JP2001263118A

JP2001263118A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2001263118A
Application number: JP2000075424A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Goto; 雄一後藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-09-26
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP4253991B2

Abstract

(57)【要約】【課題】均質燃焼時にＥＧＲを行う内燃機関であれ、成
層燃焼から均質燃焼への切り替えを好適に行うことので
きる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０では、ＥＧＲバルブ１７の開
度制御を通じて吸気通路１１に再循環されるＥＧＲ量が
調整されている。電子制御装置１８は、成層燃焼から均
質燃焼への切り替え要求がなさると、ＥＧＲバルブ１７
の開度をゼロとするように制御した後、噴射系及び点火
系の制御量を均質燃焼にて要求される値に切り替え、点
火時期の遅角補正を行う。そして、その点火時期の遅角
補正にかかる遅角量がゼロまで減衰されたときに、ＥＧ
Ｒバルブ１７の開度を均質燃焼にて要求される値へと増
大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼形態を均質燃
焼と成層燃焼との間で切り替える内燃機関の制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関に適用される装置として、排気
再循環（ＥＧＲ）装置が知られている。ＥＧＲ装置は、
内燃機関の排気系に排出された排気の一部を吸気系に再
循環する装置であり、再循環される排気（ＥＧＲガス）
が流過するＥＧＲ通路と、同通路を通じて再循環される
ＥＧＲガスの量、すなわちＥＧＲ量を調整するバルブ
（ＥＧＲバルブ）とを備えて構成されている。そして、
ＥＧＲガスを吸入系に再循環することで気筒内の燃焼温
度を低下させ、ＮＯｘ（窒素酸化物）の生成を抑えてい
る。

【０００３】一方、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴
射式内燃機関のように、燃焼方式を成層燃焼と均質燃焼
との間で切り替える内燃機関が知られている。こうした
内燃機関では、上記燃焼方式の切り替え時に気筒内に多
量のＥＧＲガスが存在すると、燃焼が悪化して失火が生
じ、トルクショックが発生するおそれがある。

【０００４】こうした燃焼方式の切り替え時におけるＥ
ＧＲの影響による失火を抑制する技術として、特開平１
１−２８７１４３号公報に記載の内燃機関の制御装置が
知られている。同公報の制御装置は、成層燃焼から均質
燃焼への切り替え要求がなされたときに、ＥＧＲバルブ
の開度を小さな値、或いはゼロとしている。そして、そ
うしたＥＧＲバルブの開度制御によって気筒内のＥＧＲ
量を十分に低下させてから、内燃機関の噴射系や点火系
の制御量（例えば燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期
など）を均質燃焼での要求値に切り替えることで、失火
の発生を抑制するようにしている。

【０００５】一方、成層燃焼から均質燃焼への切り替え
に際しては、吸気系の制御量（例えばスロットル開度な
ど）も均質燃焼時の要求値に切り替えられる。ただし、
吸気系には、スロットルバルブの動作速度や、そのスロ
ットルバルブから気筒内へ至るまでの空気の移動時間な
どに起因する応答遅れが存在するため、噴射系及び点火
系の制御量を均質燃焼での要求値へと切り替えた時点で
は、吸入空気量が依然として本来の要求値よりも多い状
態となっていることがある。このときの吸入空気量の要
求値は、燃焼方式の切り替え前後のトルク段差をなくす
べく設定されている。そのため、上記の如く吸入空気量
が要求値を上回ると、一時的なトルク増大を招き、トル
クショックが発生してしまう。

【０００６】そうした吸気系の応答遅れに起因するトル
ク増大を抑制する技術としては、例えば特開平１０−６
８３７５号公報や特開平１１−１０７８１５号公報にみ
られるように、噴射系や点火系の制御量を均質燃焼時の
要求値に切り替えたときに、点火時期を遅角補正するこ
とでトルクを低減して、上記トルク増大分を相殺する技
術が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした点
火時期の遅角補正を行う構成と、上述の特開平１１−２
８７１４３号公報に記載の技術、すなわち燃焼方式の切
り替えに際してＥＧＲバルブの開度を小さな値、或いは
ゼロとするように制御した後で、内燃機関の噴射系や点
火系の制御量を均質燃焼時の要求値に制御して燃焼方式
を切り替える構成とを備えた内燃機関において、均質燃
焼時にＥＧＲを行う場合には、次のような不具合も無視
し得ないものとなる。

【０００８】すなわち、燃焼方式を成層燃焼から均質燃
焼へと切り替えた後、ＥＧＲバルブの開度を増大させる
こととなるが、気筒内のＥＧＲ量が多くなると燃焼速度
が低下することから、点火時期の要求値（要求点火時
期）は進角側に移行する。そのため、点火時期の遅角補
正に際して気筒内に多量のＥＧＲガスが導入されていれ
ば、遅角補正を行ったところで、適切なトルク低減を行
えるまでに点火時期を遅角できなくなってしまう。

【０００９】なお、上述の特開平１１−２８７１４３号
公報に記載の構成では、ＥＧＲバルブの開度制御に関し
て、上記点火時期の遅角補正との関係が一切考慮されて
おらず、ＥＧＲバルブの開度制御の如何に依っては、や
はり上記のような不具合は避け難いものとなる。

【００１０】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、均質燃焼時にＥＧＲを行う
内燃機関であれ、成層燃焼から均質燃焼への切り替えを
好適に行うことのできる内燃機関の制御装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【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。請求
項１に記載の発明は、ＥＧＲバルブの開度制御を通じて
吸気系に再循環されるＥＧＲ量を調整する内燃機関に適
用されて、成層燃焼から均質燃焼への切り替え要求がな
されたとき、前記ＥＧＲバルブの開度を小さな値、また
はゼロとするように制御した後、噴射系及び点火系の制
御量を均質燃焼にて要求される値に切り替えるととも
に、前記噴射系及び点火系の制御量を均質燃焼にて要求
される値に切り替えたときに点火時期の遅角補正を行う
内燃機関の制御装置において、前記ＥＧＲバルブの開度
を均質燃焼にて要求される値へと増大させるに際して、
前記点火時期の遅角補正にかかる遅角量の減衰に関連付
けて前記ＥＧＲバルブの開度を増大させるＥＧＲ制御手
段を備えるようにしたものである。

【００１２】この構成では、成層燃焼から均質燃焼への
切り替え要求がなされるとともにＥＧＲバルブの開度を
小さな値、またはゼロとすることで、燃焼方式の切り替
え中に、気筒内に残留したＥＧＲガスによる燃焼の悪化
によって失火が生じることを抑制している。また、噴射
系及び点火系の制御量を均質燃焼にて要求される値に切
り替えたときに、吸気系の応答遅れによって内燃機関の
トルクが増大してトルクショックが生じることを、それ
ら噴射系及び点火系の制御量の切り替えとともに点火時
期の遅角補正を行うことで抑制するようにしている。

【００１３】また、この構成では、ＥＧＲバルブの開度
を均質燃焼にて要求される値へと増大させるに際して、
上記点火時期の遅角補正にかかる遅角量の減衰に関連付
けてＥＧＲバルブの開度を増大させるようにしている。
そのため、ＥＧＲ量の増加が点火時期の遅角補正に影響
しないように、ＥＧＲバルブの開度制御を行うことがで
きるようになる。したがって、均質燃焼時にＥＧＲを行
う内燃機関であれ、成層燃焼から均質燃焼への切り替え
を好適に行うことができるようになる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の内燃機関の制御装置において、前記ＥＧＲバル
ブの開度を均質燃焼にて要求される開度へと増大させる
時期を、前記遅角量の減衰に関連付けて設定させるよう
に前記ＥＧＲ制御手段を構成したものである。

【００１５】この構成では、ＥＧＲバルブの開度を増大
させる時期を、点火時期の遅角補正にかかる遅角量の減
衰に関連付けて設定するようにしている。そのため、Ｅ
ＧＲ量の増加が点火時期の遅角補正に影響しないような
時期に、ＥＧＲバルブの開度を増大させるように設定可
能となる。したがって、均質燃焼時にＥＧＲを行う内燃
機関であれ、成層燃焼から均質燃焼への切り替えを好適
に行うことができるようになる。

【００１６】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記遅
角量が所定値よりも小さくなった以降に、前記ＥＧＲバ
ルブの開度を均質燃焼にて要求される値へと増大させる
ように前記ＥＧＲ制御手段を構成したものである。

【００１７】点火時期の遅角補正においては、低減させ
るトルク増大分が小さくなるほど、すなわちトルクショ
ック抑制の必要性が少なくなるほど、遅角量が小さく設
定される。そこで、この構成のように、点火時期の遅角
補正にかかる遅角量が所定値よりも小さくなった以降に
ＥＧＲバルブの開度が均質燃焼にて要求される開度に増
大させるようにすれば、ＥＧＲ量の増加によって要求点
火時期が進角側へ移行しても、あまりトルクショックが
発生しないように、ＥＧＲバルブの開度制御を行うこと
ができるようになる。したがって、ＥＧＲ量の増加が点
火時期の遅角補正に影響することを適切に回避できるよ
うになる。

【００１８】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の内燃機関の制御装置において、前記所定値をゼ
ロとしたものである。この構成では、遅角量がゼロとな
って点火時期の遅角補正が完了した後に、ＥＧＲバルブ
の開度が増大されるようになる。そのため、ＥＧＲ量の
増加が点火時期の遅角補正に影響することを確実に防止
することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明に
かかる内燃機関の制御装置を具体化した第１実施形態に
ついて詳細に説明する。

【００２０】図１は、本実施形態にかかる制御装置及び
同制御装置が適用される内燃機関１０の概略構成を示し
ている。同図１に示すように、車両に搭載される内燃機
関１０は、吸気通路１１、排気通路１２、及びそれら両
通路１１、１２を連通するＥＧＲ通路１３を備えて構成
されている。また、内燃機関１０には、気筒内に燃料を
直接噴射するインジェクタ１４と、この噴射された燃料
と空気との混合気を点火する点火プラグ１５とが設けら
れている。吸気通路１１には内燃機関１０の吸入空気量
を調整するためのスロットルバルブ１６が、またＥＧＲ
通路１３には同通路１３を通じて排気通路１２から吸気
通路１１内へと再循環される排気の量（ＥＧＲ量）を調
整するためのＥＧＲバルブ１７が、それぞれ設けられて
いる。

【００２１】こうした内燃機関１０の各種制御、例えば
上記インジェクタ１４による燃料噴射量や燃料噴射時期
の制御、点火プラグ１５による点火時期の制御、スロッ
トルバルブ１６による吸入空気量の制御、ＥＧＲバルブ
１７によるＥＧＲ量の制御などは、電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）１８によって行われている。そして、この内燃機関
１０は、機関運転中にそれらの制御を通じて、成層燃焼
と均質燃焼との間で燃焼方式を切り替えるようにしてい
る。

【００２２】均質燃焼では、内燃機関１０の吸気行程中
にインジェクタ１４から燃料を噴射して、気筒内に均等
に混合された混合気層を形成した状態で燃焼が行われ
る。これに対して、成層燃焼では、内燃機関１０の圧縮
行程後期にインジェクタ１４から燃料を噴射して、点火
プラグ１５周囲のみに可燃な濃い混合気層を形成した状
態で燃焼が行われる。したがって、成層燃焼を行えば、
超希薄空燃比での燃焼が可能となり、ポンピング損失や
冷却損失を低減し、内燃機関１０の燃費性能を向上する
ことができる。

【００２３】このように超希薄空燃比で行われる成層燃
焼時には、スロットルバルブ１６の開度（スロットル開
度）は、同一運転条件での均質燃焼時に比して、相対的
に開き側に設定される。また、燃料噴射量についても、
均質燃焼では基本的に吸入空気量に応じて設定されるの
に対して、成層燃焼ではアクセル開度や機関回転速度な
どから求められた内燃機関１０のトルク要求量に応じて
設定されている。

【００２４】更に成層燃焼では、燃焼を維持可能なＥＧ
Ｒ量の限界が高く、大量のＥＧＲ導入による排気のＮＯ
ｘ（窒素酸化物）の低減を図ることができる。また、成
層燃焼時にはスロットル開度が相対的に開き側に設定さ
れて、吸気管負圧が相対的に低くなっているため、排気
通路１２から吸気通路１１へのＥＧＲの導入効率が低下
する。そのため、成層燃焼時のＥＧＲバルブ１７の開度
（ＥＧＲ開度）は、同一運転条件での均質燃焼時に比し
て相対的に開き側に設定される。

【００２５】このように、両燃焼方式での吸気系や点火
系、噴射系、ＥＧＲなどの各種制御量の要求値はそれぞ
れ異なっている。そのため、成層燃焼から均質燃焼への
切り替え時には、それら制御量が成層燃焼での要求値か
ら均質燃焼での要求値へと切り替えられている。

【００２６】続いて、以上のように構成された本実施形
態の内燃機関の制御装置における成層燃焼から均質燃焼
への切り替えにかかる制御について、図２〜図５を併せ
参照して説明する。図２及び図３は、成層燃焼から均質
燃焼への切り替えに際して、ＥＣＵ１８によって行われ
る一連の処理手順を示すフローチャートである。また図
４は、本実施形態の内燃機関の制御装置における成層燃
焼から均質燃焼への切り替え時の制御態様の一例を示し
ている。

【００２７】さて、時刻ｔ１において、図４（ａ）に示
す「燃焼方式切換要求フラグ」が成層燃焼から均質燃焼
へと移行し、成層燃焼から均質燃焼への切り替え要求が
なされると、同図４（ｋ）に示すように、ＥＧＲ開度が
ゼロに設定される（図２：ステップ１０）。これによ
り、内燃機関１０の排気系から吸気系へのＥＧＲ供給が
遮断され、気筒内に残留するＥＧＲガスの量（ＥＧＲ
量）は、時間経過とともに低下するようになる。

【００２８】また、この時刻ｔ１において、図４（ｂ）
に示すように、吸気系の制御量（スロットル開度）を均
質燃焼での要求量に切り替える時期を決定するためのカ
ウンタＣ１の値がクリアされ（「Ｃ１←０」）、同カウ
ンタＣ１のカウントが開始される（図２：ステップ２
０）。その後、このカウンタＣ１の値は、所定時間毎に
「１」ずつインクリメント（「Ｃ１←Ｃ１＋１」）され
る（図２：ステップ２２）。

【００２９】そして、時刻ｔ２において、カウンタＣ１
の値が設定値αに達すると（図２：ステップ２１におい
て「ＹＥＳ」）、図４（ｃ）に示す「吸気系の燃焼方式
切換フラグ」が成層から均質に移行し、吸気系の制御量
が均質燃焼の要求値に切り替えられる。これにより、図
４（ｇ）に示すスロットル開度は、成層燃焼時に比して
閉弁側の均質燃焼での要求値に変更される（図２：ステ
ップ２３）。なお、この設定値αは、ＥＧＲ開度をゼロ
としてから後述する噴射系や点火系の切り替えを行うま
でに、気筒内のＥＧＲ量が十分に低下されるだけのディ
レイ時間を持たせるように設定されている。ここでは、
この設定値αを、切り替え要求がなされたときのＥＧＲ
量や内燃機関１０の運転状態（機関回転速度、機関負荷
など）に応じて求めるようにしている。

【００３０】ところで、上述したように、スロットルバ
ルブ１６の動作速度や吸気通路１１内での空気の移動時
間などによる吸気系の応答遅れのため、スロットル開度
の要求値の変更は、内燃機関１０の吸入空気量に対して
直ちには反映されない。そのため、図４（ｈ）に示すよ
うに、その後しばらくの間、吸入空気量は、本来の均質
燃焼での要求値を上回った状態が継続されることとな
る。

【００３１】一方、噴射系の制御量である燃料噴射量の
均質燃焼での要求値は、吸入空気量に応じて設定され
る。したがって、吸入空気量が図４（ｈ）に示すように
本来の要求値を上回っていれば、図４（ｉ）に示すよう
に燃料噴射量も本来の要求値を上回ることとなり、内燃
機関１０のトルクが一時的に増大してしまう。

【００３２】そこで上述したように、点火時期の遅角補
正によってトルクを低減して、上記吸気系の応答遅れに
よるトルクの増大分を相殺し、トルクショックの発生を
抑制することとなる。ただし、燃焼を維持可能な点火時
期の遅角限界によって、上記遅角補正によってトルクシ
ョックを抑制可能な範囲にも自ずと限界がある。そのた
め、ここでは吸気系の制御量を均質燃焼での要求値に切
り替えた後、吸入空気量がある程度低減されて、上記遅
角補正によるトルクショックの抑制が可能となるまで、
噴射系や点火系の制御量を均質燃焼での要求値へと切り
替えることを遅延するようにしている。

【００３３】さて、時刻ｔ２において、吸気系の制御量
が均質燃焼での要求値へと切り替えられると、図４
（ｄ）に示すように、噴射系や点火系の制御量を均質燃
焼での要求量へと切り替える時期を決定するためのカウ
ンタＣ２の値がクリアされ（「Ｃ２←０」）、同カウン
タＣ２のカウントが開始される（図２：ステップ３
０）。このカウンタＣ２の値も、やはり所定時間毎に
「１」ずつインクリメント（「Ｃ２←Ｃ２＋１」）され
る（図２：ステップ３２）。

【００３４】そして、時刻ｔ３において、このカウンタ
Ｃ２の値が設定値βに達すると（図２：ステップ３１に
おいて「ＹＥＳ」）、図４（ｅ）に示す「点火・噴射系
の燃焼方式切換フラグ」が均質燃焼に移行し、噴射系及
び点火系の制御量が均質燃焼の要求値へと切り替えられ
る（図２：ステップ３３）。ここでの設定値βは、吸入
空気量がある程度低下して、点火時期の遅角補正による
トルクショックの抑制が可能となるまでの間、上記噴射
系及び点火系の切り替えを遅延させるべく設定されてい
る。ここではこの設定値βを、機関回転速度や、成層燃
焼及び均質燃焼での吸入空気量の要求値の差分などに基
づき求めるようにしている。

【００３５】また更に、この時刻ｔ３においては、上述
の点火時期の遅角補正が開始される（図３：ステップ４
０）。この点火時期の遅角補正は、例えば図５に示すよ
うな態様で行われる。

【００３６】すなわち、時刻ｔ３において点火時期の遅
角補正が開始されると、図５（ｂ）に示す燃料噴射量の
増大分（実際の値と本来の要求値との差分）に応じた内
燃機関１０のトルク増大を抑えるべく、点火時期の遅角
量が算出される。この遅角量は、機関回転速度や、図５
（ａ）に示す吸入空気量の増大分（実際の値と要求値と
の差分）などに基づき算出され、図５（ｄ）に示すよう
に設定される。そして、図５（ｃ）に示すように設定さ
れた点火時期の要求値を、この遅角量にて遅角補正する
ことで、図５（ｅ）に示すように実際の点火時期が設定
される。そしてその結果、図５（ｆ）に示すように、内
燃機関１０のトルク増大を抑えるようにしている。

【００３７】ちなみに、吸気系の応答遅れに起因する内
燃機関１０のトルク増大は、切り替え直後が最も大き
く、その後は吸入空気量の収束とともに減少していく。
また、切り替え直後のトルクの急激な増大分を打ち消し
さえすれば、以降のトルク増大は、トルクショックとし
ては官能され難くなる。そこで、吸気系の応答遅れがあ
る程度まで収束した時刻ｔ４以降は、遅角量を徐々に減
衰させ、点火時期を本来の均質燃焼での要求値に向け、
徐々に進角させるようにしている。

【００３８】ところで、こうした点火時期の遅角補正を
開始した時刻ｔ３には、図４（ｆ）に示すように、カウ
ンタＣ３の値がクリアされ（「Ｃ３←０」）、同カウン
タＣ３のカウントが開始される（図３：ステップ５
０）。このカウンタＣ３は、上記燃焼方式の切り替え要
求がなされるとともに開度ゼロとされたＥＧＲ開度を、
均質燃焼での要求値に切り替える時期を決定するために
用いられる。このカウンタＣ３の値も、やはり所定時間
毎に「１」ずつインクリメント（「Ｃ３←Ｃ３＋１」）
される（図３：ステップ５２）。

【００３９】そして、時刻ｔ５において、このカウンタ
Ｃ３の値が設定値γに達すると（図３：ステップ５１に
おいて「ＹＥＳ」）、図４（ｋ）に示すようにＥＧＲバ
ルブ１７の開度が均質燃焼時の要求開度に増大されるよ
うになる。そしてその時点から、内燃機関１０の排気系
から吸気系へのＥＧＲ供給が再開される。

【００４０】なお、ここでの設定値γは、上記点火時期
の遅角補正にかかる遅角量がゼロとなった時点で、カウ
ンタＣ３の値が同設定値γに達するように設定される。
ここでは、上記の遅角量の算出時と同じパラメータ、す
なわち機関回転速度や吸入空気量の増大分（実際の値と
要求値との差分）などを用いて、遅角量がゼロとなる時
期を予測し、上記設定値γを設定している。したがっ
て、点火時期の遅角量がゼロとなった時点、すなわち点
火時期の遅角補正が完了した時点から、吸気系へのＥＧ
Ｒ供給が再開されるようになる。

【００４１】このように本実施形態では、成層燃焼から
均質燃焼への切り替えに際して、その切り替え要求がな
されるとともにＥＧＲバルブ１７の開度を一旦ゼロとし
ている。そしてその後、噴射系及び点火系の制御量を均
質燃焼にて要求される値へと切り替えるとともに、その
噴射系及び点火系の制御量を切り替えたときに、点火時
期の遅角補正を行うことで、吸気系の応答遅れに起因す
る内燃機関１０のトルク増大を抑えるようにしている。

【００４２】しかも、本実施形態では、点火時期の遅角
補正にかかる遅角量の減衰に関連付けて、ＥＧＲバルブ
１７の開度を均質燃焼での要求値へと増大させている。
より具体的には、その点火時期の遅角補正にかかる遅角
量がゼロまで減衰した時点で、ＥＧＲバルブ１７の開度
を均質燃焼にて要求される値へと増大させている。その
ため、点火時期の遅角補正が行われている間、吸気系へ
のＥＧＲ供給が遅延されるため、ＥＧＲ量の増加に伴う
点火時期の要求値の進角側への移行が点火時期の遅角補
正に影響することを回避することができる。

【００４３】こうしてＥＧＲバルブ１７の開度を均質燃
焼での要求開度に切り替えられたことで、成層燃焼から
均質燃焼への切り替えが完了する。なお、図４（ｊ）に
示すように、この時刻ｔ５以降、上記ＥＧＲ供給の再開
に伴う気筒内のＥＧＲ量の増加に応じて、点火時期は進
角側に移行されるようになる。

【００４４】以上説明した本実施形態の内燃機関の制御
装置によれば、以下の効果が得られるようになる。（１）本実施形態では、一旦はゼロとされたＥＧＲバル
ブ１７の開度を、噴射系及び点火系の制御量が均質燃焼
での要求値へと切り替えられた後に、均質燃焼にて要求
される値に増大させるに際して、点火時期の遅角補正に
かかる遅角量に関連付けてＥＧＲバルブ１７の開度を増
大させるようにしている。そのため、ＥＧＲ量の増加に
よる点火時期の要求値の進角側への移行に影響されるこ
となく、点火時期の遅角補正によるトルクショックの抑
制を適切に行うことができる。したがって、均質燃焼時
にＥＧＲを行う内燃機関であれ、成層燃焼から均質燃焼
への切り替えを好適に行うことができるようになる。

【００４５】（２）また、本実施形態では、点火時期の
遅角補正にかかる遅角量がゼロとなる時期、すなわち点
火時期の遅角補正制御が完了した時期から、上記ＥＧＲ
バルブ１７の開度を均質燃焼での要求値へと増大させる
ようにしている。そのため、ＥＧＲ量の増加が点火時期
の遅角補正に影響することを、より確実に防止できるよ
うになる。

【００４６】（第２実施形態）続いて、本発明にかかる
内燃機関の制御装置を具体化した第２実施形態につい
て、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

【００４７】なお、本実施形態においても、成層燃焼か
ら均質燃焼への切り替え要求がなされてから、噴射系及
び点火系の制御量を均質燃焼での要求値へと切り替える
までの処理（図２：ステップ１０〜ステップ３３）は、
先の第１実施形態と同様に行われる。

【００４８】ここで先の第１実施形態では、カウンタＣ
３を用いて、ＥＧＲバルブ１７の開度を均質燃焼にて要
求される値へと増大させる時期を決定するようにしてい
た。そして、設定値γの設定によって、上記ＥＧＲバル
ブ１７の開度を増大させる時期を、点火時期の遅角補正
にかかる遅角量と関連付けるようにしていた。

【００４９】これに対して、本実施形態では、ＥＧＲバ
ルブ１７の開度を増大させる時期を、点火時期の遅角補
正にかかる遅角量から直接的に決定するようにしてい
る。図６は、そうした本実施形態における成層燃焼から
均質燃焼への切り替えに際しての、噴射系及び点火系の
制御量を均質燃焼での要求値に切り替えた以降における
ＥＣＵ１８の処理手順を示すフローチャートである。こ
のフローチャートに示す一連の処理は、第１実施形態に
おける図３のステップ４０以降の処理の代わりとして実
行される。

【００５０】さて、本実施形態においても、噴射系及び
点火系の制御量が均質燃焼での要求値へと切り替わると
ともに、点火時期の遅角補正制御が開始される（図６：
ステップ４００）。ただし本実施形態では、その点火時
期の遅角補正にかかる遅角量の推移を監視し、その遅角
量がゼロとなったときに（ステップ５００において「Ｙ
ＥＳ」）、ＥＧＲバルブ１７の開度を均質燃焼での要求
値へと増大させるようにしている（ステップ５０１）。

【００５１】このように本実施形態では、ＥＧＲバルブ
１７の開度を均質燃焼での要求値に増大させる時期を、
点火時期の遅角制御にかかる遅角量から直接的に求めて
いる。そのため、点火時期の遅角補正にかかる遅角量の
減衰が、ＥＧＲバルブ１７の開度制御に直接的に反映さ
れるようになる。そして、本実施形態の内燃機関の制御
装置においても、第１実施形態と同様の効果が得られる
ようになる。

【００５２】（その他の実施形態）以上説明した各実施
形態の内燃機関の制御装置は、次のように変更すること
もできる。

【００５３】・上記各実施形態では、成層燃焼から均質
燃焼への切り替え要求がなされるとともに、ＥＧＲバル
ブ１７の開度をゼロとするようにしているが、上記燃焼
の切り替え時に燃焼の悪化をもたらさない程度に気筒内
のＥＧＲ量を低減し得るのであれば、そのときのＥＧＲ
バルブ１７の開度を、ゼロ以外の小さな値に制御するよ
うにしてもよい。

【００５４】・上記各実施形態では、点火時期の遅角補
正にかかる遅角量がゼロとなるまで減衰される時刻ｔ５
において、ＥＧＲバルブ１７の開度を均質燃焼での要求
値へと増大させているが、遅角量がゼロとなった時刻ｔ
５以降にＥＧＲバルブ１７の開度を均質燃焼での要求値
へと増大させるようにすれば、ＥＧＲ量の増加によって
点火時期の遅角補正が影響を受けることを確実に防止す
ることができる。

【００５５】・また更に、上記遅角量がゼロまで減衰さ
れる時刻ｔ５以前であっても、ＥＧＲ量の増大が点火時
期の遅角補正によるトルクショックの抑制に影響しない
程度、或いはその影響によるトルク増大が問題とならな
い程度まで遅角量が減衰されていれば、その時点でＥＧ
Ｒバルブ１７の開度を増大させるようにしてもよい。例
えば、上記第１実施形態において、カウンタＣ３の値が
上記遅角量が十分に小さくなったときに設定値γに達す
るようにその設定値γを設定したり、或いは上記第２実
施形態において、上記補正量が十分に小さな所定値まで
減衰されたときにＥＧＲバルブ１７の開度を増大させる
ようにしてもよい。その場合にも、点火時期の遅角補正
に対して、ＥＧＲ量の増大が与える影響を低減し、トル
クショックを抑制することはできる。要は、点火時期の
遅角補正にかかる遅角量に関連付けてＥＧＲバルブ１７
の開度を均質燃焼での要求値へと増大させる時期を設定
すれば、ＥＧＲ量の増大が点火時期の遅角補正に及ぼす
影響を制御することができる。そして、ＥＧＲ量の増大
が点火時期の遅角補正によるトルクショックの抑制に影
響しない、或いはその影響が問題とならないような時期
に、ＥＧＲバルブ１７の開度を増大させることができる
ようになる。

【００５６】・また、上記各実施形態では、点火時期の
遅角補正にかかる遅角量の減衰に関連付けてＥＧＲバル
ブ１７の開度を均質燃焼での要求値へと増大させる時期
を設定するようにしているが、その遅角量の減衰に関連
付けてＥＧＲバルブ１７の開度の増大態様を設定するよ
うにしてもよい。例えば、上記遅角量の減衰に応じて、
ＥＧＲ量の増大が点火時期の遅角補正に影響しない程
度、或いはその影響により生じたトルク増大がトルクシ
ョックとして官能されない程度の量だけ、ＥＧＲバルブ
１７の開度を増大させていくようにすれば、ＥＧＲ量の
増大が点火時期の遅角補正に与える影響を適切に制御す
ることができる。

【００５７】・なお、こうした成層燃焼から均質燃焼へ
の切り替え時のトルクショックの発生には、上述したＥ
ＧＲや吸気系の応答遅れなど以外にも、様々な因子が影
響している。そこで、点火時期の遅角補正にかかる遅角
量の減衰に加え、そうしたその他の因子をも関連付け
て、上記ＥＧＲバルブ１７の開度を均質燃焼へと増大さ
せるようにしてもよい。すなわち、ＥＧＲバルブ１７の
開度の増大態様を決定するパラメータの一つとして、上
記遅角量の減衰態様を反映するパラメータを用いるよう
にすれば、ＥＧＲ量の増大が点火時期の遅角補正に与え
る影響を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態についてその全体構造を模式的に
示す略図。

【図２】同実施形態の燃焼方式切替時の処理手順を示す
フローチャート。

【図３】同実施形態の燃焼方式切替時の処理手順を示す
フローチャート。

【図４】同実施形態の燃焼方式切替時の制御態様例を示
す略図。

【図５】同実施形態の点火時期遅角補正にかかる制御態
様例を示す略図。

【図６】第２実施形態についてその燃焼方式切替時の処
理手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…排気通路、１
３…ＥＧＲ通路、１４…インジェクタ、１５…点火プラ
グ、１６…スロットルバルブ、１７…ＥＧＲバルブ、１
８…電子制御装置（ＥＧＲ制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── 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 43/00 ３０１Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｂ３０１Ｈ３０１ＮＦ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ５７０５７０ＡＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 ＧＦターム(参考） 3G022 AA07 AA10 BA01 CA00 DA02 EA01 EA07 GA00 GA05 GA06 GA08 3G062 AA07 BA02 BA04 BA08 CA06 DA02 DA04 DA06 EA10 FA05 FA08 FA14 FA17 GA01 GA07 GA15 GA21 GA26 3G084 AA04 BA04 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 DA10 DA11 DA12 EB11 EB12 EB16 EB24 EC03 FA07 FA13 FA34 FA35 FA37 FA38 3G092 AA06 AA09 AA17 AB02 BA02 BA05 BA06 BA07 BA09 BB04 DC03 DC10 DE03Y EA03 EA04 EA06 EA07 EA08 3G301 HA04 HA13 HA16 JA04 JA21 JA23 JA29 KA11 LA03 LB04 LC10 MA01 MA11 MA14 MA19 NB11 ND03 ND07 ND12 NE03 NE08 NE11 NE12 NE21 PA01A PA01Z PA11Z PB05Z PE01A PE01Z PE09Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＥＧＲバルブの開度制御を通じて吸気系に
再循環されるＥＧＲ量を調整する内燃機関に適用され
て、成層燃焼から均質燃焼への切り替え要求がなされた
とき、前記ＥＧＲバルブの開度を小さな値、またはゼロ
とするように制御した後、噴射系及び点火系の制御量を
均質燃焼にて要求される値に切り替えるとともに、前記
噴射系及び点火系の制御量を均質燃焼にて要求される値
に切り替えたときに点火時期の遅角補正を行う内燃機関
の制御装置において、前記ＥＧＲバルブの開度を均質燃焼にて要求される値へ
と増大させるに際して、前記点火時期の遅角補正にかか
る遅角量の減衰に関連付けて前記ＥＧＲバルブの開度を
増大させるＥＧＲ制御手段を備えることを特徴とする内
燃機関の制御装置。
【請求項２】前記ＥＧＲ制御手段は、前記ＥＧＲバルブ
の開度を均質燃焼にて要求される開度へと増大させる時
期を、前記遅角量の減衰に関連付けて設定するものであ
る請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】前記ＥＧＲ制御手段は、前記遅角量が所定
値よりも小さくなった以降に、前記ＥＧＲバルブの開度
を均質燃焼にて要求される値へと増大させるものである
請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】前記所定値はゼロである請求項３記載の内
燃機関の制御装置。