JP2002030969A - Air-fuel ratio control device for cylinder fuel injection type internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for cylinder fuel injection type internal combustion engine

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JP2002030969A
JP2002030969A JP2000215866A JP2000215866A JP2002030969A JP 2002030969 A JP2002030969 A JP 2002030969A JP 2000215866 A JP2000215866 A JP 2000215866A JP 2000215866 A JP2000215866 A JP 2000215866A JP 2002030969 A JP2002030969 A JP 2002030969A
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air
fuel ratio
amount
fuel
correction amount
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Osamu Fukazawa
修 深沢
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform feedback control of an air-fuel ratio without the occurrence of a fluctuation of torque during stratified combustion operation of a cylinder fuel injection type engine. SOLUTION: During stratified combustion operation of the cylinder fuel injection type engine, an air-fuel ratio feedback execution condition is established and air-fuel ratio feedback control is started, feedback correction is effected on a throttle opening (an air amount) so that a real air-fuel ratio (a real A/F) is adjusted to a target air-fuel ratio (a target A/F). Since this constitution enables feedback control of an air-fuel ratio by correction of a throttle opening (an air amount), feedback control of an air-fuel ratio is stably executed without the occurrence of a fluctuation of torque through correction of a fuel injection amount during stratified combustion operation and control of an air-fuel ratio during stratified combustion operation and drivability are compatible with each other.

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、成層燃焼運転時に
空燃比フィードバック制御を実施するようにした筒内噴
射式内燃機関の空燃比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 an air-fuel ratio control apparatus for a direct injection internal combustion engine which performs air-fuel ratio feedback control during stratified charge combustion operation.

【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噴射して稀薄な成層混合気
を成層燃焼させることで燃費を向上させ、一方、中・高
負荷時には、燃料噴射量を増量して吸気行程で噴射して
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。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for an in-cylinder injection engine having features of low fuel consumption, low exhaust emission and high output has been rapidly increasing. At low load, this in-cylinder injection engine improves fuel efficiency by injecting a small amount of fuel in the compression stroke and stratifying a lean stratified air-fuel mixture, while increasing fuel injection amount at medium and high loads. The engine output is increased by increasing the amount and injecting it in the intake stroke to perform homogeneous combustion.

【0003】この筒内噴射式エンジンでは、均質燃焼運
転中は、排気管に設けた三元触媒の排出ガス浄化率を高
めるために、従来の吸気管噴射式エンジンと同じよう
に、空燃比フィードバック制御を実施して、排気管に設
けた空燃比センサで検出した空燃比が目標空燃比に一致
するように燃料噴射量をフィードバック制御するように
している。しかし、稀薄な成層混合気を成層燃焼させる
成層燃焼運転中は、運転者のアクセル操作等に応じて燃
料噴射量を制御してエンジンの出力トルクを制御するよ
うにしているので、空燃比フィードバック制御は実施さ
れていない。
[0003] In the direct injection engine, during the homogeneous combustion operation, the air-fuel ratio feedback is increased in the same manner as in the conventional intake pipe injection engine in order to increase the exhaust gas purification rate of the three-way catalyst provided in the exhaust pipe. The control is performed, and the fuel injection amount is feedback-controlled so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor provided in the exhaust pipe matches the target air-fuel ratio. However, during the stratified charge combustion operation in which the lean stratified mixture is stratifiedly burned, the output torque of the engine is controlled by controlling the fuel injection amount according to the driver's accelerator operation or the like. Has not been implemented.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、最近では、
成層燃焼運転中においても、空燃比をリーン燃焼限界以
内に制御したり、或は、キャニスタから吸気系にパージ
される燃料蒸発ガス濃度を学習するために、空燃比フィ
ードバック制御を実施することが要求されるようになっ
てきている。
However, recently,
During the stratified charge combustion operation, it is required to control the air-fuel ratio within the lean combustion limit or to execute the air-fuel ratio feedback control in order to learn the concentration of fuel evaporative gas purged from the canister to the intake system. It is becoming.

【0005】しかし、前述したように、成層燃焼運転中
は、運転者のアクセル操作等に応じて燃料噴射量を制御
してエンジンの出力トルクを制御するので、成層燃焼運
転中に、従来の吸気管噴射式エンジンと同じように、燃
料噴射量の補正によって空燃比をフィードバック制御す
ると、図24(a),(b)に示すように、運転者がア
クセル操作しない定常走行時でも、空燃比フィードバッ
ク制御による燃料噴射量の補正によってエンジンの出力
トルクが変化してしまう。このため、定常走行時でも、
空燃比フィードバック制御による出力トルクの変化を打
ち消すためのアクセル操作が必要となり、ドライバビリ
ティが悪化する結果となる。
However, as described above, during the stratified charge combustion operation, the fuel injection amount is controlled in accordance with the driver's accelerator operation or the like to control the output torque of the engine. As in the case of the pipe injection engine, when the air-fuel ratio is feedback-controlled by correcting the fuel injection amount, as shown in FIGS. 24 (a) and 24 (b), the air-fuel ratio feedback is obtained even during steady running without the driver operating the accelerator. The output torque of the engine changes due to the correction of the fuel injection amount by the control. For this reason, even during steady driving,
It is necessary to perform an accelerator operation to cancel the change in output torque due to the air-fuel ratio feedback control, which results in poor drivability.

【0006】そこで、特開平10−176591号公報
等に記載された吸気管噴射式エンジンの空燃比制御技術
を筒内噴射式エンジンに適用して、成層燃焼運転中にエ
ンジンのトルク変動を検出して空燃比をフィードバック
制御することが考えられる。しかし、この場合は、トル
ク変動が発生してから空燃比を補正するため、トルク変
動を完全には防ぐことができず、ドライバビリティが悪
化するという事情は変わらない。しかも、トルク変動の
検出は、路面の凹凸による振動の影響を受けやすく、検
出精度が悪いという欠点もある。
Therefore, the air-fuel ratio control technology of an intake pipe injection type engine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-176591 is applied to a direct injection type engine to detect fluctuations in engine torque during stratified charge combustion operation. Feedback control of the air-fuel ratio can be considered. However, in this case, since the air-fuel ratio is corrected after the torque fluctuation occurs, the torque fluctuation cannot be completely prevented, and the situation that the drivability deteriorates remains unchanged. In addition, the detection of torque fluctuation is susceptible to vibration due to unevenness of the road surface, and has the disadvantage of low detection accuracy.

【0007】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、成層燃焼運転時に空
燃比フィードバック制御をトルク変動を防ぎながら実施
することができ、成層燃焼運転時の空燃比制御とドライ
バビリティとを両立させることができる筒内噴射式内燃
機関の空燃比制御装置を提供することにある。
[0007] The present invention has been made in view of such circumstances, and accordingly, an object thereof is to perform air-fuel ratio feedback control during stratified combustion operation while preventing torque fluctuation. It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control apparatus for a direct injection internal combustion engine that can achieve both air-fuel ratio control and drivability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】空燃比は、空気量と燃料
噴射量との比率であるため、燃料噴射量を変化させなく
ても、空気量を変化させれば、空燃比を変化させること
ができる。
Since the air-fuel ratio is the ratio between the amount of air and the amount of fuel injected, the air-fuel ratio can be changed by changing the amount of air without changing the amount of fuel injected. Can be.

【0009】この点に着目し、本発明の請求項1の筒内
噴射式内燃機関の空燃比制御装置は、成層燃焼運転時
に、空燃比フィードバック制御手段によって空燃比セン
サの検出空燃比が目標空燃比に一致するように、空気量
の補正によって空燃比をフィードバック制御するように
したものである。このようにすれば、成層燃焼運転時に
燃料噴射量を補正しなくても、空気量の補正によって空
燃比を目標空燃比に制御することができる。これによ
り、成層燃焼運転時に燃料噴射量の補正によるトルク変
動を発生させることなく空燃比フィードバック制御を安
定して実施することができ、成層燃焼運転時の空燃比制
御とドライバビリティとを両立させることができる。
Focusing on this point, the air-fuel ratio control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to the first aspect of the present invention is configured such that the air-fuel ratio sensor detects the target air-fuel ratio by the air-fuel ratio feedback control means during stratified charge combustion operation. The air-fuel ratio is feedback-controlled by correcting the air amount so as to match the fuel ratio. With this configuration, the air-fuel ratio can be controlled to the target air-fuel ratio by correcting the air amount without correcting the fuel injection amount during the stratified charge combustion operation. As a result, the air-fuel ratio feedback control can be stably performed without causing torque fluctuation due to the correction of the fuel injection amount during the stratified combustion operation, and the air-fuel ratio control and the drivability during the stratified combustion operation can be compatible. Can be.

【0010】この場合、筒内に流入する空気量(酸素を
含むガス量)は、吸入空気量と排気環流量によって変化
するため、吸入空気量と排気環流量のいずれか一方又は
両方を制御して空燃比を制御すれば良いが、通常は、吸
入空気量の方が排気環流量よりも多く、しかも、吸入空
気量の方が燃焼に必要な酸素を遥かに多く含むため、吸
入空気量の方が排気環流量よりも空燃比を制御するのに
適している。また、成層燃焼運転中に排気環流量(EG
R率)を大きく変化させると、NOx発生量が増加した
り、燃焼性に悪影響を及ぼす可能性がある。
In this case, the amount of air (the amount of gas containing oxygen) flowing into the cylinder changes depending on the amount of intake air and the amount of exhaust gas, and therefore, one or both of the amount of intake air and the amount of exhaust gas are controlled. Although the air-fuel ratio may be controlled by controlling the air-fuel ratio, the amount of intake air is usually larger than the amount of exhaust gas, and the amount of intake air contains much more oxygen required for combustion. The method is more suitable for controlling the air-fuel ratio than the exhaust ring flow rate. Further, during the stratified charge combustion operation, the exhaust ring flow rate (EG
If the (R rate) is largely changed, the amount of generated NOx may increase or the flammability may be adversely affected.

【0011】また、吸入空気量は、吸気系に配置された
スロットル開度、可変バルブタイミング機構、スワール
コントロールバルブによって変化する他、EGR率によ
っても変化するが、これらの中でスロットル開度が吸入
空気量を制御する最も主要な制御パラメータであり、ま
た、成層燃焼運転中にバルブタイミングやスワールコン
トロールバルブの開度等を大きく変化させると、燃焼性
に悪影響を及ぼす可能性がある。
The amount of intake air varies depending on the throttle opening, a variable valve timing mechanism, and a swirl control valve arranged in the intake system, and also varies depending on the EGR rate. This is the most important control parameter for controlling the amount of air. If the valve timing, the opening of the swirl control valve, and the like are significantly changed during the stratified charge combustion operation, the flammability may be adversely affected.

【0012】これらの点を考慮して、請求項2のよう
に、成層燃焼運転時の空燃比フィードバック制御による
空気量の補正をスロットル開度の補正によって実施する
ようにすると良い。このようにすれば、空燃比フィード
バック制御により空気量を補正する際に、EGR効果や
燃焼性に悪影響を及ぼすことなく、空気量を精度良く補
正することができる。
In consideration of these points, it is preferable that the correction of the air amount by the air-fuel ratio feedback control during the stratified charge combustion operation is performed by the correction of the throttle opening. In this way, when the air amount is corrected by the air-fuel ratio feedback control, the air amount can be accurately corrected without adversely affecting the EGR effect and the combustibility.

【0013】ところで、空気量(スロットル開度)が変
化すると、エンジンのポンピング損失も変化するため、
空気量補正量が大きくなると、ポンピング損失の変化量
が大きくなって、ドライバビリティに悪影響を及ぼすよ
うなトルク変動が発生するそれがある。
When the amount of air (throttle opening) changes, the pumping loss of the engine also changes.
When the correction amount of the air amount increases, the amount of change in the pumping loss increases, and there is a possibility that torque fluctuation that adversely affects drivability occurs.

【0014】この対策として、請求項3のように、成層
燃焼運転時の空燃比フィードバック制御による空気量補
正量が所定範囲外になったときに、該空気量補正量に応
じて燃料噴射量を補正するようにしても良い。このよう
にすれば、仮に、空気量補正量が大きくなって、ポンピ
ング損失の変化量が大きくなっても、それに伴うトルク
変動を打ち消す分だけ燃料噴射量を補正することができ
るため、空気量補正量が大きくなっても、ドライバビリ
ティに悪影響を及ぼすようなトルク変動が発生すること
を防止することができる。
As a countermeasure, when the correction amount of the air amount by the air-fuel ratio feedback control during the stratified charge combustion operation is out of a predetermined range, the fuel injection amount is changed according to the correction amount of the air amount. The correction may be made. In this way, even if the air amount correction amount increases and the pumping loss change amount increases, the fuel injection amount can be corrected by the amount that cancels the accompanying torque fluctuation. Even if the amount increases, it is possible to prevent the occurrence of torque fluctuation that adversely affects drivability.

【0015】この場合、請求項4のように、成層燃焼運
転時の空燃比フィードバック制御による空気量補正量が
増量側所定値以上となったときに燃料噴射量を減量補正
し、空気量補正量が減量側所定値(マイナス値)以下と
なったときに燃料噴射量を増量補正するようにすると良
い。つまり、空気量補正量が増量側所定値以上となった
ときには、ポンピング損失が減少して出力トルクが増加
するので、その分、燃料噴射量を減量補正すれば、出力
トルクをほぼ一定に保つことができる。一方、空気量補
正量が減量側所定値以下となったときにはポンピング損
失が増加して出力トルクが減少するので、その分、燃料
噴射量を増量補正すれば、出力トルクをほぼ一定に保つ
ことができる。
In this case, when the correction amount of the air amount by the air-fuel ratio feedback control during the stratified charge combustion operation becomes equal to or more than a predetermined value on the increasing side, the fuel injection amount is reduced and corrected. It is preferable that the fuel injection amount is increased when the value becomes equal to or less than a predetermined value (minus value) on the decreasing side. That is, when the correction amount of the air amount becomes equal to or more than the predetermined value on the increasing side, the pumping loss decreases and the output torque increases, and accordingly, if the fuel injection amount is reduced and corrected, the output torque can be kept substantially constant. Can be. On the other hand, when the air amount correction amount becomes equal to or less than the predetermined amount on the decreasing side, the pumping loss increases and the output torque decreases.Therefore, if the fuel injection amount is increased and corrected accordingly, the output torque can be kept almost constant. it can.

【0016】この場合、空気量補正量が所定範囲外であ
るか否か(つまりトルク変動防止のための燃料噴射量補
正を実施するか否か)の判定に用いる空気量補正量は、
空燃比フィードバック制御で算出される目標の空気量補
正量等を用いても良いが、請求項5のように、吸気管圧
力を検出する吸気管圧力検出手段を備えているシステム
では、空気量補正量が所定範囲外であるか否かの判定
を、吸気管圧力検出手段で検出した吸気管圧力の変化量
によって行うようにしても良い。つまり、吸気管圧力
は、ポンピング損失を評価するのに最も適したパラメー
タであるため、ポンピング損失の変化によるトルク変動
を防止するための燃料噴射量補正を実施するか否かを実
際の吸気管圧力の変化量によって判定すれば、ポンピン
グ損失の変化によるトルク変動を精度良く防止すること
ができる。尚、実際の吸気管圧力の変化量以外に、実際
の吸入空気量の変化量や実際のスロットル開度の変化量
によって燃料噴射量補正を実施するか否かを判定するよ
うにしても良い。
In this case, the air amount correction amount used for determining whether or not the air amount correction amount is out of the predetermined range (that is, whether or not to perform the fuel injection amount correction for preventing torque fluctuation) is:
Although a target air amount correction amount or the like calculated by the air-fuel ratio feedback control may be used, in the system including the intake pipe pressure detecting means for detecting the intake pipe pressure as in claim 5, the air amount correction is performed. The determination as to whether the amount is outside the predetermined range may be made based on the amount of change in the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure detection means. That is, since the intake pipe pressure is the most suitable parameter for evaluating the pumping loss, it is determined whether or not to perform the fuel injection amount correction to prevent a torque fluctuation due to a change in the pumping loss. , It is possible to accurately prevent torque fluctuation due to a change in pumping loss. It should be noted that whether or not the fuel injection amount correction is to be performed may be determined based on a change amount of the actual intake air amount or a change amount of the actual throttle opening other than the change amount of the actual intake pipe pressure.

【0017】一方、請求項6のように、排出ガスの一部
を吸気系に還流させる排気還流制御手段を備えているシ
ステムでは、成層燃焼運転時の空燃比フィードバック制
御によりスロットル開度の補正量が所定範囲外となった
ときに、該スロットル開度の補正量を所定範囲内に制限
し、その代わりに、排気還流量を補正することで空燃比
をフィードバック制御するようにしても良い。つまり、
スロットル開度の補正量を所定範囲内に制限すれば、ポ
ンピング損失の変化を小さくしてドライバビリティに悪
影響を及ぼすようなトルク変動を防止できる。そして、
このスロットル開度の補正量の制限によって生じる吸入
空気量の過不足分を、排気還流量(EGR率)の増減で
補正すれば、ポンピング損失の変化によるトルク変動を
防止しながら、空燃比を目標空燃比に制御することがで
きる(図18参照)。
On the other hand, in a system having an exhaust gas recirculation control means for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system, the correction amount of the throttle opening is controlled by the air-fuel ratio feedback control during the stratified combustion operation. Is outside the predetermined range, the correction amount of the throttle opening may be limited within the predetermined range, and instead, the air-fuel ratio may be feedback-controlled by correcting the exhaust gas recirculation amount. That is,
By limiting the correction amount of the throttle opening within a predetermined range, it is possible to reduce the change in pumping loss and prevent torque fluctuation that adversely affects drivability. And
By correcting the excess or deficiency of the intake air amount caused by the limitation of the correction amount of the throttle opening by increasing or decreasing the exhaust gas recirculation amount (EGR rate), it is possible to prevent the torque fluctuation due to the change of the pumping loss and to set the air-fuel ratio. The air-fuel ratio can be controlled (see FIG. 18).

【0018】また、成層燃焼運転中は、圧縮行程で燃料
を噴射して、その噴射燃料が点火プラグの近傍まで流動
するタイミングで点火して成層燃焼させるが、空気量補
正量が大きくなると(つまり筒内の充填空気量の変化量
が大きくなると)、筒内のガス流動が変化して噴射燃料
の挙動が変化し、その影響で、噴射燃料が点火プラグの
近傍へ流動するまでの時間が変化して、点火時の噴射燃
料の位置が適正位置(点火プラグの近傍)からずれてし
まい、燃焼状態が悪化するおそれがある。
Further, during the stratified charge combustion operation, fuel is injected during the compression stroke and ignited at the timing when the injected fuel flows to the vicinity of the spark plug to perform stratified charge combustion. When the amount of change in the amount of air charged in the cylinder increases, the gas flow in the cylinder changes and the behavior of the injected fuel changes, and as a result, the time required for the injected fuel to flow to the vicinity of the spark plug changes. Then, the position of the injected fuel at the time of ignition deviates from an appropriate position (near the spark plug), and the combustion state may be deteriorated.

【0019】この対策として、請求項7のように、成層
燃焼運転時の空燃比フィードバック制御により空気量補
正量が所定範囲外となったときに、該空気量補正量に応
じて燃料噴射時期を補正するようにしても良い。つま
り、空気量補正量が大きくなると、筒内の噴射燃料の挙
動が変化して、噴射燃料が点火プラグの近傍へ流動する
までの時間が変化するため、予め、この噴射燃料の流動
時間と空気量補正量との関係を、実験、シミュレーショ
ン等で求めておき、空気量補正量に応じて燃料噴射時期
を補正すれば、空気量補正量が大きくなっても、点火時
期に合わせて噴射燃料を点火プラグの近傍へ流動させる
ことができ、燃焼状態を安定させることができる。
As a countermeasure, when the air amount correction amount is out of a predetermined range by the air-fuel ratio feedback control during the stratified charge combustion operation, the fuel injection timing is adjusted according to the air amount correction amount. The correction may be made. That is, when the correction amount of the air amount increases, the behavior of the injected fuel in the cylinder changes, and the time required for the injected fuel to flow to the vicinity of the spark plug changes. If the relationship with the amount of correction is determined by experiments, simulations, etc., and the fuel injection timing is corrected in accordance with the amount of correction of air, even if the amount of correction of air becomes large, the injected fuel can be adjusted to the ignition timing. It can be made to flow near the spark plug, and the combustion state can be stabilized.

【0020】この場合、請求項8のように、空気量補正
量が増量側所定値以上となったときには燃料噴射時期を
進角補正し、空気量補正量が減量側所定値以下となった
ときには燃料噴射時期を遅角補正すると良い。つまり、
空気量補正量が増量側所定値以上となったときには、噴
射燃料が点火プラグの近傍へ流動するまでの時間が長く
なるため、その分、燃料噴射時期を進角補正して燃料噴
射から点火までの時間を長くすれば、点火時期に合わせ
て噴射燃料を点火プラグの近傍に到達させることができ
る。一方、空気量補正量が減量側所定値以下となったと
きには、噴射燃料が点火プラグの近傍へ流動するまでの
時間が短くなるため、その分、燃料噴射時期を遅角補正
して燃料噴射から点火までの時間を短くすれば、点火時
期に合わせて噴射燃料を点火プラグの近傍に到達させる
ことができる。
In this case, the fuel injection timing is advanced when the air amount correction amount is equal to or greater than the predetermined value on the increasing side, and when the air amount correction amount is equal to or less than the predetermined value on the decreasing side. It is preferable to retard the fuel injection timing. That is,
When the air amount correction amount becomes equal to or more than the predetermined value on the increasing side, the time required for the injected fuel to flow to the vicinity of the ignition plug becomes longer, and accordingly, the fuel injection timing is advanced and the fuel injection timing is adjusted from fuel injection to ignition. If the time is extended, the injected fuel can be made to reach the vicinity of the ignition plug in accordance with the ignition timing. On the other hand, when the air amount correction amount becomes equal to or less than the predetermined amount on the decreasing side, the time until the injected fuel flows to the vicinity of the ignition plug is shortened. If the time until ignition is shortened, the injected fuel can reach the vicinity of the spark plug in accordance with the ignition timing.

【0021】また、請求項9のように、均質燃焼運転時
に燃料噴射量の補正によって空燃比をフィードバック制
御する場合は、均質燃焼運転時の燃料噴射量に関する空
燃比フィードバック補正量を成層燃焼運転時の燃料噴射
量の制御に反映させるようにしても良い。つまり、均質
燃焼運転時の燃料噴射量に関する空燃比フィードバック
補正量は、主に燃料噴射弁の個体差や経年劣化等による
燃料系のシステム誤差を補正するものであるため、均質
燃焼運転時の燃料噴射量に関する空燃比フィードバック
補正量を、成層燃焼運転時の燃料噴射量の制御に反映さ
せれば、成層燃焼運転時においても燃料系のシステム誤
差を補正した燃料噴射制御を行うことができ、成層燃焼
運転時の燃料噴射制御の精度を向上することができる。
Further, when the air-fuel ratio is feedback-controlled by correcting the fuel injection amount during the homogeneous combustion operation, the air-fuel ratio feedback correction amount relating to the fuel injection amount during the homogeneous combustion operation is determined during the stratified combustion operation. May be reflected in the control of the fuel injection amount. In other words, the air-fuel ratio feedback correction amount relating to the fuel injection amount during the homogeneous combustion operation mainly corrects the system error of the fuel system due to individual differences of fuel injection valves or aging deterioration. If the air-fuel ratio feedback correction amount related to the injection amount is reflected in the control of the fuel injection amount during the stratified combustion operation, the fuel injection control can be performed with the system error of the fuel system corrected even during the stratified combustion operation. The accuracy of fuel injection control during combustion operation can be improved.

【0022】この場合、請求項10のように、均質燃焼
運転時に燃料噴射量による空燃比フィードバック制御を
実施した後に、成層燃焼運転時に空気量による空燃比フ
ィードバック制御を実施するようにすると良い。このよ
うにすれば、成層燃焼運転時の燃料噴射量の制御に、必
ず均質燃焼運転時の燃料噴射量に関する空燃比フィード
バック補正量を反映させることができる。
In this case, it is preferable that the air-fuel ratio feedback control based on the amount of air is performed during the stratified combustion operation after the air-fuel ratio feedback control based on the fuel injection amount is performed during the homogeneous combustion operation. In this way, the air-fuel ratio feedback correction amount relating to the fuel injection amount during the homogeneous combustion operation can be reflected in the control of the fuel injection amount during the stratified combustion operation.

【0023】尚、成層燃焼運転中は空燃比を超希薄領域
に制御するため、成層燃焼運転時の空気量は均質燃焼運
転時の空気量に比べて遥かに多く、成層燃焼運転時と均
質燃焼運転時とでは空気量(スロットル開度)の制御領
域が大きく異なる。このため、成層燃焼運転時の空気量
に関する空燃比フィードバック補正量を均質燃焼運転時
の空気量の制御に反映させると、空燃比のリーンずれ又
はリッチずれが発生するおそれがある。
During the stratified charge combustion operation, the air-fuel ratio is controlled in the ultra-lean range, so that the amount of air during the stratified charge combustion operation is much larger than the amount of air during the homogeneous charge combustion operation. The control range of the air amount (throttle opening) differs greatly from that during operation. For this reason, if the air-fuel ratio feedback correction amount relating to the air amount during the stratified charge combustion operation is reflected in the control of the air amount during the homogeneous combustion operation, a lean deviation or a rich deviation of the air-fuel ratio may occur.

【0024】そこで、請求項11のように、成層燃焼運
転時の空気量に関する空燃比フィードバック補正量を均
質燃焼運転時の空気量の制御に反映させないようにする
と良い。このようにすれば、均質燃焼運転時の空燃比の
リーンずれ又はリッチずれを防止することができる。
Therefore, it is preferable that the air-fuel ratio feedback correction amount relating to the air amount during the stratified combustion operation is not reflected in the control of the air amount during the homogeneous combustion operation. In this way, it is possible to prevent a lean deviation or a rich deviation of the air-fuel ratio during the homogeneous combustion operation.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】《実施形態(1)》以下、本発明
の実施形態(1)を図1乃至図9に基づいて説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御系システム全体の概
略構成を説明する。筒内噴射式の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13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側
には、ステップモータ14によって開度調節されるスロ
ットル弁15が設けられている。このステップモータ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、
スロットル弁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
が調節される。スロットル弁15の近傍には、スロット
ル開度を検出するスロットルセンサ17が設けられてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS << Embodiment (1) >> Hereinafter, an embodiment (1) of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of an intake pipe 12 of a direct injection type engine 11 which is a direct injection internal combustion engine, and an opening thereof is adjusted by a step motor 14 on the downstream side of the air cleaner 13. A throttle valve 15 is provided. This step 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 is adjusted according to the throttle opening. A throttle sensor 17 for detecting a throttle opening is provided near the throttle valve 15.

【0026】このスロットル弁15の下流側には、サー
ジタンク19が設けられ、このサージタンク19に、吸
気管圧力を検出する吸気管圧力センサ18(吸気管圧力
検出手段)が取り付けられている。サージタンク19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20が接続されている。各気筒の吸気マニホール
ド20内には、それぞれ第1吸気路21と第2吸気路2
2が仕切り形成され、これら第1吸気路21と第2吸気
路22が、エンジン11の各気筒に形成された2つの吸
気ポート23にそれぞれ連結されている。
A surge tank 19 is provided downstream of the throttle valve 15. An intake pipe pressure sensor 18 (intake pipe pressure detecting means) for detecting an intake pipe pressure is attached to the surge tank 19. An intake manifold 20 for introducing air into each cylinder of the engine 11 is connected to the surge tank 19. A first intake passage 21 and a second intake passage 2 are provided in the intake manifold 20 of each cylinder.
The first intake passage 21 and the second intake passage 22 are respectively connected to two intake ports 23 formed in each cylinder of the engine 11.

【0027】また、各気筒の第2吸気路22内には、筒
内のスワール流強度やタンブル流強度を制御する気流制
御弁24が配置されている。各気筒の気流制御弁24
は、共通のシャフト25を介してステップモータ26に
連結されている。このステップモータ26がECU16
からの出力信号に基づいて駆動されることで、気流制御
弁24の開度が制御され、その開度に応じて各気筒内の
気流強度が調節される。ステップモータ26には、気流
制御弁24の開度を検出する気流制御弁センサ27が取
り付けられている。
An airflow control valve 24 for controlling the swirl flow intensity and the tumble flow intensity in the cylinder is disposed in the second intake passage 22 of each cylinder. Air flow control valve 24 for each cylinder
Are connected to a step motor 26 via a common shaft 25. This step motor 26 is
The opening degree of the airflow control valve 24 is controlled by driving based on the output signal from the controller, and the airflow intensity in each cylinder is adjusted according to the opening degree. An airflow control valve sensor 27 that detects the opening of the airflow control valve 24 is attached to the step motor 26.

【0028】エンジン11の各気筒の上部には、燃料を
気筒内に直接噴射する燃料噴射弁28が取り付けられて
いる。燃料タンク(図示せず)から燃料配管29を通し
て燃料デリバリパイプ30に送られてくる燃料は、各気
筒の燃料噴射弁28から気筒内に直接噴射され、吸気ポ
ート23から導入される吸入空気と混合して混合気が形
成される。
A fuel injection valve 28 for directly injecting fuel into the cylinder is mounted on an upper part of each cylinder of the engine 11. Fuel sent from a fuel tank (not shown) to the fuel delivery pipe 30 through the fuel pipe 29 is directly injected into the cylinder from the fuel injection valve 28 of each cylinder, and mixed with the intake air introduced from the intake port 23. As a result, an air-fuel mixture is formed.

【0029】更に、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(図示せず)が取り付けら
れ、各点火プラグの火花放電によって気筒内の混合気に
点火される。また、気筒判別センサ32は、特定気筒
(例えば第1気筒)が吸気上死点に達したときに出力パ
ルスを発生し、クランク角センサ33は、エンジン11
のクランクシャフトが一定クランク角(例えば30℃
A)回転する毎に出力パルスを発生する。これらの出力
パルスによって、クランク角やエンジン回転速度が検出
され、気筒判別が行われる。
Further, an ignition plug (not shown) is attached to the cylinder head of the engine 11 for each cylinder, and the mixture in the cylinder is ignited by spark discharge of each ignition plug. The cylinder discrimination sensor 32 generates an output pulse when a specific cylinder (for example, the first cylinder) reaches the intake top dead center.
Has a constant crank angle (for example, 30 ° C.).
A) An output pulse is generated each time the motor rotates. From these output pulses, the crank angle and the engine rotation speed are detected, and cylinder discrimination is performed.

【0030】一方、エンジン11の各排気ポート35か
ら排出される排出ガスが排気マニホールド36を介して
1本の排気管37に合流する。この排気管37には、理
論空燃比付近で排出ガスを浄化する三元触媒38とNO
x吸蔵型のリーンNOx触媒39とが直列に配置されて
いる。このリーンNOx触媒39は、排出ガス中の酸素
濃度が高いリーン運転中に、排出ガス中のNOxを吸着
し、空燃比がリッチに切り換えられて排出ガス中の酸素
濃度が低下した時に、吸着したNOxを還元浄化して放
出する。三元触媒38の上流側には、排出ガスの空燃比
(A/F)を超希薄域まで検出可能な空燃比センサ42
が設けられている。
On the other hand, exhaust gas discharged from each exhaust port 35 of the engine 11 joins one exhaust pipe 37 via an exhaust manifold 36. The exhaust pipe 37 has a three-way catalyst 38 for purifying exhaust gas near the stoichiometric air-fuel ratio and a NO.
An x-storage lean NOx catalyst 39 is arranged in series. The lean NOx catalyst 39 adsorbs NOx in the exhaust gas during lean operation in which the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and adsorbs when the air-fuel ratio is switched to rich and the oxygen concentration in the exhaust gas decreases. NOx is reduced and purified and released. On the upstream side of the three-way catalyst 38, an air-fuel ratio sensor 42 capable of detecting the air-fuel ratio (A / F) of the exhaust gas to an extremely lean region.
Is provided.

【0031】また、排気管37のうちの空燃比センサ4
2の上流側とサージタンク19との間には、排出ガスの
一部を吸気系に還流させるEGR配管40が接続され、
このEGR配管40の途中に、EGR弁41が設けられ
ている。これらEGR配管40、EGR弁41等から排
気還流制御手段が構成されている。ECU16からの出
力信号に基づいてEGR弁41の開度が制御され、その
開度に応じてEGR量(排気還流量)が調節される。ま
た、アクセルペダル43には、アクセル開度を検出する
アクセルセンサ44が設けられている。
The air-fuel ratio sensor 4 in the exhaust pipe 37
An EGR pipe 40 for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system is connected between the upstream side of the fuel tank 2 and the surge tank 19,
An EGR valve 41 is provided in the EGR pipe 40. The EGR pipe 40, the EGR valve 41, and the like constitute an exhaust gas recirculation control unit. The opening of the EGR valve 41 is controlled based on an output signal from the ECU 16, and the EGR amount (exhaust gas recirculation amount) is adjusted according to the opening. Further, the accelerator pedal 43 is provided with an accelerator sensor 44 for detecting an accelerator opening.

【0032】前述した各種センサの出力信号は、ECU
16に入力される。このECU16は、マイクロコンピ
ュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶
媒体)に記憶された各種の制御プログラムを実行するこ
とでエンジン11の運転を制御する。
The output signals of the various sensors described above are supplied to the ECU
16 is input. The ECU 16 mainly includes a microcomputer, and controls the operation of the engine 11 by executing various control programs stored in a built-in ROM (storage medium).

【0033】ECU16は、エンジン運転中に、図2に
示すように、アクセルセンサ44で検出したアクセル開
度、エンジン回転速度Ne等に基づいて要求トルクを算
出し、この要求トルクとエンジン回転速度Neに応じて
図3に示す燃焼モード切換えマップから均質燃焼モード
と成層燃焼モードのいずれか一方の燃焼モードを選択す
る。図3の燃焼モード切換えマップは、低回転、低トル
ク領域では成層燃焼モードが選択され、中・高回転、中
・高トルク領域では、均質燃焼モードが選択されるよう
に設定されている。成層燃焼モードでは、少量の燃料を
圧縮行程で筒内に直接噴射して点火プラグの近傍に成層
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、均質燃焼モードでは、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。
During operation of the engine, the ECU 16 calculates a required torque based on the accelerator opening detected by the accelerator sensor 44, the engine speed Ne, and the like, as shown in FIG. 2, and calculates the required torque and the engine speed Ne. , One of the homogeneous combustion mode and the stratified combustion mode is selected from the combustion mode switching map shown in FIG. The combustion mode switching map in FIG. 3 is set so that the stratified combustion mode is selected in the low rotation and low torque regions, and the homogeneous combustion mode is selected in the middle and high rotation and medium and high torque regions. In the stratified combustion mode, a small amount of fuel is directly injected into the cylinder during the compression stroke to form a stratified mixture near the spark plug and perform stratified combustion, thereby improving fuel efficiency. Further, in the homogeneous combustion mode, the engine output is 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.

【0034】その後、ECU16は、選択した燃焼モー
ドに応じた目標A/F(目標空燃比)、燃料噴射量、噴
射時期、点火時期、吸入空気量(スロットル開度)、E
GR量、筒内気流強度、燃料圧力、バルブタイミング等
の各種の基本制御パラメータを算出する。
Thereafter, the ECU 16 determines the target A / F (target air-fuel ratio), fuel injection amount, injection timing, ignition timing, intake air amount (throttle opening), E according to the selected combustion mode.
Various basic control parameters such as the GR amount, the in-cylinder airflow intensity, the fuel pressure, and the valve timing are calculated.

【0035】更に、ECU16は、燃焼モードに応じた
制御方式の空燃比フィードバック制御を選択する(以
下、「フィードバック」を「F/B」と略記する)。均
質燃焼モードでは、燃料制御式の空燃比F/B制御を選
択して、空燃比センサ42の検出A/F(排出ガスの実
A/F)が目標A/Fとなるように燃料噴射量のF/B
補正量を算出する。一方、成層燃焼モードでは、空気制
御式の空燃比F/B制御を選択して、空燃比センサ42
の検出A/F(排出ガスの実A/F)が目標A/Fとな
るように空気量のF/B補正量(例えばスロットル開度
のF/B補正量)を算出する。
Further, the ECU 16 selects the air-fuel ratio feedback control of a control method according to the combustion mode (hereinafter, "feedback" is abbreviated as "F / B"). In the homogeneous combustion mode, the fuel control type air-fuel ratio F / B control is selected, and the fuel injection amount is set so that the detected A / F (actual A / F of exhaust gas) of the air-fuel ratio sensor 42 becomes the target A / F. F / B
Calculate the correction amount. On the other hand, in the stratified combustion mode, the air-fuel ratio air-fuel ratio F / B control is selected and the air-fuel ratio sensor 42 is selected.
The F / B correction amount of the air amount (for example, the F / B correction amount of the throttle opening) is calculated so that the detected A / F (actual A / F of the exhaust gas) becomes the target A / F.

【0036】その後、ECU16は、各基本制御パラメ
ータに、それぞれ必要に応じて各種の補正を施して最終
的な制御パラメータを求め、それらの制御パラメータに
基づいて燃料噴射弁28、点火プラグ、スロットル弁1
5、EGR弁41、気流制御弁24、燃料ポンプ、可変
バルブタイミング機構等を駆動する。以下、ECU16
が実行する各ルーチンの具体的な処理内容を説明する。
Thereafter, the ECU 16 applies various corrections to the basic control parameters as needed to obtain final control parameters, and based on the control parameters, the fuel injection valve 28, the spark plug, the throttle valve, and the like. 1
5. Drive the EGR valve 41, the airflow control valve 24, the fuel pump, the variable valve timing mechanism, and the like. Hereinafter, the ECU 16
The specific processing contents of each routine executed by the program will be described.

【0037】[空燃比F/B制御]図4の空燃比F/B
制御ルーチンは、所定時間毎又は所定クランク角毎に実
行され、特許請求の範囲でいう空燃比フィードバック制
御手段に相当する役割を果たす。本ルーチンが起動され
ると、まず、ステップ101で、F/B実行条件が成立
しているか否かを、F/B実行条件成立フラグF=1か
否かによって判定する。このF/B実行条件成立フラグ
Fは、後述する図5のF/B実行条件成立判定ルーチン
によってF/B実行条件の成立を意味する「1」又は不
成立を意味する「0」にセットされる。もし、F/B実
行条件が不成立(F/B実行条件成立フラグF=0)で
あれば、以降の処理を行うことなく本ルーチンを終了す
る。
[Air-fuel ratio F / B control] The air-fuel ratio F / B shown in FIG.
The control routine is executed every predetermined time or every predetermined crank angle, and plays a role corresponding to an air-fuel ratio feedback control means described in claims. When this routine is started, first, in step 101, it is determined whether or not the F / B execution condition is satisfied, based on whether or not the F / B execution condition satisfaction flag F = 1. The F / B execution condition satisfaction flag F is set to "1" meaning the satisfaction of the F / B execution condition or "0" meaning the failure in the F / B execution condition satisfaction determination routine of FIG. . If the F / B execution condition is not satisfied (F / B execution condition satisfaction flag F = 0), this routine ends without performing the subsequent processing.

【0038】一方、F/B実行条件が成立(F/B実行
条件成立フラグF=1)と判定された場合は、ステップ
102に進み、現在の燃焼モードが成層燃焼モードか否
かを判定し、もし、均質燃焼モードであれば、ステップ
103に進み、図示しない均質燃焼運転用の空燃比F/
B制御ルーチンを実行することで燃料制御式の空燃比F
/B制御を実施して、排出ガスの実A/Fが目標A/F
となるように燃料噴射量をフィードバック補正する。
On the other hand, if it is determined that the F / B execution condition is satisfied (F / B execution condition satisfaction flag F = 1), the routine proceeds to step 102, where it is determined whether or not the current combustion mode is the stratified combustion mode. If the mode is the homogeneous combustion mode, the routine proceeds to step 103, where the air-fuel ratio F /
By executing the B control routine, the fuel control air-fuel ratio F
/ B control is performed and the actual A / F of the exhaust gas becomes the target A / F.
The fuel injection amount is feedback-corrected so that

【0039】尚、均質燃焼運転中の燃料噴射量のF/B
補正量は、成層燃焼運転中の燃料噴射量の補正にも用い
られる。燃料噴射量のF/B補正量は、主に燃料噴射弁
28の個体差や経年劣化等による燃料噴射量のシステム
誤差を補正するものであるため、均質燃焼運転中の燃料
噴射量のF/B補正量を、成層燃焼運転中の燃料噴射量
の補正に用いれば、成層燃焼運転中の燃料噴射量のシス
テム誤差を補正することができる。
The F / B of the fuel injection amount during the homogeneous combustion operation
The correction amount is also used for correcting the fuel injection amount during the stratified combustion operation. The F / B correction amount of the fuel injection amount is mainly for correcting a system error of the fuel injection amount due to individual differences of the fuel injection valves 28, aging, and the like. If the B correction amount is used to correct the fuel injection amount during the stratified charge combustion operation, a system error in the fuel injection amount during the stratified charge combustion operation can be corrected.

【0040】これに対して、ステップ102で、成層燃
焼モードと判定された場合は、ステップ104に進み、
後述する図6の成層燃焼運転用の空燃比F/B制御ルー
チンを実行することで空気制御式の空燃比F/B制御を
実施して、排出ガスの実A/Fが目標A/Fとなるよう
に空気量(例えばスロットル開度)をフィードバック補
正する。
On the other hand, if it is determined in step 102 that the stratified combustion mode has been set, the process proceeds to step 104,
By executing an air-fuel ratio F / B control routine for stratified combustion operation shown in FIG. 6 described later, air-fuel ratio F / B control of the air control type is performed, and the actual A / F of exhaust gas is set to the target A / F. Feedback correction of the air amount (for example, throttle opening) is performed so as to be as follows.

【0041】尚、この成層燃焼運転中の空気量(スロッ
トル開度)のF/B補正量は、均質燃焼運転中の空気量
の制御には用いない。成層燃焼運転中は空燃比を超希薄
領域に制御するため、成層燃焼運転中の空気量は均質燃
焼運転中の空気量に比べて非常に多く、成層燃焼運転中
と均質燃焼運転中とでは空気量の制御領域が大きく異な
る。このため、成層燃焼運転中の空気量(スロットル開
度)のF/B補正量を均質燃焼運転中の空気量(スロッ
トル開度)の制御に用いると、空燃比のリーンずれ又は
リッチずれが発生するおそれがある。この対策として、
成層燃焼運転中の空気量のF/B補正量を均質燃焼運転
中の空気量の制御に用いることを禁止することで、均質
燃焼運転中の空燃比のリーン又はリッチずれを防止す
る。
The F / B correction amount of the air amount (throttle opening) during the stratified combustion operation is not used for controlling the air amount during the homogeneous combustion operation. During the stratified charge combustion operation, the air-fuel ratio is controlled to the ultra-lean region, so the amount of air during the stratified charge combustion operation is much larger than the amount of air during the homogeneous charge combustion operation. The control areas of the quantities are very different. Therefore, when the F / B correction amount of the air amount (throttle opening) during the stratified combustion operation is used for controlling the air amount (throttle opening) during the homogeneous combustion operation, a lean deviation or a rich deviation of the air-fuel ratio occurs. There is a possibility that. As a measure against this,
By prohibiting the use of the F / B correction amount of the air amount during the stratified combustion operation for controlling the air amount during the homogeneous combustion operation, a lean or rich deviation of the air-fuel ratio during the homogeneous combustion operation is prevented.

【0042】[F/B実行条件成立判定]図5のF/B
実行条件成立判定ルーチンは、所定時間毎又は所定クラ
ンク角毎に実行される。本ルーチンが起動されると、ま
ず、ステップ201〜206で、次の〜のF/B実
行条件が成立しているか否かを判定する。 冷却水温が所定温度以上であること(ステップ20
1) 空燃比のリッチ要求が無いこと(ステップ202) 空燃比センサ42が活性状態であること(ステップ2
03) 燃料噴射弁28及び空燃比センサ42が正常であるこ
と(ステップ204) 現在の燃焼モードが成層燃焼モードである場合は、既
に均質燃焼モードで燃料制御式の空燃比F/B制御が実
行されていること(ステップ205、206)
[F / B Execution Condition Satisfaction Determination] F / B in FIG.
The execution condition satisfaction determination routine is executed every predetermined time or every predetermined crank angle. When this routine is started, first, in steps 201 to 206, it is determined whether the following F / B execution conditions are satisfied. The cooling water temperature is equal to or higher than a predetermined temperature (step 20).
1) There is no request for rich air-fuel ratio (step 202) The air-fuel ratio sensor 42 is active (step 2)
03) The fuel injection valve 28 and the air-fuel ratio sensor 42 are normal (Step 204) If the current combustion mode is the stratified combustion mode, the fuel control air-fuel ratio F / B control is already executed in the homogeneous combustion mode. Being done (steps 205 and 206)

【0043】ここで、〜の条件は、成層燃焼モー
ド、均質燃焼モードの両方に共通するF/B実行条件で
あり、の条件は、現在の燃焼モードが成層燃焼モード
である場合の付加的なF/B実行条件である。従って、
現在の燃焼モードが成層燃焼モードである場合は、〜
の全ての条件によってF/B実行条件が成立している
か否かを判定するが、現在の燃焼モードが均質燃焼モー
ドであれば、共通の条件〜のみでF/B実行条件が
成立しているか否かを判定する。
Here, the condition (1) is an F / B execution condition common to both the stratified combustion mode and the homogeneous combustion mode, and the condition (2) is an additional condition when the current combustion mode is the stratified combustion mode. This is an F / B execution condition. Therefore,
If the current combustion mode is the stratified combustion mode,
It is determined whether the F / B execution condition is satisfied based on all the conditions. If the current combustion mode is the homogeneous combustion mode, whether the F / B execution condition is satisfied only under the common condition Determine whether or not.

【0044】既に、均質燃焼運転時の燃料制御式の空燃
比F/B制御が実行されていれば、均質燃焼運転時の燃
料噴射量のF/B補正量によって、成層燃焼運転時の燃
料噴射量のシステム誤差を補正することができるので、
均質燃焼運転時の燃料制御式の空燃比F/B制御の実行
後に、成層燃焼運転時の空気制御式の空燃比F/B制御
を実行すれば、成層燃焼運転中の燃料噴射制御の精度が
向上する。従って、本実施形態(1)では、現在の燃焼
モードが成層燃焼モードである場合は、均質燃焼運転時
の燃料制御式の空燃比F/B制御実行後であることを付
加的なF/B実行条件としている。
If the fuel control type air-fuel ratio F / B control during the homogeneous combustion operation has already been executed, the fuel injection during the stratified combustion operation is determined by the F / B correction amount of the fuel injection amount during the homogeneous combustion operation. The system error of the volume can be corrected,
If the air-controlled air-fuel ratio F / B control during the stratified combustion operation is performed after the fuel-controlled air-fuel ratio F / B control during the homogeneous combustion operation, the accuracy of the fuel injection control during the stratified combustion operation can be improved. improves. Therefore, in the present embodiment (1), when the current combustion mode is the stratified combustion mode, it is additional F / B that after the execution of the fuel control air-fuel ratio F / B control during the homogeneous combustion operation. Execution conditions.

【0045】現在の燃焼モードが均質燃焼モードの場合
は、上記〜の条件を全て満たせば、均質燃焼運転時
のF/B実行条件が成立し、現在の燃焼モードが成層燃
焼モードの場合は、〜の条件を全て満たせば、成層
燃焼運転時のF/B実行条件が成立する。F/B実行条
件が成立する場合は、ステップ207に進み、F/B実
行条件成立フラグFを「1」にセットする。一方、F/
B実行条件が不成立となる場合は、ステップ208に進
み、F/B実行条件成立フラグFを「0」にリセットす
る。
When the current combustion mode is the homogeneous combustion mode, the F / B execution condition at the time of the homogeneous combustion operation is satisfied if all of the above conditions are satisfied, and when the current combustion mode is the stratified combustion mode, If all of the conditions are satisfied, the F / B execution condition at the time of stratified combustion operation is satisfied. If the F / B execution condition is satisfied, the process proceeds to step 207, and the F / B execution condition satisfaction flag F is set to "1". On the other hand, F /
If the B execution condition is not satisfied, the process proceeds to step 208, and the F / B execution condition satisfaction flag F is reset to “0”.

【0046】[成層燃焼運転用の空燃比F/B制御]図
6の成層燃焼運転用の空燃比F/B制御ルーチンは、図
4のステップ104で実行されるサブルーチンである。
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ301で、
空燃比センサ42で検出した排出ガスの実A/Fを読み
込み、次のステップ301で、目標A/Fと実A/Fと
の偏差の絶対値が所定値ΔK以上であるか否かを判定す
る。
[Air-fuel ratio F / B control for stratified combustion operation] The air-fuel ratio F / B control routine for stratified combustion operation shown in FIG. 6 is a subroutine executed in step 104 in FIG.
When this routine is started, first, in step 301,
The actual A / F of the exhaust gas detected by the air-fuel ratio sensor 42 is read, and in the next step 301, it is determined whether or not the absolute value of the deviation between the target A / F and the actual A / F is equal to or more than a predetermined value ΔK. I do.

【0047】もし、目標A/Fと実A/Fとの偏差の絶
対値が所定値ΔK以上であれば、ステップ303に進
み、目標A/Fと実A/Fとの偏差に応じて図7に示す
マップから前回演算時の空気量補正量A(スロットル開
度の補正量A)に対する補正量αを算出する。この補正
量αのマップは、目標A/Fと実A/Fとの偏差がプラ
ス側の領域(目標A/F>実A/Fの領域)では、補正
量αがプラス値(空気量増量側)となるように設定さ
れ、目標A/Fと実A/Fとの偏差がマイナス側の領域
(目標A/F<実A/Fの領域)では、補正量αがマイ
ナス値(空気量減量側)となるように設定されている。
If the absolute value of the deviation between the target A / F and the actual A / F is equal to or larger than the predetermined value ΔK, the process proceeds to step 303, and the process proceeds to step 303 according to the deviation between the target A / F and the actual A / F. 7, a correction amount α for the air amount correction amount A (throttle opening degree correction amount A) in the previous calculation is calculated. In the map of the correction amount α, in a region where the deviation between the target A / F and the actual A / F is on the plus side (a region where the target A / F> the actual A / F), the correction amount α is a plus value (air amount increase). Side), and in a region where the deviation between the target A / F and the actual A / F is on the minus side (region where target A / F <actual A / F), the correction amount α is a negative value (air amount). (The weight loss side).

【0048】一方、上記ステップ302で、目標A/F
と実A/Fとの偏差の絶対値が所定値ΔKよりも小さい
と判定された場合は、実A/Fが目標A/F付近に制御
されているため、前回演算時の空気量補正量Aを補正す
る必要はないと判断して、ステップ304に進み、補正
量αを0とする。
On the other hand, in step 302, the target A / F
When it is determined that the absolute value of the difference between the actual A / F and the actual A / F is smaller than the predetermined value ΔK, the actual A / F is controlled near the target A / F, and thus the air amount correction amount at the time of the previous calculation is calculated. It is determined that there is no need to correct A, and the flow advances to step 304 to set the correction amount α to 0.

【0049】以上のようにして、ステップ303又はス
テップ304で補正量αを設定した後、ステップ305
に進み、前回演算時の空気量補正量A(i-1) に今回の補
正量αを加算して今回の空気量補正量A(i) を求める。 A(i) =A(i-1) +α 尚、本実施形態(1)では、空気量補正量Aは、スロッ
トル開度の補正量に換算された値で算出される。
As described above, after setting the correction amount α in step 303 or step 304,
To calculate the current air amount correction amount A (i) by adding the current correction amount α to the air amount correction amount A (i-1) at the previous calculation. A (i) = A (i-1) + α In the present embodiment (1), the air amount correction amount A is calculated as a value converted to a throttle opening correction amount.

【0050】[目標スロットル開度算出]図8の目標ス
ロットル開度算出ルーチンは、所定時間毎又は所定クラ
ンク角毎に実行される。本ルーチンが起動されると、ま
ず、ステップ401で、エンジン回転速度Neと要求ト
ルクをパラメータとする基本目標スロットル開度θB の
マップを検索して、現在のエンジン回転速度Neと要求
トルクに応じた基本目標スロットル開度θB を算出す
る。この基本目標スロットル開度θB のマップは、成層
燃焼モード用のマップと均質燃焼モード用のマップが設
定され、現在の燃焼モードに応じていずれか一方のマッ
プが選択される。
[Calculation of Target Throttle Opening] The target throttle opening calculating routine shown in FIG. 8 is executed every predetermined time or every predetermined crank angle. When this routine is started, first, at step 401, a map of the basic target throttle opening degree θB using the engine speed Ne and the required torque as parameters is searched, and a search is made according to the current engine speed Ne and the required torque. Calculate the basic target throttle opening θB. As the map of the basic target throttle opening θB, a map for the stratified combustion mode and a map for the homogeneous combustion mode are set, and one of the maps is selected according to the current combustion mode.

【0051】この後、ステップ402に進み、基本目標
スロットル開度θB に図6のステップ305で算出した
空気量補正量A(i) を加算して補正することで、最終的
な目標スロットル開度θF を算出する。 θF =θB +A(i)
Thereafter, the routine proceeds to step 402, where the air amount correction amount A (i) calculated in step 305 of FIG. 6 is added to the basic target throttle opening θB to correct the final target throttle opening. Calculate θF. θF = θB + A (i)

【0052】以上説明した本実施形態(1)の成層燃焼
運転時の空燃比F/B制御の挙動を図9(a),(b)
のタイムチャートを用いて説明する。図9(a)は、成
層燃焼運転中に実A/Fが目標A/Fよりもリーン側に
ずれている場合の定常走行時の空燃比F/B制御の挙動
を示し、図9(b)の例は、成層燃焼運転中に実A/F
が目標A/Fよりもリッチ側にずれている場合の定常走
行時の空燃比F/B制御の挙動を示している。いずれの
場合も、成層燃焼運転中に、時刻t1 で、F/B実行条
件が成立して空気制御式の空燃比F/B制御が開始され
ると、実A/Fが目標A/Fとなるようにスロットル開
度(空気量)がフィードバック補正される。これによ
り、成層燃焼運転時に、燃料噴射量を補正しなくても、
スロットル開度(空気量)の補正によって空燃比をフィ
ードバック制御することができるので、成層燃焼運転時
にトルク変動を発生させることなく空燃比フィードバッ
ク制御を安定して実施することができ、成層燃焼運転時
の空燃比制御とドライバビリティとを両立させることが
できる。
FIGS. 9A and 9B show the behavior of the air-fuel ratio F / B control during the stratified combustion operation of the embodiment (1) described above.
This will be described with reference to the time chart of FIG. FIG. 9A shows the behavior of the air-fuel ratio F / B control during steady running when the actual A / F is shifted to the lean side from the target A / F during the stratified charge combustion operation. The example of ()) shows the actual A / F during the stratified combustion operation.
Shows the behavior of the air-fuel ratio F / B control at the time of steady running in the case where is shifted to the rich side from the target A / F. In any case, during the stratified charge combustion operation, at time t1, when the F / B execution condition is satisfied and the air-control air-fuel ratio F / B control is started, the actual A / F becomes equal to the target A / F. The throttle opening (air amount) is feedback-corrected so as to be as follows. Thereby, during the stratified charge combustion operation, even if the fuel injection amount is not corrected,
Since the air-fuel ratio can be feedback-controlled by correcting the throttle opening (air amount), the air-fuel ratio feedback control can be performed stably without causing torque fluctuation during stratified combustion operation. Air-fuel ratio control and drivability can be compatible.

【0053】また、本実施形態(1)では、均質燃焼運
転時の燃料噴射量のF/B補正量を用いて成層燃焼運転
時の燃料噴射量を補正するようにしたので、成層燃焼運
転時の燃料噴射量のシステム誤差を補正することがで
き、成層燃焼運転時の燃料噴射量の制御精度を向上する
ことができる。
In this embodiment (1), the fuel injection amount during the stratified charge combustion operation is corrected using the F / B correction amount of the fuel injection amount during the homogeneous charge combustion operation. The system error of the fuel injection amount can be corrected, and the control accuracy of the fuel injection amount during the stratified combustion operation can be improved.

【0054】更に、本実施形態(1)では、均質燃焼運
転時に燃料制御式の空燃比F/B制御を実行した後に、
成層燃焼運転時に空気制御式の空燃比F/B制御を実行
するようにしたので、成層燃焼運転時の燃料噴射量の制
御に、均質燃焼運転時の燃料噴射量のF/B補正量が必
ず反映されて燃料噴射量の制御精度が高くなり、成層燃
焼運転時の空燃比の制御精度を向上することができる。
Further, in the embodiment (1), after the fuel control type air-fuel ratio F / B control is performed during the homogeneous combustion operation,
Since the air-fuel ratio F / B control is executed during the stratified charge combustion operation, the F / B correction amount of the fuel injection amount during the homogeneous charge combustion operation must be used for controlling the fuel injection amount during the stratified charge combustion operation. As a result, the control accuracy of the fuel injection amount is increased, and the control accuracy of the air-fuel ratio during stratified charge combustion operation can be improved.

【0055】また、本実施形態(1)では、成層燃焼運
転時と均質燃焼運転時とでは空気量(スロットル開度)
の制御領域が大きく異なることを考慮して、成層燃焼運
転時の空気量のF/B補正量を均質燃焼運転時の空気量
の制御に反映させないようにしたので、均質燃焼運転時
の空燃比のリーンずれ又はリッチずれを防止することが
できる。
Further, in the present embodiment (1), the air amount (throttle opening) is different between the stratified combustion operation and the homogeneous combustion operation.
In consideration of the large difference in the control range of the air-fuel ratio during the homogeneous combustion operation, the F / B correction amount of the air amount during the stratified combustion operation is not reflected in the control of the air amount during the homogeneous combustion operation. Can be prevented from being lean or rich.

【0056】《実施形態(2)》ところで、図13に示
すように、スロットル開度(吸入空気量)や吸気管圧力
が変化すると、エンジン11のポンピング損失も変化す
る。成層燃焼運転中に、空気制御式空燃比F/B制御に
よる空気量補正量A(スロットル開度補正量)がそれほ
ど大きくない場合は、ポンピング損失の変化量も小さい
ため、ドライバビリティに悪影響を及ぼすようなトルク
変動は発生しないが、空気量補正量Aが大きくなり過ぎ
ると、ポンピング損失の変化量が大きくなって、ドライ
バビリティに悪影響を及ぼすようなトルク変動が発生す
るおそれがある。
<< Embodiment (2) >> By the way, as shown in FIG. 13, when the throttle opening (intake air amount) or the intake pipe pressure changes, the pumping loss of the engine 11 also changes. During the stratified charge combustion operation, if the air amount correction amount A (throttle opening correction amount) by the air control air-fuel ratio F / B control is not so large, the change in the pumping loss is also small, which adversely affects drivability. Such torque fluctuation does not occur, but if the air amount correction amount A becomes too large, the amount of change in pumping loss increases, and there is a possibility that torque fluctuation that adversely affects drivability may occur.

【0057】この対策として、本発明の実施形態(2)
では、図10の成層燃焼運転用の空燃比F/B制御ルー
チン及び図12の燃料噴射時間算出ルーチンを実行する
ことで、成層燃焼運転中に空気量補正量Aが所定範囲外
となったときに、その空気量補正量Aに応じて燃料噴射
量(燃料噴射時間)を補正して、トルク変動が発生する
ことを防止するようにしている。
As a countermeasure against this, the embodiment (2) of the present invention
Then, by executing the air-fuel ratio F / B control routine for the stratified combustion operation in FIG. 10 and the fuel injection time calculation routine in FIG. 12, the air amount correction amount A is out of the predetermined range during the stratified combustion operation. In addition, the fuel injection amount (fuel injection time) is corrected in accordance with the air amount correction amount A to prevent the occurrence of torque fluctuation.

【0058】[成層燃焼運転用の空燃比F/B制御]図
10の成層燃焼運転用の空燃比F/B制御ルーチンで
は、まず、ステップ501〜505で、前記実施形態
(1)で説明した図6のステップ301〜305と同じ
方法で、目標A/Fと実A/Fとの偏差に応じて補正量
αを算出して、今回の空気量補正量A(i) =A(i-1) +
αを求める。
[Air-Fuel Ratio F / B Control for Stratified Combustion Operation] In the air-fuel ratio F / B control routine for stratified combustion operation shown in FIG. 10, first, Steps 501 to 505 are described in the first embodiment. The correction amount α is calculated in accordance with the deviation between the target A / F and the actual A / F in the same manner as in steps 301 to 305 in FIG. 6, and the current air amount correction amount A (i) = A (i− 1) +
Find α.

【0059】この後、ステップ506に進み、空気量補
正量Aが増量側所定値A1 以上であるか否かを判定す
る。もし、空気量補正量Aが増量側所定値A1 以上であ
れば、ポンピング損失の減少が無視できなくなって、ド
ライバビリティに悪影響を及ぼすようなトルク増加が発
生するため、それを打ち消す分だけ燃料噴射量を減量補
正する必要があると判断して、ステップ507に進み、
図11に示すマップを検索して、前回演算時の燃料噴射
量補正量Bに対する補正量βを空気量補正量Aに応じて
算出する。この補正量βのマップは、空気量補正量Aが
増量側所定値A1以上の領域では、補正量βがプラス値
となって燃料噴射量を減量補正するように設定され、空
気量補正量Aが減量側所定値(−A2 )以下の領域で
は、補正量βがマイナス値となって燃料噴射量を増量補
正するように設定されている。ステップ507では、ポ
ンピング損失の減少によるトルク増加分を打ち消すため
に、燃料噴射量補正量Bの補正量βがプラス値(燃料噴
射量の減量側)に設定される。
Thereafter, the routine proceeds to step 506, where it is determined whether or not the air amount correction amount A is equal to or larger than a predetermined amount A1 on the increasing side. If the air amount correction amount A is equal to or more than the predetermined amount A1 on the increasing side, a decrease in pumping loss cannot be ignored, and a torque increase that adversely affects drivability occurs. It is determined that the amount needs to be reduced, and the process proceeds to step 507.
The map shown in FIG. 11 is searched, and the correction amount β with respect to the fuel injection amount correction amount B in the previous calculation is calculated according to the air amount correction amount A. The map of the correction amount β is set such that the correction amount β becomes a positive value and the fuel injection amount is reduced and corrected in a region where the air amount correction amount A is equal to or larger than the predetermined value A1 on the increasing side. Is smaller than the predetermined value (-A2) on the decrease side, the correction amount β is set to a negative value so that the fuel injection amount is increased. In step 507, the correction amount β of the fuel injection amount correction amount B is set to a plus value (a decrease in the fuel injection amount) in order to cancel the increase in torque due to the decrease in the pumping loss.

【0060】一方、ステップ506で、空気量補正量A
が増量側所定値A1 よりも小さいと判定された場合は、
ステップ508に進み、空気量補正量Aが減量側所定値
(−A2 )以下であるか否かを判定する。もし、空気量
補正量Aが減量側所定値(−A2 )以下であれば、ポン
ピング損失の増加が無視できなくなって、ドライバビリ
ティに悪影響を及ぼすようなトルク減少が発生するた
め、それを打ち消す分だけ燃料噴射量を増量補正する必
要があると判断して、ステップ509に進み、空気量補
正量Aに応じて図11に示すマップから燃料噴射量補正
量Bの補正量βを算出する。この場合、ポンピング損失
の増加によるトルク減少分を補うために、燃料噴射量補
正量Bの補正量βはマイナス値(燃料噴射量の増量側)
に設定される。
On the other hand, at step 506, the air amount correction amount A
Is smaller than the increasing side predetermined value A1,
Proceeding to step 508, it is determined whether or not the air amount correction amount A is equal to or less than a predetermined value (-A2) on the decrease side. If the air amount correction amount A is equal to or smaller than the predetermined amount on the decrease side (-A2), an increase in pumping loss cannot be ignored and a torque decrease that adversely affects drivability occurs. It is determined that the fuel injection amount needs to be increased and corrected, and the routine proceeds to step 509, where the correction amount β of the fuel injection amount correction amount B is calculated from the map shown in FIG. In this case, the correction amount β of the fuel injection amount correction amount B is a negative value (increase in the fuel injection amount) in order to compensate for the torque decrease due to the increase in the pumping loss.
Is set to

【0061】尚、増量側所定値A1 >空気量補正量A>
減量側所定値(−A2 )と判定された場合は、ポンピン
グ損失の変化が少なく、ドライバビリティに悪影響を及
ぼすようなトルク変動は発生しないため、燃料噴射量補
正量Bを補正する必要はないと判断して、ステップ51
0に進み、補正量βを0とする。
It is to be noted that the increase-side predetermined value A1> the air amount correction amount A>
If it is determined to be the predetermined value on the decreasing side (-A2), the change in the pumping loss is small and the torque fluctuation that adversely affects the drivability does not occur. Therefore, it is not necessary to correct the fuel injection amount correction amount B. Judge, step 51
The process proceeds to 0, and the correction amount β is set to 0.

【0062】以上のようにして、ステップ507又はス
テップ509又はステップ510で補正量βを設定した
後、ステップ511に進み、前回演算時の燃料噴射量補
正量B(i-1) に今回の補正量βを加算して今回の燃料噴
射量補正量B(i) を求める。 B(i) =B(i-1) +β
As described above, after the correction amount β is set in step 507, step 509, or step 510, the process proceeds to step 511, where the correction amount B (i-1) of the fuel injection amount used in the previous calculation is corrected this time. By adding the amount β, the current fuel injection amount correction amount B (i) is obtained. B (i) = B (i-1) + β

【0063】[燃料噴射時間算出]図12の燃料噴射時
間算出ルーチンは、成層燃焼運転中に所定時間毎又は所
定クランク角毎に実行され、次のようにして成層燃焼運
転中の燃料噴射時間TAUを算出する。まず、ステップ
601で、図示しない燃圧補正係数算出ルーチンを実行
して、現在の燃料圧力に応じた燃圧補正係数Pを算出
し、次のステップ602で、均質燃焼運転中の燃料噴射
量のF/B補正量QFBを読み込む。
[Calculation of Fuel Injection Time] The fuel injection time calculation routine of FIG. 12 is executed at predetermined time intervals or at predetermined crank angles during the stratified charge combustion operation. The fuel injection time TAU during the stratified charge combustion operation is as follows. Is calculated. First, in step 601, a fuel pressure correction coefficient calculation routine (not shown) is executed to calculate a fuel pressure correction coefficient P corresponding to the current fuel pressure. In the next step 602, the fuel injection amount F / F during the homogeneous combustion operation is calculated. The B correction amount QFB is read.

【0064】この後、ステップ603で、成層燃焼運転
中の燃料噴射時間TAUを次式により算出する。 TAU=燃料噴射量Q×INJ特性係数TINJ ×燃圧補
正係数P×(1−均質燃焼運転中のF/B補正量QFB)
×(1−成層燃焼運転中の燃料噴射量補正量B(i) ) ここで、燃料噴射量Qは、アクセル開度等(要求トル
ク)に基づいて算出した燃料噴射量、INJ特性係数T
INJ は、燃料噴射量を燃料噴射時間に換算するための係
数である。
Thereafter, in step 603, the fuel injection time TAU during the stratified charge combustion operation is calculated by the following equation. TAU = fuel injection amount Q × INJ characteristic coefficient TIIN × fuel pressure correction coefficient P × (1−F / B correction amount QFB during homogeneous combustion operation)
× (1—fuel injection amount correction amount B (i) during stratified charge combustion operation) Here, the fuel injection amount Q is a fuel injection amount calculated based on an accelerator opening and the like (required torque), and an INJ characteristic coefficient T
INJ is a coefficient for converting the fuel injection amount into the fuel injection time.

【0065】以上説明した本実施形態(2)の成層燃焼
運転時の空燃比F/B制御の挙動を図14を用いて説明
する。図14(a),(b)は、成層燃焼運転中に、実
A/Fが目標A/Fよりリーン側に大きくずれていると
きに、空気制御式の空燃比F/B制御が実施されて、ス
ロットル開度補正量(空気量補正量A)が減量側所定値
(−A2 )を越える場合の挙動を示している。
The behavior of the air-fuel ratio F / B control during the stratified charge combustion operation of the embodiment (2) described above will be described with reference to FIG. FIGS. 14A and 14B show that the air-fuel ratio air-fuel ratio F / B control is performed when the actual A / F greatly deviates from the target A / F toward the lean side during the stratified charge combustion operation. Therefore, the behavior when the throttle opening correction amount (air amount correction amount A) exceeds a predetermined value (-A2) on the decrease side is shown.

【0066】図14(b)に示す比較例では、成層燃焼
運転中に、空気制御式の空燃比F/B制御をスロットル
開度(吸入空気量)の補正のみで行うようにしている。
このため、スロットル開度補正量(空気量補正量A)が
減量側所定値(−A2 )を越えると、ポンピング損失の
増加が無視できなくなって出力トルクが減少し、ドライ
バビリティが悪化するおそれがある。
In the comparative example shown in FIG. 14B, during the stratified charge combustion operation, the air-fuel ratio F / B control is performed only by correcting the throttle opening (intake air amount).
For this reason, when the throttle opening correction amount (air amount correction amount A) exceeds the predetermined value (-A2) on the decreasing side, the increase in pumping loss cannot be ignored, the output torque decreases, and drivability may deteriorate. is there.

【0067】これに対して、本実施形態(2)では、図
14(a)に示すように、スロットル開度補正量(空気
量補正量A)が減量側所定値(−A2 )を越えると、そ
の空気量補正量Aに応じて燃料噴射量を増量補正する。
これにより、ポンピング損失の増加によるトルク減少分
を、燃料噴射量の増量補正によるトルク増加分で打ち消
すことができるので、スロットル開度補正量A(空気量
補正量A)が減量側所定値(−A2 )を越える場合で
も、定常走行時に出力トルクをほぼ一定に保つことがで
き、ドライバビリティを向上することができる。
On the other hand, in this embodiment (2), as shown in FIG. 14A, when the throttle opening correction amount (air amount correction amount A) exceeds a predetermined value (-A2) on the decrease side. The fuel injection amount is increased and corrected according to the air amount correction amount A.
As a result, the decrease in torque due to the increase in the pumping loss can be canceled by the increase in torque due to the increase in the fuel injection amount, so that the throttle opening correction amount A (air amount correction amount A) is reduced to a predetermined value on the decrease side (− Even when A2) is exceeded, the output torque can be kept substantially constant during steady running, and drivability can be improved.

【0068】尚、本実施形態(2)では、ECU16で
算出した空気量補正量A(スロットル開度補正量)によ
って燃料噴射量の補正を実施するか否かを判定するよう
にしたが、吸気管圧力センサ18を備えているシステム
の場合は、吸気管圧力センサ18で検出した実際の吸気
管圧力の変化量によって燃料噴射量の補正を実施するか
否かを判定するようにしても良い。吸気管圧力は、ポン
ピング損失を評価するのに最も適したパラメータである
ため、ポンピング損失の変化によるトルク変動を防止す
るための燃料噴射量補正を実施するか否かを実際の吸気
管圧力の変化量によって判定すれば、ポンピング損失の
変化によるトルク変動を精度良く防止することができ
る。尚、実際の吸気管圧力の変化量以外に、実際の吸入
空気量の変化量や実際のスロットル開度の変化量によっ
て燃料噴射量補正を実施するか否かを判定するようにし
ても良い。
In this embodiment (2), it is determined whether or not to correct the fuel injection amount based on the air amount correction amount A (throttle opening correction amount) calculated by the ECU 16. In the case of the system including the pipe pressure sensor 18, it may be determined whether or not to correct the fuel injection amount based on the actual amount of change in the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 18. Since the intake pipe pressure is the most suitable parameter for evaluating the pumping loss, it is determined whether or not to perform the fuel injection amount correction to prevent torque fluctuation due to the change in the pumping loss. If the determination is made based on the amount, torque fluctuation due to a change in pumping loss can be accurately prevented. It should be noted that whether or not the fuel injection amount correction is to be performed may be determined based on a change amount of the actual intake air amount or a change amount of the actual throttle opening other than the change amount of the actual intake pipe pressure.

【0069】《実施形態(3)》次に、本発明の実施形
態(3)を図15乃至図19を用いて説明する。前記実
施形態(2)では、成層燃焼運転中に空気量補正量Aが
所定範囲外となったときに、その空気量補正量Aに応じ
て燃料噴射量(燃料噴射時間)を補正して、トルク変動
が発生することを防止するようにしたが、本実施形態
(3)では、図18に示すように、排気環流量(EGR
率)を増減すれば、筒内ガスの酸素量(リーン成分量)
を変化させて空燃比を変化させることができる点に着目
して、図15の成層燃焼運転用の空燃比F/B制御ルー
チン及び図17の目標EGR開度算出ルーチンを実行す
ることで、成層燃焼運転中に空気量補正量Aが所定範囲
外となったときに、空気量補正量Aを所定範囲内に制限
して、ドライバビリティに悪影響を及ぼすようなトルク
変動を防止する共に、その空気量補正量Aの制限によっ
て生じる吸入空気量の過不足分をEGR量の増減で補正
して、実A/Fを目標A/Fに制御するようにしてい
る。
<< Embodiment (3) >> Next, an embodiment (3) of the present invention will be described with reference to FIGS. In the embodiment (2), when the air amount correction amount A falls outside the predetermined range during the stratified charge combustion operation, the fuel injection amount (fuel injection time) is corrected according to the air amount correction amount A, Although the occurrence of torque fluctuation is prevented, in the present embodiment (3), as shown in FIG.
Rate), the amount of oxygen in the cylinder gas (lean component)
Focusing on the fact that the air-fuel ratio can be changed by changing the air-fuel ratio, the stratified combustion operation air-fuel ratio F / B control routine shown in FIG. 15 and the target EGR opening calculation routine shown in FIG. 17 are executed. When the air amount correction amount A is out of the predetermined range during the combustion operation, the air amount correction amount A is limited to within the predetermined range to prevent torque fluctuation that adversely affects drivability and to reduce the air amount. The excess or deficiency of the intake air amount caused by the limitation of the amount correction amount A is corrected by increasing or decreasing the EGR amount to control the actual A / F to the target A / F.

【0070】[成層燃焼運転用の空燃比F/B制御]図
15の成層燃焼運転用の空燃比F/B制御ルーチンで
は、まず、ステップ701〜705で、前記実施形態
(1)で説明した図6のステップ301〜305と同じ
方法で、目標A/Fと実A/Fとの偏差に応じて補正量
αを算出して、今回の空気量補正量A(i) =A(i-1) +
αを求める。
[Air-Fuel Ratio F / B Control for Stratified Combustion Operation] In the air-fuel ratio F / B control routine for stratified combustion operation shown in FIG. 15, first, Steps 701 to 705 are described in the first embodiment. The correction amount α is calculated in accordance with the deviation between the target A / F and the actual A / F in the same manner as in steps 301 to 305 in FIG. 6, and the current air amount correction amount A (i) = A (i− 1) +
Find α.

【0071】この後、ステップ706に進み、空気量補
正量Aが増量側所定値A1 以上であるか否かを判定す
る。もし、空気量補正量Aが増量側所定値A1 以上であ
れば、ステップ707に進み、図16に示すマップを検
索して、前回演算時のEGR補正量Cに対する補正量γ
を空気量補正量Aに応じて算出する。
Thereafter, the routine proceeds to step 706, where it is determined whether or not the air amount correction amount A is equal to or larger than a predetermined value A1 on the increasing side. If the air amount correction amount A is equal to or greater than the increase side predetermined value A1, the routine proceeds to step 707, where a map shown in FIG.
Is calculated according to the air amount correction amount A.

【0072】空気量補正量Aが増量側所定値A1 以上の
場合は、後述するステップ708のガード処理によって
空気量補正量Aが増量側所定値A1 に制限されて、目標
A/Fに対して筒内ガスのリーン成分(酸素等)が不足
した状態となる。一方、空気量補正量Aが減量側所定値
(−A2 )以下の場合は、後述するステップ711のガ
ード処理によって空気量補正量Aが減量側所定値(−A
2 )に制限されて、目標A/Fに対して筒内ガスのリー
ン成分が過剰な状態となる。
If the air amount correction amount A is equal to or larger than the predetermined amount A1 on the increasing side, the air amount correction amount A is limited to the predetermined value A1 on the increasing side by the guard processing in step 708, which will be described later. The lean component (oxygen or the like) of the in-cylinder gas becomes insufficient. On the other hand, if the air amount correction amount A is equal to or smaller than the predetermined amount on the decrease side (-A2), the air amount correction amount A is reduced to a predetermined value (-A
2), the lean component of the in-cylinder gas becomes excessive with respect to the target A / F.

【0073】そこで、図16の補正量γのマップは、空
気量補正量AがA1 以上の領域(ガード処理によってリ
ーン成分が不足する領域)では、補正量γをマイナス値
に設定してEGR量(EGR率)を減量補正すること
で、筒内に吸入する新気(吸入空気)の割合を増加させ
て、実A/Fを目標A/Fに合わせるように設定され、
空気量補正量Aが−A2 以下の領域(ガード処理によっ
てリーン成分が過剰になる領域)では、補正量βをプラ
ス値に設定してEGR量(EGR率)を増量補正するこ
とで、筒内に吸入する新気(吸入空気)の割合を減少さ
せて、実A/Fを目標A/Fに合わせるように設定され
ている。ステップ707では、空気量補正量Aが増量側
所定値A1 以上であるため、EGR補正量Cの補正量γ
がマイナス値(EGR量の減量側)に設定される。この
後、ステップ708に進み、空気量補正量Aを増量側所
定値A1 でガード処理する(A=A1 )。
Therefore, the map of the correction amount γ in FIG. 16 shows that the correction amount γ is set to a negative value in the region where the air amount correction amount A is equal to or larger than A1 (the region where the lean component is insufficient due to the guard processing). (EGR rate) is set so as to increase the ratio of fresh air (intake air) sucked into the cylinder by adjusting the amount of fresh air (intake air) to match the actual A / F with the target A / F.
In a region where the air amount correction amount A is equal to or less than -A2 (a region where the lean component becomes excessive due to the guard processing), the correction amount β is set to a plus value to increase and correct the EGR amount (EGR rate), thereby reducing the in-cylinder amount. The actual A / F is set to match the target A / F by reducing the proportion of fresh air (intake air) to be sucked into the A / F. In step 707, since the air amount correction amount A is equal to or larger than the increasing side predetermined value A1, the correction amount γ of the EGR correction amount C
Is set to a negative value (a decrease in the EGR amount). Thereafter, the routine proceeds to step 708, where the air amount correction amount A is subjected to guard processing with the predetermined value A1 on the increasing side (A = A1).

【0074】一方、ステップ706で、空気量補正量A
が増量側所定値A1 よりも小さいと判定された場合は、
ステップ709に進み、空気量補正量Aが減量側所定値
(−A2 )以下であるか否かを判定する。もし、空気量
補正量Aが減量側所定値(−A2 )以下であれば、ステ
ップ710に進み、空気量補正量Aに応じて図16に示
すマップからEGR補正量Cの補正量γを算出する。こ
の場合、EGR補正量Cの補正量γはプラス値(EGR
量の増量側)に設定される。この後、ステップ711に
進み、空気量補正量Aを減量側所定値(−A2 )でガー
ド処理する(A=−A2 )。
On the other hand, at step 706, the air amount correction amount A
Is smaller than the increasing side predetermined value A1,
Proceeding to step 709, it is determined whether or not the air amount correction amount A is equal to or less than a predetermined value (-A2) on the decrease side. If the air amount correction amount A is equal to or smaller than the predetermined amount on the decrease side (-A2), the process proceeds to step 710, and the correction amount γ of the EGR correction amount C is calculated from the map shown in FIG. I do. In this case, the correction amount γ of the EGR correction amount C is a plus value (EGR
It is set to increase the amount). Thereafter, the process proceeds to step 711, where the air amount correction amount A is subjected to guard processing with a predetermined value (-A2) on the decreasing side (A = -A2).

【0075】尚、増量側所定値A1 >空気量補正量A>
減量側所定値(−A2 )と判定された場合は、空気量補
正量Aのみで実A/Fを目標A/Fに制御できるので、
EGR補正量Cを補正する必要はないと判断して、ステ
ップ712に進み、補正量γを0とする。
It should be noted that the increase-side predetermined value A1> the air amount correction amount A>
If it is determined that the predetermined value is on the decrease side (-A2), the actual A / F can be controlled to the target A / F only by the air amount correction amount A.
It is determined that there is no need to correct the EGR correction amount C, and the process proceeds to step 712, where the correction amount γ is set to 0.

【0076】その後、ステップ708又はステップ71
1又はステップ712からステップ713に進み、前回
演算時のEGR補正量C(i-1) に今回の補正量γを加算
して今回のEGR補正量C(i) を求める。 C(i) =C(i-1) +γ
Thereafter, step 708 or step 71
From step 1 or step 712, the process proceeds to step 713 to obtain the current EGR correction amount C (i) by adding the current correction amount γ to the EGR correction amount C (i-1) in the previous calculation. C (i) = C (i-1) + γ

【0077】[目標EGR開度算出]図17の目標EG
R開度算出ルーチンは、所定時間毎又は所定クランク角
毎に実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ス
テップ801で、エンジン回転速度Neと要求トルクを
パラメータとする基本目標EGR開度CB のマップを検
索して基本目標EGR開度CB を算出する。この基本目
標EGR開度CB のマップは、成層燃焼モード用のマッ
プと均質燃焼モード用のマップが設定され、現在の燃焼
モードに応じていずれか一方のマップが選択される。
[Calculation of target EGR opening] The target EG shown in FIG.
The R opening degree calculation routine is executed every predetermined time or every predetermined crank angle. When this routine is started, first, in step 801, a basic target EGR opening CB is calculated by searching a map of the basic target EGR opening CB using the engine speed Ne and the required torque as parameters. As the map of the basic target EGR opening CB, a map for the stratified combustion mode and a map for the homogeneous combustion mode are set, and one of the maps is selected according to the current combustion mode.

【0078】この後、ステップ802に進み、基本目標
EGR開度CB に図15のステップ713で算出したE
GR補正量C(i) を加算して補正することで、最終的な
目標EGR開度CF を算出する。 CF =CB +C(i)
Thereafter, the routine proceeds to step 802, where the basic target EGR opening CB is calculated by the value E calculated at step 713 in FIG.
The final target EGR opening CF is calculated by adding and correcting the GR correction amount C (i). CF = CB + C (i)

【0079】以上説明した本実施形態(3)の成層燃焼
運転時の空燃比F/B制御の挙動を図19のタイムチャ
ートを用いて説明する。成層燃焼運転中に、実A/Fが
目標A/Fよりリーン側に大きくずれているときに、空
気制御式の空燃比F/B制御が実施されて空気量補正量
A(スロットル開度補正量)が減量側所定値(−A2)
以下になると、空気量補正量Aを減量側所定値(−A2
)にガード処理して、ポンピング損失の増加によるト
ルク低下を防止する。このとき、空気量補正量Aのガー
ド処理の前後で、EGR量(EGR率)が一定である
と、筒内ガスのリーン成分が過剰となるため、EGR量
(EGR率)を増量補正することで、筒内に吸入する新
気(吸入空気)の割合を減少させて、筒内ガスのリーン
成分を減少させ、実A/Fをリッチ側に補正して目標A
/Fに一致させる。これにより、出力トルクをほぼ一定
に保ったまま、実A/Fを目標A/Fに制御することが
でき、ドライバビリティを向上することができる。
The behavior of the air-fuel ratio F / B control during the stratified charge combustion operation of the embodiment (3) described above will be described with reference to the time chart of FIG. During the stratified charge combustion operation, when the actual A / F greatly deviates from the target A / F to the lean side, the air-fuel ratio air-fuel ratio F / B control is performed and the air amount correction amount A (throttle opening correction) Amount) is the predetermined value on the decrease side (-A2)
If it becomes less than the predetermined value, the air amount correction amount A is reduced to a predetermined value (-A2
) To prevent torque reduction due to an increase in pumping loss. At this time, if the EGR amount (EGR rate) is constant before and after the guard processing of the air amount correction amount A, the lean component of the in-cylinder gas becomes excessive, so that the EGR amount (EGR rate) is increased and corrected. Thus, the ratio of fresh air (intake air) sucked into the cylinder is reduced, the lean component of the gas in the cylinder is reduced, and the actual A / F is corrected to the rich side to achieve the target A.
/ F. Thus, the actual A / F can be controlled to the target A / F while the output torque is kept substantially constant, and the drivability can be improved.

【0080】《実施形態(4)》成層燃焼運転中は、圧
縮行程で燃料を噴射し、その噴射燃料が点火プラグの近
傍まで流動するタイミングで点火して成層燃焼させる
が、空気量補正量が大きくなると(つまり筒内の充填空
気量の変化量が大きくなると)、筒内のガス流動が変化
して噴射燃料の挙動が変化し、その影響で、噴射燃料が
点火プラグの近傍へ流動するまでの時間が変化して、点
火時の噴射燃料の位置が適正位置(点火プラグの近傍)
からずれてしまい、燃焼状態が悪化するおそれがある。
<< Embodiment (4) >> During the stratified charge combustion operation, fuel is injected in the compression stroke and ignited at the timing when the injected fuel flows to the vicinity of the ignition plug to perform stratified charge combustion. When it becomes large (that is, when the amount of change in the amount of charged air in the cylinder becomes large), the gas flow in the cylinder changes and the behavior of the injected fuel changes, and as a result, the injected fuel flows to the vicinity of the spark plug. Time changes and the position of the injected fuel at the time of ignition is in the proper position (near the spark plug)
And the combustion state may be degraded.

【0081】この対策として、本発明の実施形態(4)
では、図20の成層燃焼運転用の空燃比F/B制御ルー
チン及び図22の燃料噴射時期算出ルーチンを実行する
ことで、成層燃焼運転中に空気量補正量Aが所定範囲外
となったときに、その空気量補正量Aに応じて燃料噴射
時期を補正して、燃焼状態を安定化させるようにしてい
る。つまり、予め、噴射燃料が点火プラグの近傍へ流動
するまでの時間と空気量補正量Aとの関係を、実験、シ
ミュレーション等で求めておき、空気量補正量Aに応じ
て燃料噴射時期を補正すれば、空気量補正量Aが大きく
なっても、点火時期に合わせて噴射燃料を点火プラグの
近傍へ流動させることができ、燃焼状態を安定させるこ
とができる。
As a countermeasure, the embodiment (4) of the present invention
Then, by executing the air-fuel ratio F / B control routine for the stratified combustion operation in FIG. 20 and the fuel injection timing calculation routine in FIG. 22, the air amount correction amount A is out of the predetermined range during the stratified combustion operation. Then, the fuel injection timing is corrected in accordance with the air amount correction amount A to stabilize the combustion state. That is, the relationship between the time until the injected fuel flows to the vicinity of the spark plug and the air amount correction amount A is obtained in advance by experiments, simulations, and the like, and the fuel injection timing is corrected according to the air amount correction amount A. Then, even if the air amount correction amount A increases, the injected fuel can flow to the vicinity of the ignition plug in accordance with the ignition timing, and the combustion state can be stabilized.

【0082】[成層燃焼運転用の空燃比F/B制御]図
20の成層燃焼運転用の空燃比F/B制御ルーチンで
は、まず、ステップ901〜905で、前記実施形態
(1)同様の方法で、空気量補正量A(i) を算出した
後、ステップ906に進み、空気量補正量Aが増量側所
定値E1 以上であるか否かを判定する。もし、空気量補
正量Aが増量側所定値E1 以上であれば、噴射燃料が点
火プラグ付近に到達するまでの時間が長くなるため、燃
料噴射時期を進角補正する必要があると判断して、ステ
ップ907に進み、図21に示すマップを検索して、前
回演算時の燃料噴射時期補正量Dに対する補正量δを空
気量補正量Aに応じて算出する。この燃料噴射時期補正
量Dの補正量δのマップは、空気量補正量Aが増量側所
定値E1 以上の領域では、補正量δが進角側となるよう
に設定され、空気量補正量Aが減量側所定値(−E2 )
以下の領域では、補正量δが遅角側となるように設定さ
れている。ステップ907では、空気量補正量Aが増量
側所定値E1 以上であるため、燃料噴射時期補正量Dの
補正量δが進角側に設定され、燃料噴射から点火までの
時間が長くなる。
[Air-Fuel Ratio F / B Control for Stratified Combustion Operation] In the air-fuel ratio F / B control routine for stratified combustion operation shown in FIG. 20, first, in steps 901 to 905, the same method as in the embodiment (1) is used. After calculating the air amount correction amount A (i), the routine proceeds to step 906, where it is determined whether or not the air amount correction amount A is equal to or greater than a predetermined value E1 on the increasing side. If the air amount correction amount A is equal to or greater than the predetermined amount E1 on the increasing side, the time required for the injected fuel to reach the vicinity of the spark plug becomes longer, and it is determined that the fuel injection timing needs to be advanced. In step 907, the map shown in FIG. 21 is searched, and the correction amount δ for the fuel injection timing correction amount D in the previous calculation is calculated according to the air amount correction amount A. The map of the correction amount δ of the fuel injection timing correction amount D is set such that the correction amount δ is advanced on the advance side in the region where the air amount correction amount A is equal to or larger than the increasing side predetermined value E1. Is the predetermined value on the weight reduction side (-E2)
In the following regions, the correction amount δ is set to be on the retard side. In step 907, since the air amount correction amount A is equal to or greater than the increasing side predetermined value E1, the correction amount δ of the fuel injection timing correction amount D is set to the advanced side, and the time from fuel injection to ignition becomes longer.

【0083】一方、ステップ906で、空気量補正量A
が増量側所定値E1 よりも小さいと判定された場合は、
ステップ908に進み、空気量補正量Aが減量側所定値
(−E2 )以下であるか否かを判定する。もし、空気量
補正量Aが減量側所定値(−E2 )以下であれば、噴射
燃料が点火プラグ付近に到達するまでの時間が短くなる
ため、燃料噴射時期を遅角補正する必要があると判断し
て、ステップ909に進み、空気量補正量Aに応じて図
21に示すマップから燃料噴射時期補正量Dの補正量δ
を算出する。この場合、燃料噴射時期補正量Dの補正量
δは遅角側に設定され、燃料噴射から点火までの時間が
短くなる。
On the other hand, in step 906, the air amount correction amount A
Is smaller than the increasing side predetermined value E1,
Proceeding to step 908, it is determined whether or not the air amount correction amount A is equal to or less than a predetermined amount on the decrease side (-E2). If the air amount correction amount A is equal to or less than the predetermined amount (-E2) on the decreasing side, the time required for the injected fuel to reach the vicinity of the spark plug becomes short, and it is necessary to retard the fuel injection timing. Then, the process proceeds to step 909, and the correction amount δ of the fuel injection timing correction amount D is determined from the map shown in FIG.
Is calculated. In this case, the correction amount δ of the fuel injection timing correction amount D is set on the retard side, and the time from fuel injection to ignition becomes shorter.

【0084】尚、増量側所定値E1 >空気量補正量A>
減量側所定値(−E2 )と判定された場合は、燃料噴射
時期補正量Dを補正する必要はないと判断して、ステッ
プ910に進み、補正量δを0とする。
It should be noted that the increase-side predetermined value E1> the air amount correction amount A>
When it is determined to be the predetermined value on the decrease side (-E2), it is determined that it is not necessary to correct the fuel injection timing correction amount D, and the routine proceeds to step 910, where the correction amount δ is set to 0.

【0085】以上のようにして、ステップ907又はス
テップ909又はステップ910で補正量δを設定した
後、ステップ911に進み、前回演算時の燃料噴射時期
補正量D(i-1) に今回の補正量δを加算して、今回の燃
料噴射量補正量D(i) を求める。 D(i) =D(i-1) +δ
After the correction amount δ is set in step 907, step 909, or step 910 as described above, the process proceeds to step 911, where the correction amount D (i-1) of the fuel injection timing used in the previous calculation is corrected. By adding the amount δ, the current fuel injection amount correction amount D (i) is obtained. D (i) = D (i-1) + δ

【0086】[燃料噴射時期算出]図22の燃料噴射時
期算出ルーチンは、所定時間毎又は所定クランク角毎に
実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステッ
プ1001で、エンジン回転速度Neと要求トルクをパ
ラメータとする基本燃料噴射時期DB のマップを検索し
て基本燃料噴射時期DB を算出する。この基本燃料噴射
時期DB のマップは、成層燃焼モード用のマップと均質
燃焼モード用のマップが設定され、現在の燃焼モードに
応じていずれか一方のマップが選択される。
[Calculation of Fuel Injection Timing] The fuel injection timing calculation routine shown in FIG. 22 is executed every predetermined time or every predetermined crank angle. When this routine is started, first, at step 1001, a map of the basic fuel injection timing DB using the engine speed Ne and the required torque as parameters is searched to calculate the basic fuel injection timing DB. As the map of the basic fuel injection timing DB, a map for the stratified combustion mode and a map for the homogeneous combustion mode are set, and one of the maps is selected according to the current combustion mode.

【0087】この後、ステップ1002に進み、基本燃
料噴射時期DB に図20のステップ911で算出した燃
料噴射時期補正量D(i) を加算して補正することで、最
終的な燃料噴射時期DF を算出する。 DF =DB +D(i)
Thereafter, the routine proceeds to step 1002, in which the basic fuel injection timing DB is added with the fuel injection timing correction amount D (i) calculated in step 911 in FIG. Is calculated. DF = DB + D (i)

【0088】以上説明した本実施形態(4)の成層燃焼
運転時の空燃比F/B制御の挙動を図23のタイムチャ
ートを用いて説明する。成層燃焼運転中に、実A/Fが
目標A/Fよりリッチ側に大きくずれているときに、空
気制御式の空燃比F/B制御が実施されて、空気量補正
量A(スロットル開度補正量)が増量側所定値E1 以上
になると、噴射燃料が点火プラグ付近に到達するまでの
時間が長くなるため、空気量補正量Aに応じて燃料噴射
時期を進角補正する。これにより、空気量補正量Aが大
きく変化しても、点火時期に合わせて噴射燃料を点火プ
ラグの近傍に到達させることができ、燃焼状態を安定さ
せることができる。尚、空気量補正量Aに応じた燃料噴
射時期の補正は、前記実施形態(2),(3)と組み合
わせて実施しても良い。
The behavior of the air-fuel ratio F / B control during the stratified charge combustion operation of the embodiment (4) described above will be described with reference to the time chart of FIG. During the stratified charge combustion operation, when the actual A / F greatly deviates from the target A / F to the rich side, the air control type air-fuel ratio F / B control is performed, and the air amount correction amount A (throttle opening degree) When the correction amount is equal to or greater than the predetermined amount E1 on the increasing side, the time required for the injected fuel to reach the vicinity of the ignition plug becomes longer, so that the fuel injection timing is advanced in accordance with the air amount correction amount A. As a result, even if the air amount correction amount A greatly changes, the injected fuel can reach the vicinity of the ignition plug in accordance with the ignition timing, and the combustion state can be stabilized. The correction of the fuel injection timing according to the air amount correction amount A may be performed in combination with the above-described embodiments (2) and (3).

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

【図1】本発明の実施形態(1)を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire engine control system showing an embodiment (1) of the present invention.

【図2】エンジン制御の概要を説明するための機能ブロ
ック図
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining an outline of engine control;

【図3】燃焼モード切換えマップの一例を概念的に示す
FIG. 3 is a diagram conceptually showing an example of a combustion mode switching map.

【図4】空燃比F/B制御ルーチンの処理の流れを示す
フローチャート
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing of an air-fuel ratio F / B control routine;

【図5】F/B実行条件判定ルーチンの処理の流れを示
すフローチャート
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of processing of an F / B execution condition determination routine;

【図6】実施形態(1)の成層燃焼運転用の空燃比F/
B制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
FIG. 6 shows an air-fuel ratio F / for a stratified combustion operation according to the embodiment (1).
Flow chart showing the flow of processing of the B control routine

【図7】前回演算時の空気量補正量に対する補正量のマ
ップの一例を概念的に示す図
FIG. 7 is a diagram conceptually showing an example of a map of a correction amount with respect to an air amount correction amount in a previous calculation.

【図8】目標スロットル開度算出ルーチンの処理の流れ
を示すフローチャート
FIG. 8 is a flowchart showing a processing flow of a target throttle opening calculation routine;

【図9】(a)は実施形態(1)において成層燃焼運転
中に実A/Fが目標A/Fよりもリーン側にずれている
場合の定常走行時の空燃比F/B制御の挙動を示すタイ
ムチャート、(b)は実施形態(1)において成層燃焼
運転中に実A/Fが目標A/Fよりもリッチ側にずれて
いる場合の定常走行時の空燃比F/B制御の挙動を示す
タイムチャート
FIG. 9A shows the behavior of the air-fuel ratio F / B control during steady-state running when the actual A / F is shifted to the lean side from the target A / F during the stratified charge combustion operation in the embodiment (1). FIG. 9B is a time chart showing air-fuel ratio F / B control during steady-state running when the actual A / F is shifted to a richer side than the target A / F during the stratified charge combustion operation in the embodiment (1). Time chart showing behavior

【図10】実施形態(2)の成層燃焼運転用の空燃比F
/B制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
FIG. 10 is an air-fuel ratio F for a stratified combustion operation according to the embodiment (2).
Flowchart showing the flow of the processing of the / B control routine

【図11】前回演算時の燃料噴射量補正量に対する補正
量のマップの一例を概念的に示す図
FIG. 11 is a diagram conceptually showing an example of a map of a correction amount with respect to a fuel injection amount correction amount in a previous calculation.

【図12】燃料噴射時間算出ルーチンの処理の流れを示
すフローチャート
FIG. 12 is a flowchart showing the flow of processing of a fuel injection time calculation routine.

【図13】ポンピング損失の特性を示す図FIG. 13 is a diagram showing characteristics of pumping loss;

【図14】(a)は実施形態(2)の成層燃焼運転時の
空燃比F/B制御の挙動を示すタイムチャート、(b)
は比較例の成層燃焼運転時の空燃比F/B制御の挙動を
示すタイムチャート
14A is a time chart showing the behavior of the air-fuel ratio F / B control during the stratified charge combustion operation according to the embodiment (2), and FIG.
Is a time chart showing the behavior of the air-fuel ratio F / B control during the stratified combustion operation of the comparative example.

【図15】実施形態(3)の成層燃焼運転用の空燃比F
/B制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
FIG. 15 shows an air-fuel ratio F for a stratified combustion operation according to the embodiment (3).
Flowchart showing the flow of the processing of the / B control routine

【図16】前回演算時のEGR補正量に対する補正量の
マップの一例を概念的に示す図
FIG. 16 is a diagram conceptually showing an example of a map of a correction amount with respect to an EGR correction amount in a previous calculation.

【図17】目標EGR開度算出ルーチンの処理の流れを
示すフローチャート
FIG. 17 is a flowchart showing the flow of a process of a target EGR opening calculation routine;

【図18】空燃比とEGR率の関係を示す図FIG. 18 is a diagram showing a relationship between an air-fuel ratio and an EGR rate.

【図19】実施形態(3)の成層燃焼運転時の空燃比F
/B制御の挙動を示すタイムチャート
FIG. 19 is an air-fuel ratio F during a stratified combustion operation according to the embodiment (3).
Chart showing the behavior of / B control

【図20】実施形態(4)の成層燃焼運転用の空燃比F
/B制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
FIG. 20 is an air-fuel ratio F for a stratified combustion operation according to the embodiment (4).
Flowchart showing the flow of the processing of the / B control routine

【図21】前回演算時の燃料噴射時期補正量に対する補
正量のマップの一例を概念的に示す図
FIG. 21 is a diagram conceptually showing an example of a map of a correction amount with respect to a fuel injection timing correction amount in a previous calculation.

【図22】燃料噴射時期算出ルーチンの処理の流れを示
すフローチャート
FIG. 22 is a flowchart showing the flow of a fuel injection timing calculation routine;

【図23】実施形態(4)の成層燃焼運転時の空燃比F
/B制御の挙動を示すタイムチャート
FIG. 23 is an air-fuel ratio F during a stratified combustion operation according to the embodiment (4).
Chart showing the behavior of / B control

【図24】(a)は実A/Fが目標A/Fよりもリーン
側にずれている時の従来の空燃比F/B制御の挙動を示
すタイムチャート、(b)は実A/Fが目標A/Fがよ
りもリッチ側にずれている時の従来の空燃比F/B制御
の挙動を示すタイムチャート
24A is a time chart showing the behavior of the conventional air-fuel ratio F / B control when the actual A / F is shifted to the lean side from the target A / F, and FIG. Is a time chart showing the behavior of the conventional air-fuel ratio F / B control when the target A / F is shifted to a richer side than the target A / F is.

【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
5…スロットル弁、16…ECU(空燃比フィードバッ
ク制御手段)、18…吸気管圧力センサ(吸気管圧力検
出手段)、28…燃料噴射弁、37…排気管、38…三
元触媒、39…リーンNOx触媒、40…EGR配管
(排気還流制御手段)、41…EGR弁(排気還流制御
手段)、42…空燃比センサ。
11. In-cylinder injection engine (in-cylinder injection internal combustion engine), 1
5: throttle valve, 16: ECU (air-fuel ratio feedback control means), 18: intake pipe pressure sensor (intake pipe pressure detection means), 28: fuel injection valve, 37: exhaust pipe, 38: three-way catalyst, 39: lean NOx catalyst, 40 ... EGR pipe (exhaust gas recirculation control means), 41 ... EGR valve (exhaust gas recirculation control means), 42 ... Air-fuel ratio sensor.

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Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 筒内に燃料を噴射する筒内噴射式内燃機
関において、 内燃機関の排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ
と、 内燃機関の運転状態に応じて目標空燃比を設定する目標
空燃比設定手段と、 前記空燃比センサの検出空燃比が目標空燃比に一致する
ように空燃比フィードバック制御を実施する空燃比フィ
ードバック制御手段とを備え、 前記空燃比フィードバック制御手段は、圧縮行程で燃料
を噴射する成層燃焼運転時に空気量の補正によって空燃
比をフィードバック制御することを特徴とする筒内噴射
式内燃機関の空燃比制御装置。
In an in-cylinder injection type internal combustion engine that injects fuel into a cylinder, an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of exhaust gas of the internal combustion engine and a target air-fuel ratio are set according to an operation state of the internal combustion engine. Target air-fuel ratio setting means; and air-fuel ratio feedback control means for performing air-fuel ratio feedback control so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor matches the target air-fuel ratio. An air-fuel ratio control apparatus for an in-cylinder injection internal combustion engine, which performs feedback control of an air-fuel ratio by correcting an air amount during a stratified combustion operation in which fuel is injected by a fuel injection device.
【請求項2】 前記空燃比フィードバック制御手段は、
成層燃焼運転時の空燃比フィードバック制御による空気
量の補正をスロットル開度の補正によって実施すること
を特徴とする請求項1に記載の筒内噴射式内燃機関の空
燃比制御装置。
2. The air-fuel ratio feedback control means,
2. The air-fuel ratio control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 1, wherein the correction of the air amount by the air-fuel ratio feedback control during the stratified combustion operation is performed by correcting the throttle opening.
【請求項3】 前記空燃比フィードバック制御手段は、
成層燃焼運転時の空燃比フィードバック制御による空気
量補正量が所定範囲外になったときに、該空気量補正量
に応じて燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項
1又は2に記載の筒内噴射式内燃機関の空燃比制御装
置。
3. The air-fuel ratio feedback control means,
The fuel injection amount is corrected according to the air amount correction amount when the air amount correction amount by the air-fuel ratio feedback control during the stratified combustion operation is out of a predetermined range. An air-fuel ratio control device for a direct injection internal combustion engine.
【請求項4】 前記空燃比フィードバック制御手段は、
成層燃焼運転時の空燃比フィードバック制御による空気
量補正量が増量側所定値以上となったときに燃料噴射量
を減量補正し、空気量補正量が減量側所定値以下となっ
たときに燃料噴射量を増量補正することを特徴とする請
求項3に記載の筒内噴射式内燃機関の空燃比制御装置。
4. The air-fuel ratio feedback control means,
The fuel injection amount is reduced when the air amount correction amount by the air-fuel ratio feedback control during the stratified combustion operation becomes equal to or more than a predetermined value on the increasing side, and the fuel injection is performed when the air amount correction amount becomes equal to or less than a predetermined value on the decreasing side. The air-fuel ratio control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 3, wherein the amount is corrected to increase.
【請求項5】 吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手
段を備え、 前記空燃比フィードバック制御手段は、前記空気量補正
量が所定範囲外であるか否かの判定を前記吸気管圧力検
出手段で検出した吸気管圧力の変化量によって行うこと
を特徴とする請求項3又は4に記載の筒内噴射式内燃機
関の空燃比制御装置。
5. An intake pipe pressure detecting means for detecting an intake pipe pressure, wherein the air-fuel ratio feedback control means determines whether or not the air amount correction amount is outside a predetermined range by the intake pipe pressure detecting means. The air-fuel ratio control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 3 or 4, wherein the control is performed based on a change amount of the intake pipe pressure detected in (1).
【請求項6】 排出ガスの一部を吸気系に還流させる排
気還流制御手段を備え、 前記空燃比フィードバック制御手段は、成層燃焼運転時
の空燃比フィードバック制御により前記スロットル開度
の補正量が所定範囲外となったときに、該スロットル開
度の補正量を所定範囲内に制限し、その代わりに、前記
排気還流制御手段により排気還流量を補正することで空
燃比をフィードバック制御することを特徴とする請求項
2に記載の筒内噴射式内燃機関の空燃比制御装置。
6. An exhaust gas recirculation control means for recirculating a part of exhaust gas to an intake system, wherein the air-fuel ratio feedback control means sets a predetermined correction amount of the throttle opening by air-fuel ratio feedback control during stratified combustion operation. When the value is out of the range, the correction amount of the throttle opening is limited to a predetermined range, and instead, the air-fuel ratio is feedback-controlled by correcting the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation control means. The air-fuel ratio control device for a direct injection internal combustion engine according to claim 2, wherein:
【請求項7】 前記空燃比フィードバック制御手段は、
成層燃焼運転時の空燃比フィードバック制御により空気
量補正量が所定範囲外となったときに、該空気量補正量
に応じて燃料噴射時期を補正することを特徴とする請求
項1乃至6のいずれかに記載の筒内噴射式内燃機関の空
燃比制御装置。
7. The air-fuel ratio feedback control means,
7. The fuel injection timing according to claim 1, wherein when the air amount correction amount is out of a predetermined range by the air-fuel ratio feedback control during the stratified combustion operation, the fuel injection timing is corrected according to the air amount correction amount. An air-fuel ratio control device for an in-cylinder injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3.
【請求項8】 前記空燃比フィードバック制御手段は、
成層燃焼運転時の空燃比フィードバック制御による空気
量補正量が増量側所定値以上となったときに燃料噴射時
期を進角補正し、該空気量補正量が減量側所定値以下と
なったときに燃料噴射時期を遅角補正することを特徴と
する請求項7に記載の筒内噴射式内燃機関の空燃比制御
装置。
8. The air-fuel ratio feedback control means,
When the air amount correction amount by the air-fuel ratio feedback control during the stratified charge combustion operation is equal to or more than the predetermined amount on the increasing side, the fuel injection timing is advanced and the amount of correction is reduced when the air amount correction amount is equal to or less than the predetermined value on the decreasing side. 8. The air-fuel ratio control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to claim 7, wherein the fuel injection timing is retarded.
【請求項9】 前記空燃比フィードバック制御手段は、
吸気行程で燃料を噴射する均質燃焼運転時に燃料噴射量
の補正によって空燃比をフィードバック制御し、均質燃
焼運転時の燃料噴射量に関する空燃比フィードバック補
正量を成層燃焼運転時の燃料噴射量の制御に反映させる
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の筒
内噴射式内燃機関の空燃比制御装置。
9. The air-fuel ratio feedback control means,
The air-fuel ratio is feedback-controlled by correcting the fuel injection amount during homogeneous combustion operation in which fuel is injected during the intake stroke, and the air-fuel ratio feedback correction amount related to the fuel injection amount during homogeneous combustion operation is used to control the fuel injection amount during stratified combustion operation. The air-fuel ratio control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to any one of claims 1 to 8, wherein the control is reflected.
【請求項10】 前記空燃比フィードバック制御手段
は、均質燃焼運転時に燃料噴射量による空燃比フィード
バック制御を実施した後に、成層燃焼運転時に空気量に
よる空燃比フィードバック制御を実施することを特徴と
する請求項9に記載の筒内噴射式内燃機関の空燃比制御
装置。
10. The air-fuel ratio feedback control means performs air-fuel ratio feedback control based on a fuel injection amount during a homogeneous combustion operation, and then performs air-fuel ratio feedback control based on an air amount during a stratified combustion operation. Item 10. An air-fuel ratio control device for a direct injection internal combustion engine according to item 9.
【請求項11】 前記空燃比フィードバック制御手段
は、成層燃焼運転時の空気量に関する空燃比フィードバ
ック補正量を均質燃焼運転時の空気量の制御に反映させ
ないことを特徴とする請求項9又は10に記載の筒内噴
射式内燃機関の空燃比制御装置。
11. The air-fuel ratio feedback control means according to claim 9, wherein the air-fuel ratio feedback correction amount relating to the air amount during the stratified combustion operation is not reflected in the control of the air amount during the homogeneous combustion operation. An air-fuel ratio control device for an in-cylinder injection internal combustion engine according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014070530A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Daihatsu Motor Co Ltd Internal combustion engine
JP2021099036A (en) * 2019-12-20 2021-07-01 トヨタ自動車株式会社 Engine device

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