JP2001227399A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine

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JP2001227399A
JP2001227399A JP2000046743A JP2000046743A JP2001227399A JP 2001227399 A JP2001227399 A JP 2001227399A JP 2000046743 A JP2000046743 A JP 2000046743A JP 2000046743 A JP2000046743 A JP 2000046743A JP 2001227399 A JP2001227399 A JP 2001227399A
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JP
Japan
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torque
amount
combustion mode
fuel
air
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Application number
JP2000046743A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiraki Matsumoto
平樹 松本
Mamoru Mabuchi
衛 馬渕
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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    • Y02T10/46

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress torque fluctuations in changeover of a combustion mode of a cylinder injection engine. SOLUTION: To suppress torque fluctuations generated by changes in control parameters (throttle opening, EGR quantity, etc.), adjusted for holding the stable combustion state before/after the changeover of the combustion mode, a request illustration torque is corrected by the torque efficiency (air-fuel ration efficiency and ignition timing efficiency) in the homogenous combustion mode so that a target air quantity set according to the request illustration torque is corrected. In the stratified charge combustion mode, the request illustration torque is corrected by the torque efficiency (air-fuel ratio efficiency) so that a target air quantity set according to the request illustration torque is corrected. In the stratified charge combustion mode, the torque fluctuation may be suppressed by the correction of the ignition timing besides the correction of the target quantity.

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、運転者の意に反し
たトルク変動を抑制する機能を備えた内燃機関の運転を
制御する内燃機関の制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control apparatus for an internal combustion engine for controlling the operation of an internal combustion engine having a function of suppressing a torque fluctuation contrary to a driver's intention.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、低燃費、低排気エミッション、高
出力の特長を兼ね備えた筒内噴射式エンジン(直噴式エ
ンジン)の需要が急増している。この筒内噴射式エンジ
ンは、低負荷時には、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直
接噴射して成層混合気を形成して成層燃焼させることで
燃費を向上させ、一方、高負荷時には、燃料噴射量を増
量して吸気行程で筒内に直接噴射して均質混合気を形成
して均質燃焼させることで、エンジン出力を高めるよう
にしている。この筒内噴射式エンジンでは、燃焼モード
切換前後に、安定な燃焼状態を維持するために、スロッ
トル開度や排気環流量(EGR量)を調整するようにし
ている。しかし、燃焼モードを切り換える際に、スロッ
トル開度やEGRバルブ開度を調整すると、その影響
で、筒内の空燃比やポンピング損失トルクが変化して、
エンジンの軸トルクが変動してしまい、軸トルクの段差
(トルクショック)が生じてしまう。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for an in-cylinder injection type engine (direct injection type engine) having features of low fuel consumption, low exhaust emission, and high output has been rapidly increasing. At the time of low load, this in-cylinder injection engine improves fuel efficiency by directly injecting a small amount of fuel into the cylinder in a compression stroke to form a stratified mixture and perform stratified combustion. The engine output is increased by increasing the injection amount and injecting directly into the cylinder during the intake stroke to form a homogeneous mixture and perform homogeneous combustion. In this in-cylinder injection engine, the throttle opening and the exhaust ring flow rate (EGR amount) are adjusted before and after switching the combustion mode to maintain a stable combustion state. However, if the throttle opening and the EGR valve opening are adjusted when switching the combustion mode, the air-fuel ratio in the cylinder and the pumping loss torque change due to the effect.
The shaft torque of the engine fluctuates, causing a step (torque shock) in the shaft torque.

【0003】そこで、特開平11−22517号公報で
は、成層燃焼モード(圧縮行程噴射モード)から均質燃
焼モード(吸気行程噴射モード)に切り換える際に、空
燃比を補正することで、燃焼モード切換時の軸トルクの
段差を低減するようにしている。
Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-22517, when switching from the stratified combustion mode (compression stroke injection mode) to the homogeneous combustion mode (intake stroke injection mode), the air-fuel ratio is corrected to change the combustion mode. The step of the shaft torque is reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、燃焼モード切
換時に、燃焼を安定な状態に維持しながら燃焼モードを
切り換えるためには、空燃比を常に適正な値に維持しな
がら切り換える必要がある。従って、上記公報のよう
に、燃焼モード切換時に、トルク変動抑制のために空燃
比を補正すると、空燃比が適正値からずれてしまい、燃
焼状態が不安定になるおそれがある。
However, in order to switch the combustion mode while maintaining the combustion in a stable state at the time of switching the combustion mode, it is necessary to switch while always maintaining the air-fuel ratio at an appropriate value. Therefore, as described in the above publication, if the air-fuel ratio is corrected to suppress the torque fluctuation when switching the combustion mode, the air-fuel ratio may deviate from an appropriate value, and the combustion state may become unstable.

【0005】また、リーンバーンエンジンでは、低負荷
域でリーン運転し、高負荷域で空燃比をストイキ又はリ
ッチに切り換えて運転するため、リーン運転とストイキ
・リッチ運転との切換時にも、トルク変動が生じる。ま
た、NOx吸蔵還元型のリーンNOx触媒を搭載したリ
ーンバーンエンジンでは、リーン運転時に排気中のNO
xを吸蔵し、ストイキ・リッチ運転時にそれまでに吸蔵
したNOxを還元浄化するため、リーン運転中に間欠的
にストイキ・リッチ運転に切り換える必要があり、この
場合も、トルク変動が生じる。また、通常の吸気ポート
噴射式エンジンでも、例えば触媒暖機制御(点火遅角制
御)と通常制御とを切り換える時に、トルク変動が生じ
る。
Further, in the lean burn engine, since the lean operation is performed in a low load region and the air-fuel ratio is switched to stoichiometric or rich in a high load region, the torque fluctuation is caused even when switching between lean operation and stoichiometric rich operation. Occurs. Further, in a lean burn engine equipped with a NOx storage reduction type lean NOx catalyst, NO
It is necessary to intermittently switch to the stoichiometric rich operation during the lean operation in order to occlude x and reduce and purify the NOx occluded during the stoichiometric rich operation. In this case also, torque fluctuation occurs. Further, even in a normal intake port injection type engine, for example, when switching between catalyst warm-up control (ignition retard control) and normal control, torque fluctuation occurs.

【0006】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、トルク変動原因とな
る制御パラメータが調整された時でも、燃焼安定性を維
持しながらトルク変動を抑制することができ、ドライバ
ビリティを向上することができる内燃機関の制御装置を
提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and therefore has as its object to suppress torque fluctuation while maintaining combustion stability even when a control parameter causing torque fluctuation is adjusted. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can improve drivability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の内燃機関の制御装置は、内燃機
関の運転状態に基づいてトルク変動原因となる制御パラ
メータが調整された時に、トルク変動抑制手段は、該制
御パラメータの調整量によるトルク変動量を当該調整に
関与しなかった制御パラメータの変化量に換算し、その
変化量分だけ当該制御パラメータを変化させることでト
ルク変動を抑制するようにしたものである。例えば、安
定な燃焼状態を維持するために、スロットル開度や排気
環流量(EGR量)が調整された時に、その開度調整量
によるトルク変動量を当該調整に関与しなかった制御パ
ラメータ(例えば燃料量、点火時期等)の変化量に換算
し、その変化量分だけ当該制御パラメータを変化させる
ことでトルク変動を抑制する。このようにすれば、トル
ク変動原因となる制御パラメータが調整された時でも、
燃焼安定性を維持しながらトルク変動を抑制することが
でき、ドライバビリティを向上することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for an internal combustion engine, wherein a control parameter causing a torque fluctuation is adjusted based on an operation state of the internal combustion engine. Sometimes, the torque fluctuation suppressing means converts the amount of torque fluctuation due to the adjustment amount of the control parameter into the amount of change of the control parameter not involved in the adjustment, and changes the control parameter by the amount of the change, thereby changing the torque fluctuation. Is suppressed. For example, when the throttle opening and the exhaust gas flow rate (EGR amount) are adjusted in order to maintain a stable combustion state, the amount of torque variation due to the opening adjustment amount is not controlled by a control parameter (for example, (Amount of fuel, ignition timing, etc.), and the control parameter is changed by the amount of change to suppress torque fluctuation. In this way, even when the control parameter that causes the torque fluctuation is adjusted,
Torque fluctuation can be suppressed while maintaining combustion stability, and drivability can be improved.

【0008】本発明は、リーンバーンエンジン、吸気ポ
ート噴射式エンジン、筒内噴射式エンジンのいずれにも
適用可能である。本発明を筒内噴射式エンジンに適用す
る場合には、請求項2のように、燃焼モード切換前後に
安定な燃焼状態を維持するために調整される制御パラメ
ータの変化により生じるトルク変動を、成層燃焼モード
では燃料量の補正によって抑制し、均質燃焼モードでは
空気量の補正及び/又は点火時期の補正によって抑制す
るようにすると良い。つまり、成層燃焼モードでは、エ
ンジン出力の制御を燃料量で行うため、成層燃焼モード
への切換直後又は均質燃焼モードへの切換直前に生じる
トルク変動は、燃料量の補正によって効果的に抑えるこ
とができる。また、均質燃焼モードでは、吸気ポート噴
射式エンジンと同じく、エンジン出力の制御を空気量で
行うため、均質燃焼モードへの切換直後又は成層燃焼モ
ードへの切換直前に生じるトルク変動は、空気量の補正
によって抑えることができる。更に、均質燃焼モードで
は、安定燃焼可能な点火時期の範囲が比較的広いため、
点火時期の補正によってもトルク変動を抑えることがで
きる。点火時期の補正は、空気量の補正と比べてトルク
補正の応答性が良いため、空気量の補正では、トルク補
正が間に合わない場合には、点火時期の補正を行えば、
トルク変動を応答性良く抑えることができる。
The present invention is applicable to any of a lean burn engine, an intake port injection engine, and a direct injection engine. When the present invention is applied to a direct injection engine, a torque fluctuation caused by a change in a control parameter adjusted to maintain a stable combustion state before and after the combustion mode switching is stratified. In the combustion mode, suppression is performed by correcting the fuel amount, and in the homogeneous combustion mode, suppression is performed by correcting the air amount and / or the ignition timing. That is, in the stratified combustion mode, since the engine output is controlled by the fuel amount, the torque fluctuation that occurs immediately after switching to the stratified combustion mode or immediately before switching to the homogeneous combustion mode can be effectively suppressed by correcting the fuel amount. it can. In addition, in the homogeneous combustion mode, as in the case of the intake port injection engine, the engine output is controlled by the amount of air, so that the torque fluctuation that occurs immediately after switching to the homogeneous combustion mode or immediately before switching to the stratified combustion mode is caused by the variation of the air amount. It can be suppressed by correction. Furthermore, in the homogeneous combustion mode, since the range of ignition timing at which stable combustion can be performed is relatively wide,
The torque fluctuation can also be suppressed by correcting the ignition timing. Since the correction of the ignition timing has a better response of the torque correction than the correction of the air amount, in the correction of the air amount, if the torque correction is not in time, if the correction of the ignition timing is performed,
Torque fluctuation can be suppressed with good responsiveness.

【0009】この場合、請求項3のように、成層燃焼モ
ードでは、要求トルクを燃料量に変換する際に要求トル
クを補正することで燃料量を補正し、均質燃焼モードで
は、要求トルクを空気量に変換する際に要求トルクを補
正することで空気量を補正するようにしても良い。この
ようにしても、請求項2と全く同じ効果を得ることがで
きる。
In this case, in the stratified combustion mode, the fuel amount is corrected by correcting the required torque when the required torque is converted into the fuel amount, and in the homogeneous combustion mode, the required torque is converted to the air. The air amount may be corrected by correcting the required torque when converting the air amount. Even in this case, the same effect as that of the second aspect can be obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明を筒内噴射式エンジ
ンに適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。ま
ず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構
成を説明する。筒内噴射式内燃機関である筒内噴射式エ
ンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ
(図示せず)が設けられ、このエアクリーナの下流側に
は、吸入空気量を検出するエアーフローメータ13が設
けられている。このエアーフローメータ13の下流側に
は、DCモータ等のモータ14によって開度調節される
スロットルバルブ15が設けられている。このモータ1
4がエンジン電子制御回路(以下「ECU」と表記す
る)16からの出力信号に基づいて駆動されることで、
スロットルバルブ15の開度(スロットル開度)が制御
され、そのスロットル開度に応じて各気筒ヘの吸入空気
量(筒内空気量)が調節される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a direct injection engine will be described below with reference to the drawings. First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An air cleaner (not shown) is provided at the most upstream portion of the intake pipe 12 of the direct injection engine 11 which is a direct injection internal combustion engine, and an air for detecting an intake air amount is provided downstream of the air cleaner. A flow meter 13 is provided. A throttle valve 15 whose opening is adjusted by a motor 14 such as a DC motor is provided downstream of the air flow meter 13. This motor 1
4 is driven based on an output signal from an engine electronic control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 16,
The opening of the throttle valve 15 (throttle opening) is controlled, and the amount of intake air to each cylinder (in-cylinder air amount) is adjusted according to the throttle opening.

【0011】このスロットルバルブ15の下流側にはサ
ージタンク17が設けられ、このサージタンク17に、
吸気圧Pmを検出する吸気圧センサ18が取り付けられ
ている。サージタンク17には、エンジン11の各気筒
に空気を導入する吸気マニホールド19が接続され、各
気筒の吸気マニホールド19内には、エンジン11の筒
内のスワール流を制御するためのスワールコントロール
バルブ20が設けられている。
A surge tank 17 is provided downstream of the throttle valve 15.
An intake pressure sensor 18 for detecting the intake pressure Pm is attached. An intake manifold 19 for introducing air into each cylinder of the engine 11 is connected to the surge tank 17. A swirl control valve 20 for controlling a swirl flow in the cylinder of the engine 11 is provided in the intake manifold 19 of each cylinder. Is provided.

【0012】エンジン11の各気筒の上部には、燃料を
筒内に直接噴射する燃料噴射弁21が取り付けられ、燃
料タンク22内の燃料が燃料ポンプ23によって高圧に
加圧されて各気筒の燃料噴射弁21に供給され、その燃
料の圧力(燃圧)が燃圧センサ24によって検出され
る。エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点
火プラグ25が取り付けられ、各点火プラグ25の火花
放電によって筒内の混合気に点火される。
A fuel injection valve 21 for directly injecting fuel into the cylinder is mounted on an upper portion of each cylinder of the engine 11, and the fuel in a fuel tank 22 is pressurized to a high pressure by a fuel pump 23 to thereby increase the fuel in each cylinder. The fuel is supplied to the injection valve 21 and the fuel pressure (fuel pressure) is detected by the fuel pressure sensor 24. An ignition plug 25 is attached to a cylinder head of the engine 11 for each cylinder, and the mixture in the cylinder is ignited by spark discharge of each ignition plug 25.

【0013】エンジン11の吸気バルブ26と排気バル
ブ27は、それぞれカム軸28,29によって駆動さ
れ、吸気側のカム軸28には、運転状態に応じて吸気バ
ルブ26の開閉タイミングを可変する油圧式の可変バル
ブタイミング機構30が設けられている。この可変バル
ブタイミング機構30を駆動する油圧は、油圧制御弁3
1によって制御される。エンジン11の各気筒のピスト
ン32の往復運動によってクランク軸33が回転駆動さ
れ、このクランク軸33の回転トルクによって外部負荷
34(エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、パワー
ステアリングのポンプ等)と車両駆動系が駆動される。
エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出
する水温センサ35が取り付けられている。
An intake valve 26 and an exhaust valve 27 of the engine 11 are driven by camshafts 28 and 29, respectively, and a camshaft 28 on the intake side is provided with a hydraulic type for changing the opening / closing timing of the intake valve 26 in accordance with the operation state. The variable valve timing mechanism 30 is provided. The hydraulic pressure for driving the variable valve timing mechanism 30 is controlled by the hydraulic control valve 3
1 is controlled. The reciprocating motion of the piston 32 of each cylinder of the engine 11 drives the crankshaft 33 to rotate, and the torque of the crankshaft 33 drives the external load 34 (compressor, alternator, pump for power steering, etc.) and the vehicle drive system. Is done.
A water temperature sensor 35 for detecting a cooling water temperature is attached to a cylinder block of the engine 11.

【0014】一方、エンジン11の排気管36には、排
ガスを浄化する三元触媒等の触媒37が設けられ、この
触媒37の上流側に排ガスの空燃比を検出する空燃比セ
ンサ38が設けられている。排気管36のうちの空燃比
センサ38の上流側とサージタンク17との間には、排
ガスの一部を吸気側に環流させるためのEGR配管39
が接続され、このEGR配管39の途中に排ガス環流量
(EGR量)を制御するEGRバルブ40が設けられて
いる。
On the other hand, a catalyst 37 such as a three-way catalyst for purifying exhaust gas is provided in an exhaust pipe 36 of the engine 11, and an air-fuel ratio sensor 38 for detecting an air-fuel ratio of exhaust gas is provided upstream of the catalyst 37. ing. An EGR pipe 39 for recirculating a part of the exhaust gas to the intake side is provided between the upstream side of the air-fuel ratio sensor 38 of the exhaust pipe 36 and the surge tank 17.
An EGR valve 40 for controlling the exhaust gas flow rate (EGR amount) is provided in the middle of the EGR pipe 39.

【0015】エンジン運転状態を制御するECU16
は、マイクロコンピュータを主体として構成され、その
ROM(記憶媒体)に記憶されたトルクディマンド制御
プログラムを実行することで、図2に示す要求図示トル
ク演算手段51、燃焼モード切換手段52、均質燃焼モ
ード制御手段53、成層燃焼モード制御手段54、目標
空燃比設定手段55の各機能を実現する。以下、これら
各機能について具体的に説明する。
ECU 16 for controlling the operating state of the engine
Is mainly composed of a microcomputer, and executes a torque demand control program stored in a ROM (storage medium) of the microcomputer, whereby a required illustrated torque calculating means 51, a combustion mode switching means 52, a homogeneous combustion mode The functions of the control means 53, the stratified combustion mode control means 54, and the target air-fuel ratio setting means 55 are realized. Hereinafter, each of these functions will be specifically described.

【0016】要求図示トルク演算手段51は、アクセル
ペダルの開度(アクセル開度)を検出するアクセルセン
サ41(図1参照)の出力等に基づいて要求図示トルク
を算出する。ここで、要求図示トルクは、図示トルクの
要求値(目標値)であり、図示トルクは、エンジン11
の燃焼によって発生するトルク、つまりエンジン11の
内部損失トルクや外部負荷トルク(補機類の負荷)を含
めたトルクである。従って、図示トルクから内部損失ト
ルクや外部負荷トルクを差し引いたトルクは、クランク
軸33から取り出される軸トルク(正味トルク)とな
り、この軸トルクによって車両駆動系が駆動される。
The required indicated torque calculating means 51 calculates the required indicated torque based on the output of an accelerator sensor 41 (see FIG. 1) for detecting the opening of the accelerator pedal (accelerator opening). Here, the required indicated torque is a required value (target value) of the indicated torque, and the indicated torque is the engine 11
, Ie, torque including internal loss torque of the engine 11 and external load torque (load of accessories). Therefore, the torque obtained by subtracting the internal loss torque and the external load torque from the indicated torque becomes the shaft torque (net torque) extracted from the crankshaft 33, and the vehicle drive system is driven by the shaft torque.

【0017】要求図示トルク演算手段51は、アクセル
センサ41の出力(アクセル開度)、エンジン回転速度
Ne、車速等に基づいて要求軸トルクを算出し、この要
求軸トルクに後述する各種の損失トルクを加算し、更
に、このトルクからアイドルスピードコントロール(I
SC制御)によるトルク増減分を補正して要求図示トル
クを求める。ここで、要求軸トルクに加算する内部損失
トルクは、機械摩擦損失とポンピング損失であり、機械
摩擦損失は、エンジン回転速度Neと冷却水温THWと
に基づいてマップ又は数式によって算出され、ポンピン
グ損失は、エンジン回転速度Neと吸気圧Pmとに基づ
いてマップ又は数式によって算出される。また、要求軸
トルクに加算する外部負荷トルクは、エンジン11の動
力で駆動される補機類(エアコンのコンプレッサ、オル
タネータ、パワーステアリングのポンプ等)の負荷トル
クであり、エアコン信号、オルタネータのフィールド電
流等に応じて設定される。
The required indicated torque calculating means 51 calculates a required shaft torque based on the output (accelerator opening) of the accelerator sensor 41, the engine rotation speed Ne, the vehicle speed, and the like. , And the idle speed control (I
The required indicated torque is obtained by correcting the increase or decrease of the torque by the SC control). Here, the internal loss torque to be added to the required shaft torque is a mechanical friction loss and a pumping loss. The mechanical friction loss is calculated by a map or a mathematical formula based on the engine rotation speed Ne and the cooling water temperature THW. Is calculated by a map or a mathematical expression based on the engine rotation speed Ne and the intake pressure Pm. The external load torque to be added to the required shaft torque is a load torque of accessories (an air conditioner compressor, an alternator, a power steering pump, etc.) driven by the power of the engine 11, and includes an air conditioner signal and an alternator field current. It is set according to the like.

【0018】更に、要求図示トルク演算手段51は、内
部損失トルクと外部負荷トルクを加算した要求軸トルク
を、アイドルスピードコントロール(ISC制御)によ
るトルク増減分を補正することで、要求図示トルクを求
める。ISC制御による補正トルク(トルク増減分)
は、目標アイドル回転速度Netargetと現在のエンジン
回転速度Neとに基づいてマップ又は数式によって算出
される。
Further, the required indicated torque calculating means 51 obtains the required indicated torque by correcting the required shaft torque obtained by adding the internal loss torque and the external load torque by a torque increase / decrease by idle speed control (ISC control). . Correction torque by ISC control (torque increase / decrease)
Is calculated by a map or a mathematical expression based on the target idle rotation speed Netarget and the current engine rotation speed Ne.

【0019】一方、目標空燃比設定手段55は、要求図
示トルク演算手段51で演算した要求図示トルクとエン
ジン回転速度Neとに基づいてマップ等により目標空燃
比(目標A/F)を設定する。この目標空燃比は、均質
燃焼モード制御手段53と成層燃焼モード制御手段54
の両方で共通して使用される。
On the other hand, the target air-fuel ratio setting means 55 sets a target air-fuel ratio (target A / F) using a map or the like based on the required indicated torque calculated by the required indicated torque calculating means 51 and the engine speed Ne. The target air-fuel ratio is determined by the homogeneous combustion mode control means 53 and the stratified combustion mode control means 54.
Used in both.

【0020】燃焼モード切換手段52は、エンジン回転
速度Neと要求図示トルクに応じてマップ等から均質燃
焼モード制御手段53と成層燃焼モード制御手段54の
いずれか一方を選択して燃焼モードを切り換える。例え
ば、低回転領域、低トルク領域では、成層燃焼モード制
御手段54が選択され、成層燃焼モードで運転される。
この成層燃焼モード運転時には、少量の燃料を圧縮行程
で筒内に直接噴射して成層混合気を形成して成層燃焼さ
せることで、燃費を向上させる。また、中・高回転領
域、中・高トルク領域では、均質燃焼モード制御手段5
3が選択され、均質燃焼モードで運転される。この均質
燃焼モード運転時には、燃料噴射量を増量して吸気行程
で筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼さ
せることで、エンジン出力や軸トルクを高める。
The combustion mode switching means 52 switches the combustion mode by selecting either the homogeneous combustion mode control means 53 or the stratified combustion mode control means 54 from a map or the like according to the engine speed Ne and the required indicated torque. For example, in the low rotation region and the low torque region, the stratified combustion mode control means 54 is selected, and the operation is performed in the stratified combustion mode.
During the stratified combustion mode operation, a small amount of fuel is directly injected into the cylinder in the compression stroke to form a stratified mixture and perform stratified combustion, thereby improving fuel efficiency. In the middle / high rotation range and the middle / high torque range, the homogeneous combustion mode control means 5
3 is selected and operated in the homogeneous combustion mode. During the homogeneous combustion mode operation, the engine output and the shaft torque are increased by increasing the fuel injection amount and injecting directly into the cylinder during the intake stroke to form a homogeneous mixture and perform homogeneous combustion.

【0021】次に、図3(a)に基づいて、均質燃焼モ
ード制御手段53の各機能を説明する。均質燃焼モード
制御手段53は、燃焼モード切換時のトルク変動を抑制
するためのトルク効率補正手段56(トルク変動抑制手
段に相当)を備え、このトルク効率補正手段56で補正
した要求図示トルクを目標空気量に変換してスロットル
開度を設定する空気優先方式のトルクディマンド制御を
行う。トルク効率補正手段56は、燃焼モード切換前後
に安定な燃焼状態を維持するために調整される制御パラ
メータ(点火時期や筒内の空燃比)の変化によりトルク
変動が生じることを考慮し、要求図示トルクを点火時期
効率(SA効率)と空燃比効率(A/F効率)とによっ
て次式により補正する。補正後の要求図示トルク=要求
図示トルク/(点火時期効率×空燃比効率)
Next, each function of the homogeneous combustion mode control means 53 will be described with reference to FIG. The homogeneous combustion mode control means 53 includes a torque efficiency correction means 56 (corresponding to a torque fluctuation suppression means) for suppressing torque fluctuation at the time of switching the combustion mode, and sets the required indicated torque corrected by the torque efficiency correction means 56 to a target torque. The air demand type torque demand control which sets the throttle opening degree by converting into the air amount is performed. The torque efficiency correction means 56 takes into account that torque fluctuations may occur due to changes in control parameters (ignition timing and in-cylinder air-fuel ratio) that are adjusted to maintain a stable combustion state before and after the combustion mode switching, and a request diagram. The torque is corrected by the following equation using ignition timing efficiency (SA efficiency) and air-fuel ratio efficiency (A / F efficiency). Required indicated torque after correction = Required indicated torque / (ignition timing efficiency × air-fuel ratio efficiency)

【0022】ここで、点火時期効率は、点火遅角量が図
示トルクに及ぼす影響を評価するための無次元パラメー
タであり、図4に示すように、点火遅角量に応じてマッ
プにより設定され、点火遅角量が0の時に図示トルクが
最大になることから、点火遅角量が0の時に点火時期効
率=1に設定される。つまり、点火時期効率は、点火遅
角量が0の時の図示トルクの大きさを「1」とし、これ
を基準にして、点火遅角量に対応する図示トルクの大き
さを相対的に表すものである。
Here, the ignition timing efficiency is a dimensionless parameter for evaluating the effect of the ignition retard amount on the indicated torque, and is set by a map according to the ignition retard amount as shown in FIG. When the ignition retard amount is 0, the indicated torque becomes maximum. Therefore, when the ignition retard amount is 0, the ignition timing efficiency is set to 1. In other words, the ignition timing efficiency represents the magnitude of the indicated torque corresponding to the ignition retard amount relative to the magnitude of the indicated torque when the ignition retard amount is 0 as “1”. Things.

【0023】また、空燃比効率は、筒内空燃比が図示ト
ルクに及ぼす影響を評価するための無次元パラメータで
あり、図5に示すように、前述の目標空燃比に応じてマ
ップにより設定される。つまり、空燃比効率は、基準空
燃比の時の図示トルクの大きさを「1」とし、これを基
準にして、目標空燃比に対応する図示トルクの大きさを
相対的に表すものである。これら点火時期効率のマップ
と空燃比効率のマップは、予め実験又はシミュレーショ
ン等によって設定され、ECU16のROMに記憶され
ている。
The air-fuel ratio efficiency is a dimensionless parameter for evaluating the effect of the in-cylinder air-fuel ratio on the indicated torque. As shown in FIG. 5, the air-fuel ratio efficiency is set by a map according to the target air-fuel ratio described above. You. In other words, the air-fuel ratio efficiency represents the magnitude of the indicated torque corresponding to the target air-fuel ratio with reference to the magnitude of the indicated torque at the reference air-fuel ratio being “1”. The map of the ignition timing efficiency and the map of the air-fuel ratio efficiency are set in advance by experiments or simulations and stored in the ROM of the ECU 16.

【0024】均質燃焼モード制御手段53は、トルク効
率補正手段56で補正した要求図示トルクとエンジン回
転速度Neに基づいて目標空気量をマップ等により算出
し、この目標空気量とエンジン回転速度Ne、目標EG
R量、内部EGR量(可変バルブタイミング機構30の
進角量)等に基づいて空気系逆モデルを用いてスロット
ル開度の指令値を算出する。ここで、空気系逆モデル
は、スロットルバルブ15から吸気ポートまでの空気の
流れを模擬した空気系モデルの入出力関係を逆に解いた
モデルである。この空気系逆モデルで算出したスロット
ル開度の指令値に応じた制御信号を電子スロットルシス
テムのモータ14に出力し、スロットルバルブ15を駆
動してスロットル開度を制御する。
The homogeneous combustion mode control means 53 calculates a target air amount from a map or the like based on the required indicated torque corrected by the torque efficiency correction means 56 and the engine rotation speed Ne, and calculates the target air amount and the engine rotation speed Ne, Target EG
A throttle opening command value is calculated using an air system reverse model based on the R amount, the internal EGR amount (the advance amount of the variable valve timing mechanism 30), and the like. Here, the air system inverse model is a model obtained by reversing the input / output relationship of the air system model simulating the flow of air from the throttle valve 15 to the intake port. A control signal corresponding to the throttle opening command value calculated by the air system inverse model is output to the motor 14 of the electronic throttle system, and the throttle valve 15 is driven to control the throttle opening.

【0025】また、均質燃焼モード制御手段53は、推
定筒内空気量(又は実空気量)を目標空燃比で割り算し
て目標燃料量を算出し、この目標燃料量に各種の補正係
数(水温補正係数、フィードバック補正係数、学習補正
係数等)を乗算して最終的な燃料噴射量を求め、この燃
料噴射量に応じたパルス幅の噴射パルスを、各気筒の吸
気行程で燃料噴射弁21に出力して燃料噴射を実行す
る。これにより、均質燃焼モード運転時には、吸気行程
で燃料を筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質
燃焼させる。
The homogeneous combustion mode control means 53 calculates a target fuel amount by dividing the estimated in-cylinder air amount (or actual air amount) by the target air-fuel ratio, and various correction coefficients (water temperature) are added to the target fuel amount. Correction coefficient, feedback correction coefficient, learning correction coefficient, etc.) to obtain a final fuel injection amount, and an injection pulse having a pulse width corresponding to the fuel injection amount is supplied to the fuel injection valve 21 in the intake stroke of each cylinder. Output and execute fuel injection. As a result, during the homogeneous combustion mode operation, the fuel is directly injected into the cylinder during the intake stroke to form a homogeneous mixture and perform homogeneous combustion.

【0026】更に、均質燃焼モード制御手段53は、運
転状態に応じて目標EGR量をマップ等により算出し、
その算出結果に応じてEGRバルブ40を駆動してEG
R量を目標EGR量に制御する。また、均質燃焼モード
制御手段53は、運転状態に応じて各気筒の点火時期を
マップ等により算出し、その点火時期に点火プラグ25
に高電圧を印加して火花放電を発生させる。この点火時
期の遅角量から前述した点火時期効率が図4のマップに
より算出される。
Further, the homogeneous combustion mode control means 53 calculates a target EGR amount from a map or the like in accordance with the operation state,
The EGR valve 40 is driven according to the calculation result to
The R amount is controlled to the target EGR amount. In addition, the homogeneous combustion mode control means 53 calculates the ignition timing of each cylinder according to the operating state using a map or the like, and stores the ignition timing in the ignition plug 25.
, A high voltage is applied to generate spark discharge. The ignition timing efficiency described above is calculated from the retard amount of the ignition timing by using the map of FIG.

【0027】次に、図3(b)に基づいて、成層燃焼モ
ード制御手段54の各機能を説明する。成層燃焼モード
制御手段54は、燃焼モード切換時のトルク変動を抑制
するためのトルク効率補正手段57(トルク変動抑制手
段に相当)を備え、このトルク効率補正手段57で補正
した要求図示トルクを目標燃料量に変換し、この目標燃
料量と目標空燃比とを乗算して目標空気量を求めてスロ
ットル開度を設定する燃料優先方式のトルクディマンド
制御を行う。トルク効率補正手段57は、燃焼モード切
換前後に安定な燃焼状態を維持するために調整される制
御パラメータ(筒内の空燃比)の変化によりトルク変動
が生じることを考慮し、要求図示トルクを空燃比効率で
割り算して要求図示トルクを補正する。 補正後の要求図示トルク=要求図示トルク/空燃比効率
Next, each function of the stratified combustion mode control means 54 will be described with reference to FIG. The stratified combustion mode control means 54 includes a torque efficiency correction means 57 (corresponding to a torque fluctuation suppression means) for suppressing a torque fluctuation at the time of switching the combustion mode, and sets the required indicated torque corrected by the torque efficiency correction means 57 to a target. The target fuel amount is converted to a fuel amount, the target air amount is multiplied by the target air-fuel ratio, the target air amount is obtained, and a fuel priority type torque demand control for setting the throttle opening is performed. The torque efficiency correction means 57 considers that a torque fluctuation occurs due to a change in a control parameter (air-fuel ratio in a cylinder) adjusted to maintain a stable combustion state before and after the combustion mode switching, and reduces the required indicated torque to an empty state. The required indicated torque is corrected by dividing by the fuel ratio efficiency. Required indicated torque after correction = Required indicated torque / Air-fuel ratio efficiency

【0028】ここで、空燃比効率の算出方法は、均質燃
焼モード制御手段53の場合と同じく、前述の目標空燃
比に応じて図5のマップにより算出する。尚、成層燃焼
モードでは、安定燃焼可能な点火時期の範囲が極めて狭
く、トルク変動の原因となるような点火時期の遅角補正
は行われないため、均質燃焼モードの場合とは異なり、
点火時期効率は考慮する必要がない。
Here, the method of calculating the air-fuel ratio efficiency is calculated by the map shown in FIG. 5 according to the above-mentioned target air-fuel ratio as in the case of the homogeneous combustion mode control means 53. Note that, in the stratified combustion mode, the range of the ignition timing at which stable combustion can be performed is extremely narrow, and the ignition timing is not corrected so as to cause torque fluctuation.
It is not necessary to consider ignition timing efficiency.

【0029】成層燃焼モード制御手段54は、トルク効
率補正手段57で補正した要求図示トルクとエンジン回
転速度Neとに基づいてマップ等により目標燃料量を算
出し、この目標燃料量に各種の補正係数(水温補正係
数、フィードバック補正係数、学習補正係数等)を乗算
して最終的な燃料噴射量を求め、この燃料噴射量に応じ
たパルス幅の噴射パルスを、各気筒の圧縮行程で燃料噴
射弁21に出力して燃料噴射を実行する。これにより、
成層燃焼モード運転時には、圧縮行程で燃料を筒内に直
接噴射して成層混合気を形成して成層燃焼させる。
The stratified combustion mode control means 54 calculates a target fuel amount by a map or the like based on the required indicated torque corrected by the torque efficiency correction means 57 and the engine speed Ne, and various correction coefficients are added to the target fuel amount. (A water temperature correction coefficient, a feedback correction coefficient, a learning correction coefficient, etc.) to obtain a final fuel injection quantity, and an injection pulse having a pulse width corresponding to the fuel injection quantity is supplied to the fuel injection valve in the compression stroke of each cylinder. 21 to execute fuel injection. This allows
During the stratified charge combustion mode operation, the fuel is directly injected into the cylinder in the compression stroke to form a stratified mixture and perform stratified charge combustion.

【0030】更に、成層燃焼モード制御手段54は、目
標燃料量とエンジン回転速度Neに応じて点火時期をマ
ップ等により算出し、その点火時期に点火プラグ25に
高電圧を印加して火花放電を発生させる。
Further, the stratified combustion mode control means 54 calculates the ignition timing according to the target fuel amount and the engine speed Ne by using a map or the like, and applies a high voltage to the ignition plug 25 at the ignition timing to generate the spark discharge. generate.

【0031】また、成層燃焼モード制御手段54は、目
標燃料量に目標空燃比を乗算して目標空気量を算出し、
この目標空気量、エンジン回転速度Ne、目標EGR
量、内部EGR量(可変バルブタイミング機構30の進
角量)等に基づいて空気系逆モデルを用いてスロットル
開度の指令値を算出し、このスロットル開度の指令値に
応じた制御信号を電子スロットルシステムのモータ14
に出力し、スロットルバルブ15を駆動してスロットル
開度を制御する。更に、目標EGR量に応じてEGRバ
ルブ40を駆動してEGR量を目標EGR量に制御す
る。
The stratified combustion mode control means 54 calculates a target air amount by multiplying the target fuel amount by the target air-fuel ratio.
The target air amount, the engine speed Ne, and the target EGR
The throttle opening command value is calculated using an air system reverse model based on the amount, the internal EGR amount (the advance amount of the variable valve timing mechanism 30), and the like, and a control signal corresponding to the throttle opening command value is calculated. Motor 14 for electronic throttle system
And the throttle valve 15 is driven to control the throttle opening. Further, the EGR valve 40 is driven according to the target EGR amount to control the EGR amount to the target EGR amount.

【0032】以上説明した筒内噴射式エンジン11のト
ルクディマンド制御は、ECU16によって図6及び図
7に示すような手順で実行される。まず、ステップ10
1で、アクセルセンサ41の出力(アクセル開度)、エ
ンジン回転速度Ne、車速等に基づいて要求軸トルクを
算出し、次のステップ102で、この要求軸トルクに内
部損失トルク(機械摩擦損失とポンピング損失)と外部
負荷トルクを加算し、更に、このトルクからISC制御
で消費されるトルク分を補正して要求図示トルクを求め
る。この後、ステップ103に進み、要求図示トルクと
エンジン回転速度Neに応じてマップ等から均質燃焼モ
ードと成層燃焼モードのいずれか一方を選択する。
The torque demand control of the in-cylinder injection type engine 11 described above is executed by the ECU 16 in a procedure as shown in FIGS. First, step 10
In step 1, the required shaft torque is calculated based on the output of the accelerator sensor 41 (accelerator opening), the engine rotation speed Ne, the vehicle speed, and the like. In the next step 102, the required shaft torque is added to the internal loss torque (mechanical friction loss and The pumping loss) and the external load torque are added, and the required indicated torque is obtained by correcting the torque consumed by the ISC control from the torque. Thereafter, the routine proceeds to step 103, where one of the homogeneous combustion mode and the stratified combustion mode is selected from a map or the like according to the required indicated torque and the engine rotation speed Ne.

【0033】均質燃焼モードで運転する場合は、ステッ
プ104からステップ105に進み、前記ステップ10
2で求めた要求図示トルクとエンジン回転速度Neに基
づいて目標空燃比をマップ等により設定すると共に、運
転状態に応じて目標EGR量をマップ等により設定す
る。この後、ステップ106に進み、前記ステップ10
2で求めた要求図示トルクを点火時期効率と空燃比効率
によって次式により補正する。 補正後の要求図示トルク=要求図示トルク/(点火時期
効率×空燃比効率)
When operating in the homogeneous combustion mode, the process proceeds from step 104 to step 105, and
The target air-fuel ratio is set on a map or the like based on the required indicated torque and the engine rotation speed Ne obtained in step 2, and the target EGR amount is set on a map or the like according to the driving state. Thereafter, the process proceeds to Step 106, and Step 10 is performed.
The required indicated torque obtained in step 2 is corrected by the following equation based on the ignition timing efficiency and the air-fuel ratio efficiency. Required indicated torque after correction = Required indicated torque / (ignition timing efficiency × air-fuel ratio efficiency)

【0034】この後、ステップ107に進み、補正後の
要求図示トルクとエンジン回転速度Neとに基づいてマ
ップ等により目標空気量を算出し、この目標空気量、エ
ンジン回転速度Ne、EGR率等に基づいて空気系逆モ
デルを用いてスロットル開度の指令値を算出する(ステ
ップ108)。その後、このスロットル開度の指令値に
応じた制御信号を電子スロットルシステムのモータ14
に出力し、スロットルバルブ15を駆動してスロットル
開度を制御する(ステップ109)。
Thereafter, the routine proceeds to step 107, where a target air amount is calculated by a map or the like based on the corrected required indicated torque and the engine rotation speed Ne, and the target air amount, the engine rotation speed Ne, the EGR rate and the like are calculated. Then, a command value of the throttle opening is calculated using an air system inverse model (step 108). Thereafter, a control signal corresponding to the command value of the throttle opening is transmitted to the motor 14 of the electronic throttle system.
To control the throttle opening by driving the throttle valve 15 (step 109).

【0035】また、均質燃焼モードの運転中は、ステッ
プ110で、運転状態に応じて点火時期をマップ等によ
り算出し、その点火時期に合わせてイグナイタ(図示せ
ず)を駆動して点火を実行する(ステップ111)。ま
た、ステップ112で、目標EGR量に応じてEGRバ
ルブ40の目標開度を算出すると共に、EGR率を推定
し(ステップ113)、このEGR率をスロットル開度
の算出に反映させる(ステップ108)。そして、ステ
ップ114で、EGRバルブ40を目標開度まで駆動し
てEGR量を目標EGR量に制御する。
During the operation in the homogeneous combustion mode, in step 110, the ignition timing is calculated from a map or the like according to the operation state, and an igniter (not shown) is driven in accordance with the ignition timing to execute ignition. (Step 111). In step 112, the target opening of the EGR valve 40 is calculated according to the target EGR amount, and the EGR rate is estimated (step 113), and this EGR rate is reflected in the calculation of the throttle opening (step 108). . Then, in step 114, the EGR valve 40 is driven to the target opening to control the EGR amount to the target EGR amount.

【0036】また、均質燃焼モードの運転中は、ステッ
プ115,116で、エアーフローメータ13の出力
(スロットル通過空気量)と吸気圧センサ18の出力
(吸気圧Pm)を読み込んで、スロットル通過空気量と
吸気圧Pmを検出する。そして、吸気圧Pmは、ステッ
プ102で要求図示トルクを演算する際に、ポンピング
損失を算出するのに用いられる。尚、ポンピング損失
は、吸気圧Pmとエンジン回転速度Neとに基づいてマ
ップ又は数式によって算出される。
During the operation in the homogeneous combustion mode, the output of the air flow meter 13 (the amount of air passing through the throttle) and the output of the intake pressure sensor 18 (the intake pressure Pm) are read in steps 115 and 116 to obtain the air passing through the throttle. The amount and the intake pressure Pm are detected. The intake pressure Pm is used to calculate a pumping loss when calculating the required indicated torque in step 102. The pumping loss is calculated by a map or a mathematical expression based on the intake pressure Pm and the engine speed Ne.

【0037】スロットル通過空気量と吸気圧Pmの検出
後に、ステップ117に進み、筒内空気量推定モデルを
用いてスロットル通過空気量、吸気圧Pm、エンジン回
転速度Neから推定筒内空気量を算出する。この後、推
定筒内空気量を目標空燃比で割り算して目標燃料量を算
出し(ステップ118)、この目標燃料量に各種の補正
係数(水温補正係数、フィードバック補正係数、学習補
正係数等)を乗算して最終的な燃料噴射量を求める(ス
テップ119)。その後、この燃料噴射量に応じたパル
ス幅の噴射パルスを、各気筒の吸気行程で燃料噴射弁2
1に出力して燃料噴射を実行する(ステップ120)。
これにより、均質燃焼モード運転時には吸気行程で燃料
を筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼さ
せる。
After the detection of the amount of air passing through the throttle and the intake pressure Pm, the routine proceeds to step 117, where the estimated in-cylinder air amount is calculated from the amount of air passing through the throttle, the intake pressure Pm, and the engine speed Ne using the in-cylinder air amount estimation model. I do. Thereafter, the target fuel amount is calculated by dividing the estimated in-cylinder air amount by the target air-fuel ratio (step 118), and various correction coefficients (water temperature correction coefficient, feedback correction coefficient, learning correction coefficient, etc.) are added to the target fuel amount. Is multiplied to obtain a final fuel injection amount (step 119). Thereafter, an injection pulse having a pulse width corresponding to the fuel injection amount is supplied to the fuel injection valve 2 during the intake stroke of each cylinder.
1 to execute fuel injection (step 120).
As a result, during the homogeneous combustion mode operation, fuel is directly injected into the cylinder during the intake stroke to form a homogeneous mixture and perform homogeneous combustion.

【0038】一方、成層燃焼モードで運転する場合は、
ステップ104から図7のステップ121に進み、前記
ステップ102で求めた要求図示トルクとエンジン回転
速度Neに基づいて目標空燃比をマップ等により設定す
ると共に、運転状態に応じて目標EGR量をマップ等に
より設定する。この後、ステップ122に進み、前記ス
テップ102で求めた要求図示トルクを空燃比効率によ
って次式により補正する。 補正後の要求図示トルク=要求図示トルク/空燃比効率
On the other hand, when operating in the stratified combustion mode,
Proceeding from step 104 to step 121 in FIG. 7, the target air-fuel ratio is set on a map or the like based on the required indicated torque and the engine rotation speed Ne obtained in step 102, and the target EGR amount is mapped on the map according to the driving state. Set by. Thereafter, the routine proceeds to step 122, where the required indicated torque obtained in step 102 is corrected by the following equation using the air-fuel ratio efficiency. Required indicated torque after correction = Required indicated torque / Air-fuel ratio efficiency

【0039】この後、ステップ123に進み、補正後の
要求図示トルクとエンジン回転速度Neとに基づいてマ
ップ等により目標燃料量を算出し、この目標燃料量に各
種の補正係数(水温補正係数、フィードバック補正係
数、学習補正係数等)を乗算して最終的な燃料噴射量を
求め(ステップ124)、この燃料噴射量に応じたパル
ス幅の噴射パルスを、各気筒の圧縮行程で燃料噴射弁2
1に出力して燃料噴射を実行する(ステップ125)。
これにより、成層燃焼モード運転時には、圧縮行程で燃
料を筒内に直接噴射して成層混合気を形成して成層燃焼
させる。
Thereafter, the routine proceeds to step 123, where a target fuel amount is calculated by a map or the like based on the required torque indicated after the correction and the engine speed Ne, and various correction coefficients (water temperature correction coefficient, (A feedback correction coefficient, a learning correction coefficient, etc.) to obtain a final fuel injection amount (step 124), and an injection pulse having a pulse width corresponding to the fuel injection amount is supplied to the fuel injection valve 2 in the compression stroke of each cylinder.
1 to execute fuel injection (step 125).
Thus, during the stratified charge combustion mode operation, the fuel is directly injected into the cylinder during the compression stroke to form a stratified mixture and perform stratified charge combustion.

【0040】更に、成層燃焼モードの運転中は、目標空
燃比と目標燃料量とを乗算して目標空気量を求め(ステ
ップ126)、この目標空気量とエンジン回転速度Ne
等に基づいて空気系逆モデルを用いてスロットル開度の
指令値を算出し(ステップ127)、このスロットル開
度の指令値に応じた制御信号を電子スロットルシステム
のモータ14に出力し、スロットルバルブ15を駆動し
てスロットル開度を制御する(ステップ128)。ま
た、ステップ129で、目標EGR量に応じてEGRバ
ルブ40の目標開度を算出すると共に、EGR率を推定
し(ステップ130)、このEGR率をスロットル開度
の算出に反映させる(ステップ127)。そして、ステ
ップ131で、EGRバルブ40を目標開度まで駆動し
てEGR量を目標EGR量に制御する。また、ステップ
132で、運転状態に応じて点火時期をマップ等により
算出し、その点火時期に合わせてイグナイタ(図示せ
ず)を駆動して点火を実行する(ステップ133)。
Further, during the operation in the stratified combustion mode, the target air amount is determined by multiplying the target air-fuel ratio and the target fuel amount (step 126), and the target air amount and the engine speed Ne are determined.
A command value for the throttle opening is calculated using an air system inverse model based on the above-mentioned parameters (step 127), and a control signal corresponding to the command value for the throttle opening is output to the motor 14 of the electronic throttle system, and the throttle valve is controlled. 15 to drive the throttle opening (step 128). Further, in step 129, the target opening of the EGR valve 40 is calculated according to the target EGR amount, and the EGR rate is estimated (step 130), and this EGR rate is reflected in the calculation of the throttle opening (step 127). . Then, in step 131, the EGR valve 40 is driven to the target opening to control the EGR amount to the target EGR amount. Further, in step 132, the ignition timing is calculated from a map or the like according to the operation state, and an igniter (not shown) is driven to perform ignition in accordance with the ignition timing (step 133).

【0041】以上説明した本実施形態の筒内噴射式エン
ジン11の制御方式によれば、燃焼モード切換前後に安
定な燃焼状態を維持するために調整される制御パラメー
タ(少なくともスロットル開度及びEGR量)の変化に
より生じるトルク変動を考慮して、成層燃焼モードでは
目標燃料量を補正し(ステップ122,123)、均質
燃焼モードでは目標空気量を補正するようにしたので
(ステップ106,107)、燃焼安定性を維持しなが
らトルク変動を抑制することができ、ドライバビリティ
を向上することができる。
According to the control method of the direct injection engine 11 of the present embodiment described above, the control parameters (at least the throttle opening and the EGR amount) adjusted to maintain a stable combustion state before and after the combustion mode switching is performed. ), The target fuel amount is corrected in the stratified combustion mode (steps 122 and 123), and the target air amount is corrected in the homogeneous combustion mode (steps 106 and 107). Torque fluctuation can be suppressed while maintaining combustion stability, and drivability can be improved.

【0042】一般に、均質燃焼モードでは、安定燃焼可
能な点火時期の範囲が比較的広いため、点火時期の補正
によってもトルク変動を抑えることができる。点火時期
の補正は、空気量の補正と比べてトルク補正の応答性が
良いため、空気量の補正では、トルク補正が間に合わな
い場合には、点火時期の補正を行えば、トルク変動を応
答性良く抑えることができる。
In general, in the homogeneous combustion mode, since the range of ignition timing at which stable combustion can be performed is relatively wide, torque fluctuation can be suppressed even by correcting the ignition timing. Since the correction of the ignition timing has better responsiveness of the torque correction than the correction of the air amount, when the correction of the air amount is not in time, if the correction of the ignition timing is performed, the responsiveness of the torque fluctuation can be reduced. Can be suppressed well.

【0043】尚、本実施形態では、ステップ106,1
22で、要求図示トルクをトルク効率(空燃比効率、点
火時期効率)で補正することで、目標空気量や目標燃料
量を補正するようにしたが、要求図示トルクをトルク効
率で補正せずに、目標空気量、目標燃料量を算出した後
に、目標空気量、目標燃料量をトルク効率に応じた割合
で補正するようにしても良い。
In this embodiment, steps 106, 1
In step 22, the required indicated torque is corrected by the torque efficiency (air-fuel ratio efficiency, ignition timing efficiency) to correct the target air amount and the target fuel amount. However, the required indicated torque is not corrected by the torque efficiency. After calculating the target air amount and the target fuel amount, the target air amount and the target fuel amount may be corrected at a rate corresponding to the torque efficiency.

【0044】また、本発明は、筒内噴射式エンジンに限
定されず、リーンバーンエンジンや吸気ポート噴射式エ
ンジンにも適用可能である。例えば、本発明をリーンバ
ーンエンジンに適用すれば、リーン運転とストイキ・リ
ッチ運転との切換時に発生するトルク変動を抑制するこ
とができる。また、本発明を吸気ポート噴射式エンジン
に適用すれば、触媒暖機制御等の点火時期遅角制御と通
常点火制御との切換時に発生するトルク変動を抑制する
ことができる。要するに、本発明は、エンジンの種類を
問わず、運転状態に基づいてトルク変動原因となる制御
パラメータが調整された時に、その調整量によるトルク
変動量を当該調整に関与しなかった制御パラメータの変
化量に換算し、その変化量分だけ当該制御パラメータを
変化させて、トルク変動を抑制するようにすれば良い。
The present invention is not limited to the direct injection engine, but is also applicable to a lean burn engine or an intake port injection engine. For example, if the present invention is applied to a lean burn engine, it is possible to suppress a torque fluctuation occurring when switching between lean operation and stoichiometric rich operation. Further, if the present invention is applied to an intake port injection engine, torque fluctuations that occur when switching between ignition timing retard control such as catalyst warm-up control and normal ignition control can be suppressed. In short, the present invention is applicable to a case where a control parameter causing a torque variation is adjusted based on an operating state regardless of the type of an engine, and the amount of torque variation due to the adjustment amount is changed by a control parameter that is not involved in the adjustment. The control parameter may be changed by an amount corresponding to the change amount to suppress the torque fluctuation.

【0045】尚、要求図示トルクを演算する際に、図2
に示された内部損失や外部負荷以外の損失・負荷を追加
したり、反対に、図2に示された内部損失や外部負荷か
ら一部の損失・負荷を無視して演算を簡略化するように
しても良い。
When calculating the required indicated torque, FIG.
In order to simplify the calculation, add a loss / load other than the internal loss and external load shown in FIG. 2 and, on the contrary, ignore some loss / load from the internal loss and external load shown in FIG. You may do it.

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

【図1】本発明の一実施形態を示す筒内噴射式エンジン
制御システム全体の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire in-cylinder injection type engine control system showing an embodiment of the present invention.

【図2】筒内噴射式エンジンのトルクディマンド制御の
概要を説明するブロック図
FIG. 2 is a block diagram illustrating an outline of torque demand control of the direct injection engine;

【図3】(a)は均質燃焼モード制御手段の機能を説明
するブロック図、(b)は成層燃焼モード制御手段の機
能を説明するブロック図
FIG. 3A is a block diagram illustrating a function of a homogeneous combustion mode control unit, and FIG. 3B is a block diagram illustrating a function of a stratified combustion mode control unit;

【図4】点火遅角量をパラメータとする点火時期効率の
マップの一例を示す図
FIG. 4 is a diagram showing an example of a map of ignition timing efficiency using an ignition retard amount as a parameter;

【図5】目標空燃比をパラメータとする空燃比効率のマ
ップの一例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing an example of an air-fuel ratio efficiency map using a target air-fuel ratio as a parameter;

【図6】筒内噴射式エンジンのトルクディマンド制御の
概要を説明するフローチャート(その1)
FIG. 6 is a flowchart illustrating an outline of torque demand control of a direct injection engine (part 1);

【図7】筒内噴射式エンジンのトルクディマンド制御の
概要を説明するフローチャート(その2)
FIG. 7 is a flowchart for explaining the outline of torque demand control of the direct injection engine (part 2);

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…筒内噴射式エンジン(筒内噴射式内燃機関)、1
2…吸気管、13…エアフローメータ、15…スロット
ルバルブ、16…ECU(トルク変動抑制手段)18…
吸気圧センサ、21…燃料噴射弁、25…点火プラグ、
33…クランク軸、34…外部負荷、36…排気管、4
0…EGRバルブ、41…アクセルセンサ、51…要求
図示トルク演算手段、52…燃焼モード切換手段、53
…均質燃焼モード制御手段、54…成層燃焼モード制御
手段、55…目標空燃比設定手段、56,57…トルク
効率補正手段(トルク変動抑制手段)。
11. In-cylinder injection engine (in-cylinder injection internal combustion engine), 1
2 ... intake pipe, 13 ... air flow meter, 15 ... throttle valve, 16 ... ECU (torque fluctuation suppressing means) 18 ...
Intake pressure sensor, 21: fuel injection valve, 25: spark plug,
33 ... crankshaft, 34 ... external load, 36 ... exhaust pipe, 4
0: EGR valve, 41: accelerator sensor, 51: required indicated torque calculating means, 52: combustion mode switching means, 53
... homogenous combustion mode control means, 54 ... stratified combustion mode control means, 55 ... target air-fuel ratio setting means, 56, 57 ... torque efficiency correction means (torque fluctuation suppression means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3G022 AA07 AA09 AA10 DA02 EA07 FA06 GA05 GA06 GA07 GA08 GA17 GA19 3G084 AA04 BA05 BA06 BA09 BA13 BA17 BA20 DA11 DA12 EB09 FA05 FA07 FA10 FA11 FA18 FA19 FA26 FA33 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 HA18 JA04 LA00 LA01 MA11 NC04 NE01 NE06 NE12 PA01Z PA07Z PA11Z PD02Z PE01Z PF01Z PF03Z PF11Z PF12Z PF13Z PF14Z  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 3G022 AA07 AA09 AA10 DA02 EA07 FA06 GA05 GA06 GA07 GA08 GA17 GA19 3G084 AA04 BA05 BA06 BA09 BA13 BA17 BA20 DA11 DA12 EB09 FA05 FA07 FA10 FA11 FA18 FA19 FA26 FA33 3G301 HA01 HA04 HA18 JA04 LA00 LA01 MA11 NC04 NE01 NE06 NE12 PA01Z PA07Z PA11Z PD02Z PE01Z PF01Z PF03Z PF11Z PF12Z PF13Z PF14Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 運転者の要求する要求トルクを判断し
て、その要求トルクに基づいて内燃機関の運転を制御す
る内燃機関の制御装置において、 内燃機関の運転状態に基づいてトルク変動原因となる制
御パラメータが調整された時に、その調整量によるトル
ク変動量を当該調整に関与しなかった制御パラメータの
変化量に換算し、その変化量分だけ当該制御パラメータ
を変化させることでトルク変動を抑制するトルク変動抑
制手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装
置。
An internal combustion engine control device that determines a required torque required by a driver and controls the operation of the internal combustion engine based on the required torque. When the control parameter is adjusted, the amount of torque fluctuation due to the adjustment amount is converted into the amount of change in the control parameter that has not been involved in the adjustment, and the torque fluctuation is suppressed by changing the control parameter by the amount of change. A control device for an internal combustion engine, comprising a torque fluctuation suppressing means.
【請求項2】 圧縮行程で筒内に燃料を噴射して成層燃
焼させる成層燃焼モードと、吸気行程で筒内に燃料を噴
射して均質燃焼させる均質燃焼モードとを運転状態に応
じて切り換えるようにした筒内噴射式内燃機関に適用さ
れ、 前記トルク変動抑制手段は、燃焼モード切換前後に安定
な燃焼状態を維持するために調整される制御パラメータ
の変化により生じるトルク変動を、成層燃焼モードでは
燃料量の補正によって抑制し、均質燃焼モードでは空気
量の補正及び/又は点火時期の補正によって抑制するこ
とを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
2. A stratified combustion mode in which fuel is injected into a cylinder in a compression stroke to perform stratified combustion, and a homogeneous combustion mode in which fuel is injected into a cylinder in an intake stroke to perform homogeneous combustion is switched according to an operation state. The torque fluctuation suppression means is applied to a direct injection type internal combustion engine, wherein the torque fluctuation caused by a change in a control parameter adjusted to maintain a stable combustion state before and after the combustion mode switching is changed in the stratified combustion mode. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control is performed by correcting the fuel amount, and in the homogeneous combustion mode, the control is performed by correcting the air amount and / or the ignition timing.
【請求項3】 前記トルク変動抑制手段は、成層燃焼モ
ードでは、要求トルクを燃料量に変換する際に要求トル
クを補正することで燃料量を補正し、均質燃焼モードで
は、要求トルクを空気量に変換する際に要求トルクを補
正することで空気量を補正することを特徴とする請求項
2に記載の内燃機関の制御装置。
3. In the stratified combustion mode, the torque fluctuation suppressing means corrects the fuel amount by correcting the required torque when converting the required torque into a fuel amount, and converts the required torque into an air amount in the homogeneous combustion mode. 3. The control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the air amount is corrected by correcting the required torque when converting the torque into the control value.
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