前記アクセルセンサ64、カムセンサ
66、及びクランクセンサ65等から出力される検出信
号に基づき、それぞれ現在のアクセル開度ACCP、ク
ランク角CA、及び機関回転速度NE等のデータを得
る。そして、このアクセル開度ACCP及び機関回転速
度NEに基づき前記マップから現在の基本燃料噴射量Q
bseを求め、ステップ110に移行する。
First, in step 100 shown in FIG. 4, the ECU 60 determines the current accelerator opening ACCP, the crank angle CA, and the current accelerator opening ACCP based on the detection signals output from the accelerator sensor 64, the cam sensor 66, the crank sensor 65, and the like. And data such as the engine speed NE. Then, based on the accelerator opening ACCP and the engine speed NE, the current basic fuel injection amount Q is obtained from the map.
bse is obtained, and the routine proceeds to step 110.

【0038】このステップ110において、ECU60
は、リッチスパイク処理実行フラグ(以下、単にRS実
行フラグという)XRSが「ON」であるか否かを判断
する。このRS実行フラグXRSはリッチスパイク処理
が実行中であるか否かを判断するためのフラグであり、
同リッチスパイク処理が実行中は「ON」とされ、非実
行中は「OFF」とされる。なお、このRS実行フラグ
XRSは、図6において、タイミングt1に「ON」と
され、タイミングt4に「OFF」とされる。そのた
め、同図6においてリッチスパイク処理はタイミングt
1〜タイミングt4の期間に実行されることとなる。
In step 110, the ECU 60
Determines whether the rich spike processing execution flag (hereinafter simply referred to as the RS execution flag) XRS is “ON”. This RS execution flag XRS is a flag for determining whether or not the rich spike processing is being executed.
The flag is set to “ON” during execution of the rich spike processing, and is set to “OFF” during non-execution. The RS execution flag XRS is turned “ON” at timing t1 and “OFF” at timing t4 in FIG. Therefore, in FIG. 6, the rich spike processing is performed at the timing t.
It is executed during the period from 1 to t4.

【0039】ここで、RS実行フラグXRSが現在「O
N」である、すなわちリッチスパイク処理が現在、実行
中と判断した場合は、ECU60はステップ210の処
理に移行する。一方、リッチスパイク処理が現在、非実
行中と判断した場合は、ECU60はステップ120の
処理に移行する。以下において、このリッチスパイク処
理が非実行中であって処理をステップ120に移行する
場合について説明する。
Here, the RS execution flag XRS is currently "O
N ", that is, when it is determined that the rich spike processing is currently being executed, the ECU 60 proceeds to the processing of step 210. On the other hand, when it is determined that the rich spike processing is not currently being executed, the ECU 60 proceeds to the processing of step 120. Hereinafter, a case will be described in which the rich spike process is not being executed and the process proceeds to step 120.

【0040】ECU60は、ステップ120において、
上記燃焼モード指示値fmodeの値が「0」、すなわ
ち、現在、成層燃焼が行われているか否かを判断する。
ここで燃焼モード指示値fmodeの値が「0」でない
と判断した場合、ECU60は処理を一旦終了する。こ
れは、ECU60は、現在、燃焼モード指示値fmod
eの値は「12」であり、燃焼形態として均質ストイキ
燃焼が実行されていると判断したためである。すなわ
ち、均質ストイキ燃焼中にはリッチスパイク処理は行わ
れない。なお、燃焼モード指示値fmodeの値は「1
2」である場合には、別の処理ルーチンを通じて均質ス
トイキ燃焼時に対応したスロットル開度、燃料噴射量等
が算出される。
The ECU 60 determines in step 120
It is determined whether the value of the combustion mode instruction value fmode is “0”, that is, whether stratified combustion is currently being performed.
If the ECU 60 determines that the value of the combustion mode instruction value fmode is not “0”, the ECU 60 temporarily ends the process. This is because the ECU 60 is currently executing the combustion mode instruction value fmod.
The value of e is "12", because it is determined that the homogeneous stoichiometric combustion is being performed as the combustion mode. That is, rich spike processing is not performed during homogeneous stoichiometric combustion. The value of the combustion mode instruction value fmode is “1”.
In the case of "2", the throttle opening, fuel injection amount, and the like corresponding to homogeneous stoichiometric combustion are calculated through another processing routine.

【0041】一方、同ステップ120において、燃焼モ
ード指示値fmodeの値が「0」あると判断した場
合、ECU60はステップ130の処理に移行する。こ
のステップ130において、ECU60は、機関回転速
度NE及び基本燃料噴射量Qbseと目標スロットル開度
TRT(=trt0map(NE,Qbse))との関係を示す成
層燃焼時用のマップ(図示略)から、現在の目標スロッ
トル開度TRTを求める。同様に、機関回転速度NE及
び基本燃料噴射量QbseとEGRバルブ43の目標開度
である目標排気還流バルブ開度EGR(=egr0map(N
E,Qbse))との関係を示す成層燃焼時用のマップ
(図示略)から、現在の目標排気還流バルブ開度EGR
を求める。また、ECU60は、最終燃料噴射量QINJ
を現在の基本燃料噴射量Qbseに等しい量に設定して、
ステップ140に移行する。
On the other hand, if it is determined in step 120 that the value of the combustion mode instruction value fmode is “0”, the ECU 60 proceeds to step 130. In this step 130, the ECU 60 determines the relationship between the engine speed NE and the basic fuel injection amount Qbse and the target throttle opening TRT (= trt0map (NE, Qbse)) from a map for stratified combustion (not shown). The current target throttle opening TRT is obtained. Similarly, the engine speed NE, the basic fuel injection amount Qbse, and the target exhaust gas recirculation valve opening EGR (= egr0map (N
E, Qbse)), the current target exhaust gas recirculation valve opening EGR is obtained from a map for stratified combustion (not shown) showing the relationship
Ask for. The ECU 60 also calculates the final fuel injection amount QINJ
Is set to an amount equal to the current basic fuel injection amount Qbse,
Move to step 140.

【0042】このステップ140において、ECU60
は、触媒カウンタCNT1のカウント数が所定数αに達
したか否かを判断する。ここで触媒カウンタCNT1
は、燃焼形態として成層燃焼が選択されている期間、す
なわち燃焼モード指示値fmodeの値が「0」または
「2」に設定されている期間を累積してカウントするタ
イマカウンタであり、別の処理ルーチンを通じて操作さ
れるものでる。そして、この触媒カウンタCNT1のカ
ウント数に応じて前記NOx 触媒24に吸蔵されたNO
x量が推定される。ここで、上記所定数αは、NOx触
媒24に吸蔵されたNOx量が限界量近傍に達している
ときの値として設定されている。
In step 140, the ECU 60
Determines whether the count number of the catalyst counter CNT1 has reached a predetermined number α. Here, the catalyst counter CNT1
Is a timer counter that accumulates and counts a period in which stratified combustion is selected as the combustion mode, that is, a period in which the value of the combustion mode instruction value fmode is set to “0” or “2”. It is operated through a routine. The NO stored in the NOx catalyst 24 according to the count number of the catalyst counter CNT1.
The x amount is estimated. Here, the predetermined number α is set as a value when the amount of NOx stored in the NOx catalyst 24 has reached near the limit amount.

【0043】ECU60は、同ステップ140におい
て、触媒カウンタCNT1のカウント数がまだ所定数α
に達していないと判断した場合には、リッチスパイク処
理を実行する必要がないため、処理を一旦終了する。一
方、触媒カウンタCNT1のカウント数が所定数αに達
したと判断した場合、ECU60は、ステップ150以
降に移行し、リッチスパイク処理を開始する。なお、図
6に示すタイミングチャートにおいては、この触媒カウ
ンタCNT1のカウント数が所定数αに達する時点は、
タイミングt1にて示される。
In step 140, the ECU 60 determines that the count number of the catalyst counter CNT1 is still a predetermined number α.
If it is determined that the number has not reached the maximum value, it is not necessary to execute the rich spike processing, and the processing is temporarily terminated. On the other hand, when determining that the count number of the catalyst counter CNT1 has reached the predetermined number α, the ECU 60 proceeds to step 150 and thereafter and starts the rich spike processing. In the timing chart shown in FIG. 6, the point in time when the count number of the catalyst counter CNT1 reaches the predetermined number α is
This is shown at timing t1.

【0044】このステップ150において、ECU60
は、fmodeカウンタCNT2に対して加算動作の開
始を指示するとともに、RS処理実行フラグXRSを
「ON」とする。さらに、燃焼モード指示値fmode
の値を「2」とする(図6)。ここでfmodeカウン
タCNT2は、燃焼形態を過渡時成層燃焼に保持する期
間をカウントするタイマカウンタであり、別の処理ルー
チンを通じて操作されるものである。
In step 150, the ECU 60
Instructs the fmode counter CNT2 to start the addition operation, and sets the RS processing execution flag XRS to "ON". Further, the combustion mode instruction value fmode
Is "2" (FIG. 6). Here, the fmode counter CNT2 is a timer counter that counts a period during which the combustion mode is maintained in the transitional stratified combustion, and is operated through another processing routine.

【0045】またステップ160において、ECU60
は、機関回転速度NE及び基本燃料噴射量Qbseと目標
スロットル開度TRT(=trt11map(NE,Qbse))
との関係を示す均質リッチ燃焼時用のマップ(図示略)
から、目標スロットル開度TRTを求める。同様に、機
関回転速度NE及び基本燃料噴射量Qbseと目標排気還
流バルブ開度EGR(=egr11map(NE,Qbse))と
の関係を示す均質リッチ燃焼時用のマップ(図示略)か
ら、目標排気還流バルブ開度EGRを求める。ちなみ
に、前記成層燃焼時用のマップに基づいて算出される目
標スロットル開度TRT(=trt0map)及び目標排気還
流バルブ開度EGR(=egr0map)と、均質リッチ燃焼
時用のマップに基づいて算出される目標スロットル開度
TRT(=trt11map)及び目標排気還流バルブ開度EG
R(=egr11map)とを比較した場合、常に、TRT(=
trt0map)>TRT(=trt11map),EGR(=egr0ma
p)>EGR(=egr11map)といった関係が成立してい
る。
In step 160, the ECU 60
Is the engine speed NE, the basic fuel injection amount Qbse and the target throttle opening TRT (= trt11map (NE, Qbse))
Map for homogenous rich combustion (not shown)
From the target throttle opening TRT. Similarly, from a map (not shown) for homogeneous rich combustion, which shows a relationship between the engine rotational speed NE and the basic fuel injection amount Qbse and the target exhaust gas recirculation valve opening EGR (= egr11map (NE, Qbse)). The recirculation valve opening EGR is obtained. Incidentally, the target throttle opening TRT (= trt0map) and the target exhaust gas recirculation valve opening EGR (= egr0map) calculated based on the map for stratified combustion and the map for homogeneous rich combustion are calculated. Target throttle opening TRT (= trt11map) and target exhaust gas recirculation valve opening EG
When compared with R (= egr11map), TRT (= egr11map) is always
trt0map)> TRT (= trt11map), EGR (= egr0ma)
p)> EGR (= egr11map).

【0046】さらに、ECU60は、最終燃料噴射量Q
INJを前記目標スロットル開度TRT(=trt11map)に
基づいて決定される噴射量qinj(trt11map)に設定す
る。ここで、前記噴射量qinjの値は、過渡時成層燃焼時
においても成層燃焼時と同等の機関トルクを確保するこ
とができ、かつ空燃比をリーンの領域に保持し得る値と
して実験等に基づいて設定されている。ECU60はこ
こで処理を一旦終了する。
Further, the ECU 60 determines that the final fuel injection amount Q
INJ is set to an injection amount qinj (trt11map) determined based on the target throttle opening TRT (= trt11map). Here, the value of the injection amount qinj is a value that can ensure the same engine torque as during stratified combustion even during transient stratified combustion and can maintain the air-fuel ratio in a lean region based on experiments and the like. Is set. The ECU 60 once ends the process here.

【0047】次に、上記ステップ110に戻って、EC
U60が、現在、RS処理実行フラグXRSが「ON」
であると判断し、処理をステップ210に移行する場合
を説明する。
Next, returning to step 110, EC
U60 indicates that the RS processing execution flag XRS is currently “ON”
Is described, and the process proceeds to step 210.

【0048】ステップ210において、ECU60は、
燃焼モード指示値fmodeの値が「2」であるか否か
を判断する。ここで燃焼モード指示値fmodeの値が
現在、「2」であると判断した場合、ECU60は図5
に示すステップ310に移行する。なお、ここで、EC
U60が燃焼モード指示値fmodeの値が「2」であ
ると判断する場合は、図6に示されるタイミングt1〜
タイミングt2の間、及びタイミングt3〜タイミング
t4の間の2区間である。
In step 210, the ECU 60
It is determined whether or not the value of the combustion mode instruction value fmode is “2”. If the ECU 60 determines that the value of the combustion mode instruction value fmode is currently “2”, the ECU 60 proceeds to FIG.
The process proceeds to step 310 shown in FIG. Here, EC
When U60 determines that the value of the combustion mode instruction value fmode is “2”, the timings t1 to t1 shown in FIG.
These are two sections between timing t2 and between timing t3 and timing t4.

【0049】一方、同ステップ210において、燃焼モ
ード指示値fmodeの値が現在、「2」ではないと判
断した場合、ECU60は処理をステップ220に移行
する。ここで、ECU60が燃焼モード指示値fmod
eの値が「2」でないと判断する場合は、図6に示され
るタイミングt2〜タイミングt3の間に対応し、この
ときの燃焼モード指示値fmodeの値は、同図6に示
されるように「11」(均質リッチ燃焼)となる。
On the other hand, if it is determined in step 210 that the value of the combustion mode instruction value fmode is not currently “2”, the ECU 60 shifts the processing to step 220. Here, the ECU 60 sets the combustion mode instruction value fmod.
The case where it is determined that the value of e is not “2” corresponds to the period between the timing t2 and the timing t3 shown in FIG. 6, and the value of the combustion mode instruction value fmode at this time is as shown in FIG. It becomes "11" (homogeneous rich combustion).

【0050】以下、まずステップ210において、EC
U60が燃焼モード指示値fmodeの値が現在、
「2」であると判断した場合から説明する。図5に示す
ステップ310において、ECU60は、fmodeカ
ウンタCNT2のカウント数が所定数γに達したか否か
を判断する。ここで前記所定数γは、燃焼形態を過渡時
成層燃焼に保持する期間の長さを設定するためのもので
あり、同保持期間が吸入空気量の応答遅れ時間よりも十
分に長く、また、機関燃焼状態を安定化させることので
きる期間となるように設定されている。
Hereinafter, first, at step 210, EC
U60 is the value of the combustion mode instruction value fmode is currently
Description will be made from the case where it is determined to be “2”. In step 310 shown in FIG. 5, the ECU 60 determines whether or not the count number of the fmode counter CNT2 has reached a predetermined number γ. Here, the predetermined number γ is for setting the length of the period for maintaining the combustion mode in the transitional stratified combustion, the retention period is sufficiently longer than the response delay time of the intake air amount, and The period is set so that the engine combustion state can be stabilized.

【0051】そのため、ECU60は、同ステップ31
0において、fmodeカウンタCNT2のカウント数
がまだ所定数γに達していないと判断した場合、さらに
過渡時成層燃焼を継続させるべく、処理を一旦終了す
る。一方、fmodeカウンタCNT2のカウント数が
所定数γに達したと判断した場合、ECU60は、ステ
ップ320に移行する。
Therefore, the ECU 60 determines in step 31
If it is determined at 0 that the count number of the fmode counter CNT2 has not yet reached the predetermined number γ, the process is temporarily ended so as to further continue the transient stratified combustion. On the other hand, when determining that the count number of the fmode counter CNT2 has reached the predetermined number γ, the ECU 60 proceeds to step 320.

【0052】そして、このステップ320において、E
CU60は、触媒カウンタCNT1のカウント数が所定
数αを越えているか否かを判断する。触媒カウンタCN
T1のカウント数が所定数αを越えていると判断した場
合には、ステップ330に移行する。
Then, in step 320, E
The CU 60 determines whether or not the count number of the catalyst counter CNT1 exceeds a predetermined number α. Catalyst counter CN
If it is determined that the count of T1 exceeds the predetermined number α, the process proceeds to step 330.

【0053】このステップ330において、ECU60
は、fmodeカウンタCNT2をゼロリセットすると
ともに、燃焼モード指示値fmodeの値を均質リッチ
燃焼に対応した「11」とする。また、ECU60は、
触媒カウンタCNT1に対して、これまでの加算動作か
ら減算動作に切り換えるように指示する。さらに、EC
U60は、均質リッチ燃焼を実行するために最終燃料噴
射量QINJを(基本燃料噴射量Qbse × 所定係数FR
SPK)に設定する。なお、前記噴射量(Qbse×FR
SPK)の値は、リッチスパイク処理が開始されたとき
の成層燃焼時と同等の機関トルクを得ることのできる値
に設定されている。ここで、ECU60は処理を一旦終
了する。
In step 330, the ECU 60
Resets the fmode counter CNT2 to zero and sets the value of the combustion mode instruction value fmode to "11" corresponding to homogeneous rich combustion. Also, the ECU 60
It instructs the catalyst counter CNT1 to switch from the addition operation to the subtraction operation. Furthermore, EC
U60 determines the final fuel injection amount QINJ (basic fuel injection amount Qbse × predetermined coefficient FR) in order to execute homogeneous rich combustion.
SPK). The injection amount (Qbse × FR
The value of (SPK) is set to a value that can obtain the same engine torque as during stratified combustion when the rich spike processing is started. Here, the ECU 60 once ends the processing.

【0054】一方、ステップ320において、触媒カウ
ンタCNT1のカウント数が所定数αを越えていないと
判断した場合、燃焼形態を過渡時成層燃焼から成層燃焼
に切り換える時期と判断してステップ340に移行す
る。
On the other hand, if it is determined in step 320 that the count number of the catalyst counter CNT1 does not exceed the predetermined number α, it is determined that the combustion mode is to be switched from the stratified combustion in transition to the stratified combustion in transition, and the process proceeds to step 340. .

【0055】そして、このステップ340において、E
CU60は、fmodeカウンタCNT2をゼロリセッ
トするとともに燃焼モード指示値fmodeの値を
「0」(成層燃焼)とし、さらに、RS実行フラグXR
Sを「OFF」とする。そして、ECU60は処理を一
旦終了する。
Then, in this step 340, E
The CU 60 resets the fmode counter CNT2 to zero, sets the value of the combustion mode instruction value fmode to “0” (stratified combustion), and further sets the RS execution flag XR
S is set to “OFF”. Then, the ECU 60 once ends the processing.

【0056】さて、ここで先の図4に示されるステップ
210に戻って説明する。前述したように同ステップ2
10において、ECU60は、燃焼モード指示値fmo
deの値が現在、「2」ではないと判断した場合、すな
わち、燃焼モード指示値fmodeの値が現在、「1
1」(均質リッチ燃焼)であると判断した場合、ECU
60は処理をステップ220に移行する。
Now, description will return to step 210 shown in FIG. Step 2 as described above
In 10, the ECU 60 sets the combustion mode instruction value fmo
When it is determined that the value of de is not currently “2”, that is, the value of the combustion mode instruction value fmode is currently “1”.
1 ”(homogeneous rich combustion)
60 shifts the processing to step 220.

【0057】このステップ220において、ECU60
は、触媒カウンタCNT1のカウント数が所定数βまで
減算されたか否かを判断する。ECU60は、同ステッ
プ220において、触媒カウンタCNT1のカウント数
が所定数βまで減算されたと判断した場合(図6のタイ
ミングt3)、均質リッチ燃焼を終了すべく処理をステ
ップ230に移行する。
In step 220, the ECU 60
Determines whether the count number of the catalyst counter CNT1 has been reduced to a predetermined number β. When the ECU 60 determines in step 220 that the count number of the catalyst counter CNT1 has been reduced to the predetermined number β (timing t3 in FIG. 6), the ECU 60 shifts the processing to step 230 to end the homogeneous rich combustion.

【0058】ステップ230において、ECU60は、
触媒カウンタCNT1に対して、これまでの減算動作か
ら加算動作に切り換えるように指示するとともに、fm
odeカウンタCNT2に対して加算動作の開始を指示
する。また、燃焼モード指示値fmodeの値を「2」
とする。さらに、ECU60は、最終燃料噴射量QINJ
を先のステップ160と同様に噴射量qinj(trt11map)
に設定する。そして、ECU60は、処理を一旦終了す
る。
In step 230, the ECU 60
Instruct the catalyst counter CNT1 to switch from the subtraction operation to the addition operation so far,
Instruct the mode counter CNT2 to start the addition operation. Further, the value of the combustion mode instruction value fmode is set to “2”.
And Further, the ECU 60 calculates the final fuel injection amount QINJ
To the injection amount qinj (trt11map) as in step 160
Set to. Then, the ECU 60 once ends the processing.

【0059】一方、先のステップ220において、触媒
カウンタCNT1のカウント数が所定数βまで減算され
ていないと判断した場合、ECU60は、均質リッチ燃
焼を継続するため、処理を一旦終了する。
On the other hand, if it is determined in the previous step 220 that the count number of the catalyst counter CNT1 has not been reduced to the predetermined number β, the ECU 60 once terminates the processing to continue the homogeneous rich combustion.

【0060】以上説明した処理手順に従って、ECU6
0は、リッチスパイク処理の実行時、上記燃焼モード指
示値fmodeを、「0」(成層燃焼)→「2」(過渡
時成層燃焼)→「11」(均質リッチ燃焼)→「2」
(過渡時成層燃焼)→「0」(成層燃焼)と順次、切り
換える。
According to the processing procedure described above, the ECU 6
0 indicates that when the rich spike processing is executed, the combustion mode instruction value fmode is changed from "0" (stratified combustion) to "2" (transient stratified combustion) → "11" (homogeneous rich combustion) → "2".
(Transitional stratified combustion) is sequentially switched from “0” (stratified combustion).

【0061】次に、このリッチスパイク制御処理中にお
ける燃焼形態の時間的推移及び同処理の作用について図
6に示すタイミングチャートを参照して説明する。同図
6に示すように、触媒カウンタCNT1のカウント数が
所定数αに達するタイミングt1において、RS実行フ
ラグXRS(同図6(c))が「ON」に設定されると
ともに、燃焼モード指示値fmode(同図6(d))
が「0」から「2」に変更され、燃焼形態が成層燃焼か
ら過渡的成層燃焼に切り換えられる。またこのとき、こ
の過渡的成層燃焼の実行期間(τ1)をカウントするf
modeカウンタCNT2がそのカウントを開始する
(同図6(b))。
Next, the temporal transition of the combustion mode during the rich spike control process and the operation of the process will be described with reference to the timing chart shown in FIG. As shown in FIG. 6, at timing t1 when the count number of the catalyst counter CNT1 reaches the predetermined number α, the RS execution flag XRS (FIG. 6 (c)) is set to “ON” and the combustion mode instruction value is set. fmode (Fig. 6 (d))
Is changed from “0” to “2”, and the combustion mode is switched from stratified combustion to transient stratified combustion. At this time, f for counting the execution period (τ1) of the transient stratified combustion is used.
The mode counter CNT2 starts counting (FIG. 6B).

【0062】そしてこのタイミングt1において、最終
燃料噴射量QINJは、前述したように、均質リッチ燃焼
時の目標スロットル開度TRT(=trt11map)に基づく
噴射量であるqinj(trt11map)に増量して設定される
(同図6(e))。このとき、前述したように、機関ト
ルクの変化が生じることなく空燃比もリーン領域に留ま
る。
At this timing t1, the final fuel injection amount QINJ is increased and set to qinj (trt11map), which is the injection amount based on the target throttle opening TRT (= trt11map) during homogeneous rich combustion, as described above. (FIG. 6E). At this time, as described above, the air-fuel ratio remains in the lean region without any change in the engine torque.

【0063】また、目標スロットル開度TRTは、均質
リッチ燃焼時の目標スロットル開度TRT(=trt11ma
p)にまで減少させた値に設定される。また、目標排気
還流バルブ開度EGRも、前記目標スロットル開度TR
Tの減少に伴って、同じく均質リッチ燃焼時の目標排気
還流バルブ開度EGR(=egr11map)にまで減少させた
値に設定される。そして、これら目標スロットル開度T
RT及び目標排気還流バルブ開度EGRは、タイミング
t4に至るまで変更されない(同図6(f),図6
(g))。
The target throttle opening TRT is the target throttle opening TRT (= trt11ma) during homogeneous rich combustion.
It is set to a value reduced to p). The target exhaust gas recirculation valve opening EGR is also determined by the target throttle opening TR
With a decrease in T, the target exhaust gas recirculation valve opening EGR (= egr11map) is also set to a value reduced to the target exhaust gas recirculation valve opening during homogeneous rich combustion. And, these target throttle opening degrees T
The RT and the target exhaust gas recirculation valve opening EGR are not changed until the timing t4 (FIGS. 6F and 6F).
(G)).

【0064】こうした目標スロットル開度TRTの減少
に伴って、タイミングt1以降、吸入空気量と相関を有
する吸気圧PM(同図6(h))も減少するが、この吸
気圧PM(吸入空気量)の変化には、前述したように目
標スロットル開度TRTの変化と比較して応答遅れ(Δ
τ)が存在している。これは、目標スロットル開度TR
Tに基づいてスロットルモータ54を駆動させスロット
ルバルブ34を変更したとしても、同スロットルバルブ
34の開度が目標スロットル開度TRTと等しくなるま
で、また、吸気圧PMがその目標スロットル開度TRT
に対応した大きさにまで変化するまでには所定の時間が
必要になるからである。
With the decrease in the target throttle opening TRT, the intake pressure PM (FIG. 6 (h)) having a correlation with the intake air amount also decreases after the timing t1, but this intake pressure PM (the intake air amount ), The response delay (Δ) is compared with the change in the target throttle opening TRT as described above.
τ) exists. This is the target throttle opening TR
Even if the throttle valve 54 is changed by driving the throttle motor 54 based on T, until the opening of the throttle valve 34 becomes equal to the target throttle opening TRT, and the intake pressure PM becomes the target throttle opening TRT.
This is because a predetermined time is required until the size changes to a size corresponding to the above.

【0065】一方、タイミングt1において空燃比A/
Fの値は、上記最終燃料噴射量QINJの増加に伴って一
旦急激に減少し、その後は吸入空気量(吸気圧PM)の
変化に対応してゆっくり減少するようになる(同図6
(i))。
On the other hand, at the timing t1, the air-fuel ratio A /
The value of F once decreases rapidly with the increase in the final fuel injection amount QINJ, and then gradually decreases in response to a change in the intake air amount (intake pressure PM) (FIG. 6).
(I)).

【0066】次に、タイミングt1以降、上記fmod
eカウンタCNT2のカウント数が増加して所定数γに
達するタイミングt2において、すなわちタイミングt
1から同所定数γによって定まる所定期間τ1が経過し
た時、燃焼モード指示値fmodeが「2」から「1
1」に変更され、燃焼形態が過渡時成層燃焼から均質リ
ッチ燃焼に切り換えられる。このとき、前述したよう
に、最終燃料噴射量QINJは、均質リッチ燃焼を実行す
るために(基本燃料噴射量Qbse × 所定係数FRSP
K)としてさらに増量される(同図6(e))。また、
燃料噴射形態が圧縮行程噴射から吸気行程噴射に変更さ
れる。このように燃料噴射形態が変更されるため、燃料
噴射量が増量されても機関トルクの変化は生じない。
Next, after the timing t1, the above fmod
At timing t2 when the count number of the e-counter CNT2 increases and reaches the predetermined number γ,
When a predetermined period τ1 determined by the predetermined number γ from 1 has elapsed, the combustion mode instruction value fmode is changed from “2” to “1”.
1 ", and the combustion mode is switched from the stratified combustion during the transition to the homogeneous rich combustion. At this time, as described above, the final fuel injection amount QINJ is determined by (basic fuel injection amount Qbse × predetermined coefficient FRSP) in order to execute homogeneous rich combustion.
K) is further increased (FIG. 6 (e)). Also,
The fuel injection mode is changed from the compression stroke injection to the intake stroke injection. Since the fuel injection mode is changed in this manner, the engine torque does not change even if the fuel injection amount is increased.

【0067】なお、このタイミングt2において、目標
スロットル開度TRT及び目標排気還流バルブ開度EG
Rの値は変更されない。また、上記所定期間τ1は上記
吸気圧PMの応答遅れ時間(Δτ)よりも長い時間とし
て設定されるとともに、最終燃料噴射量QINJの変化に
対する機関燃焼形態の安定性を確保できる時間として設
定される。
At this timing t2, the target throttle opening TRT and the target exhaust gas recirculation valve opening EG
The value of R is not changed. The predetermined period τ1 is set as a period longer than the response delay time (Δτ) of the intake pressure PM, and is set as a period during which the stability of the engine combustion mode with respect to the change in the final fuel injection amount QINJ can be ensured. .

【0068】このように、本実施の形態においては、こ
のタイミングt2において燃焼形態を過渡時成層燃焼か
ら均質リッチ燃焼に切り換える際、最終燃料噴射量QIN
Jは増量されるものの吸入空気量(吸気圧PM)は一定
に維持されるため、空燃比A/Fは、吸入空気量の変化
に影響されることなく噴射量QINJのみに依存してリー
ン領域からリッチ領域に素早く移行するようになる。そ
のため、同空燃比A/Fはストイキ近傍を短時間に通過
できることとなる(同図6(i))。
As described above, in this embodiment, when the combustion mode is switched from the transitional stratified combustion to the homogeneous rich combustion at this timing t2, the final fuel injection amount QIN
Although J is increased, the intake air amount (intake pressure PM) is kept constant, so that the air-fuel ratio A / F depends on only the injection amount QINJ in the lean region without being affected by changes in the intake air amount. To the rich area quickly. Therefore, the air-fuel ratio A / F can pass near the stoichiometric air in a short time (FIG. 6 (i)).

【0069】その結果、空燃比がストイキ近傍を通過す
る際にNOx触媒24からNOxが浄化されずに放出さ
れるということは好適に抑制されるようになる。また機
関トルクの変化を生じさせないように燃焼形態が切り換
えられるため、運転上のショックも抑制される。
As a result, when the air-fuel ratio passes near the stoichiometric ratio, it is possible to preferably suppress the NOx from being released from the NOx catalyst 24 without being purified. Further, since the combustion mode is switched so as not to cause a change in the engine torque, a shock during operation is suppressed.

【0070】続いてタイミングt2以降、所定期間τ2
の間、燃焼形態が均質リッチ燃焼に設定されて空燃比が
リッチに保持されるため、NOx触媒24に吸蔵されて
いるNOxは還元され、その吸蔵量は徐々に減少するよ
うになる。なお、前記触媒カウンタCNT1によるカウ
ント数の減算操作量は、上記所定期間τ2がNOx触媒
24の吸蔵量を所定下限量にまで低下させるに十分な期
間となるように、予め実験等に基づいて設定されてい
る。
Subsequently, after the timing t2, a predetermined period τ2
During this period, the combustion mode is set to the homogeneous rich combustion and the air-fuel ratio is kept rich, so that the NOx stored in the NOx catalyst 24 is reduced, and the stored amount gradually decreases. The operation amount of the count reduction by the catalyst counter CNT1 is set in advance based on experiments or the like such that the predetermined period τ2 is a period sufficient to reduce the occlusion amount of the NOx catalyst 24 to a predetermined lower limit amount. Have been.

【0071】そして、タイミングt2から所定期間τ2
が経過し、そのカウント数を減少させている触媒カウン
タCNT1のカウント数が所定数βに達するタイミング
t3において(同図6(a))、燃焼モード指示値fm
odeが「11」から再び「2」に変更される。そし
て、このタイミングt3から、燃焼形態は再び過渡時成
層燃焼に切り換えられるとともに、その継続期間(τ
3)がfmodeカウンタCNT2によってカウントさ
れる(同図6(b))。
Then, a predetermined period τ2 from the timing t2
Has elapsed, and at timing t3 when the count number of the catalyst counter CNT1 decreasing the count number reaches the predetermined number β (FIG. 6 (a)), the combustion mode instruction value fm
mode is changed from “11” to “2” again. Then, from this timing t3, the combustion mode is switched again to the transitional stratified combustion, and the continuation period (τ)
3) is counted by the fmode counter CNT2 (FIG. 6B).

【0072】また、このタイミングt3において、燃焼
形態を均質リッチ燃焼から過渡時成層燃焼に切り換える
ために、最終燃料噴射量QINJが、前記噴射量qinj(trt
11map)に設定される。そのため、このタイミングt3
において、空燃比A/Fの値は、同噴射量QINJのみに
依存してリッチ領域から再びリーン領域に移行するよう
になる(同図6(i))。また、このとき燃料噴射形態
が吸気行程噴射から圧縮行程噴射に変更される。
At this timing t3, in order to switch the combustion mode from the homogeneous rich combustion to the transitional stratified combustion, the final fuel injection amount QINJ is changed to the injection amount qinj (trt).
11map). Therefore, at this timing t3
In FIG. 6, the value of the air-fuel ratio A / F shifts from the rich region to the lean region again only depending on the same injection amount QINJ (FIG. 6 (i)). At this time, the fuel injection mode is changed from the intake stroke injection to the compression stroke injection.

【0073】そしてタイミングt3以降、所定期間τ3
(=τ1)が経過して、上記fmodeカウンタCNT
2のカウント数が所定数γに達するタイミングt4にお
いて(同図6(b))、RS実行フラグXRSが「OF
F」とされるとともに(同図6(c))、燃焼形態が過
渡時成層燃焼から成層燃焼に切り換えられる。
After the timing t3, a predetermined period τ3
(= Τ1) has elapsed and the above-mentioned fmode counter CNT
At the timing t4 when the count number of the “2” reaches the predetermined number γ (FIG. 6B), the RS execution flag XRS becomes “OF”.
F "(FIG. 6 (c)), and the combustion mode is switched from stratified combustion to stratified combustion in transition.

【0074】また、このタイミングt4において、最終
燃料噴射量QINJは、噴射量qinjから基本燃料噴射量Qb
seへとさらに減量され、前記タイミングt1の直前の噴
射量に戻されるとともに(同図6(e))、目標スロッ
トル開度TRT及び目標排気還流バルブ開度EGRも各
々、前記タイミングt1の直前の開度に戻される。その
後、空燃比A/Fの値は、吸入空気量(吸気圧PM)に
対応したかたちでリッチスパイク処理が実行される前の
値に戻る(同図6(i))。
At this timing t4, the final fuel injection amount QINJ is changed from the injection amount qinj to the basic fuel injection amount Qb.
The fuel injection amount is further reduced to se and returned to the injection amount immediately before the timing t1 (FIG. 6 (e)), and the target throttle opening TRT and the target exhaust gas recirculation valve opening EGR are each immediately before the timing t1. It is returned to the opening. Thereafter, the value of the air-fuel ratio A / F returns to the value before the execution of the rich spike processing in a form corresponding to the intake air amount (intake pressure PM) (FIG. 6 (i)).

【0075】以上詳述したように、本実施の形態によれ
ば、以下に示す効果が得られるようになる。 (1)リッチスパイク処理によって、燃焼形態を成層燃
焼から均質リッチ燃焼に切り換える際、空燃比A/F
は、吸入空気量の変化に影響されることなく噴射量QIN
Jのみに依存してリーン領域からリッチ領域に素早く移
行するようになる。すなわち、同空燃比A/Fはそのス
トイキ近傍を短時間に通過できることとなる。その結
果、空燃比がストイキ近傍を通過する際に同NOx触媒
24からNOxが浄化されずに放出されるということも
好適に抑制され、NOxエミッションの悪化を抑制でき
る。
As described in detail above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. (1) When the combustion mode is switched from stratified combustion to homogeneous rich combustion by the rich spike processing, the air-fuel ratio A / F
Is the injection quantity QIN without being affected by changes in the intake air quantity.
The transition from the lean region to the rich region depends on J alone. That is, the air-fuel ratio A / F can pass in the vicinity of the stoichiometric air in a short time. As a result, when the air-fuel ratio passes near the stoichiometric ratio, it is also possible to preferably suppress the NOx from being released from the NOx catalyst 24 without being purified, and to suppress the deterioration of the NOx emission.

【0076】(2)リッチスパイク処理の実行に際し
て、機関トルクが一定に保持されるように燃焼形態を切
り換えているため、リッチスパイク処理に伴なう運転上
のショックも好適に抑制される。
(2) During execution of the rich spike processing, the combustion mode is switched so that the engine torque is kept constant, so that the operational shock accompanying the rich spike processing is also suitably suppressed.

【0077】(3)本実施の形態によれば、過渡時成層
燃焼を継続する所定期間τ1は上記吸気圧PMの変化時
間Δτよりも長い期間として設定されるとともに、最終
燃料噴射量QINJの変化に伴う機関燃焼状態の安定性を
確保できる時間として設定される。そのため、燃焼形態
を成層燃焼から均質リッチ燃焼に切り換える際、吸入空
気量の変化が空燃比A/Fの変化におよぼす影響を確実
になくし、上記(1)の効果をより確実なものとすると
ともに、リッチスパイク処理に伴う機関燃焼状態への影
響をより低減させることができるようになる。
(3) According to the present embodiment, the predetermined period τ1 during which the stratified combustion during the transition period is continued is set as a period longer than the change time Δτ of the intake pressure PM, and the change in the final fuel injection amount QINJ is changed. Is set as a time during which the stability of the engine combustion state associated with the above can be secured. Therefore, when the combustion mode is switched from stratified combustion to homogeneous rich combustion, the effect of the change in the intake air amount on the change in the air-fuel ratio A / F is reliably eliminated, and the effect of the above (1) is further ensured. In addition, the effect of the rich spike processing on the engine combustion state can be further reduced.

【0078】なお、上記実施の形態は、例えば以下のよ
うに変更することもできる。 ・上記実施の形態においては、燃焼モード指示値fmo
deの切り換え(「0」→「2」→「11」→「2」→
「0」)に際し、触媒カウンタCNT1及びfmode
カウンタCNT2を使用しその所定カウント数に基づい
て行う例を示したが、これら燃焼モード指示値fmod
eの切り換え態様は、これらカウンタを使用したものに
限られない。例えば、排気中のNOx濃度を検出し、そ
の検出結果に基づいて同fmodeの切り換えを行うよ
うにしてもよい。
The above embodiment can be modified, for example, as follows. In the above embodiment, the combustion mode instruction value fmo
de switching ("0" → "2" → "11" → "2" →
"0"), the catalyst counter CNT1 and fmode
Although the example in which the counter CNT2 is used and the count is performed based on the predetermined count number has been described, the combustion mode instruction value fmod
The switching mode of e is not limited to those using these counters. For example, the fmode may be switched based on the detection result of the NOx concentration in the exhaust gas.

【0079】・また、上記実施の形態のようにカウンタ
を使用して上記燃焼モード指示値fmodeの切り換え
等を行う場合にあっても、そのカウンタの使用態様は、
上記実施の形態に限られない。例えば1個のカウンタを
使用して同指示値fmodeを切り換えるようにもよい
し、あるいは3個のカウンタを使用するものであっても
よい。また、先の図5に示したステップS320の判断
に係る処理を、触媒カウンタCNT1のカウント数αに
基づいて行う代わりに、例えば、別途前記タイミングt
3にて「OFF」とされるNOx吸蔵フラグ等を設定し
同フラグに基づいて行うようにしてもよい。
Also, even when the combustion mode instruction value fmode is switched using a counter as in the above embodiment, the usage of the counter is as follows.
It is not limited to the above embodiment. For example, the instruction value fmode may be switched using one counter, or three counters may be used. Also, instead of performing the processing related to the determination in step S320 shown in FIG. 5 based on the count number α of the catalyst counter CNT1, for example, the timing t
A NOx occlusion flag or the like that is set to “OFF” in 3 may be set, and the determination may be made based on the flag.

【0080】・上記実施の形態においては、目標スロッ
トル開度TRT及び目標排気還流バルブ開度EGRを上
記リッチスパイク処理の際に変更するようにしたが、目
標排気還流バルブ開度EGRの同変更は割愛するように
してもよい。
In the above-described embodiment, the target throttle opening TRT and the target exhaust gas recirculation valve opening EGR are changed during the rich spike processing. It may be omitted.

【0081】・上記実施の形態において、均質リッチ燃
焼の後に実行される過渡時成層燃焼の継続時間(実行期
間)τ3を、同均質リッチ燃焼の前に実行される過渡時
成層燃焼の実行期間τ1よりも短くするものであっても
よい。これは、先の図6に示されるように、上記実行期
間τ3には吸気圧PMの応答遅れ時間Δτは含まれない
ため、同実行期間τ3を短縮することができることによ
る。このように実行期間τ3を短縮することにより、リ
ッチスパイク処理に要する時間を短縮することができ
る。
In the above embodiment, the duration (execution period) τ3 of the transient stratified combustion executed after the homogeneous rich combustion is changed to the execution period τ1 of the transient stratified combustion executed before the homogeneous rich combustion. It may be shorter. This is because, as shown in FIG. 6, the execution period τ3 does not include the response delay time Δτ of the intake pressure PM, so that the execution period τ3 can be shortened. By thus shortening the execution period τ3, the time required for the rich spike processing can be reduced.

【0082】・上記所定数γによって定まる過渡時成層
燃焼の実行期間τ1を、燃焼形態を成層燃焼から均質リ
ッチ燃焼に切り換える際の目標スロットル開度TRTの
変化量ΔTRT(trt0map − trt11map)に応じて可変
設定するようにしてもよい。このように同変化量ΔTR
Tに応じて過渡時成層燃焼の実行期間τ1を可変とする
ことにより、例えば同変化量ΔTRTが大きい場合は同
期間τ1を長く設定し、逆に同変化量ΔTRTが小さい
場合には同期間τ1を短く設定することにより、リッチ
スパイク処理に伴う機関燃焼状態への影響をさらに好適
に低減させることができるようになるとともに、リッチ
スパイク処理に要する時間も最適化できるようになる。
The execution period τ1 of the transitional stratified combustion determined by the predetermined number γ is determined according to the change amount ΔTRT (trt0map-trt11map) of the target throttle opening TRT when the combustion mode is switched from the stratified combustion to the homogeneous rich combustion. You may make it variably set. Thus, the same variation ΔTR
By making the execution period τ1 of the stratified combustion during transition variable according to T, for example, if the same change ΔTRT is large, the period τ1 is set long, and if the same change ΔTRT is small, the period τ1 is changed. By setting to be short, it is possible to more suitably reduce the influence of the rich spike processing on the engine combustion state, and it is also possible to optimize the time required for the rich spike processing.

【0083】・上記実施の形態においては、均質リッチ
燃焼が終了してからの後処理において、過渡時成層燃焼
(fmode「2」)を介して成層燃焼に切り換えるよ
うにしたが、同過渡時成層燃焼(fmode「2」)を
介さずにいきなり成層燃焼に切り換えるようにしてもよ
い。
In the above embodiment, in the post-processing after the completion of the homogeneous rich combustion, the stratified combustion is switched to the stratified combustion via the transient stratified combustion (fmode “2”). It is also possible to switch to stratified combustion immediately without going through combustion (fmode "2").

【0084】・上記実施の形態においては、上記過渡時
成層燃焼の実行期間τ1を、吸気圧PMの応答遅れ時間
Δτより長い期間となるように設定するようにしたが、
これに限られない。例えば、同実行期間τ1を同応答遅
れ時間Δτと同一あるいは短い期間としてもよい。
In the above embodiment, the execution period τ1 of the transient stratified combustion is set to be longer than the response delay time Δτ of the intake pressure PM.
Not limited to this. For example, the execution period τ1 may be equal to or shorter than the response delay time Δτ.

【0085】・上記実施の形態においては、通常の燃焼
形態として成層燃焼及び均質ストイキ燃焼が選択される
エンジン10に本発明の燃焼制御装置を適用するように
したが、例えば、さらに弱成層燃焼(圧縮行程噴射と吸
気行程噴射を併用して成層強度を成層燃焼より弱めたも
の)あるいは均質リーン燃焼といった燃焼形態が選択さ
れるエンジンにも同様にして適用することができる。
In the above-described embodiment, the combustion control device of the present invention is applied to the engine 10 in which stratified charge combustion and homogeneous stoichiometric combustion are selected as normal combustion modes. The present invention can be similarly applied to an engine in which a combustion mode such as stratification intensity is made weaker than stratification combustion by using both compression stroke injection and intake stroke injection) or homogeneous lean combustion is selected.

【0086】最後に、上述した実施の形態から把握でき
る請求項以外の技術的思想について、以下にそれらの効
果とともに記載する。 (1)請求項2に記載の内燃機関の燃焼制御装置におい
て、前記切換手段は、前記実行期間を、前記燃焼形態を
成層燃焼から均質リッチ燃焼へと切り換える際の前記ス
ロットル開度の設定値の変化量に応じで可変設定するこ
とを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。同構成によれ
ば、例えば前記スロットル開度の設定値の変化量が大き
い場合は前記実行期間を長く設定し、逆に同変化量が小
さい場合には同期間を短く設定するようにして、リッチ
スパイク処理に伴う機関燃焼状態への影響をさらに好適
に低減させることができるようになるとともに、リッチ
スパイク処理に要する時間も最適化できるようになる。
Finally, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above-described embodiment will be described below together with their effects. (1) In the combustion control device for an internal combustion engine according to claim 2, the switching means sets the throttle opening degree when the execution period is switched from stratified combustion to homogeneous rich combustion. A combustion control device for an internal combustion engine, which is variably set according to a change amount. According to the configuration, for example, when the amount of change in the set value of the throttle opening is large, the execution period is set long, and conversely, when the amount of change is small, the period of synchronization is set short. The effect of the spike processing on the combustion state of the engine can be further reduced, and the time required for the rich spike processing can be optimized.

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

【図1】この発明にかかる内燃機関の燃焼制御装置をエ
ンジンの燃焼制御装置に適用した一実施の形態について
その構成を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an embodiment in which a combustion control device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a combustion control device for an engine.

【図2】基本燃料噴射量を算出する際に参照されるマッ
プの構造を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing a structure of a map referred to when calculating a basic fuel injection amount.

【図3】燃焼方式を切り換える際に参照されるマップの
構造を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing the structure of a map referred to when switching the combustion mode.

【図4】リッチスパイク制御の処理手順を示すフローチ
ャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure of rich spike control.

【図5】リッチスパイク制御の処理手順を示すフローチ
ャート。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a processing procedure of rich spike control.

【図6】リッチスパイク制御の時間的推移の一例を示す
タイミングチャート。
FIG. 6 is a timing chart showing an example of a temporal transition of rich spike control.

【図7】スロットルバルブ開度の変化に係る空燃比の時
間的推移を示すタイミングチャート。
FIG. 7 is a timing chart showing a temporal transition of an air-fuel ratio according to a change in a throttle valve opening;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…エンジン、11…シリンダブロック、12…シリ
ンダヘッド、13…ピストン、14…クランクシャフ
ト、15…シリンダ、16…コネクティングロッド、1
7…燃焼室、18…吸気ポート、19…排気ポート、2
0…吸気管、21…排気管、22…サージタンク、24
…NOx 触媒、26…点火プラグ、30,31…カムシ
ャフト、34…スロットルバルブ、42…EGR通路、
43…EGRバルブ、43a…ステップモータ、46…
アクセルペダル、50…インジェクタ、53…点火コイ
ル、54…スロットルモータ、60…ECU、61…メ
モリ、64…アクセルセンサ、65…クランクセンサ、
66…カムセンサ、67…吸気圧センサ。
10 engine, 11 cylinder block, 12 cylinder head, 13 piston, 14 crankshaft, 15 cylinder, 16 connecting rod, 1
7: combustion chamber, 18: intake port, 19: exhaust port, 2
0: intake pipe, 21: exhaust pipe, 22: surge tank, 24
... NOx catalyst, 26 ... Spark plug, 30, 31 ... Cam shaft, 34 ... Throttle valve, 42 ... EGR passage,
43 EGR valve, 43a Step motor, 46
Accelerator pedal, 50 injector, 53 ignition coil, 54 throttle motor, 60 ECU, 61 memory, 64 accelerator sensor, 65 crank sensor,
66: cam sensor, 67: intake pressure sensor.

───────────────────────────────────────────────────── 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 41/04 335 F02D 41/04 335B 43/00 301 43/00 301H 301J 301K 45/00 312 45/00 312A Fターム(参考) 3G065 CA12 CA13 DA05 FA04 FA12 GA01 GA10 GA41 GA46 KA36 3G084 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA20 DA10 DA11 EA11 EB08 EB12 EB24 EC02 EC03 FA10 FA11 FA33 FA37 FA38 3G301 HA04 HA13 HA16 JA04 JA12 JA25 LA03 LB04 LC03 MA01 MA11 MA19 NA08 NC02 NC08 ND01 NE01 NE13 NE23 PA07Z PA11A PA11Z PA12Z PD15A PE01Z PE03Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/04 335 F02D 41/04 335B 43/00 301 43/00 301H 301J 301K 45/00 312 45/00 312A F-term (reference) 3G065 CA12 CA13 DA05 FA04 FA12 GA01 GA10 GA41 GA46 KA36 3G084 AA04 BA05 BA09 BA13 BA15 BA20 DA10 DA11 EA11 EB08 EB12 EB24 EC02 EC03 FA10 FA11 FA33 FA37 FA38 3G301 HA04 HA13 MA03 MA04 JA03 MA04 NA08 NC02 NC08 ND01 NE01 NE13 NE23 PA07Z PA11A PA11Z PA12Z PD15A PE01Z PE03Z PF03Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料噴射形態を圧縮行程中に燃料を気筒内
に直接噴射する形態として成層燃焼を実行するとともに
前記燃料噴射形態を吸気行程中に燃料を噴射する形態と
して均質リッチ燃焼を実行する内燃機関の燃焼制御装置
において、 機関トルクが一定となるように成層燃焼から均質リッチ
燃焼へと切り換えるに際し、燃料噴射形態を変更せずに
スロットル開度を均質リッチ燃焼時に要求される開度に
設定し燃料噴射量を該設定されるスロットル開度に応じ
て制御する燃焼形態を一旦実行した後、燃料噴射形態を
変更し燃焼形態を均質リッチ燃焼へと切り換える切換手
段を備えることを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。
1. A stratified charge combustion is executed as a form of directly injecting fuel into a cylinder during a compression stroke, and a homogeneous rich combustion is executed as a form of injecting fuel during an intake stroke. In a combustion control device for an internal combustion engine, when switching from stratified combustion to homogeneous rich combustion so that engine torque is constant, the throttle opening is set to the opening required for homogeneous rich combustion without changing the fuel injection mode An internal combustion engine having a switching means for temporarily executing a combustion mode for controlling the fuel injection amount in accordance with the set throttle opening, and then changing the fuel injection mode and switching the combustion mode to homogeneous rich combustion. Engine combustion control device.
【請求項2】請求項1に記載の内燃機関の燃焼制御装置
において、 前記切換手段は、前記燃料噴射形態を変更せずにスロッ
トル開度を均質リッチ燃焼時に要求される開度に設定し
燃料噴射量を該設定されるスロットル開度に応じて制御
する燃焼形態の実行期間を、前記スロットル開度の設定
に伴う機関の吸入空気量変化の応答遅れ期間より長い期
間に設定することを特徴とする内燃機関の燃焼制御装
置。
2. A combustion control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said switching means sets a throttle opening to an opening required for homogeneous rich combustion without changing said fuel injection mode. The execution period of the combustion mode in which the injection amount is controlled in accordance with the set throttle opening is set to a period longer than a response delay period of a change in intake air amount of the engine accompanying the setting of the throttle opening. Control device for an internal combustion engine.
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