JP2016014340A - Internal combustion engine control unit - Google Patents

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雅士 加藤
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Hisashi Hanabusa
寿 英
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近藤  卓
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control unit capable of more appropriately changing air-fuel ratios at a time of switching a stoichiometric operation to a lean operation in an engine including a three-way catalyst in an exhaust system, and suppressing a temporary increase in a NOx concentration downstream of the three-way catalyst.SOLUTION: An internal combustion engine control unit exerts an air-fuel ratio transition control at a time of switching a stoichiometric operation to a lean operation, and exerts an air-fuel ratio rich control to change an air-fuel ratio to a richer air-fuel ratio than a stoichiometric air-fuel ratio in a period before the passage of predetermined rich control time TRICH from start time tS of the air-fuel ratio transition control. The internal combustion engine control unit exerts a control to gradually change the air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio AFLN1 after the passage of the predetermined rich control time TRICH. The air-fuel ratio rich control enables an increase in a rate of unoxidized (reduced) noble metal in a three-way catalyst 10 and a temporary increase in a NOx concentration CNOx downstream of the three-way catalyst 10 from being suppressed at a time of switchover of air-fuel ratios.

Description

本発明は、排気系に排気浄化用の三元触媒を備える内燃機関の制御装置に関し、特に燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比近傍の空燃比及び理論空燃比よりリーン側のリーン空燃比に制御する制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a three-way catalyst for exhaust purification in an exhaust system. The present invention relates to a control device that controls the fuel ratio.

特許文献1には、空燃比を理論空燃比に制御するストイキ運転と、理論空燃比よりリーン側のリーン空燃比に制御するリーン運転とを行う内燃機関の制御方法が示されている。この制御方法によれば、ストイキ運転からリーン運転へ切り換えるときは、先ず吸入空気量の増量制御が開始され、その後実際の吸入空気量の増加が開始されたタイミングで点火時期が遅角側に変更され、次いで空燃比がリーン空燃比に変更されるとともに、点火時期が進角側に変更される。これにより、機関出力の変動及び窒素酸化物の発生を抑制しつつ、運転の切換を行うことが可能となる。   Patent Document 1 discloses a control method for an internal combustion engine that performs a stoichiometric operation that controls the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio and a lean operation that controls the lean air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. According to this control method, when switching from the stoichiometric operation to the lean operation, the intake air amount increase control is first started, and then the ignition timing is changed to the retarded side at the timing when the actual increase of the intake air amount is started. Then, the air-fuel ratio is changed to a lean air-fuel ratio, and the ignition timing is changed to the advance side. This makes it possible to switch the operation while suppressing fluctuations in engine output and generation of nitrogen oxides.

特許第3064782号公報Japanese Patent No. 3064782

上記特許文献1に示された制御方法によれば、ストイキ運転からリーン運転に切り換えるときの移行制御では、空燃比は最初、理論空燃比に維持され、点火時期の進角を開始する時点からリーン空燃比に向けて徐々に変更される。   According to the control method disclosed in Patent Document 1, in the transition control when switching from the stoichiometric operation to the lean operation, the air-fuel ratio is initially maintained at the stoichiometric air-fuel ratio, and the lean timing is started from the start of ignition timing advancement. It is gradually changed toward the air-fuel ratio.

排気系に設けられる三元触媒は、パラジウムなどの貴金属を含んでおり、この貴金属がリーン運転中は主としてNOxの浄化を行うことで酸化され、ストイキ運転中は排気中の炭化水素(HC)や一酸化炭素COが還元剤として作用するため、酸化された貴金属と還元された貴金属とが混在する状態となる。したがって、上記従来の方法で、ストイキ運転からリーン運転に切り換える移行制御を行った場合において還元された貴金属の比率が低いときは、三元触媒の下流側におけるNOx濃度が移行制御中に一時的に増加することがあった。   The three-way catalyst provided in the exhaust system contains a noble metal such as palladium. The noble metal is oxidized mainly by purifying NOx during the lean operation, and during the stoichiometric operation, hydrocarbon (HC) and Since carbon monoxide CO acts as a reducing agent, the oxidized noble metal and the reduced noble metal are mixed. Therefore, when the ratio of the reduced noble metal is low when the transition control for switching from the stoichiometric operation to the lean operation is performed by the conventional method, the NOx concentration on the downstream side of the three-way catalyst is temporarily changed during the transition control. There was an increase.

本発明はこの点に着目してなされたものであり、排気系に三元触媒を備える機関においてストイキ運転からリーン運転に切り換える際の空燃比の変更をより適切に行い、三元触媒下流側におけるNOx濃度の一時的な増加を抑制することができる制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to this point, and in an engine equipped with a three-way catalyst in an exhaust system, the air-fuel ratio is changed more appropriately when switching from stoichiometric operation to lean operation, and on the downstream side of the three-way catalyst. An object of the present invention is to provide a control device capable of suppressing a temporary increase in the NOx concentration.

上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、排気系に三元触媒(10)を備える内燃機関(1)の制御装置において、前記機関の運転状態に応じて、前記燃焼室内の混合気の空燃比(AF)を理論空燃比近傍のリッチ空燃比(AFST)と、理論空燃比よりリーン側のリーン空燃比(AFLN1)とに制御する空燃比制御手段と、前記空燃比を前記リッチ空燃比(AFST)から前記リーン空燃比(AFLN1)へ切り換えるときに空燃比移行制御を行う過渡制御手段とを備え、前記過渡制御手段は、前記空燃比移行制御の開始時点(tS)から所定時間(TRICH)経過するまでの期間において前記空燃比を前記リッチ空燃比よりさらにリッチ側の空燃比へ変更し、前記所定時間経過後に前記リーン空燃比に向けて徐々に変更することを特徴とする。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to a control device for an internal combustion engine (1) having a three-way catalyst (10) in an exhaust system, and mixing in the combustion chamber according to the operating state of the engine. Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio (AF) of the air to a rich air-fuel ratio (AFT) near the stoichiometric air-fuel ratio and a lean air-fuel ratio (AFLN1) leaner than the stoichiometric air-fuel ratio; Transient control means for performing air-fuel ratio transition control when switching from the air-fuel ratio (AFST) to the lean air-fuel ratio (AFLN1), and the transient control means has a predetermined time from the start time (tS) of the air-fuel ratio transition control. (TRICH) The air-fuel ratio is changed to a richer air-fuel ratio than the rich air-fuel ratio in a period until it elapses, and gradually changed toward the lean air-fuel ratio after the predetermined time has elapsed. And wherein the door.

この構成によれば、空燃比をリッチ空燃比からリーン空燃比へ切り換えるときに空燃比移行制御が行われ、空燃比移行制御の開始時点から所定時間経過するまでの期間において空燃比をリッチ空燃比よりさらにリッチ側の空燃比へ変更し、所定時間経過後にリーン空燃比に向けて徐々に変更する制御が行われる。これにより、還元されている貴金属の比率を増加させ、空燃比切換時に三元触媒下流側におけるNOx濃度の一時的な増加を抑制することができる。   According to this configuration, the air-fuel ratio shift control is performed when the air-fuel ratio is switched from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio. Further, the control is performed so that the air-fuel ratio is changed to the rich side and gradually changed toward the lean air-fuel ratio after a predetermined time has elapsed. Thereby, the ratio of the reduced noble metal can be increased, and a temporary increase in the NOx concentration on the downstream side of the three-way catalyst can be suppressed at the time of air-fuel ratio switching.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関は、前記機関の吸気弁の閉弁時期(CAIVC)を圧縮行程中の時期まで遅角可能な吸気弁閉弁時期可変機構(41,42)と、前記機関の燃焼室内に吸入された混合気の流動を生成する流動生成手段(2a,4)とを備え、前記過渡制御手段は、前記吸気弁の閉弁時期(CAIVC)を圧縮行程内の所定遅角時期(CARTDX)に制御するとともに、前記混合気の流動の強度が高くなるように前記流動生成手段を制御することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the control apparatus for an internal combustion engine according to the first aspect, wherein the engine is capable of retarding a closing timing (CAIVC) of an intake valve of the engine to a timing during a compression stroke. The valve closing timing variable mechanism (41, 42) and the flow generation means (2a, 4) for generating the flow of the air-fuel mixture sucked into the combustion chamber of the engine, the transient control means includes the intake valve The valve closing timing (CAIVC) is controlled to a predetermined retardation timing (CARTDX) within the compression stroke, and the flow generating means is controlled so as to increase the flow strength of the air-fuel mixture.

上記「所定遅角時期(CARTDX)」は、出力変動の増大及びノッキングの発生を防止する効果を確実なものとするためには、圧縮行程内においてクランク角度(クランク軸回転位相)が圧縮行程開始角度位置から70度以上遅角側の角度位置に設定することが望ましい。ただし、遅角量が過大となれば、安定した燃焼は得られなくなるので、圧縮行程開始角度位置から例えば100度の角度位置より進角側とする。   The above-mentioned “predetermined retard timing (CARTDX)” has a crank angle (crankshaft rotation phase) within the compression stroke to start the compression stroke in order to ensure the effect of preventing an increase in output fluctuation and the occurrence of knocking. It is desirable to set the angle position on the retard side by 70 degrees or more from the angle position. However, if the amount of retardation is excessive, stable combustion cannot be obtained, so that the angle is set to the advance side from the angular position of, for example, 100 degrees from the compression stroke starting angular position.

この構成によれば、空燃比移行制御中は吸気弁の閉弁時期が圧縮行程内の所定遅角時期に制御されるとともに、混合気の流動の強度が高くなるように制御される。吸気弁の閉弁時期を圧縮行程内の比較的遅い時期に設定して実効圧縮比を低下させることで、ノッキングの発生を防止することが可能となり、さらに混合気流動の強度を高めることによって、空燃比を増加させるような空燃比移行制御中において混合気の良好な着火性を維持し、燃焼を安定化することができる。その結果、空燃比切換時において、出力変動の増大及びノッキングの発生を防止することが可能となる。   According to this configuration, during the air-fuel ratio transition control, the closing timing of the intake valve is controlled to the predetermined retardation timing within the compression stroke, and is controlled so as to increase the strength of the air-fuel mixture flow. By setting the intake valve closing time to a relatively late time in the compression stroke and reducing the effective compression ratio, it becomes possible to prevent the occurrence of knocking, and further increase the strength of the mixture flow, It is possible to maintain good ignitability of the air-fuel mixture and stabilize combustion during air-fuel ratio transition control that increases the air-fuel ratio. As a result, it is possible to prevent an increase in output fluctuation and occurrence of knocking at the time of air-fuel ratio switching.

請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関は、吸入空気量(GA)を制御する吸入空気量制御弁(3)と、前記機関の排気を吸気系に還流する排気還流通路(20)、及び該排気還流通路に設けられ、排気還流量を制御する排気還流制御弁(21)を備える排気還流機構とを備え、前記過渡制御手段は、前記吸入空気量制御弁の開度(TH)を増加させるとともに、前記排気還流制御弁の開度(LFT)を減少させ、前記吸入空気量(GA)を増加させる制御を行うことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the control apparatus for an internal combustion engine according to the first or second aspect, wherein the engine includes an intake air amount control valve (3) for controlling an intake air amount (GA); An exhaust gas recirculation passage (20) that recirculates exhaust gas to an intake system, and an exhaust gas recirculation mechanism that is provided in the exhaust gas recirculation passage and includes an exhaust gas recirculation control valve (21) that controls an exhaust gas recirculation amount, wherein the transient control means includes: The control is performed to increase the intake air amount (GA) by increasing the opening (TH) of the intake air amount control valve and decreasing the opening (LFT) of the exhaust gas recirculation control valve. To do.

この構成によれば、空燃比移行制御では、吸入空気量制御弁の開度を増加させるとともに、排気還流制御弁の開度を減少させ、吸入空気量を増加させる制御が行われので、空燃比切換の前後での機関出力の変化を抑制し、円滑な切換を行うことが可能となる。   According to this configuration, in the air-fuel ratio transition control, control is performed to increase the intake air amount while increasing the opening degree of the intake air amount control valve and decreasing the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve. It is possible to suppress a change in engine output before and after switching and perform smooth switching.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関は、前記燃焼室内の混合気の火花点火を行う火花点火手段(7,8)を備え、前記過渡制御手段は、前記空燃比移行制御中は、前記排気還流機構を介して還流される排気量の割合を示す排気還流率(REGR)に応じて前記火花点火手段による点火時期(IG)を制御することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the third aspect, the engine includes spark ignition means (7, 8) for performing spark ignition of the air-fuel mixture in the combustion chamber, and the transient During the air-fuel ratio shift control, the control means controls the ignition timing (IG) by the spark ignition means according to an exhaust gas recirculation rate (REGR) indicating the ratio of the exhaust gas recirculated through the exhaust gas recirculation mechanism. It is characterized by that.

この構成によれば、空燃比移行制御中は排気還流率に応じて点火時期が制御されるので、空燃比移行制御中における出力変動の増大及びノッキングの発生を確実に防止することができる。   According to this configuration, since the ignition timing is controlled according to the exhaust gas recirculation rate during the air-fuel ratio transition control, it is possible to reliably prevent an increase in output fluctuation and the occurrence of knocking during the air-fuel ratio transition control.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関は、前記機関の吸気通路(2)内に燃料を微粒化して噴射可能な燃料噴射弁(6)を備え、前記火花点火手段は、点火プラグ(8)と、該点火プラグに放電を発生させるための複数の点火コイル対(71,72)とを備え、前記点火プラグにおける放電の継続時間(TSPK)を変更可能なものであり、前記空燃比(AF)を前記リーン空燃比(AFLN1)に制御するときは、前記リーン空燃比が増加するほど、前記点火時期(IG)を進角させるとともに前記放電継続時間(TSPK)を長く設定する点火制御手段を備えることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the fourth aspect, the engine is a fuel injection valve (6) capable of atomizing and injecting fuel into an intake passage (2) of the engine. The spark ignition means includes a spark plug (8) and a plurality of ignition coil pairs (71, 72) for generating a discharge in the spark plug, and a discharge duration (TSPK) in the spark plug. ) Can be changed, and when the air-fuel ratio (AF) is controlled to the lean air-fuel ratio (AFLN1), the ignition timing (IG) is advanced and the ignition timing (IG) is advanced as the lean air-fuel ratio increases. Ignition control means for setting a long discharge duration (TSPK) is provided.

この構成によれば、微粒化された燃料が吸気通路内に噴射されるので、比較的均質な混合気が吸気通路内において形成され、さらに燃焼室内に吸入されることによって、より均質度の高い混合気を形成することができる。また点火プラグにおける放電継続時間が変更可能であるため、点火時期及び放電継続時間を適切に設定することにより、すなわち、点火時期を比較的進角側に設定することによって、放電継続時間を長く設定することを可能とし、空燃比を「30」程度に設定しても確実に着火させることができる。またリーン空燃比が増加するほど、点火時期を進角させるとともに放電継続時間を長く設定することによって、目標空燃比が変化しても確実に着火させることができる。   According to this configuration, since the atomized fuel is injected into the intake passage, a relatively homogeneous air-fuel mixture is formed in the intake passage and is further sucked into the combustion chamber, so that the degree of homogeneity is higher. An air-fuel mixture can be formed. Also, since the discharge duration in the spark plug can be changed, the discharge duration can be set longer by setting the ignition timing and discharge duration appropriately, that is, by setting the ignition timing to a relatively advanced angle. Therefore, even if the air-fuel ratio is set to about “30”, it can be surely ignited. Further, as the lean air-fuel ratio increases, the ignition timing is advanced and the discharge duration time is set longer so that the ignition can be reliably performed even if the target air-fuel ratio changes.

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the internal combustion engine and its control apparatus concerning one Embodiment of this invention. 吸気通路に設けられるタンブル流動制御弁(4)の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the tumble flow control valve (4) provided in an intake passage. 吸気弁の作動特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the operating characteristic of an intake valve. 1つの気筒に対応する点火回路ユニット(7)の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the ignition circuit unit (7) corresponding to one cylinder. 燃料噴射弁(6)によって噴射される燃料の噴射状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the injection state of the fuel injected by a fuel injection valve (6). 空燃比を理論空燃比よりリーン側の値に設定する機関運転領域(RLN)及び空燃比を理論空燃比に設定する機関運転領域(RST)を示す図である。It is a figure which shows the engine operation area | region (RLN) which sets an air fuel ratio to the value of the lean side from a theoretical air fuel ratio, and the engine operation area | region (RST) which sets an air fuel ratio to a theoretical air fuel ratio. 空燃比(AF)と排気中のNOx濃度(CNOxF)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an air fuel ratio (AF) and NOx density | concentration (CNOxF) in exhaust_gas | exhaustion. 空燃比移行制御(理論空燃比→リーン空燃比)における制御パラメータの設定を説明するためのタイムチャートである。6 is a time chart for explaining setting of control parameters in air-fuel ratio transition control (theoretical air-fuel ratio → lean air-fuel ratio). 図8に示す制御を行った場合における空燃比(AF)、吸入空気量(GA))、NOx濃度(CNOx)、及びHC濃度(CHC)の推移を示すタイムチャートである。FIG. 9 is a time chart showing changes in air-fuel ratio (AF), intake air amount (GA)), NOx concentration (CNOx), and HC concentration (CHC) when the control shown in FIG. 8 is performed. 排気還流率(REGR)と点火時期(IG)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an exhaust gas recirculation rate (REGR) and ignition timing (IG). 三元触媒による排気浄化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating exhaust gas purification by a three-way catalyst. 空燃比移行制御(ストイキ運転からリーン運転への切換)を実行する処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process which performs air-fuel ratio transfer control (switching from stoichiometric operation to lean operation). 図12の処理で実行される空燃比リッチ制御を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the air fuel ratio rich control performed by the process of FIG. 図12の処理で実行される空燃比リッチ制御の効果を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the effect of the air fuel ratio rich control performed by the process of FIG.

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関(以下「エンジン」という)及びその制御装置の構成を示す図であり、例えば4気筒のエンジン1の吸気通路2の途中にはスロットル弁(吸入空気量制御弁)3が配置されている。スロットル弁3はアクチュエータ19によって駆動可能に構成されており、アクチュエータ19は電子制御ユニット(以下「ECU」という)5に接続されている。スロットル弁3の開度は、アクチュエータ19を介してECU5によって制御される。吸気通路2のスロットル弁3の下流側には、燃料噴射弁6が各気筒に対応して設けられており、その作動はECU5により制御される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) and a control device thereof according to an embodiment of the present invention. For example, a throttle valve ( An intake air amount control valve) 3 is arranged. The throttle valve 3 is configured to be driven by an actuator 19, and the actuator 19 is connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5. The opening degree of the throttle valve 3 is controlled by the ECU 5 via the actuator 19. On the downstream side of the throttle valve 3 in the intake passage 2, a fuel injection valve 6 is provided corresponding to each cylinder, and its operation is controlled by the ECU 5.

図2に示すように、吸気通路2の、吸気弁22の直ぐ上流側には、隔壁2aと、隔壁2aによって形成される一方の流路に配置されたタンブル流動制御弁4とが設けられており、タンブル流動制御弁4はアクチュエータ4aによって開閉駆動可能に構成されている。アクチュエータ4aはECU5に接続されており、その作動はECU5によって制御される。タンブル流動制御弁4によって、燃焼室1a内に混合気のタンブル流動が生成される。   As shown in FIG. 2, a partition wall 2a and a tumble flow control valve 4 disposed in one flow path formed by the partition wall 2a are provided immediately upstream of the intake valve 22 in the intake passage 2. The tumble flow control valve 4 is configured to be opened and closed by an actuator 4a. The actuator 4a is connected to the ECU 5, and its operation is controlled by the ECU 5. The tumble flow control valve 4 generates a tumble flow of the air-fuel mixture in the combustion chamber 1a.

エンジン1の各気筒には点火プラグ8が装着されており、点火プラグ8は点火回路ユニット7を介してECU5に接続されている。ECU5は、後述するように点火プラグ8における放電開始時期CAIG及び放電継続時間TSPKの制御を行う。なお、放電開始時期CAIGは、「点火時期IG」と表記する場合もある。   A spark plug 8 is attached to each cylinder of the engine 1, and the spark plug 8 is connected to the ECU 5 via the ignition circuit unit 7. The ECU 5 controls the discharge start timing CAIG and the discharge duration time TSPK in the spark plug 8 as will be described later. The discharge start timing CAIG may be expressed as “ignition timing IG”.

ECU5には、エンジン1の吸入空気流量GAIRを検出する吸入空気流量センサ11、吸気温TAを検出する吸気温センサ12、スロットル弁開度THを検出するスロットル弁開度センサ13、吸気圧PBAを検出する吸気圧センサ14、エンジン冷却水温TWを検出する冷却水温センサ15、及び図示しない他のセンサ(例えばエンジン1により駆動される車両のアクセルペダル操作量APを検出するアクセルセンサ、車速センサなど)が接続されており、これらのセンサの検出信号がECU5に供給される。   The ECU 5 includes an intake air flow sensor 11 that detects the intake air flow rate GAIR of the engine 1, an intake air temperature sensor 12 that detects the intake air temperature TA, a throttle valve opening sensor 13 that detects the throttle valve opening TH, and an intake pressure PBA. Intake pressure sensor 14 to detect, cooling water temperature sensor 15 to detect engine cooling water temperature TW, and other sensors (not shown) (for example, an accelerator sensor for detecting an accelerator pedal operation amount AP of a vehicle driven by the engine 1, a vehicle speed sensor, etc.) Are connected, and detection signals of these sensors are supplied to the ECU 5.

ECU5には、エンジン1のクランク軸(図示せず)の回転角度を検出するクランク角度位置センサ16が接続されており、クランク軸の回転角度に応じたパルス信号がECU5に供給される。クランク角度位置センサ16は、クランク角度位置を示す複数のパルス信号を出力するものであり、このパルス信号は、燃料噴射時期、点火時期(点火プラグ8の放電開始時期)等の各種タイミング制御、及びエンジン回転数NEの検出に使用される。エンジン1は、後述するように吸気弁作動位相を連続的に変更する機構を備えており、クランク角度位置センサ16より出力されるパルス信号に基づいて、吸気弁22を駆動するカム軸の実際の作動位相(吸気弁作動位相)CAINを検出することができる。本実施形態では、吸気弁作動位相CAINの増加は位相の進角に対応する。   A crank angle position sensor 16 that detects a rotation angle of a crankshaft (not shown) of the engine 1 is connected to the ECU 5, and a pulse signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft is supplied to the ECU 5. The crank angle position sensor 16 outputs a plurality of pulse signals indicating the crank angle position. These pulse signals are used for various timing controls such as fuel injection timing, ignition timing (discharge start timing of the spark plug 8), and the like. Used to detect the engine speed NE. The engine 1 is provided with a mechanism for continuously changing the intake valve operating phase as will be described later, and based on the pulse signal output from the crank angle position sensor 16, the actual camshaft that drives the intake valve 22 is provided. The operation phase (intake valve operation phase) CAIN can be detected. In the present embodiment, the increase in the intake valve operation phase CAIN corresponds to the advance angle of the phase.

排気通路9には排気浄化用のパラジウムを含む三元触媒10が設けられている。三元触媒10の上流側であって各気筒に連通する排気マニホールドの集合部より下流側には、比例型酸素濃度センサ17(以下「LAFセンサ17」という)が装着されており、このLAFセンサ17は排気中の酸素濃度(空燃比AF)にほぼ比例した検出信号を出力し、ECU5に供給する。   The exhaust passage 9 is provided with a three-way catalyst 10 containing palladium for exhaust purification. A proportional oxygen concentration sensor 17 (hereinafter referred to as “LAF sensor 17”) is mounted on the upstream side of the three-way catalyst 10 and on the downstream side of the collection portion of the exhaust manifold communicating with each cylinder. 17 outputs a detection signal substantially proportional to the oxygen concentration (air-fuel ratio AF) in the exhaust gas and supplies it to the ECU 5.

エンジン1は排気還流機構を備えており、この排気還流機構は、排気通路9と吸気通路2と接続する排気還流通路20と、排気還流通路20を通過する排気の流量を制御する排気還流制御弁(以下「EGR弁」という)21とを有する。EGR弁21の作動は、ECU5によって制御される。   The engine 1 includes an exhaust gas recirculation mechanism. The exhaust gas recirculation mechanism includes an exhaust gas recirculation passage 20 connected to the exhaust passage 9 and the intake air passage 2, and an exhaust gas recirculation control valve that controls the flow rate of the exhaust gas that passes through the exhaust gas recirculation passage 20. (Hereinafter referred to as “EGR valve”) 21. The operation of the EGR valve 21 is controlled by the ECU 5.

エンジン1は吸気弁22の弁リフト量及び開角(リフト量が「0」より大きい角度期間)を、機械的に2段階に切り換える第1弁作動特性可変機構41と、吸気弁22の作動位相を連続的に変更する第2弁作動特性可変機構42とを有する弁作動特性可変装置40を備えている。機械的に2段階に切り換える第1弁作動特性可変機構41を採用することによって、吸気弁作動特性の迅速な変更が可能となる。第1弁作動特性可変機構41は、吸気弁22のリフト量及び開角を第1作動特性VT1と第2作動特性VT2とに切り換える。弁作動特性可変装置40は、第1弁作動特性可変機構41を駆動するための油圧制御機構43と、第2弁作動特性可変機構42を駆動するための油圧制御機構44とを備えている。油圧制御機構43及び油圧制御機構44の作動はECU5により制御される。以下の説明では、第1弁作動特性可変機構41により切り換えられる作動特性を、「吸気弁作動特性VT」という。   The engine 1 includes a first valve operating characteristic variable mechanism 41 that mechanically switches a valve lift amount and an opening angle (an angle period in which the lift amount is greater than “0”) of the intake valve 22 to two stages, and an operation phase of the intake valve 22. Is provided with a variable valve operating characteristic device 40 having a second valve operating characteristic variable mechanism 42 for continuously changing the valve operating characteristic. By adopting the first valve operating characteristic variable mechanism 41 that mechanically switches between two stages, the intake valve operating characteristic can be quickly changed. The first valve operating characteristic variable mechanism 41 switches the lift amount and the opening angle of the intake valve 22 between the first operating characteristic VT1 and the second operating characteristic VT2. The valve operating characteristic variable device 40 includes a hydraulic control mechanism 43 for driving the first valve operating characteristic variable mechanism 41 and a hydraulic control mechanism 44 for driving the second valve operating characteristic variable mechanism 42. The operation of the hydraulic control mechanism 43 and the hydraulic control mechanism 44 is controlled by the ECU 5. In the following description, the operation characteristic switched by the first valve operation characteristic variable mechanism 41 is referred to as “intake valve operation characteristic VT”.

弁作動特性可変装置40によれば、吸気弁22は、図3に実線L1で示す第1作動特性VT1と、実線L2で示す第2作動特性VT2とを最遅角位相として、カムの作動位相(CAIN)の進角に伴って破線L3,L4で示す最進角位相までの間の位相で駆動される。なお、排気弁は実線L5で示す一定の作動特性で駆動される。図3から明らかなように、本実施形態では吸気弁の閉弁時期CAIVCが圧縮行程の開始後となるように設定され、アトキンソンサイクル運転が行われる。また第1作動特性VT1における吸気弁22の閉弁時期CAIVC1は、第2作動特性VT2における閉弁時期CAIVC2より遅角側にある。   According to the valve operating characteristic variable device 40, the intake valve 22 has the cam operating phase with the first operating characteristic VT1 indicated by the solid line L1 and the second operating characteristic VT2 indicated by the solid line L2 in FIG. Driven by the phase up to the most advanced angle phase indicated by the broken lines L3 and L4 with the advance angle of (CAIN). The exhaust valve is driven with a constant operating characteristic indicated by a solid line L5. As is apparent from FIG. 3, in this embodiment, the closing timing CAIVC of the intake valve is set to be after the start of the compression stroke, and the Atkinson cycle operation is performed. Further, the valve closing timing CAIVC1 of the intake valve 22 in the first operating characteristic VT1 is on the more retarded side than the valve closing timing CAIVC2 in the second operating characteristic VT2.

ECU5は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット(CPU)、該CPUで実行される各種演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁6、点火回路ユニット7、アクチュエータ4aなどに駆動信号を供給する出力回路等から構成される。   The ECU 5 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects the voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, a central processing unit (CPU), It comprises a storage circuit for storing various calculation programs executed by the CPU and calculation results, an output circuit for supplying a drive signal to the fuel injection valve 6, the ignition circuit unit 7, the actuator 4a, and the like.

燃料噴射弁6による燃料噴射量は、吸入空気流量GAIRに応じて算出される基本燃料量を、LAFセンサ17により検出される空燃比AFに応じた空燃比補正係数KAFによって補正することによって制御される。空燃比補正係数KAFは、検出される空燃比AFが目標空燃比AFCMDと一致するように算出される。   The fuel injection amount by the fuel injection valve 6 is controlled by correcting the basic fuel amount calculated according to the intake air flow rate GAIR with the air-fuel ratio correction coefficient KAF corresponding to the air-fuel ratio AF detected by the LAF sensor 17. The The air-fuel ratio correction coefficient KAF is calculated so that the detected air-fuel ratio AF coincides with the target air-fuel ratio AFCMD.

ECU5は、アクセルペダル操作量APなどに応じてスロットル弁3の目標開度THCMDを算出し、検出されるスロットル弁開度THが目標開度THCMDと一致するようにアクチュエータ19の駆動制御を行う。   The ECU 5 calculates the target opening THCMD of the throttle valve 3 in accordance with the accelerator pedal operation amount AP and controls the drive of the actuator 19 so that the detected throttle valve opening TH matches the target opening THCMD.

図4は、1つの気筒に対応する点火回路ユニット7の構成を示す回路図であり、点火回路ユニット7は、一次コイル71a及び二次コイル71bからなる第1コイル対71と、一次コイル72a及び二次コイル72bからなる第2コイル対72と、バッテリ30の出力電圧VBATを昇圧して昇圧電圧VUPを出力する昇圧回路73と、一次コイル71a,72aの通電制御を行うトランジスタQ1,Q2と、二次コイル71b,72bと点火プラグ8との間に接続されたダイオードD1,D2とを備えている。   FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the ignition circuit unit 7 corresponding to one cylinder. The ignition circuit unit 7 includes a first coil pair 71 including a primary coil 71a and a secondary coil 71b, a primary coil 72a, A second coil pair 72 including a secondary coil 72b, a booster circuit 73 that boosts the output voltage VBAT of the battery 30 and outputs a boosted voltage VUP, transistors Q1 and Q2 that control energization of the primary coils 71a and 72a, Diodes D1 and D2 connected between the secondary coils 71b and 72b and the spark plug 8 are provided.

トランジスタQ1,Q2のベースはECU5に接続されており、ECU5によってオンオフ制御(一次コイルの通電制御)が行われる。2つの一次コイルの通電期間の一部を重複させつつ交互に通電を行うことによって、点火プラグ8における放電の継続時間(放電継続時間)TSPKをエンジン1の運転状態に応じて変更することができる。また一次コイルの最初の通電終了時期が放電開始時期CAIGに相当し、放電開始時期CAIGもエンジン1の運転状態に応じて変更可能である。   The bases of the transistors Q1 and Q2 are connected to the ECU 5, and on / off control (primary coil energization control) is performed by the ECU 5. By alternately energizing part of the energization periods of the two primary coils, the discharge duration (discharge duration) TSPK in the spark plug 8 can be changed according to the operating state of the engine 1. . Further, the first energization end timing of the primary coil corresponds to the discharge start timing CAIG, and the discharge start timing CAIG can also be changed according to the operating state of the engine 1.

燃料噴射弁6は、燃料を微粒化して噴射可能なものであり、SMD(Sauter Mean Diameter:ザウター平均直径)が35μm程度(燃圧350kPaで噴射し、噴射口からの50mm下におけるSMD)の特性を有する。図5(a)は、この燃料噴射弁6による燃料の噴射状態(噴射された燃料の拡散状態)を模式的に示し、図5(b)は比較のために示す通常の燃料噴射弁による燃料の噴射状態を示す。通常の燃料噴射弁では、円錐状に分布する燃料の周辺部の燃料濃度が高くなるのに対し、燃料噴射弁6では微粒化した燃料の到達距離が短くなり、かつ拡散領域内における濃度分布の均質度が高く(濃度差が少なく)なる。   The fuel injection valve 6 is capable of atomizing and injecting fuel, and has an SMD (Sauter Mean Diameter) characteristic of about 35 μm (injection at a fuel pressure of 350 kPa and SMD 50 mm below the injection port). Have. FIG. 5 (a) schematically shows the fuel injection state (diffused state of injected fuel) by the fuel injection valve 6, and FIG. 5 (b) shows the fuel by the normal fuel injection valve shown for comparison. The injection state of is shown. In the normal fuel injection valve, the fuel concentration in the peripheral portion of the fuel distributed in a conical shape is high, whereas in the fuel injection valve 6, the reach of the atomized fuel is shortened and the concentration distribution in the diffusion region is reduced. The degree of homogeneity is high (the difference in density is small).

燃料を微粒化して噴射可能な燃料噴射弁6を用いることによって、検出空燃比AFを目標空燃比AFCMDと一致させるために必要とされる量の燃料を燃焼室に供給し、しかも燃焼室内における空燃比分布がほぼ一様な(均質度の高い)均質混合気を形成することができる。   By using the fuel injection valve 6 capable of atomizing and injecting fuel, an amount of fuel required to make the detected air-fuel ratio AF coincide with the target air-fuel ratio AFCMD is supplied to the combustion chamber, and the air in the combustion chamber is empty. A homogeneous mixture having a substantially uniform fuel ratio distribution (high homogeneity) can be formed.

本実施形態では、暖機完了後の目標空燃比AFCMDは、エンジン回転数NE及び要求トルクTRQCMDに応じて、例えば図6に示すように設定される。図6に示す領域RLNでは、目標空燃比AFCMDを例えば「24」から「35」程度の範囲(以下「超希薄空燃比範囲」という)に設定するリーン運転が行われ、領域RSTでは目標空燃比AFCMDを理論空燃比(14.7)に設定するストイキ運転が行われる。図6に示す領域RLNと領域RSTとの境界を示す実線は、リーン運転からストイキ運転へ切り換えるときの境界に対応し、破線はストイキ運転からリーン運転へ切り換えるときの境界に対応する。   In the present embodiment, the target air-fuel ratio AFCMD after completion of warm-up is set, for example, as shown in FIG. 6 according to the engine speed NE and the required torque TRQCMD. In the region RLN shown in FIG. 6, a lean operation is performed in which the target air-fuel ratio AFCMD is set to a range of about “24” to “35” (hereinafter referred to as “ultra-lean air-fuel ratio range”). A stoichiometric operation for setting the AFCMD to the stoichiometric air-fuel ratio (14.7) is performed. The solid line indicating the boundary between the region RLN and the region RST shown in FIG. 6 corresponds to the boundary when switching from lean operation to stoichiometric operation, and the broken line corresponds to the boundary when switching from stoichiometric operation to lean operation.

リーン運転時の最小空燃比AFL1(例えば「24」)は、エンジン1からのNOx排出量が許容上限値CNOxHL(例えば120ppm)以下となるように設定される。最大空燃比AFL2(例えば「35」)は、必要なエンジン出力を得るための限界値として設定される空燃比である。   The minimum air-fuel ratio AFL1 (for example, “24”) during lean operation is set so that the NOx emission amount from the engine 1 is equal to or less than the allowable upper limit value CNOxHL (for example, 120 ppm). The maximum air-fuel ratio AFL2 (eg, “35”) is an air-fuel ratio set as a limit value for obtaining a necessary engine output.

図7は、空燃比AFと三元触媒10の上流側における排気中のNOx濃度CNOxFとの関係を示す図であり、空燃比AFが「16」以上の範囲では、空燃比AFが増加するほど(リーン化するほど)、NOx濃度CNOxFが低下する。したがって、リーン運転中の最小空燃比AFL1は、許容上限値CNOxHLが低下するほど増加するように設定する必要がある。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the air-fuel ratio AF and the NOx concentration CNOxF in the exhaust gas upstream of the three-way catalyst 10. In the range where the air-fuel ratio AF is “16” or more, the air-fuel ratio AF increases. The NOx concentration CNOxF decreases (the more lean it is). Therefore, the minimum air-fuel ratio AFL1 during the lean operation needs to be set so as to increase as the allowable upper limit value CNOxHL decreases.

点火プラグ8における放電開始時期CAIGは、超希薄空燃比範囲における目標空燃比AFCMDに対応して、上死点前50度から15度の範囲に設定され、放電継続時間TSPKは均質希薄混合気を確実に着火させるべく、1.8〜3msecに設定される。このように放電継続時間TSPKを設定したときの放電エネルギが150〜600mJとなるように昇圧電圧VUPが設定されている。従来の火花点火による希薄混合気燃焼は、点火プラグ近傍の空燃比が相対的に小さくなるように燃焼室内の流動を生成することによって実現される成層混合気燃焼であるのに対し、本実施形態の均質希薄混合気燃焼は、放電継続時間TSPKを比較的長く設定し、その放電継続時間TSPKを確保できるように放電開始時期CAIGは、成層混合気燃焼の点火時期(例えば8.0度)より進角側に設定されている。超希薄空燃比範囲では、目標空燃比AFCMDが増加するほど放電開始時期CAIGを進角させるとともに放電継続時間TSPKを長く設定する。   The discharge start timing CAIG in the spark plug 8 is set to a range of 50 degrees to 15 degrees before top dead center corresponding to the target air-fuel ratio AFCMD in the ultra-lean air-fuel ratio range, and the discharge duration TSPK is a homogeneous lean mixture. In order to ensure ignition, it is set to 1.8 to 3 msec. The boost voltage VUP is set so that the discharge energy when the discharge duration time TSPK is set in this way is 150 to 600 mJ. Conventional lean mixture combustion by spark ignition is stratified mixture combustion realized by generating a flow in the combustion chamber so that the air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug becomes relatively small. In the homogeneous lean mixture combustion, the discharge start time CAIG is set from the ignition timing (for example, 8.0 degrees) of the stratified mixture combustion so that the discharge duration TSPK is set relatively long and the discharge duration TSPK can be secured. Set to the advance side. In the ultra lean air-fuel ratio range, the discharge start timing CAIG is advanced and the discharge duration time TSPK is set longer as the target air-fuel ratio AFCMD increases.

さらにエンジン1の幾何学的圧縮比(ピストンが下死点に位置するときの燃焼室容積と、上死点に位置するときの燃焼室容積との比)は、最低実効圧縮比が9.0程度となるように、通常の火花点火エンジンの幾何学的圧縮比より若干大きく設定されている。   Furthermore, the geometrical compression ratio of the engine 1 (ratio of the combustion chamber volume when the piston is located at the bottom dead center and the combustion chamber volume when the piston is located at the top dead center) has a minimum effective compression ratio of 9.0. In order to achieve this, it is set slightly larger than the geometric compression ratio of a normal spark ignition engine.

またタンブル流動制御弁4の開度を変更することによって、流速5〜15m/sec程度(エンジン回転数NEが1500rpmであるとき流速)のタンブル流動を発生させるタンブル流動生成制御が行われる。   Further, by changing the opening degree of the tumble flow control valve 4, tumble flow generation control for generating tumble flow with a flow rate of about 5 to 15 m / sec (flow rate when the engine speed NE is 1500 rpm) is performed.

放電継続時間TSPKを比較的長く設定するとともに、燃焼室内にタンブル流動を生成することによって、希薄混合気燃焼において強力な初期火炎核を形成し、その火炎核を成長させることによって、圧縮上死点における未燃混合気の温度を1000度K以上の温度まで高めて、層流燃焼速度を支配する素反応を、過酸化水素が分解してOHラジカルを生成する反応に変化させ、圧縮上死点後において燃焼を確実に完結させることが可能となる。   By setting the discharge duration TSPK to be relatively long and generating a tumble flow in the combustion chamber, a strong initial flame kernel is formed in the lean mixture combustion, and the flame kernel is grown, thereby compressing top dead center. Increase the temperature of the unburned gas mixture to 1000 ° K or higher and change the elementary reaction that governs the laminar combustion rate into a reaction in which hydrogen peroxide decomposes to generate OH radicals, and compression top dead center It becomes possible to complete the combustion with certainty later.

次に本実施形態においてストイキ運転からリーン運転へ切り換えるときの空燃比移行制御の概要を、図8及び図9を参照して説明する。
図8は、ストイキ運転からリーン運転への切換時における空燃比移行制御を説明するためのタイムチャートであり、図8(a)〜(g)は、それぞれスロットル弁開度TH、EGR弁リフト量LFT、吸気弁作動位相CAIN、吸気弁作動特性VT、タンブル流動制御弁4の開度TCV、燃料噴射時間(燃料噴射量)TI、及び点火時期IGの推移を示す。また時刻tSが移行制御開始時刻であり、時刻tEが移行制御終了時刻である。図8(a),(b),(c),及び(e)に示す破線は、それぞれ目標開度THCMD、EGR弁リフト量指令値LFTCMD、吸気弁作動位相指令値CAINCMD、及びタンブル流動制御弁開度指令値TCVCMDを示す。各制御パラメータは、下記のように制御される。
Next, an outline of air-fuel ratio transition control when switching from stoichiometric operation to lean operation in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a time chart for explaining the air-fuel ratio transition control at the time of switching from stoichiometric operation to lean operation. FIGS. 8A to 8G show the throttle valve opening TH and the EGR valve lift amount, respectively. Changes in LFT, intake valve operation phase CAIN, intake valve operation characteristic VT, opening TCV of the tumble flow control valve 4, fuel injection time (fuel injection amount) TI, and ignition timing IG are shown. Time tS is the transition control start time, and time tE is the transition control end time. The broken lines shown in FIGS. 8A, 8B, 8C, and 8E indicate the target opening THCMD, the EGR valve lift amount command value LFTCMD, the intake valve operation phase command value CAINCMD, and the tumble flow control valve, respectively. The opening command value TCVCMD is indicated. Each control parameter is controlled as follows.

スロットル弁の目標開度THCMD:時刻tSからリーン運転開度THLNに向けて徐々の増加させ、リーン運転開度THLNに達する時刻t11以後はリーン運転開度THLNに維持する。   Throttle valve target opening THCMD: gradually increases from time tS toward the lean operation opening THLN, and after time t11 when the lean operation opening THLN is reached, the lean operation opening THLN is maintained.

EGR弁リフト量LFTの指令値LFTCMD:時刻tSにおいて、リーン運転リフト量である「0」までステップ的に減少させ、その後は「0」に維持する。リーン運転中は、エンジン1からのNOx排出量が小さいため、排気還流率REGRは「0」に設定される。
吸気弁作動位相指令値CAINCMD:時刻tSにおいて初期位相CAINIまでステップ的に進角させ、その後はリーン運転位相CALNに達する時刻t12まで徐々に進角させる。時刻t12以後は、リーン運転位相CALNに維持する。
Command value LFTCMD of EGR valve lift amount LFT: At time tS, it is decreased stepwise to “0” which is the lean operation lift amount, and thereafter maintained at “0”. During the lean operation, the exhaust gas recirculation rate REGR is set to “0” because the NOx emission amount from the engine 1 is small.
Intake valve operation phase command value CAINCMD: The time is advanced stepwise to the initial phase CAINI at time tS, and then gradually advanced to time t12 when the lean operation phase CALN is reached. After time t12, the lean operation phase CALN is maintained.

吸気弁作動特性VT:時刻tSからtEまで第1作動特性VT1に維持し、時刻tEにおいて第2作動特性VT2に切り換える。
タンブル流動制御弁4の開度指令値TCVCMD:時刻tSにおいて、0度(強流動制御値)までステップ的に減少させ、以後0度に維持する。
Intake valve operating characteristic VT: maintained at the first operating characteristic VT1 from time tS to tE, and switched to the second operating characteristic VT2 at time tE.
Opening command value TCVCMD of the tumble flow control valve 4: At time tS, it is decreased stepwise to 0 degree (strong flow control value), and thereafter maintained at 0 degree.

燃料噴射時間TI:空燃比AFの変更は主として吸入空気量の変更によって行われるため、時刻tSからtEまでほぼ一定値に保持する。ただし、検出空燃比AFが目標空燃比AFCMDと一致するように、フィードバック制御による微調整を行うとともに、空燃比移行制御開始直後に燃料噴射時間TI(燃料噴射量)を所定リッチ制御時間TRICHに亘って若干増加させる空燃比リッチ制御を行う。   Fuel injection time TI: Since the air-fuel ratio AF is changed mainly by changing the intake air amount, the fuel injection time TI is held at a substantially constant value from time tS to tE. However, fine adjustment by feedback control is performed so that the detected air-fuel ratio AF coincides with the target air-fuel ratio AFCMD, and the fuel injection time TI (fuel injection amount) is set over the predetermined rich control time TRICH immediately after the start of the air-fuel ratio transition control. The air-fuel ratio rich control is slightly increased.

点火時期IG:実際の排気還流率REGRに応じて、例えば図10に示すテーブルを用いて設定する。その結果、時刻tSの直後から比較的早い速度で遅角され、その後はリーン運転に適した値に向けて徐々に進角される。   Ignition timing IG: set according to the table shown in FIG. 10, for example, according to the actual exhaust gas recirculation rate REGR. As a result, the angle is retarded at a relatively high speed immediately after time tS, and then gradually advanced toward a value suitable for lean operation.

図10に示すテーブルによれば、点火時期IGは排気還流率REGRが増加するほど進角するように設定される。なお、実際の排気還流率REGRは公知の手法(例えば特許第5270008号公報に示された手法)によって算出される。
移行制御終了時刻tEは、空燃比AFがリーン空燃比AFLN1に到達した時刻である。
According to the table shown in FIG. 10, the ignition timing IG is set to advance as the exhaust gas recirculation rate REGR increases. The actual exhaust gas recirculation rate REGR is calculated by a known method (for example, the method disclosed in Japanese Patent No. 5270008).
The transition control end time tE is the time when the air-fuel ratio AF reaches the lean air-fuel ratio AFLN1.

図9(a)〜(d)は、図8に示す空燃比移行制御を行った場合の空燃比AF、吸入空気量GA、排気中(三元触媒10の下流側)のNOx濃度CNOx、及び排気中(三元触媒10の下流側)のHC濃度CHCの推移を示し、図9(a)の破線は、目標空燃比AFCMDの推移を示す。HC濃度CHCは、燃料に含まれる複数の炭化水素成分の全体としての濃度を示す。目標空燃比AFCMDは、空燃比移行制御中において空燃比AFの制御可能範囲を外れないように、理論空燃比からリーン空燃比に向けて徐々に変更される。このとき、目標空燃比AFCMDは、吸入空気量GA及び排気還流率REGRに応じて設定される。   9A to 9D show the air-fuel ratio AF, the intake air amount GA, the NOx concentration CNOx in the exhaust (downstream of the three-way catalyst 10), and the air-fuel ratio AF when the air-fuel ratio transition control shown in FIG. The transition of the HC concentration CHC in the exhaust (downstream of the three-way catalyst 10) is shown, and the broken line in FIG. 9A shows the transition of the target air-fuel ratio AFCMD. The HC concentration CHC indicates the concentration of the plurality of hydrocarbon components contained in the fuel as a whole. The target air-fuel ratio AFCMD is gradually changed from the stoichiometric air-fuel ratio toward the lean air-fuel ratio so as not to deviate from the controllable range of the air-fuel ratio AF during the air-fuel ratio transition control. At this time, the target air-fuel ratio AFCMD is set according to the intake air amount GA and the exhaust gas recirculation rate REGR.

図9によれば、スロットル弁開度THの増加によって吸入空気量GAが増加し、空燃比AFが理論空燃比AFSTからリーン空燃比AFLN1(「24」程度)へ円滑に移行し、かつ空燃比移行制御中においてNOx濃度CNOx及びHC濃度CHCが比較的小さく抑制されることが確認できる。   According to FIG. 9, the intake air amount GA increases as the throttle valve opening TH increases, and the air-fuel ratio AF smoothly transitions from the stoichiometric air-fuel ratio AFST to the lean air-fuel ratio AFLN1 (about “24”). It can be confirmed that the NOx concentration CNOx and the HC concentration CHC are suppressed to be relatively small during the transition control.

図11は、三元触媒10における排気の浄化を説明するための図であり、貴金属としてパラジウムPdが使用される例が示されている。前述したようにストイキ運転中においては、酸化パラジウムPdOと、酸化されていない(還元された)パラジウムPdとが混在している。排気中の一酸化窒素NOはパラジウムPdを酸化することによって、窒素N2に変化し、炭化水素(HC)及び一酸化炭素COは、酸化パラジウムPdOを還元することにより、二酸化炭素CO2と水H2Oに変化する。したがって、還元されたパラジウムPdの比率が低いときには、三元触媒10の下流側におけるNOx濃度CNOxが上昇する可能性が高くなる。 FIG. 11 is a diagram for explaining the purification of exhaust gas in the three-way catalyst 10, and shows an example in which palladium Pd is used as a noble metal. As described above, during the stoichiometric operation, palladium oxide PdO and non-oxidized (reduced) palladium Pd are mixed. Nitric oxide NO in the exhaust gas changes to nitrogen N 2 by oxidizing palladium Pd, and hydrocarbon (HC) and carbon monoxide CO reduce carbon dioxide CO 2 and water by reducing palladium oxide PdO. Change to H 2 O. Therefore, when the ratio of the reduced palladium Pd is low, there is a high possibility that the NOx concentration CNOx on the downstream side of the three-way catalyst 10 increases.

そこで本実施形態では、ストイキ運転からリーン運転への切換時における空燃比移行制御の開始直後に空燃比AFを一時的にリッチ化することより、還元されたパラジウムPdの比率を高めて、NOx濃度CNOxが一時的に増加することを防止するようにしている。   Therefore, in the present embodiment, the ratio of the reduced palladium Pd is increased by temporarily enriching the air-fuel ratio AF immediately after the start of the air-fuel ratio transition control at the time of switching from stoichiometric operation to lean operation. CNOx is prevented from temporarily increasing.

図12は、ストイキ運転からリーン運転への切換時に実行される空燃比移行制御を実行する処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、例えば所定時間毎に実行される。   FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of processing for executing air-fuel ratio transition control executed when switching from stoichiometric operation to lean operation. This process is executed, for example, every predetermined time.

ステップS11では、ストイキ運転からリーン運転への切換要求フラグFSTLNが「1」であるか否かを判別し、この答が肯定(YES)であるとき、ステップS12〜S16の処理を実行する。切換要求フラグFASTLNは、エンジン運転状態が図6に示す領域RSTから領域RLNへ変化したとき「1」に設定される。ステップS11の答が否定(NO)であるときは、本処理を実行することなく、図示しない他の処理によってリーン運転からストイキ運転への空燃比移行制御または通常制御を行う。   In step S11, it is determined whether or not the switch request flag FSTLN from stoichiometric operation to lean operation is “1”, and when this answer is affirmative (YES), the processing of steps S12 to S16 is executed. Switching request flag FASTLN is set to “1” when the engine operating state changes from region RST to region RLN shown in FIG. 6. If the answer to step S11 is negative (NO), the air-fuel ratio transition control from the lean operation to the stoichiometric operation or the normal control is performed by other processing (not shown) without executing this processing.

ステップS12では、ステップS11の答が肯定(YES)となった時点(空燃比移行制御開始時点)から所定リッチ制御時間TRICH(例えば0.5秒)が経過したか否かを判別する。最初はこの答は否定(NO)となるので、燃料噴射時間TIを増加させることにより空燃比AFを0.5程度減少させる空燃比リッチ制御を実行する(ステップS13)。なお、所定リッチ制御時間TRICHは、三元触媒10に含まれるパラジウムの質量MPdに応じて設定することが望ましい。すなわち、パラジウムの質量MPdが大きいほど、所定リッチ制御時間TRICHを長く設定することが望ましい。   In step S12, it is determined whether or not a predetermined rich control time TRICH (for example, 0.5 seconds) has elapsed since the time when the answer to step S11 became affirmative (YES) (the time when air-fuel ratio transition control starts). Initially, this answer is negative (NO), so air-fuel ratio rich control is executed to decrease the air-fuel ratio AF by about 0.5 by increasing the fuel injection time TI (step S13). The predetermined rich control time TRICH is desirably set according to the mass MPd of palladium contained in the three-way catalyst 10. That is, it is desirable to set the predetermined rich control time TRICH longer as the mass MPd of palladium is larger.

空燃比移行制御開始時点から所定リッチ制御時間TRICHが経過すると、ステップS12の答が肯定(YES)となり、以後はステップS12から直ちにステップS14に進む。   When the predetermined rich control time TRICH has elapsed from the start of the air-fuel ratio transition control, the answer to step S12 becomes affirmative (YES), and thereafter, the process immediately proceeds from step S12 to step S14.

ステップS14では、図8及び図9を参照して説明したストイキ運転からリーン運転への空燃比移行制御を実行する。ステップS15では、空燃比移行制御が終了したか否かを判別し、その答が肯定(YES)となると、切換要求フラグFSTLNを「0」に戻す(ステップS16)。空燃比移行制御は、空燃比AFが移行後の空燃比に達した時点(tE)で終了する。   In step S14, the air-fuel ratio transition control from the stoichiometric operation to the lean operation described with reference to FIGS. 8 and 9 is executed. In step S15, it is determined whether or not the air-fuel ratio shift control has ended. If the answer to step S15 is affirmative (YES), the switching request flag FSTLN is returned to "0" (step S16). The air-fuel ratio shift control ends when the air-fuel ratio AF reaches the post-shift air-fuel ratio (tE).

図13は、図12のステップS13における空燃比リッチ制御を説明するためのタイムチャートであり、空燃比リッチ制御中に燃料噴射時間TIの算出に適用される加算時間DTIの推移を示す。加算時間DTIは、時刻tSにおいてリッチ制御値DTIRまでステップ的に増加し、時刻tREにおいてステップ的に「0」まで減少するように設定される。リッチ制御値DTIRは、空燃比14.7を14.2程度までリッチ化する値であり、燃料噴射時間TIの3〜4%程度に相当する。時刻tREにおいて空燃比リッチ制御を終了する。   FIG. 13 is a time chart for explaining the air-fuel ratio rich control in step S13 of FIG. 12, and shows the transition of the addition time DTI applied to the calculation of the fuel injection time TI during the air-fuel ratio rich control. The addition time DTI is set to increase stepwise to the rich control value DTIR at time tS and decrease stepwise to “0” at time tRE. The rich control value DTIR is a value that enriches the air-fuel ratio 14.7 to about 14.2, and corresponds to about 3 to 4% of the fuel injection time TI. The air-fuel ratio rich control is terminated at time tRE.

図14は、上述した空燃比リッチ制御を実行することによる効果を説明するためのタイムチャートであり、図14(a)は、検出される空燃比AFの推移を拡大して示し、図14(b)は、三元触媒10の下流側におけるNOx濃度CNOxの推移を示す。図14(a)(b)に示す破線は、空燃比リッチ制御を行わない場合に対応する。   FIG. 14 is a time chart for explaining the effect of executing the above-described air-fuel ratio rich control. FIG. 14A shows an enlarged view of the detected air-fuel ratio AF, and FIG. b) shows the transition of the NOx concentration CNOx on the downstream side of the three-way catalyst 10. The broken lines shown in FIGS. 14A and 14B correspond to the case where the air-fuel ratio rich control is not performed.

空燃比リッチ制御は時刻tSから所定リッチ制御時間TRICHが経過するまでの期間において実行されるが、そのリッチ制御による排気通路での検出空燃比AFの変化は若干遅れて図14(a)に示すように検出され、時刻t21において最小となる。空燃比リッチ制御を行わない場合には、図14(b)に破線で示すように、NOx濃度CNOxの増加量が大きくなるが、空燃比リッチ制御を行うことによって、実線で示す程度まで改善することができる。   The air-fuel ratio rich control is executed in a period from the time tS until the predetermined rich control time TRICH elapses. The change of the detected air-fuel ratio AF in the exhaust passage by the rich control is slightly delayed and shown in FIG. And is minimized at time t21. When the air-fuel ratio rich control is not performed, the increase amount of the NOx concentration CNOx increases as shown by the broken line in FIG. 14B, but the air-fuel ratio rich control is improved to the extent indicated by the solid line by performing the air-fuel ratio rich control. be able to.

以上のように本実施形態では、ストイキ運転からリーン運転へ切り換えるときに空燃比移行制御が行われ、空燃比移行制御の開始時刻tSから所定リッチ制御時間TRICHが経過するまでの期間において空燃比を理論空燃比よりさらにリッチ側の空燃比(例えば14.2程度)へ変更し、所定リッチ制御時間TRICH経過後にリーン空燃比AFLN1に向けて徐々に変更する制御が行われる。これにより、還元されているパラジウムPdの比率を増加させ、空燃比切換時(ストイキ運転からリーン運転への切換時)に三元触媒10の下流側におけるNOx濃度CNOxの一時的な増加を抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the air-fuel ratio shift control is performed when switching from the stoichiometric operation to the lean operation, and the air-fuel ratio is set in the period from the start time tS of the air-fuel ratio shift control until the predetermined rich control time TRICH elapses. The air-fuel ratio is changed to a richer air-fuel ratio (for example, about 14.2) than the stoichiometric air-fuel ratio, and control is gradually performed toward the lean air-fuel ratio AFLN1 after a predetermined rich control time TRICH has elapsed. As a result, the ratio of reduced palladium Pd is increased, and a temporary increase in the NOx concentration CNOx on the downstream side of the three-way catalyst 10 is suppressed at the time of air-fuel ratio switching (when switching from stoichiometric operation to lean operation). be able to.

また空燃比移行制御中は、吸気弁作動特性VTを第1作動特性VT1に設定するとともに、吸気弁作動位相CAINを比較的小さな値に設定することによって、吸気弁22の閉弁時期CAICが圧縮行程内の所定遅角時期CARTDX(図8に示す例では70度である)に制御されるとともに、燃焼室内における混合気流動の強度が高くなるようにタンブル流動制御弁4が制御される。吸気弁の閉弁時期CAIVCを圧縮行程内の比較的遅い時期に設定して実効圧縮比を低下させることで、ノッキングの発生を防止することが可能となり、さらに混合気流動の強度を高めることによって、空燃比を増加させるような空燃比移行制御中において混合気の良好な着火性を維持し、燃焼を安定化することができる。その結果、空燃比切換時において、出力変動の増大及びノッキングの発生を防止することが可能となる。   During the air-fuel ratio transition control, the intake valve operating characteristic VT is set to the first operating characteristic VT1, and the intake valve operating phase CAIN is set to a relatively small value so that the closing timing CAIC of the intake valve 22 is compressed. The tumble flow control valve 4 is controlled so as to increase the strength of the air-fuel mixture flow in the combustion chamber while being controlled to a predetermined retard timing CARTDX (70 degrees in the example shown in FIG. 8) in the stroke. By setting the intake valve closing timing CAIVC to a relatively late timing within the compression stroke and reducing the effective compression ratio, it becomes possible to prevent the occurrence of knocking and further increase the strength of the mixture flow. During the air-fuel ratio transition control that increases the air-fuel ratio, good ignitability of the air-fuel mixture can be maintained and combustion can be stabilized. As a result, it is possible to prevent an increase in output fluctuation and occurrence of knocking at the time of air-fuel ratio switching.

またストイキ運転からリーン運転への切換を行うときは、スロットル弁開度THを増加させるとともにEGR弁リフト量LFTを減少させて、吸入空気量を増加させる制御が行われる。このような吸入空気量及び排気還流量の制御を行うことにより、空燃比切換の前後でのエンジン出力の変化を抑制し、円滑な切換を行うことができる。   When switching from stoichiometric operation to lean operation, control is performed to increase the intake air amount by increasing the throttle valve opening TH and decreasing the EGR valve lift amount LFT. By controlling the intake air amount and the exhaust gas recirculation amount as described above, it is possible to suppress a change in the engine output before and after the air-fuel ratio switching and perform a smooth switching.

また空燃比移行制御中は排気還流率REGRに応じて点火時期IGが制御されるので、空燃比移行制御中における出力変動の増大及びノッキングの発生を確実に防止することができる。   Further, since the ignition timing IG is controlled according to the exhaust gas recirculation rate REGR during the air-fuel ratio transition control, it is possible to reliably prevent an increase in output fluctuation and occurrence of knocking during the air-fuel ratio transition control.

また燃料噴射弁6によって微粒化された燃料が吸気通路2内に噴射されるので、比較的均質な混合気が吸気通路2内において形成され、さらに燃焼室内に吸入されることによって、より均質度の高い混合気を形成することができる。また点火プラグ8における放電継続時間TSPKが変更可能であるため、放電開始時期CAIG(=点火時期IG)及び放電継続時間TSPKを適切に設定することにより、すなわち、放電開始時期CAIGを比較的進角側に設定することによって、放電継続時間TSPKを長く設定することを可能とし、空燃比AFを「30」程度に設定しても確実に着火させることができる。また目標空燃比AFCMDがリーン空燃比であるときは、リーン空燃比が増加するほど、放電開始時期CAIGを進角させるとともに放電継続時間TSPKを長く設定することによって、目標空燃比AFCMDが変化しても確実に着火させることができる。   Further, since the fuel atomized by the fuel injection valve 6 is injected into the intake passage 2, a relatively homogeneous air-fuel mixture is formed in the intake passage 2 and further sucked into the combustion chamber, so that the degree of homogeneity is increased. A high air-fuel mixture can be formed. Further, since the discharge duration time TSPK in the spark plug 8 can be changed, the discharge start timing CAIG (= ignition timing IG) and the discharge duration time TSPK are appropriately set, that is, the discharge start timing CAIG is relatively advanced. By setting to the side, it is possible to set the discharge duration time TSPK longer, and even if the air-fuel ratio AF is set to about “30”, the ignition can be surely performed. Further, when the target air-fuel ratio AFCMD is a lean air-fuel ratio, the target air-fuel ratio AFCMD is changed by advancing the discharge start timing CAIG and setting the discharge duration time TSPK longer as the lean air-fuel ratio increases. Can be surely ignited.

本実施形態では、スロットル弁3が吸入空気量制御弁に相当し、第1及び第2弁作動特性可変機構41,42が吸気弁閉弁時期可変機構を構成し、点火回路ユニット7及び点火プラグ8が火花点火手段に相当し、隔壁2a及びタンブル流動制御弁4が流動生成手段に相当する。またECU5が空燃比制御手段、過渡制御手段、及び点火制御手段を構成する。   In this embodiment, the throttle valve 3 corresponds to an intake air amount control valve, the first and second valve operating characteristic variable mechanisms 41 and 42 constitute an intake valve closing timing variable mechanism, an ignition circuit unit 7 and an ignition plug Reference numeral 8 corresponds to spark ignition means, and the partition wall 2a and the tumble flow control valve 4 correspond to flow generation means. The ECU 5 constitutes air-fuel ratio control means, transient control means, and ignition control means.

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では、第1及び第2弁作動特性可変機構41,42によって、吸気弁閉弁時期可変機構を構成したが、第2弁作動特性可変機構42のみによって吸気弁閉弁時期可変機構を構成するようにしてもよい。また、請求項1の発明は吸気弁閉弁時期可変機構及び燃焼室内に混合気の流動を生成するための機構を備えていない内燃機関の制御装置にも適用可能である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the intake valve closing timing variable mechanism is configured by the first and second valve operating characteristic variable mechanisms 41 and 42, but the intake valve closing timing is only configured by the second valve operating characteristic variable mechanism 42. A variable mechanism may be configured. The invention of claim 1 can also be applied to a control device for an internal combustion engine that does not include an intake valve closing timing variable mechanism and a mechanism for generating a mixture flow in the combustion chamber.

また上述した実施形態では流動生成手段として、タンブル流動を生成する機構を使用したが、スワール流動を生成する機構を採用してもよい。また、燃焼室1a及びピストン頂部の形状を、スキッシュ流動が生成されるように構成してもよい。   In the embodiment described above, a mechanism for generating a tumble flow is used as the flow generation means. However, a mechanism for generating a swirl flow may be employed. Moreover, you may comprise the shape of the combustion chamber 1a and the piston top part so that a squish flow may be produced | generated.

また上述した実施形態では、リーン運転における空燃比AFは、超希薄空燃比範囲(例えば24〜35)に設定するようにしたが、本発明はリーン運転における空燃比AFがより理論空燃比に近い値(例えば16〜22)に設定する制御装置にも適用可能である。また、上述した実施形態では、空燃比を理論空燃比に設定するとストイキ運転と、理論空燃比よりリーン側の空燃比に設定するリーン運転との切換時における空燃比移行制御を示したが、本発明は、空燃比を理論空燃比近傍で理論空燃比より若干リッチ側の空燃比に設定するリッチ運転と、リーン運転との切換時にも適用可能である。   In the above-described embodiment, the air-fuel ratio AF in the lean operation is set to an ultra lean air-fuel ratio range (for example, 24 to 35). However, in the present invention, the air-fuel ratio AF in the lean operation is closer to the theoretical air-fuel ratio. The present invention is also applicable to a control device that sets values (for example, 16 to 22). In the above-described embodiment, the air-fuel ratio transition control at the time of switching between the stoichiometric operation when the air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio and the lean operation that is set to the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is shown. The invention can also be applied at the time of switching between a rich operation in which the air-fuel ratio is set to a slightly richer air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio and a lean operation.

また上述した実施形態では4気筒エンジンの例を示したが、本発明は気筒数に関わらず適用可能である。また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御装置にも適用が可能である。   In the above-described embodiment, an example of a four-cylinder engine is shown, but the present invention can be applied regardless of the number of cylinders. The present invention can also be applied to a control device such as an engine for a marine propulsion device such as an outboard motor having a vertical crankshaft.

1 内燃機関
2 吸気通路
2b 隔壁(流動生成手段)
3 スロットル弁(吸入空気量制御弁)
4 タンブル流動制御弁(流動生成手段)
5 電子制御ユニット(空燃比制御手段、過渡制御手段、点火制御手段)
6 燃料噴射弁
7 点火回路ユニット(火花点火手段)
8 点火プラグ(火花点火手段)
41 第1弁作動特性可変機構(吸気弁閉弁時期可変機構)
42 第2弁作動特性可変機構(吸気弁閉弁時期可変機構)
AF 空燃比
TH スロットル弁開度
LFT EGR弁リフト量
CAIN 吸気弁作動位相
VT 吸気弁作動特性
TCV タンブル流動制御弁開度
TI 燃料噴射時間
IG 点火時期
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Intake passage 2b Partition (flow production | generation means)
3 Throttle valve (intake air amount control valve)
4 Tumble flow control valve (flow generation means)
5 Electronic control unit (air-fuel ratio control means, transient control means, ignition control means)
6 Fuel injection valve 7 Ignition circuit unit (spark ignition means)
8 Spark plug (spark ignition means)
41 First valve operating characteristic variable mechanism (intake valve closing timing variable mechanism)
42 Second valve operating characteristic variable mechanism (intake valve closing timing variable mechanism)
AF air fuel ratio TH throttle valve opening LFT EGR valve lift amount CAIN intake valve operating phase VT intake valve operating characteristic TCV tumble flow control valve opening TI fuel injection time IG ignition timing

Claims (5)

排気系に三元触媒を備える内燃機関の制御装置において、
前記機関の運転状態に応じて、前記燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比近傍のリッチ空燃比と、理論空燃比よりリーン側のリーン空燃比とに制御する空燃比制御手段と、
前記空燃比を前記リッチ空燃比から前記リーン空燃比へ切り換えるときに空燃比移行制御を行う過渡制御手段とを備え、
前記過渡制御手段は、前記空燃比移行制御の開始時点から所定時間経過するまでの期間において前記空燃比を前記リッチ空燃比よりさらにリッチ側の空燃比へ変更し、前記所定時間経過後に前記リーン空燃比に向けて徐々に変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
In a control device for an internal combustion engine having a three-way catalyst in an exhaust system,
Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber to a rich air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio and a lean air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio according to the operating state of the engine;
Transient control means for performing air-fuel ratio transition control when switching the air-fuel ratio from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio;
The transient control means changes the air-fuel ratio to a richer air-fuel ratio than the rich air-fuel ratio in a period from the start of the air-fuel ratio transition control to a predetermined time, and after the predetermined time has elapsed, A control device for an internal combustion engine, which is gradually changed toward the fuel ratio.
前記機関は、前記機関の吸気弁の閉弁時期を圧縮行程中の時期まで遅角可能な吸気弁閉弁時期可変機構と、前記機関の燃焼室内に吸入された混合気の流動を生成する流動生成手段とを備え、
前記過渡制御手段は、前記吸気弁の閉弁時期を圧縮行程内の所定遅角時期に制御するとともに、前記混合気の流動の強度が高くなるように前記流動生成手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The engine includes an intake valve closing timing variable mechanism capable of delaying a closing timing of the intake valve of the engine to a timing during a compression stroke, and a flow that generates a flow of an air-fuel mixture sucked into a combustion chamber of the engine Generating means,
The transient control means controls the flow generation means to control the closing timing of the intake valve to a predetermined retardation timing within a compression stroke and to increase the flow strength of the air-fuel mixture. The control device for an internal combustion engine according to claim 1.
前記機関は、吸入空気量を制御する吸入空気量制御弁と、前記機関の排気を吸気系に還流する排気還流通路、及び該排気還流通路に設けられ、排気還流量を制御する排気還流制御弁を備える排気還流機構とを備え、
前記過渡制御手段は、前記吸入空気量制御弁の開度を増加させるとともに、前記排気還流制御弁の開度を減少させ、前記吸入空気量を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
The engine includes an intake air amount control valve that controls the amount of intake air, an exhaust gas recirculation passage that recirculates the exhaust of the engine to an intake system, and an exhaust gas recirculation control valve that is provided in the exhaust gas recirculation passage and controls the exhaust gas recirculation amount An exhaust gas recirculation mechanism comprising
2. The transient control unit performs control to increase the intake air amount by increasing the opening degree of the intake air amount control valve and decreasing the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve. Or the control apparatus for an internal combustion engine according to 2;
前記機関は、前記燃焼室内の混合気の火花点火を行う火花点火手段を備え、
前記過渡制御手段は、前記空燃比移行制御中は、前記排気還流機構を介して還流される排気量の割合を示す排気還流率に応じて前記火花点火手段による点火時期を制御することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。
The engine includes spark ignition means for performing spark ignition of an air-fuel mixture in the combustion chamber,
The transient control means controls the ignition timing by the spark ignition means in accordance with an exhaust gas recirculation rate indicating a ratio of an exhaust gas recirculated through the exhaust gas recirculation mechanism during the air-fuel ratio transition control. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3.
前記機関は、前記機関の吸気通路内に燃料を微粒化して噴射可能な燃料噴射弁を備え、 前記火花点火手段は、点火プラグと、該点火プラグに放電を発生させるための複数の点火コイル対とを備え、前記点火プラグにおける放電の継続時間を変更可能なものであり、
前記空燃比を前記リーン空燃比に制御するときは、前記リーン空燃比が増加するほど、前記点火時期を進角させるとともに前記放電継続時間を長く設定する点火制御手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の制御装置。
The engine includes a fuel injection valve capable of atomizing and injecting fuel in an intake passage of the engine, and the spark ignition means includes a spark plug and a plurality of ignition coil pairs for generating discharge in the spark plug. It is possible to change the duration of discharge in the spark plug,
When the air-fuel ratio is controlled to the lean air-fuel ratio, the ignition control means is provided to advance the ignition timing and set the discharge duration time longer as the lean air-fuel ratio increases. Item 5. The control device for an internal combustion engine according to Item 4.
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