JP2016118111A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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加藤 直人
Naoto Kato
直人 加藤
繁幸 浦野
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繁幸 浦野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine which suppresses at least either of an increase of a NOx discharge amount and an increase of a torque variation even in a situation that a relationship between a crank angle period and an air-fuel ratio is varied with respect to a relationship under a reference combustion condition in the case that a control constitution is employed which adjusts at least either of the a fuel injection amount and a suction air amount so that a crank angle period which is calculated during a lean combustion operation approximates a target crank angle period.SOLUTION: A calculation SA-CA10 is performed by using a crank angle sensor 42 and an in-cylinder pressure sensor 30. A feedback control of a fuel injection amount is performed so that the calculation SA-CA10 approximates a target SA-CA10 during a lean combustion operation. In a situation that the feedback control is performed, when an air-fuel ratio which is detected by an air-fuel ratio sensor 32 is deviated from an air-fuel ratio range R1, the target SA-CA10 is corrected, and the deviation of the air-fuel ratio from the air-fuel ratio range R1 is suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、例えば特許文献1には、リーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置が開示されている。この従来の制御装置では、排気エミッションを低下させつつリーン燃焼を可能とするために、所定燃焼質量割合に到達する時の実際のクランク角度を検知し、検知したクランク角度と目標クランク角度との比較に基づき、燃料供給量を調整することとしている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a control device for an internal combustion engine that performs a lean combustion operation. In this conventional control device, in order to enable lean combustion while reducing exhaust emission, the actual crank angle when the predetermined combustion mass ratio is reached is detected, and the detected crank angle is compared with the target crank angle. Based on the above, the fuel supply amount will be adjusted.

特開平9−317522号公報JP-A-9-317522 特開2011−085061号公報JP 2011-050661 A 特開2005−201163号公報JP 2005-201163 A

上述した特許文献1の制御手法のように燃料噴射量の制御に利用するパラメータとして所定燃焼質量割合に到達する時のクランク角度を用いるだけでは、点火時期が考慮されていないため、上記パラメータを用いてリーン燃焼運転中の空燃比を適切に代表させることができない。これに対し、リーン燃焼運転領域での空燃比を制御するために、点火時期から所定燃焼質量割合までのクランク角期間をパラメータとして、当該パラメータの算出値である算出クランク角期間がその目標値である目標クランク角期間に近づくように燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも1つを調整する手法を採用することが考えられる。このように定義されるクランク角期間と空燃比との間には相関関係がある。   Since the ignition timing is not considered only by using the crank angle when the predetermined combustion mass ratio is reached as a parameter used for controlling the fuel injection amount as in the control method of Patent Document 1 described above, the above parameter is used. Thus, the air-fuel ratio during the lean combustion operation cannot be appropriately represented. On the other hand, in order to control the air-fuel ratio in the lean combustion operation region, the crank angle period from the ignition timing to the predetermined combustion mass ratio is used as a parameter, and the calculated crank angle period, which is the calculated value of the parameter, is the target value. It is conceivable to employ a method of adjusting at least one of the fuel injection amount and the intake air amount so as to approach a certain target crank angle period. There is a correlation between the crank angle period defined in this way and the air-fuel ratio.

しかしながら、上記手法による燃料噴射量などの調整は空燃比を直接的に制御するものではない。より具体的には、実際のクランク角期間が同じ目標クランク角期間に制御されていても、空燃比が常に同じ値に制御されているとは限らない。その理由は、次の通りである。すなわち、燃料噴射量などの調整によって実際のクランク角期間を目標クランク角期間に近づけることは、あくまでも実際の燃焼を目標とする燃焼に近づけることに相当する。目標クランク角期間は、基準の燃焼条件を対象として定められる。ここでいう基準の燃焼条件とは、タンブル比、および使用燃料の性状などの燃焼に関係するパラメータが設計通りの値であるときに行われる燃焼の条件のことである。基準の燃焼条件に対して各種燃焼ばらつき要因(例えば、タンブル流のばらつき、または、使用燃料の性状のばらつきなど)によって燃焼条件が変化すると、上記クランク角期間と空燃比との対応関係が基準の燃焼条件での関係からずれてしまう。その結果、上記調整によって燃焼が適切に制御されている場合であっても、空燃比が目標空燃比から外れてしまう可能性がある。また、上記クランク角期間の算出に用いられるセンサの特性変化、あるいは当該センサ自体の個体差なども、上記クランク角期間と空燃比との関係を、基準の燃焼条件での関係から変化させてしまう要因となる。   However, the adjustment of the fuel injection amount by the above method does not directly control the air-fuel ratio. More specifically, even if the actual crank angle period is controlled to the same target crank angle period, the air-fuel ratio is not always controlled to the same value. The reason is as follows. That is, bringing the actual crank angle period closer to the target crank angle period by adjusting the fuel injection amount or the like corresponds to bringing actual combustion closer to the target combustion. The target crank angle period is determined for the reference combustion condition. The standard combustion conditions referred to here are conditions for combustion performed when parameters related to combustion such as the tumble ratio and the properties of the fuel used are values as designed. When the combustion condition changes due to various combustion variation factors (for example, tumble flow variation or fuel property variation) with respect to the standard combustion condition, the correspondence relationship between the crank angle period and the air-fuel ratio is the standard. Deviation from the relationship under combustion conditions. As a result, even if the combustion is appropriately controlled by the adjustment, the air-fuel ratio may deviate from the target air-fuel ratio. In addition, changes in the characteristics of the sensor used to calculate the crank angle period, or individual differences between the sensors themselves, change the relationship between the crank angle period and the air-fuel ratio from the relationship under the reference combustion conditions. It becomes a factor.

上記調整によって実際のクランク角期間が目標クランク角期間に一致するように制御されている場合であっても、上記クランク角期間と空燃比との対応関係にずれが生じてしまうと、空燃比が本来意図した値からずれてしまうことになる。リーン燃焼運転中に空燃比がリッチ側にずれると、NOx排出量の増加が懸念される。逆に、空燃比がリーン側にずれると、トルク変動の増大が懸念される。   Even when the actual crank angle period is controlled to match the target crank angle period by the adjustment, if the correspondence between the crank angle period and the air-fuel ratio is shifted, the air-fuel ratio is reduced. It will deviate from the originally intended value. If the air-fuel ratio shifts to the rich side during lean combustion operation, there is a concern about an increase in NOx emissions. Conversely, if the air-fuel ratio shifts to the lean side, there is a concern about an increase in torque fluctuation.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、リーン燃焼運転中に算出クランク角期間が目標クランク角期間に近づくように燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方を調整する制御構成を採用した場合において、基準の燃焼条件での関係に対してクランク角期間と空燃比との関係が変化している状況下であっても、NOx排出量の増加およびトルク変動の増大のうちの少なくとも一方を抑制できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and at least one of the fuel injection amount and the intake air amount is set so that the calculated crank angle period approaches the target crank angle period during the lean combustion operation. When the control configuration to be adjusted is adopted, even if the relationship between the crank angle period and the air-fuel ratio is changing with respect to the relationship under the reference combustion condition, the increase in the NOx emission amount and the torque fluctuation It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress at least one of the increases.

本発明の第1の態様に係る内燃機関の制御装置は、理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、空燃比検出手段と、クランク角検出手段と、燃焼質量割合算出手段と、第1クランク角度取得手段と、調整手段と、変更手段とを備えている。空燃比検出手段は、排気ガスの空燃比を検出する。クランク角検出手段は、クランク角度を検出する。燃焼質量割合算出手段は、燃焼質量割合を算出する。第1クランク角度取得手段は、燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する。調整手段は、点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う。変更手段は、リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が前記目標空燃比を含む空燃比範囲から外れた場合に、空燃比が前記空燃比範囲から外れることが抑制されるように、前記調整手段による前記調整を変更する。   An internal combustion engine control apparatus according to a first aspect of the present invention is an internal combustion engine control apparatus that performs a lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than a stoichiometric air-fuel ratio, and includes an air-fuel ratio detection means, a crank angle detection means, , A combustion mass ratio calculating means, a first crank angle obtaining means, an adjusting means, and a changing means. The air-fuel ratio detection means detects the air-fuel ratio of the exhaust gas. The crank angle detection means detects the crank angle. The combustion mass ratio calculation means calculates the combustion mass ratio. The first crank angle acquisition means acquires the first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio. The adjusting means is configured to adjust the fuel injection amount and the fuel injection amount so that a calculated crank angle period that is a calculated value of a crank angle period from an ignition timing to the first crank angle approaches a target crank angle period that is a target value of the crank angle period. Adjustment of at least one of the intake air amounts is performed. When the air fuel ratio detected by the air fuel ratio detecting means is out of the air fuel ratio range including the target air fuel ratio under the situation where the adjustment by the adjusting means is performed during the lean combustion operation, The adjustment by the adjusting means is changed so that the air-fuel ratio is suppressed from deviating from the air-fuel ratio range.

前記変更手段は、空燃比が前記空燃比範囲から外れた場合に、前記目標クランク角期間を補正することによって空燃比が前記空燃比範囲から外れることを抑制するものであってもよい。   The changing unit may suppress the air-fuel ratio from deviating from the air-fuel ratio range by correcting the target crank angle period when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range.

前記変更手段は、空燃比が前記空燃比範囲からリッチ側に外れた場合には、前記目標クランク角期間を大きくし、空燃比が前記空燃比範囲からリーン側に外れた場合には、前記目標クランク角期間を小さくすることが好ましい。   The changing means increases the target crank angle period when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to the rich side, and when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to the lean side. It is preferable to reduce the crank angle period.

前記変更手段は、空燃比が前記空燃比範囲から外れた場合に、前記調整手段による前記調整を制限することによって空燃比が前記空燃比範囲から外れることを抑制するものであってもよい。   The changing means may be configured to suppress the air-fuel ratio from deviating from the air-fuel ratio range by limiting the adjustment by the adjusting means when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range.

前記変更手段は、空燃比が前記空燃比範囲からリッチ側に外れた場合には、前記算出クランク角期間を小さくするときに用いる燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の補正量の絶対値の上限を小さくすることによって前記調整を制限し、空燃比が前記空燃比範囲からリーン側に外れた場合には、前記算出クランク角期間を大きくするときに用いる燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の補正量の絶対値の上限を小さくすることによって前記調整を制限することが好ましい。   When the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to the rich side, the changing unit is configured to obtain an absolute value of at least one of the fuel injection amount and the intake air amount used when the calculated crank angle period is reduced. When the adjustment is limited by reducing the upper limit of the value and the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to the lean side, the fuel injection amount and intake air amount used when the calculated crank angle period is increased It is preferable to limit the adjustment by reducing the upper limit of the absolute value of at least one of the correction amounts.

本発明の第2の態様に係る内燃機関の制御装置は、理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、NOx濃度検出手段と、クランク角検出手段と、燃焼質量割合算出手段と、第1クランク角度取得手段と、調整手段と、変更手段とを備えている。NOx濃度検出手段は、排気ガスのNOx濃度を検出する。クランク角検出手段は、クランク角度を検出する。燃焼質量割合算出手段は、燃焼質量割合を算出する。第1クランク角度取得手段は、燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する。調整手段は、点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う。変更手段は、リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記NOx濃度検出手段により検出されるNOx濃度が、前記目標空燃比での燃焼の下で排出される排気ガスのNOx濃度よりも高い所定値よりも高い場合に、排気ガスのNOx濃度が前記所定値よりも高くなることが抑制されるように、前記調整手段による前記調整を変更する。   A control device for an internal combustion engine according to a second aspect of the present invention is a control device for an internal combustion engine that performs a lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio, comprising NOx concentration detection means, crank angle detection means, , A combustion mass ratio calculating means, a first crank angle obtaining means, an adjusting means, and a changing means. The NOx concentration detecting means detects the NOx concentration of the exhaust gas. The crank angle detection means detects the crank angle. The combustion mass ratio calculation means calculates the combustion mass ratio. The first crank angle acquisition means acquires the first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio. The adjusting means is configured to adjust the fuel injection amount and the fuel injection amount so that a calculated crank angle period that is a calculated value of a crank angle period from an ignition timing to the first crank angle approaches a target crank angle period that is a target value of the crank angle period. Adjustment of at least one of the intake air amounts is performed. The changing means is an exhaust gas in which the NOx concentration detected by the NOx concentration detecting means is discharged under combustion at the target air-fuel ratio under the situation where the adjustment by the adjusting means is performed during lean combustion operation. The adjustment by the adjusting means is changed so that the NOx concentration of the exhaust gas is suppressed from becoming higher than the predetermined value when the predetermined value is higher than the NOx concentration of the gas.

前記変更手段は、排気ガスのNOx濃度が前記所定値よりも高い場合に、前記目標クランク角期間を大きくすることが好ましい。   The changing means preferably increases the target crank angle period when the NOx concentration of the exhaust gas is higher than the predetermined value.

前記変更手段は、排気ガスのNOx濃度が前記所定値よりも高い場合に、前記算出クランク角期間を小さくするときに用いる燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の補正量の絶対値の上限を小さくすることが好ましい。   The changing means is configured to set an absolute value of a correction amount of at least one of a fuel injection amount and an intake air amount used when the calculated crank angle period is reduced when the NOx concentration of the exhaust gas is higher than the predetermined value. It is preferable to reduce the upper limit.

本発明の第3の態様に係る内燃機関の制御装置は、理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、空燃比検出手段と、クランク角検出手段と、燃焼質量割合算出手段と、第1クランク角度取得手段と、調整手段と、第1禁止手段とを備えている。空燃比検出手段は、排気ガスの空燃比を検出する。クランク角検出手段は、クランク角度を検出する。燃焼質量割合算出手段は、燃焼質量割合を算出する。第1クランク角度取得手段は、燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する。調整手段は、点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う。第1禁止手段は、リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が前記目標空燃比を含む空燃比範囲から外れた場合に、リーン燃焼運転を禁止する。   An internal combustion engine control apparatus according to a third aspect of the present invention is an internal combustion engine control apparatus that performs a lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and includes an air-fuel ratio detection means, a crank angle detection means, , A combustion mass ratio calculating means, a first crank angle obtaining means, an adjusting means, and a first prohibiting means. The air-fuel ratio detection means detects the air-fuel ratio of the exhaust gas. The crank angle detection means detects the crank angle. The combustion mass ratio calculation means calculates the combustion mass ratio. The first crank angle acquisition means acquires the first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio. The adjusting means is configured to adjust the fuel injection amount and the fuel injection amount so that a calculated crank angle period that is a calculated value of a crank angle period from an ignition timing to the first crank angle approaches a target crank angle period that is a target value of the crank angle period. Adjustment of at least one of the intake air amounts is performed. The first prohibiting means is a case where the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting means deviates from an air-fuel ratio range including the target air-fuel ratio in a situation where the adjustment by the adjusting means is performed during lean combustion operation. In addition, lean combustion operation is prohibited.

本発明の第4の態様に係る内燃機関の制御装置は、理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、空燃比検出手段と、クランク角検出手段と、燃焼質量割合算出手段と、第1クランク角度取得手段と、調整手段と、第2禁止手段とを備えている。空燃比検出手段は、排気ガスの空燃比を検出する。クランク角検出手段は、クランク角度を検出する。燃焼質量割合算出手段は、燃焼質量割合を算出する。第1クランク角度取得手段は、燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する。調整手段は、点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う。第2禁止手段は、リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が前記目標空燃比を含む空燃比範囲から外れた場合に、前記調整手段による前記調整を禁止する。   An internal combustion engine control apparatus according to a fourth aspect of the present invention is an internal combustion engine control apparatus that performs a lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and includes an air-fuel ratio detection means, a crank angle detection means, , A combustion mass ratio calculating means, a first crank angle obtaining means, an adjusting means, and a second prohibiting means. The air-fuel ratio detection means detects the air-fuel ratio of the exhaust gas. The crank angle detection means detects the crank angle. The combustion mass ratio calculation means calculates the combustion mass ratio. The first crank angle acquisition means acquires the first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio. The adjusting means is configured to adjust the fuel injection amount and the fuel injection amount so that a calculated crank angle period that is a calculated value of a crank angle period from an ignition timing to the first crank angle approaches a target crank angle period that is a target value of the crank angle period. Adjustment of at least one of the intake air amounts is performed. The second prohibiting unit is configured in a case where the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting unit deviates from an air-fuel ratio range including the target air-fuel ratio in a situation where the adjustment by the adjusting unit is being performed during lean combustion operation. In addition, the adjustment by the adjusting means is prohibited.

本発明の第5の態様に係る内燃機関の制御装置は、理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、NOx濃度検出手段と、クランク角検出手段と、燃焼質量割合算出手段と、第1クランク角度取得手段と、調整手段と、第1禁止手段とを備えている。NOx濃度検出手段は、排気ガスのNOx濃度を検出する。クランク角検出手段は、クランク角度を検出する。燃焼質量割合算出手段は、燃焼質量割合を算出する。第1クランク角度取得手段は、燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する。調整手段は、点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う。第1禁止手段は、リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記NOx濃度検出手段により検出されるNOx濃度が、前記目標空燃比での燃焼の下で排出される排気ガスのNOx濃度よりも高い所定値よりも高い場合に、リーン燃焼運転を禁止する。   An internal combustion engine control apparatus according to a fifth aspect of the present invention is an internal combustion engine control apparatus that performs a lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio, comprising NOx concentration detection means, crank angle detection means, , A combustion mass ratio calculating means, a first crank angle obtaining means, an adjusting means, and a first prohibiting means. The NOx concentration detecting means detects the NOx concentration of the exhaust gas. The crank angle detection means detects the crank angle. The combustion mass ratio calculation means calculates the combustion mass ratio. The first crank angle acquisition means acquires the first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio. The adjusting means is configured to adjust the fuel injection amount and the fuel injection amount so that a calculated crank angle period that is a calculated value of a crank angle period from an ignition timing to the first crank angle approaches a target crank angle period that is a target value of the crank angle period. Adjustment of at least one of the intake air amounts is performed. The first prohibiting means is configured such that the NOx concentration detected by the NOx concentration detecting means is discharged under combustion at the target air-fuel ratio in a situation where the adjustment by the adjusting means is performed during lean combustion operation. When the exhaust gas is higher than a predetermined value higher than the NOx concentration of the exhaust gas, the lean combustion operation is prohibited.

本発明の第6の態様に係る内燃機関の制御装置は、理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、NOx濃度検出手段と、クランク角検出手段と、燃焼質量割合算出手段と、第1クランク角度取得手段と、調整手段と、第2禁止手段とを備えている。NOx濃度検出手段は、排気ガスのNOx濃度を検出する。クランク角検出手段は、クランク角度を検出する。燃焼質量割合算出手段は、燃焼質量割合を算出する。第1クランク角度取得手段は、燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する。調整手段は、点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う。第2禁止手段は、リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記NOx濃度検出手段により検出されるNOx濃度が、前記目標空燃比での燃焼の下で排出される排気ガスのNOx濃度よりも高い所定値よりも高い場合に、前記調整手段による前記調整を禁止する。   An internal combustion engine control apparatus according to a sixth aspect of the present invention is an internal combustion engine control apparatus that performs a lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio, and includes a NOx concentration detection means, a crank angle detection means, , A combustion mass ratio calculating means, a first crank angle obtaining means, an adjusting means, and a second prohibiting means. The NOx concentration detecting means detects the NOx concentration of the exhaust gas. The crank angle detection means detects the crank angle. The combustion mass ratio calculation means calculates the combustion mass ratio. The first crank angle acquisition means acquires the first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio. The adjusting means is configured to adjust the fuel injection amount and the fuel injection amount so that a calculated crank angle period that is a calculated value of a crank angle period from an ignition timing to the first crank angle approaches a target crank angle period that is a target value of the crank angle period. Adjustment of at least one of the intake air amounts is performed. The second prohibiting means is configured such that the NOx concentration detected by the NOx concentration detecting means is discharged under combustion at the target air-fuel ratio in a situation where the adjustment by the adjusting means is performed during lean combustion operation. The adjustment by the adjusting means is prohibited when the NOx concentration of the exhaust gas is higher than a predetermined value.

前記所定燃焼質量割合は10%であることが好ましい。   The predetermined combustion mass ratio is preferably 10%.

本発明によれば、リーン燃焼運転中に算出クランク角期間が目標クランク角期間に近づくように燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方を調整する制御構成を採用した場合において、基準の燃焼条件での関係に対してクランク角期間と空燃比との関係が変化している状況下であっても、NOx排出量の増加およびトルク変動の増大のうちの少なくとも一方を抑制できるようになる。   According to the present invention, in the case where a control configuration is adopted in which at least one of the fuel injection amount and the intake air amount is adjusted so that the calculated crank angle period approaches the target crank angle period during the lean combustion operation, the reference combustion is performed. Even in a situation where the relationship between the crank angle period and the air-fuel ratio changes with respect to the condition, at least one of an increase in NOx emission and an increase in torque fluctuation can be suppressed.

本発明の実施の形態1における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of the internal combustion engine in Embodiment 1 of this invention. 点火時期と燃焼質量割合の波形とを表した図である。It is a figure showing the ignition timing and the waveform of a combustion mass ratio. NOx濃度、燃費、トルク変動およびSA−CA10のそれぞれと空燃比(A/F)との関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between each of NOx density | concentration, a fuel consumption, torque fluctuation, and SA-CA10, and an air fuel ratio (A / F). 本発明の実施の形態1においてリーン燃焼運転中にECUが行う空燃比制御(リーンリミット制御)の概要を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the outline | summary of the air fuel ratio control (lean limit control) which ECU performs in Embodiment 1 of this invention during a lean combustion driving | operation. 本発明の実施の形態1において用いられる目標SA−CA10の補正量の更新量の設定を表した図である。It is a figure showing the setting of the update amount of the correction amount of target SA-CA10 used in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2においてリーン燃焼運転中にECUが行う空燃比制御(リーンリミット制御)の概要を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the outline | summary of the air fuel ratio control (lean limit control) which ECU performs in lean combustion operation in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2において用いられるFB補正量についての上下限値の補正量の更新量の設定を表した図である。It is a figure showing the setting of the update amount of the correction amount of the upper and lower limit value about the FB correction amount used in Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3においてECUが行う空燃比制御の概要を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the outline | summary of the air fuel ratio control which ECU in Embodiment 3 of this invention performs. 本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態4においてリーン燃焼運転中にECUが行う空燃比制御(リーンリミット制御)の概要を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the outline | summary of the air fuel ratio control (lean limit control) which ECU performs in lean combustion operation in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of the internal combustion engine in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5において用いられる目標SA−CA10の補正量の更新量の設定を表した図である。It is a figure showing the setting of the update amount of the correction amount of target SA-CA10 used in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6において用いられるFB補正量についての上限値の補正量の更新量の設定を表した図である。It is a figure showing the setting of the update amount of the correction amount of the upper limit value about the FB correction amount used in Embodiment 6 of the present invention.

実施の形態1.
[実施の形態1のシステムの構成]
図1は、本発明の実施の形態1における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、火花点火式の内燃機関10を備えている。内燃機関10の筒内には、ピストン12が設けられている。筒内におけるピストン12の頂部側には、燃焼室14が形成されている。燃焼室14には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
Embodiment 1 FIG.
[System configuration of the first embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an internal combustion engine 10 according to Embodiment 1 of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a spark ignition type internal combustion engine 10. A piston 12 is provided in the cylinder of the internal combustion engine 10. A combustion chamber 14 is formed on the top side of the piston 12 in the cylinder. An intake passage 16 and an exhaust passage 18 communicate with the combustion chamber 14.

吸気通路16の吸気ポートには、当該吸気ポートを開閉する吸気弁20が設けられており、排気通路18の排気ポートには、当該排気ポートを開閉する排気弁22が設けられている。また、吸気通路16には、電子制御式のスロットルバルブ24が設けられている。内燃機関10の各気筒には、燃焼室14内(筒内)に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁26、および、混合気に点火するための点火装置(点火プラグのみを図示)28が、それぞれ設けられている。さらに、各気筒には、筒内圧力を検出するための筒内圧センサ30が組み込まれている。   The intake port of the intake passage 16 is provided with an intake valve 20 that opens and closes the intake port, and the exhaust port of the exhaust passage 18 is provided with an exhaust valve 22 that opens and closes the exhaust port. The intake passage 16 is provided with an electronically controlled throttle valve 24. Each cylinder of the internal combustion engine 10 has a fuel injection valve 26 for directly injecting fuel into the combustion chamber 14 (inside the cylinder), and an ignition device 28 for igniting the air-fuel mixture (only the ignition plug is shown). , Each provided. Further, an in-cylinder pressure sensor 30 for detecting the in-cylinder pressure is incorporated in each cylinder.

排気通路18には、排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ32が配置されている。空燃比センサ32は、排気ガスの燃焼前の空燃比に対してリニアに変化する信号を出力する。空燃比センサ32よりも下流側の排気通路18には、排気ガスを浄化するための各種触媒が配置されている。ここでは、一例として、排気ガスの上流側から順に、三元触媒34およびNSR触媒(吸蔵還元型NOx触媒)36が備えられている。なお、リーン燃焼運転時のNOxの浄化のために、NSR触媒36に代え、あるいはそれとともにSCR触媒(選択還元型NOx触媒)が備えられていてもよい。   An air-fuel ratio sensor 32 for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas is disposed in the exhaust passage 18. The air-fuel ratio sensor 32 outputs a signal that changes linearly with respect to the air-fuel ratio before combustion of the exhaust gas. Various catalysts for purifying exhaust gas are disposed in the exhaust passage 18 on the downstream side of the air-fuel ratio sensor 32. Here, as an example, a three-way catalyst 34 and an NSR catalyst (occlusion reduction type NOx catalyst) 36 are provided in order from the upstream side of the exhaust gas. Note that an SCR catalyst (selective reduction type NOx catalyst) may be provided in place of or along with the NSR catalyst 36 for purifying NOx during the lean combustion operation.

さらに、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40は、少なくとも入出力インターフェースとメモリと演算処理装置(CPU)とを備えている。入出力インターフェースは、内燃機関10もしくはこれを搭載する車両に取り付けられた各種センサからセンサ信号を取り込むとともに、内燃機関10が備える各種アクチュエータに対して操作信号を出力するために設けられている。ECU40が信号を取り込むセンサには、上述した筒内圧センサ30および空燃比センサ32に加え、クランク軸の回転位置およびエンジン回転速度を取得するためのクランク角センサ42、および、吸入空気量を計測するためのエアフローメータ44等のエンジン運転状態を取得するための各種センサが含まれる。上記センサには、内燃機関10を搭載する車両のアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するためのアクセルポジションセンサ46も含まれる。ECU40が操作信号を出すアクチュエータには、上述したスロットルバルブ24、燃料噴射弁26および点火装置28等のエンジン運転を制御するための各種アクチュエータが含まれる。メモリには、内燃機関10を制御するための各種の制御プログラムおよびマップ等が記憶されている。CPUは、制御プログラム等をメモリから読み出して実行し、取り込んだセンサ信号に基づいて各種アクチュエータの操作信号を生成する。また、ECU40は、筒内圧センサ30の出力信号を、クランク角度と同期させてAD変換して取得する機能を有している。これにより、AD変換の分解能が許す範囲で、任意のクランク角タイミングにおける筒内圧力を検出することができる。さらに、ECU40は、クランク角度の位置によって決まる筒内容積の値を、クランク角度に応じて算出する機能を有している。   Furthermore, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. The ECU 40 includes at least an input / output interface, a memory, and an arithmetic processing unit (CPU). The input / output interface is provided to take in sensor signals from various sensors attached to the internal combustion engine 10 or a vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted, and to output operation signals to various actuators included in the internal combustion engine 10. In addition to the in-cylinder pressure sensor 30 and the air-fuel ratio sensor 32 described above, the ECU 40 measures the crank angle sensor 42 for acquiring the rotational position of the crankshaft and the engine rotational speed, and the intake air amount. Various sensors for acquiring an engine operating state such as an air flow meter 44 for the purpose are included. The sensor includes an accelerator position sensor 46 for detecting the amount of depression (accelerator opening) of an accelerator pedal of a vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted. The actuator from which the ECU 40 outputs an operation signal includes various actuators for controlling the engine operation such as the throttle valve 24, the fuel injection valve 26, and the ignition device 28 described above. The memory stores various control programs and maps for controlling the internal combustion engine 10. The CPU reads out and executes a control program or the like from the memory, and generates operation signals for various actuators based on the acquired sensor signals. Further, the ECU 40 has a function of acquiring an output signal of the in-cylinder pressure sensor 30 by performing AD conversion in synchronization with the crank angle. Thereby, the in-cylinder pressure at an arbitrary crank angle timing can be detected within a range allowed by the AD conversion resolution. Further, the ECU 40 has a function of calculating the value of the cylinder volume determined by the position of the crank angle according to the crank angle.

[実施の形態1の制御]
(点火時期と燃焼質量割合)
図2は、点火時期と燃焼質量割合の波形とを表した図である。筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを備える本実施形態のシステムによれば、内燃機関10の各サイクルにおいて、クランク角度(CA)同期での筒内圧データ(筒内圧波形)を取得することができる。得られた筒内圧データと熱力学第1法則とを用いて、任意のクランク角度θでの筒内の発熱量Qを次の(1)、(2)式にしたがって算出することができる。そして、算出された筒内の発熱量Qのデータを用いて、任意のクランク角度θにおける燃焼質量割合(以下、「MFB」と称する)を次の(3)式にしたがって算出することができる。また、この(3)式を利用して、MFBが所定割合α(%)となる時のクランク角度(以下、「CAα」と称する)を取得することができる。

Figure 2016118111

Figure 2016118111
ただし、上記(1)式において、Pは筒内圧力、Vは筒内容積、κは筒内ガスの比熱比である。また、上記(3)式において、θminは燃焼開始点(0%燃焼点CA0)であり、θmaxは燃焼終了点(100%燃焼点CA100)である。 [Control of Embodiment 1]
(Ignition timing and combustion mass ratio)
FIG. 2 is a diagram showing the ignition timing and the combustion mass ratio waveform. According to the system of the present embodiment including the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42, in-cycle pressure data (in-cylinder pressure waveform) synchronized with the crank angle (CA) can be acquired in each cycle of the internal combustion engine 10. it can. Using the obtained in-cylinder pressure data and the first law of thermodynamics, the in-cylinder heat generation amount Q at an arbitrary crank angle θ can be calculated according to the following equations (1) and (2). The combustion mass ratio (hereinafter referred to as “MFB”) at an arbitrary crank angle θ can be calculated according to the following equation (3) using the calculated in-cylinder heating value Q. In addition, the crank angle (hereinafter referred to as “CAα”) when the MFB is a predetermined ratio α (%) can be acquired by using the equation (3).
Figure 2016118111

Figure 2016118111
In the above equation (1), P is the in-cylinder pressure, V is the in-cylinder volume, and κ is the specific heat ratio of the in-cylinder gas. In the above equation (3), θ min is the combustion start point (0% combustion point CA0), and θ max is the combustion end point (100% combustion point CA100).

ここでは、図2を参照して代表的なクランク角度CAαについて説明する。筒内の燃焼は、点火時期にて混合気に点火を行った後に着火遅れを伴って開始する。この燃焼の開始点、すなわち、MFBが立ち上がる時のクランク角度をCA0と称する。CA0からMFBが10%となる時のクランク角度CA10までのクランク角期間(CA0−CA10)が初期燃焼期間に相当し、CA10からMFBが90%となる時のクランク角度CA90までのクランク角期間(CA10−CA90)が主燃焼期間に相当する。また、MFBが50%となる時のクランク角度CA50が燃焼重心位置に相当する。   Here, a typical crank angle CAα will be described with reference to FIG. Combustion in the cylinder starts with a delay in ignition after the air-fuel mixture is ignited at the ignition timing. The starting point of this combustion, that is, the crank angle when the MFB rises is referred to as CA0. The crank angle period (CA0-CA10) from CA0 to MFB when the MFB is 10% corresponds to the initial combustion period, and the crank angle period from CA10 to the crank angle CA90 when the MFB is 90% ( CA10-CA90) corresponds to the main combustion period. Further, the crank angle CA50 when the MFB is 50% corresponds to the combustion gravity center position.

(SA−CA10を用いたリーンリミット制御)
図3は、NOx濃度、燃費、トルク変動およびSA−CA10のそれぞれと空燃比(A/F)との関係を表した図である。図3は、理論空燃比よりもリーン側のリーン空燃比領域での各種特性を示している。より詳細には、このリーン空燃比領域は、NOx濃度がピークを示す16程度の空燃比よりもリーン側の領域である。内燃機関の低燃費技術としては、理論空燃比よりも希薄な空燃比にて行うリーン燃焼運転が有効である。図3(A)、(B)に示すように、空燃比がリーンになるほど、燃費が良くなり、排気ガスのNOx濃度が減少する。ただし、空燃比をリーンにし過ぎると、燃焼が悪化することで、燃費が悪化する。その一方で、トルク変動は、図3(C)に示すように、空燃比がリーンになるにつれて徐々に大きくなり、空燃比がある値を超えてリーンになると急激に大きくなる。ここでいうトルク変動とは、時系列のトルク値に対する変動値のことである。以下、混合気の希薄燃焼限界の空燃比、より具体的には、内燃機関10のドライバビリティの観点で限界となる閾値にトルク変動値が達する時の空燃比を、「リーンリミット」と称する。
(Lean limit control using SA-CA10)
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the NOx concentration, fuel consumption, torque fluctuation, and SA-CA10 and the air-fuel ratio (A / F). FIG. 3 shows various characteristics in the lean air-fuel ratio region leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. More specifically, this lean air-fuel ratio region is a region on the lean side of the air-fuel ratio of about 16 where the NOx concentration shows a peak. As a fuel efficiency technique for an internal combustion engine, a lean combustion operation performed at an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio is effective. As shown in FIGS. 3A and 3B, the leaner the air-fuel ratio, the better the fuel consumption and the lower the NOx concentration of the exhaust gas. However, if the air-fuel ratio is made too lean, combustion deteriorates and fuel efficiency deteriorates. On the other hand, the torque fluctuation gradually increases as the air-fuel ratio becomes lean, as shown in FIG. 3C, and rapidly increases when the air-fuel ratio exceeds a certain value and becomes lean. The torque fluctuation here is a fluctuation value with respect to a time-series torque value. Hereinafter, the air-fuel ratio at the lean combustion limit of the air-fuel mixture, more specifically, the air-fuel ratio when the torque fluctuation value reaches the threshold value that becomes the limit from the viewpoint of drivability of the internal combustion engine 10 is referred to as “lean limit”.

図3(A)〜(C)より、低燃費および低NOx排出を実現するためには、内燃機関10の状態を監視し、ドライバビリティが悪化しない範囲内で出来るだけリーンとなるように空燃比を制御すること、すなわち、リーンリミット近傍で空燃比を制御することが好ましいといえる。以下、このような空燃比の制御を「リーンリミット制御」と称する。本実施形態では、そのようなリーンリミット制御として、点火時期(SA)から10%燃焼点であるCA10までのクランク角期間(SA−CA10)を利用した燃料噴射量のフィードバック制御(以下、単に、「SA−CA10フィードバック制御」と称する)を気筒毎に行うこととした。なお、SA−CA10フィードバック制御は、必ずしも気筒毎に実行されるものに限られない。すなわち、本実施形態の内燃機関10は、各気筒に筒内圧センサ30を備えているが、例えば、1つの代表気筒にのみ筒内圧センサを備えている構成の内燃機関であれば、単一の筒内圧センサから得られる筒内圧に基づく算出SA−CA10が目標SA−CA10に近づくように全気筒の燃料噴射量を補正するものであってもよい。   3A to 3C, in order to realize low fuel consumption and low NOx emission, the state of the internal combustion engine 10 is monitored, and the air-fuel ratio is as lean as possible within a range in which drivability does not deteriorate. It is preferable to control the air-fuel ratio in the vicinity of the lean limit. Hereinafter, such air-fuel ratio control is referred to as “lean limit control”. In the present embodiment, as such lean limit control, feedback control of the fuel injection amount using the crank angle period (SA-CA10) from the ignition timing (SA) to CA10 which is the 10% combustion point (hereinafter simply referred to as “lean limit control”). “SA-CA10 feedback control”) is performed for each cylinder. Note that the SA-CA10 feedback control is not necessarily executed for each cylinder. That is, the internal combustion engine 10 of the present embodiment includes the in-cylinder pressure sensor 30 in each cylinder. For example, if the internal combustion engine has a configuration in which only one representative cylinder includes the in-cylinder pressure sensor, You may correct | amend the fuel injection amount of all the cylinders so that calculation SA-CA10 based on the cylinder pressure obtained from a cylinder pressure sensor may approach target SA-CA10.

ここで、本実施形態のリーンリミット制御のパラメータとしてSA−CA10を用いる利点について説明する。SA−CA10は、着火遅れを代表するパラメータである。図3(D)に示すように、SA−CA10は、空燃比との相関性が高く、リーンリミット付近においても空燃比に対して線形性を良好に保持している。このため、SA−CA10の利用によって、リーンリミット近傍に空燃比をフィードバック制御し易くなる。より具体的には、図3(D)に示すように、理論空燃比よりもリーン側の空燃比領域においては、空燃比がリーンになるほどSA−CA10が大きくなるという関係がある。   Here, an advantage of using SA-CA10 as a parameter of the lean limit control of the present embodiment will be described. SA-CA10 is a parameter representing ignition delay. As shown in FIG. 3D, SA-CA10 has a high correlation with the air-fuel ratio, and maintains a good linearity with respect to the air-fuel ratio even near the lean limit. For this reason, the use of SA-CA10 facilitates feedback control of the air-fuel ratio in the vicinity of the lean limit. More specifically, as shown in FIG. 3D, in the air-fuel ratio region leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, there is a relationship that SA-CA10 increases as the air-fuel ratio becomes leaner.

また、SA−CA10は、次のような理由により、空燃比自体よりもリーンリミットの代表性が高いといえる。すなわち、リーンリミットとなる空燃比は運転条件(例えば、エンジン水温の高低)により変化するが、SA−CA10は空燃比よりも運転条件に応じて変化しにくい。言い換えると、リーンリミットとなる空燃比は混合気の着火要因に依るところが大きいため、着火遅れを代表するSA−CA10の方が空燃比自体よりも運転条件等による影響を受けにくいといえる。ただし、エンジン回転速度が変わると、1クランク角度当たりの時間が変化するため、SA−CA10の目標値である目標SA−CA10は、エンジン回転速度に応じて設定されていることが好ましい。より好適には、SA−CA10は筒内の空気充填率(KL)によっても変化するため、目標SA−CA10は、エンジン回転速度に代え、或いはそれとともに、空気充填率に応じて設定されていると良い。   Further, it can be said that SA-CA10 is more representative of the lean limit than the air-fuel ratio itself for the following reason. That is, the air-fuel ratio that becomes the lean limit changes depending on the operating conditions (for example, the engine water temperature is high or low), but the SA-CA10 is less likely to change depending on the operating conditions than the air-fuel ratio. In other words, since the air-fuel ratio that becomes the lean limit largely depends on the ignition factor of the air-fuel mixture, it can be said that the SA-CA10 that represents the ignition delay is less affected by the operating conditions than the air-fuel ratio itself. However, since the time per crank angle changes when the engine speed changes, the target SA-CA10 that is the target value of SA-CA10 is preferably set according to the engine speed. More preferably, since SA-CA10 also changes depending on the air filling rate (KL) in the cylinder, the target SA-CA10 is set according to the air filling rate instead of or together with the engine rotation speed. And good.

次に、本実施形態のリーンリミット制御の指標としてのクランク角期間を点火時期との間で特定するために用いる燃焼点(MFBが所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度)として、CA10が他の燃焼点と比べて好ましい理由について説明する。第1クランク角度としては、CA10に限らず、他の任意の燃焼点を用いることができる。そして、他の任意の燃焼点の利用時であっても、得られるクランク角期間は、上述した空燃比との相関性の高さおよびリーンリミットの代表性の高さという利点を基本的に有しているといえる。しかしながら、CA10よりも後の主燃焼期間(CA10−CA90)内の燃焼点を利用した場合には、得られるクランク角期間は、火炎が燃え広がる時に燃焼に影響するパラメータ(EGR率、吸気温度およびタンブル比など)の影響を大きく受けてしまう。つまり、この場合に得られるクランク角期間は、純粋に空燃比に着目したものではなく、外乱に弱くなる。このような外乱の影響を排除するために、クランク角期間を上記パラメータに応じて補正する構成とすることは、適合工数の増加となる。これに対し、初期燃焼期間(CA0−CA10)内の燃焼点を利用した場合には、得られるクランク角期間は、上記パラメータの影響を受けにくく、着火に影響する因子の影響が良く表れたものとなる。その結果、制御性が良くなる。その一方で、燃焼開始点(CA0)や燃焼終了点(CA100)は、ECU40が取得する筒内圧センサ30からの出力信号に重畳するノイズの影響によって誤差が生じ易い。このノイズの影響は、燃焼開始点(CA0)や燃焼終了点(CA100)から離れるにつれて小さくなる。したがって、耐ノイズ性と適合工数の削減とを考慮すると、本実施形態で用いるように、第1クランク角度としてはCA10が最も優れているといえる。   Next, as a combustion point (first crank angle when MFB becomes a predetermined combustion mass ratio) used to specify a crank angle period as an index of lean limit control of the present embodiment with respect to the ignition timing, CA10 The reason why is preferable compared to other combustion points will be described. The first crank angle is not limited to CA10, and any other combustion point can be used. Even when other arbitrary combustion points are used, the obtained crank angle period basically has the advantages of high correlation with the above-described air-fuel ratio and high representativeness of the lean limit. It can be said that. However, when the combustion point in the main combustion period (CA10-CA90) after CA10 is used, the obtained crank angle period is a parameter (EGR rate, intake air temperature and intake gas temperature) that affects combustion when the flame spreads. Greatly affected by the tumble ratio). That is, the crank angle period obtained in this case is not purely focused on the air-fuel ratio, and is weak against disturbance. In order to eliminate the influence of such disturbance, the configuration in which the crank angle period is corrected in accordance with the above parameters increases the number of man-hours for adaptation. On the other hand, when the combustion point in the initial combustion period (CA0-CA10) is used, the obtained crank angle period is not easily influenced by the above parameters, and the influence of the factors affecting the ignition appears well. It becomes. As a result, controllability is improved. On the other hand, the combustion start point (CA0) and the combustion end point (CA100) are likely to have errors due to the influence of noise superimposed on the output signal from the in-cylinder pressure sensor 30 acquired by the ECU 40. The influence of this noise decreases as the distance from the combustion start point (CA0) or combustion end point (CA100) increases. Therefore, in consideration of noise resistance and reduction in the number of man-hours, it can be said that CA10 is the most excellent as the first crank angle as used in the present embodiment.

(実施の形態1におけるリーン燃焼運転時の空燃比制御の概要)
図4は、本発明の実施の形態1においてリーン燃焼運転中にECU40が行う空燃比制御(リーンリミット制御)の概要を説明するためのブロック図である。本実施形態のリーンリミット制御に相当する制御であるSA−CA10フィードバック制御は、「算出SA−CA10」が「目標SA−CA10」に近づくように燃料噴射量を調整するというものである。ここでいう算出SA−CA10とは、点火時期から、筒内圧センサ(CPS)30とクランク角センサ42とを利用して得られる筒内圧データの解析結果から求められたCA10までのクランク角期間として算出される値のことである。目標SA−CA10は、基準の燃焼条件の下で、リーンリミット付近の所定の目標空燃比(A/F)と関連付けられた値である。ここでいう基準の燃焼条件とは、タンブル比、および使用燃料の性状などの燃焼に関係するパラメータが設計通りの値であるときに行われる燃焼の条件のことである。
(Outline of air-fuel ratio control during lean combustion operation in the first embodiment)
FIG. 4 is a block diagram for explaining the outline of air-fuel ratio control (lean limit control) performed by the ECU 40 during the lean combustion operation in the first embodiment of the present invention. SA-CA10 feedback control, which is control equivalent to lean limit control of the present embodiment, is to adjust the fuel injection amount so that “calculated SA-CA10” approaches “target SA-CA10”. The calculated SA-CA10 here is a crank angle period from the ignition timing to CA10 obtained from the analysis result of the in-cylinder pressure data obtained using the in-cylinder pressure sensor (CPS) 30 and the crank angle sensor 42. It is a calculated value. The target SA-CA10 is a value associated with a predetermined target air-fuel ratio (A / F) near the lean limit under the reference combustion condition. The standard combustion conditions referred to here are conditions for combustion performed when parameters related to combustion such as the tumble ratio and the properties of the fuel used are values as designed.

より具体的には、ECU40によって実行される空燃比制御の構成は、図4に示すように表すことができる。この制御構成は、燃焼モード判定部50、目標A/F切替部52、リーン燃焼時の目標A/F算出部54、基本噴射量算出部56、目標SA−CA10設定部58、SA−CA10算出部60、減算部62、SA−CA10のFB補正量算出部64、FB補正量の上下限ガード部66、加算部68、目標SA−CA10の補正量の更新量算出部70、加算部72、および加算部74を含んでいる。   More specifically, the configuration of the air-fuel ratio control executed by the ECU 40 can be expressed as shown in FIG. This control configuration includes a combustion mode determination unit 50, a target A / F switching unit 52, a target A / F calculation unit 54 for lean combustion, a basic injection amount calculation unit 56, a target SA-CA10 setting unit 58, and a SA-CA10 calculation. Unit 60, subtraction unit 62, FB correction amount calculation unit 64 of SA-CA10, upper and lower limit guard unit 66 of FB correction amount, addition unit 68, update amount calculation unit 70 of correction amount of target SA-CA10, addition unit 72, And an adder 74.

燃焼モード判定部50は、エンジントルクとエンジン回転速度(NE)とに基づいて、現在のエンジン運転領域に対応する燃焼モードを判定する。対象となる燃焼モードは、筒内空燃比を理論空燃比に制御して行うストイキ燃焼モードと、筒内空燃比を理論空燃比よりも大きな(燃料リーンな)空燃比に制御して行うリーン燃焼モードである。本実施形態では、一例として、リーン燃焼モードは、低中負荷かつ低中回転の運転領域において選択され、ストイキ燃焼モードは、リーン燃焼モードが用いられる運転領域よりも高負荷高回転側の運転領域において選択されるものとする。なお、ここで用いられるエンジントルクには、例えば、目標トルクもしくは実トルクが該当する。目標トルクは、アクセル開度に基づいて算出することができる。実トルクは、最適点火時期の使用を前提として、現在の空気充填率および目標空燃比の下で実現されることが推定されるトルクとして算出することができる。   The combustion mode determination unit 50 determines the combustion mode corresponding to the current engine operation region based on the engine torque and the engine rotation speed (NE). The target combustion modes are stoichiometric combustion mode in which the in-cylinder air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio, and lean combustion in which the in-cylinder air-fuel ratio is controlled to an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio (fuel lean). Mode. In the present embodiment, as an example, the lean combustion mode is selected in a low / medium load and low / medium rotation operation region, and the stoichiometric combustion mode is an operation region on a higher load / high rotation side than the operation region in which the lean combustion mode is used. Shall be selected. The engine torque used here corresponds to, for example, target torque or actual torque. The target torque can be calculated based on the accelerator opening. The actual torque can be calculated as a torque estimated to be realized under the current air filling rate and the target air-fuel ratio on the assumption that the optimum ignition timing is used.

目標A/F切替部52は、現在の運転領域において用いるべき燃焼モードはストイキ燃焼モードであると燃焼モード判定部50が判定した場合には、目標空燃比として理論空燃比を選択する。一方、現在の運転領域において用いるべき燃焼モードはリーン燃焼モードであると燃焼モード判定部50が判定した場合には、目標A/F切替部52は、リーン燃焼時目標A/F算出部54が算出する値を目標空燃比として選択する。なお、図4への図示は省略しているが、目標空燃比として理論空燃比が選択されている場合には、公知のフィードバック制御、すなわち、空燃比センサ32により検出される空燃比が目標空燃比(理論空燃比)となるようにするための燃料噴射量のフィードバック制御が行われる。   When the combustion mode determination unit 50 determines that the combustion mode to be used in the current operation region is the stoichiometric combustion mode, the target A / F switching unit 52 selects the theoretical air / fuel ratio as the target air / fuel ratio. On the other hand, when the combustion mode determination unit 50 determines that the combustion mode to be used in the current operation region is the lean combustion mode, the target A / F switching unit 52 determines that the lean combustion target A / F calculation unit 54 The value to be calculated is selected as the target air-fuel ratio. Although illustration in FIG. 4 is omitted, when the stoichiometric air-fuel ratio is selected as the target air-fuel ratio, known feedback control, that is, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is the target air-fuel ratio. Feedback control of the fuel injection amount is performed so that the fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio.

リーン燃焼時の目標A/F算出部54は、空気充填率(KL)とエンジン回転速度(NE)とに基づいて、リーン燃焼モードを利用する運転領域内での目標空燃比を決定する。この目標空燃比は、NOx濃度とトルク変動とを考慮して設定されるため、図5を参照して後述する空燃比範囲R1内の値(空燃比範囲R1の中央付近の値)となる。なお、空気充填率に代え、エンジントルク(目標トルクもしくは実トルクなど)を用いてもよい。   The target A / F calculation unit 54 at the time of lean combustion determines a target air-fuel ratio in the operation region using the lean combustion mode based on the air filling rate (KL) and the engine speed (NE). Since this target air-fuel ratio is set in consideration of the NOx concentration and torque fluctuation, it becomes a value within an air-fuel ratio range R1 (a value near the center of the air-fuel ratio range R1) described later with reference to FIG. Instead of the air filling rate, engine torque (target torque or actual torque, etc.) may be used.

基本噴射量算出部56は、目標A/F切替部52から出力される目標空燃比を現在の吸入空気量の下で実現するために必要な基本の燃料噴射量である基本噴射量を算出する。この基本噴射量は、全気筒で共通の値が使用される。   The basic injection amount calculation unit 56 calculates a basic injection amount that is a basic fuel injection amount necessary to realize the target air-fuel ratio output from the target A / F switching unit 52 under the current intake air amount. . A value common to all cylinders is used for this basic injection amount.

目標SA−CA10設定部58は、空気充填率とエンジン回転速度とに基づいて目標SA−CA10を設定する。ECU40には、空気充填率とエンジン回転速度との関係で目標SA−CA10を予め定めたマップ(図示省略)が記憶されており、ここでは、そのようなマップを参照して、目標SA−CA10が設定される。より具体的には、図3(D)に示すように、空燃比とSA−CA10とは相関がある。ここでは、基準の燃焼条件にて燃焼が行われたときの空燃比とSA−CA10との相関関係を用いて、目標A/F算出部54で用いられる空気充填率とエンジン回転速度とに基づく目標空燃比に対応する目標SA−CA10が、空気充填率とエンジン回転速度とに基づく値として設定されている。このような手法により、目標SA−CA10は、リーン燃焼運転時の目標空燃比と関連付けられている。   Target SA-CA10 setting unit 58 sets target SA-CA10 based on the air filling rate and the engine speed. The ECU 40 stores a map (not shown) that predetermines the target SA-CA10 based on the relationship between the air filling rate and the engine rotation speed. Here, the target SA-CA10 is referred to with reference to such a map. Is set. More specifically, as shown in FIG. 3D, there is a correlation between the air-fuel ratio and SA-CA10. Here, based on the air filling ratio used in the target A / F calculation unit 54 and the engine rotation speed, the correlation between the air-fuel ratio when the combustion is performed under the standard combustion conditions and the SA-CA10 is used. A target SA-CA10 corresponding to the target air-fuel ratio is set as a value based on the air filling rate and the engine speed. With such a method, the target SA-CA10 is associated with the target air-fuel ratio during the lean combustion operation.

SA−CA10算出部60は、点火時期(SA)と、筒内圧センサ(CPS)30により検出される筒内圧の解析結果とを利用して算出SA−CA10を算出する。算出SA−CA10は、各気筒においてサイクル毎に算出される。減算部62は、後述の加算部74を通過した後の最終的な目標SA−CA10と、算出SA−CA10との差分ΔSA−CA10を算出する。ここでは、差分ΔSA−CA10は、算出SA−CA10から目標SA−CA10を引いて得られる値であるものとする。差分ΔSA−CA10は、気筒毎に算出される。   The SA-CA10 calculation unit 60 calculates the calculated SA-CA10 using the ignition timing (SA) and the analysis result of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor (CPS) 30. Calculation SA-CA10 is calculated for each cycle in each cylinder. The subtractor 62 calculates a difference ΔSA-CA10 between the final target SA-CA10 after passing through an adder 74 described later and the calculated SA-CA10. Here, the difference ΔSA−CA10 is a value obtained by subtracting the target SA−CA10 from the calculated SA−CA10. The difference ΔSA−CA10 is calculated for each cylinder.

FB補正量算出部64は、差分ΔSA−CA10をゼロとするための燃料噴射量の補正量であるFB補正量を算出する。このFB補正量の算出のために、一例としてPI制御が使用される。具体的には、FB補正量算出部64は、差分ΔSA−CA10と所定のPIゲイン(比例項ゲインと積分項ゲイン)とを用いて、差分ΔSA−CA10およびその積算値の大きさに応じた燃料噴射量の補正量をFB補正量として算出する。FB補正量は、気筒毎に算出される。   The FB correction amount calculation unit 64 calculates an FB correction amount that is a correction amount of the fuel injection amount for setting the difference ΔSA−CA10 to zero. For example, PI control is used for calculating the FB correction amount. Specifically, the FB correction amount calculation unit 64 uses the difference ΔSA−CA10 and a predetermined PI gain (proportional term gain and integral term gain) according to the difference ΔSA−CA10 and the magnitude of the integrated value. The correction amount of the fuel injection amount is calculated as the FB correction amount. The FB correction amount is calculated for each cylinder.

上下限ガード部66は、加算部68において基本噴射量に足し合わされることになる最終的なFB補正量が所定範囲内の値となるように、FB補正量算出部64により算出されたFB補正量を必要に応じて制限する。この所定範囲は、上下限ガード部66が有する上限値と下限値とで規定される。つまり、FB補正量算出部64により算出されたFB補正量は、必ずしもそのままの値で基本噴射量に加算されるとは限られず、上記所定範囲から外れるFB補正量が上下限ガード部66に入力された場合には、上限値もしくは下限値に等しい値に制限されたFB補正量が、最終的に上下限ガード部66から加算部68に出力されることになる。   The upper / lower limit guard unit 66 performs the FB correction calculated by the FB correction amount calculation unit 64 so that the final FB correction amount to be added to the basic injection amount in the addition unit 68 is a value within a predetermined range. Limit the amount as needed. This predetermined range is defined by an upper limit value and a lower limit value that the upper / lower limit guard unit 66 has. That is, the FB correction amount calculated by the FB correction amount calculation unit 64 is not necessarily added as it is to the basic injection amount, and an FB correction amount outside the predetermined range is input to the upper / lower limit guard unit 66. In this case, the FB correction amount limited to a value equal to the upper limit value or the lower limit value is finally output from the upper / lower limit guard unit 66 to the adding unit 68.

上下限ガード部66を通過した最終的なFB補正量が加算部68において基本噴射量に足し合わされることにより、燃料噴射弁26によって噴射される最終的な燃料噴射量が決定される。このような燃料噴射量の補正処理が気筒毎に行われることにより、算出SA−CA10を目標SA−CA10に近づけるための燃料噴射量の補正が、対象となる気筒の燃料噴射量に反映される。これにより、内燃機関10の各気筒に供給される燃料噴射量がSA−CA10フィードバック制御によって調整(補正)されることになる。   The final FB correction amount that has passed through the upper / lower limit guard unit 66 is added to the basic injection amount in the adding unit 68, whereby the final fuel injection amount to be injected by the fuel injection valve 26 is determined. By performing such fuel injection amount correction processing for each cylinder, correction of the fuel injection amount for bringing the calculated SA-CA10 closer to the target SA-CA10 is reflected in the fuel injection amount of the target cylinder. . Thereby, the fuel injection amount supplied to each cylinder of the internal combustion engine 10 is adjusted (corrected) by the SA-CA10 feedback control.

以上説明したSA−CA10フィードバック制御によれば、目標空燃比と関連付けられた目標SA−CA10に近づくように算出SA−CA10を制御することにより、リーン燃焼運転中に空燃比をリーンリミット近傍に制御することができる。既述したように、SA−CA10と空燃比との間には相関関係はあるが、SA−CA10フィードバック制御は空燃比を直接的に制御するものではない。より具体的には、実際のSA−CA10が同じ目標SA−CA10に制御されていても、空燃比が常に同じ値に制御されているとは限らない。その理由は、次の通りである。すなわち、燃料噴射量の調整によって実際のSA−CA10を目標SA−CA10に近づけることは、あくまでも実際の燃焼を目標とする燃焼に近づけることに相当する。目標SA−CA10と空燃比との関連付けを行った基準の燃焼条件に対して各種燃焼ばらつき要因(例えば、タンブル流のばらつき、または、使用燃料の性状のばらつきなど)によって燃焼が変化すると、SA−CA10と空燃比との対応関係にずれが生じてしまう。例えば、基準の燃焼条件でのタンブル流に対してタンブル流が変化して燃焼が悪化すると、実際の燃焼が目標とする燃焼に近づくようにSA−CA10フィードバック制御によって燃料噴射量の調整が行われることで、燃焼は同等になっても空燃比は異なる値になってしまう。このように、SA−CA10フィードバック制御によって燃焼が適切に制御されている場合であっても、空燃比が目標空燃比から外れてしまう可能性がある。また、SA−CA10の算出に用いられる筒内圧センサ30の特性変化、あるいは筒内圧センサ30自体の個体差なども、SA−CA10と空燃比との関係を、関連付けを行った基準の燃焼条件での関係から変化させてしまう要因となる。   According to the SA-CA10 feedback control described above, by controlling the calculated SA-CA10 so as to approach the target SA-CA10 associated with the target air-fuel ratio, the air-fuel ratio is controlled near the lean limit during the lean combustion operation. can do. As described above, there is a correlation between SA-CA10 and the air-fuel ratio, but SA-CA10 feedback control does not directly control the air-fuel ratio. More specifically, even if the actual SA-CA10 is controlled to the same target SA-CA10, the air-fuel ratio is not always controlled to the same value. The reason is as follows. That is, bringing the actual SA-CA10 closer to the target SA-CA10 by adjusting the fuel injection amount is equivalent to bringing the actual combustion closer to the target combustion. If combustion changes due to various combustion variation factors (for example, variation in tumble flow or variation in properties of fuel used) with respect to the reference combustion condition in which the target SA-CA10 is associated with the air-fuel ratio, SA- Deviation occurs in the correspondence between CA10 and the air-fuel ratio. For example, when the tumble flow changes with respect to the tumble flow under the standard combustion condition and the combustion deteriorates, the fuel injection amount is adjusted by the SA-CA10 feedback control so that the actual combustion approaches the target combustion. As a result, even if the combustion becomes equivalent, the air-fuel ratio becomes a different value. Thus, even if the combustion is appropriately controlled by the SA-CA10 feedback control, the air-fuel ratio may deviate from the target air-fuel ratio. Further, the characteristic change of the in-cylinder pressure sensor 30 used for the calculation of SA-CA10, or the individual difference of the in-cylinder pressure sensor 30 itself, etc., also relates to the relationship between the SA-CA10 and the air-fuel ratio under the reference combustion conditions that are associated with each other. It becomes a factor to change from the relationship.

SA−CA10フィードバック制御によって実際のSA−CA10が目標SA−CA10に一致するように制御されている場合であっても、SA−CA10と空燃比との対応関係にずれが生じてしまうと、空燃比が本来意図した値からずれてしまうことになる。リーン燃焼運転中に空燃比がリッチ側にずれると、図3(A)よりNOx濃度が増加するので、NOx排出量の増加が懸念される。逆に、空燃比がリーン側にずれると、トルク変動の増大が懸念される。したがって、リーン燃焼運転中には、NOx排出抑制とトルク変動低減とを好適に両立可能な高い空燃比の制御性が求められる。   Even when the actual SA-CA10 is controlled so as to match the target SA-CA10 by the SA-CA10 feedback control, if the correspondence between the SA-CA10 and the air-fuel ratio is shifted, The fuel ratio will deviate from the originally intended value. If the air-fuel ratio shifts to the rich side during the lean combustion operation, the NOx concentration increases from FIG. Conversely, if the air-fuel ratio shifts to the lean side, there is a concern about an increase in torque fluctuation. Therefore, during lean combustion operation, a high air-fuel ratio controllability that can suitably achieve both NOx emission suppression and torque fluctuation reduction is required.

そこで、本実施形態では、リーン燃焼運転中にSA−CA10フィードバック制御を行っている状況下において、関連付けを行った基準の燃焼条件での関係に対してSA−CA10と空燃比との関係が変化している状況下であってもNOx排出抑制とトルク変動低減とを好適に両立させられるようにするために、次のような制御を行うこととした。すなわち、SA−CA10フィードバック制御の実行中に空燃比(A/F)センサ32により検出される空燃比がリーン燃焼運転中の目標空燃比を含む空燃比範囲R1から外れた場合には、空燃比が空燃比範囲R1から外れることが抑制されるように、目標SA−CA10を補正することとした。なお、このような処理に用いられる「空燃比センサ32により検出される空燃比」とは、空燃比センサ32の出力値をそのまま利用したものであってもよいし、出力値を空燃比に換算した後の値であってもよい。また、このような処理に用いる空燃比は、筒内で燃焼に付されたガスの空燃比を検出したいため、空燃比センサ32がそうであるように検出対象の排気ガスは、最上流に配置される触媒(内燃機関10の場合には、三元触媒34)よりも上流のものであることが望ましい。このことは、後述の実施の形態5等でのNOx濃度の検出についても同様である。   Therefore, in the present embodiment, the relationship between the SA-CA10 and the air-fuel ratio changes with respect to the relationship under the associated reference combustion condition in a situation where SA-CA10 feedback control is performed during the lean combustion operation. In order to allow both NOx emission suppression and torque fluctuation reduction to be suitably achieved even under such circumstances, the following control is performed. That is, when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio (A / F) sensor 32 deviates from the air-fuel ratio range R1 including the target air-fuel ratio during the lean combustion operation during the execution of the SA-CA10 feedback control, the air-fuel ratio. The target SA-CA10 is corrected so that the deviation from the air-fuel ratio range R1 is suppressed. Note that the “air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32” used in such processing may be the one using the output value of the air-fuel ratio sensor 32 as it is, or converting the output value into an air-fuel ratio. It may be the value after Further, since the air-fuel ratio used for such processing is to detect the air-fuel ratio of the gas subjected to combustion in the cylinder, the exhaust gas to be detected is arranged at the most upstream position as the air-fuel ratio sensor 32 does. It is desirable that the catalyst be upstream of the catalyst (three-way catalyst 34 in the case of the internal combustion engine 10). The same applies to the detection of the NOx concentration in the fifth embodiment described later.

上記の目標SA−CA10の補正を行うために、図4に示す制御構成は、更新量算出部70、加算部72、および加算部74を備えている。この制御構成によれば、更新量算出部70において目標SA−CA10の補正量の更新量が算出され、算出された更新量が加算部72において補正量の前回値に加算される。ここでいう前回値とは、同一気筒の前回のサイクルで用いた値のことである。加算部72から出力された目標SA−CA10の補正量は、目標SA−CA10設定部58によって設定された目標SA−CA10に加算部74において足し合わされる。以下、図5を参照して、具体的な目標SA−CA10の補正処理について説明する。   In order to correct the target SA-CA10, the control configuration illustrated in FIG. 4 includes an update amount calculation unit 70, an addition unit 72, and an addition unit 74. According to this control configuration, the update amount calculation unit 70 calculates the update amount of the correction amount of the target SA-CA10, and the calculated update amount is added to the previous value of the correction amount by the addition unit 72. The previous value here is a value used in the previous cycle of the same cylinder. The correction amount of the target SA-CA10 output from the adding unit 72 is added to the target SA-CA10 set by the target SA-CA10 setting unit 58 in the adding unit 74. Hereinafter, specific correction processing of the target SA-CA10 will be described with reference to FIG.

図5は、本発明の実施の形態1において用いられる目標SA−CA10の補正量の更新量の設定を表した図である。図5は、理論空燃比よりもリーン側のリーン空燃比領域での関係を表している。リーン空燃比領域でのNOx濃度およびトルク変動は、図3(A)および図3(C)を参照して既述しているが、摸式的に表すと図5に示すようになる。すなわち、空燃比があるレベルよりもリーンであれば、排気ガスのNOx濃度は空燃比の変化に対してあまり変化せず、一方、空燃比があるレベルよりもリッチになると、NOx濃度は空燃比がリッチになるほど急激に大きくなっていく。トルク変動は、NOx濃度とは逆の傾向を有し、空燃比がリーンリミット近傍に近くなるにつれ急激に大きくなっていく。この関係より、NOx濃度が所定値以下であってトルク変動が所定値以下となる空燃比範囲R1が得られる。このように、空燃比範囲R1は、リーン燃焼運転中にNOx濃度およびトルク変動がそれぞれ許容レベルに収まる空燃比範囲である。   FIG. 5 is a diagram showing the setting of the update amount of the correction amount of the target SA-CA10 used in the first embodiment of the present invention. FIG. 5 shows the relationship in the lean air-fuel ratio region leaner than the theoretical air-fuel ratio. The NOx concentration and torque fluctuation in the lean air-fuel ratio region have already been described with reference to FIGS. 3 (A) and 3 (C), but are schematically shown in FIG. That is, if the air-fuel ratio is leaner than a certain level, the NOx concentration of the exhaust gas does not change much with respect to the change in the air-fuel ratio, while if the air-fuel ratio becomes richer than a certain level, the NOx concentration becomes less than the air-fuel ratio. The more it becomes richer, the bigger it becomes. The torque fluctuation has a tendency opposite to that of the NOx concentration, and rapidly increases as the air-fuel ratio approaches the lean limit. From this relationship, an air-fuel ratio range R1 in which the NOx concentration is not more than a predetermined value and the torque fluctuation is not more than a predetermined value is obtained. As described above, the air-fuel ratio range R1 is an air-fuel ratio range in which the NOx concentration and the torque fluctuation are within allowable levels during the lean combustion operation.

図5に示す設定によれば、空燃比が空燃比範囲R1内にある場合は、目標SA−CA10の補正量の更新量はゼロとされている。したがって、この場合には、目標SA−CA10の補正量は前回値から更新されないため、減算部62に入力される最終的な目標SA−CA10も前回値から変更されない。   According to the setting shown in FIG. 5, when the air-fuel ratio is within the air-fuel ratio range R1, the update amount of the correction amount of the target SA-CA10 is set to zero. Accordingly, in this case, since the correction amount of the target SA-CA10 is not updated from the previous value, the final target SA-CA10 input to the subtracting unit 62 is not changed from the previous value.

一方、上記設定によれば、空燃比が空燃比範囲R1よりもリッチ側に外れた場合には、正の更新量が算出される。その結果、目標SA−CA10は大きくなるように補正される。目標SA−CA10が大きくなると、大きくなった目標SA−CA10に算出SA−CA10が近づくように燃料噴射量が減らされる。つまり、目標SA−CA10を大きくすることは、燃料噴射量を減量側に補正して空燃比をリーン側に補正することを促すことを意味する。より具体的には、空燃比範囲R1の下限(リッチ側の境界)に対するリッチ側での空燃比のずれ量が大きいほど、正の更新量は大きくされる。その結果、目標SA−CA10は、リッチ側でのずれ量が大きいほど大きくなるように補正される。このため、上記ずれ量が大きいほど、空燃比のリーン補正がより強く促されることになるので、空燃比範囲R1よりもリッチ側に空燃比がずれることがより積極的に抑制されることになる。   On the other hand, according to the above setting, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the rich side, a positive update amount is calculated. As a result, the target SA-CA10 is corrected so as to increase. When the target SA-CA10 increases, the fuel injection amount is decreased so that the calculated SA-CA10 approaches the increased target SA-CA10. That is, increasing the target SA-CA10 means that the fuel injection amount is corrected to the decreasing side and the air-fuel ratio is corrected to the lean side. More specifically, the positive update amount is increased as the deviation amount of the air-fuel ratio on the rich side with respect to the lower limit (rich side boundary) of the air-fuel ratio range R1 is increased. As a result, the target SA-CA10 is corrected so as to increase as the shift amount on the rich side increases. For this reason, the larger the deviation amount, the stronger the lean correction of the air-fuel ratio is promoted, and therefore the air-fuel ratio is more positively suppressed from shifting to the rich side than the air-fuel ratio range R1. .

また、上記設定によれば、空燃比が空燃比範囲R1よりもリーン側に外れた場合には、負の更新量が算出される。その結果、目標SA−CA10は小さくなるように補正される。目標SA−CA10が小さくなると、小さくなった目標SA−CA10に算出SA−CA10が近づくように燃料噴射量が増やされる。つまり、目標SA−CA10を小さくすることは、燃料噴射量を増量側に補正して空燃比をリッチ側に補正することを促すことを意味する。より具体的には、空燃比範囲R1の上限(リーン側の境界)に対するリーン側での空燃比のずれ量が大きいほど、負の更新量はマイナス側で大きくされる。その結果、目標SA−CA10は、リーン側でのずれ量が大きいほど小さくなるように補正される。このため、上記ずれ量が大きいほど、空燃比のリッチ補正がより強く促されることになるので、空燃比範囲R1よりもリーン側に空燃比がずれることがより積極的に抑制されることになる。   Further, according to the above setting, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the lean side, a negative update amount is calculated. As a result, the target SA-CA10 is corrected to be small. When the target SA-CA10 decreases, the fuel injection amount is increased so that the calculated SA-CA10 approaches the reduced target SA-CA10. That is, reducing the target SA-CA10 means that the fuel injection amount is corrected to the increase side and the air-fuel ratio is corrected to the rich side. More specifically, as the deviation amount of the air-fuel ratio on the lean side with respect to the upper limit (lean side boundary) of the air-fuel ratio range R1 is larger, the negative update amount is increased on the negative side. As a result, the target SA-CA10 is corrected so as to decrease as the deviation amount on the lean side increases. For this reason, as the deviation amount is larger, rich correction of the air-fuel ratio is more strongly urged, so that the air-fuel ratio shifts more leanly to the lean side than the air-fuel ratio range R1 is more positively suppressed. .

なお、V型エンジンが用いられており、かつ、空燃比センサがバンク毎に備えられている場合には、目標SA−CA10の補正量の更新量は、それぞれのバンクの空燃比センサの出力に応じてバンク毎に算出するのが良い。このような手法によって目標SA−CA10の補正が行われた場合には、最終的に算出SA−CA10と比較される目標SA−CA10についても、バンク毎に異なる値となる。   When a V-type engine is used and an air-fuel ratio sensor is provided for each bank, the update amount of the correction amount of the target SA-CA10 is determined by the output of the air-fuel ratio sensor of each bank. It is better to calculate for each bank accordingly. When the target SA-CA10 is corrected by such a method, the target SA-CA10 that is finally compared with the calculated SA-CA10 also has a different value for each bank.

(実施の形態1における具体的処理)
図6は、本発明の実施の形態1に係るリーン燃焼運転時の空燃比制御を実現するために、ECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、各気筒において燃焼終了後の所定タイミングにて、サイクル毎に繰り返し実行されるものとする。
(Specific processing in Embodiment 1)
FIG. 6 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 40 in order to realize the air-fuel ratio control during the lean combustion operation according to the first embodiment of the present invention. Note that this routine is repeatedly executed for each cycle at a predetermined timing after the end of combustion in each cylinder.

図6に示すルーチンでは、ECU40は、まず、ステップ100の処理を実行する。ステップ100の処理は、燃焼モード判定部50の処理であり、リーン燃焼運転中であるか否かを判定するものである。本ステップ100においてリーン燃焼運転中ではないと判定した場合には、ECU40は、今回の処理サイクルにおける処理を速やかに終了する。   In the routine shown in FIG. 6, the ECU 40 first executes the process of step 100. The process of step 100 is a process of the combustion mode determination unit 50, and determines whether or not the lean combustion operation is being performed. If it is determined in step 100 that the lean combustion operation is not being performed, the ECU 40 immediately ends the processing in the current processing cycle.

一方、リーン燃焼運転中であると判定した場合には、ECU40は、ステップ102に進む。ステップ102の処理は、目標A/F切替部52の処理であり、リーン燃焼運転に用いる目標空燃比を算出するものである。次いで、ECU40は、ステップ104に進む。ステップ104の処理は、目標A/F算出部54および基本噴射量算出部56の処理である。ステップ104では、ステップ102の処理による算出値が次サイクルでの燃焼の目標空燃比として選択され、当該目標空燃比と吸入空気量とに基づいて基本噴射量が算出される。   On the other hand, when it is determined that the lean combustion operation is being performed, the ECU 40 proceeds to step 102. The process of step 102 is a process of the target A / F switching unit 52, and calculates the target air-fuel ratio used for the lean combustion operation. Next, the ECU 40 proceeds to step 104. The process of step 104 is a process of the target A / F calculation unit 54 and the basic injection amount calculation unit 56. In step 104, the calculated value obtained by the processing in step 102 is selected as the target air-fuel ratio for combustion in the next cycle, and the basic injection amount is calculated based on the target air-fuel ratio and the intake air amount.

次に、ECU40は、ステップ106に進む。ステップ106の処理は、目標SA−CA10設定部58の処理であり、空気充填率とエンジン回転速度とに応じた目標SA−CA10を設定するものである。ECU40には、空気充填率とエンジン回転速度との関係で目標SA−CA10を予め定めたマップ(図示省略)が記憶されている。本ステップ106では、そのようなマップを参照して目標SA−CA10が設定される。   Next, the ECU 40 proceeds to step 106. The process of step 106 is a process of the target SA-CA10 setting unit 58, and sets the target SA-CA10 according to the air filling rate and the engine speed. The ECU 40 stores a map (not shown) in which the target SA-CA10 is determined in advance based on the relationship between the air filling rate and the engine speed. In step 106, the target SA-CA10 is set with reference to such a map.

次に、ECU40は、ステップ108に進む。ステップ108の処理は、更新量算出部70の処理であり、目標SA−CA10の補正量の更新量を算出するものである。ECU40には、図5に示すように更新量と空燃比との関係を予め定めたマップが記憶されている。本ステップ108では、そのようなマップを参照して更新量が算出される。より具体的には、このマップを参照する際に用いる空燃比としては、センサ出力に重畳するノイズへの対策のため、空燃比センサ32により検出される空燃比の瞬時値よりも、例えば、ローパスフィルタ等による平滑化処理を施した後の値を用いるのが好適である。また、空燃比が空燃比範囲R1から外れたときには、直ちに正または負の更新量を算出するのではなく、空燃比が所定時間継続して空燃比範囲R1から外れたことを条件として、正または負の更新量を算出するのが良い。これらと同様の対策については、後述の実施の形態2〜8においても行うことが好ましい。   Next, the ECU 40 proceeds to step 108. The process of step 108 is a process of the update amount calculation unit 70, and calculates the update amount of the correction amount of the target SA-CA10. As shown in FIG. 5, the ECU 40 stores a map in which the relationship between the update amount and the air-fuel ratio is determined in advance. In step 108, the update amount is calculated with reference to such a map. More specifically, the air-fuel ratio used when referring to this map is lower than the instantaneous value of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32, for example, as a countermeasure against noise superimposed on the sensor output. It is preferable to use a value after smoothing processing using a filter or the like. Further, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1, the positive or negative update amount is not calculated immediately, but is positive or negative on the condition that the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 for a predetermined time. It is better to calculate a negative update amount. It is preferable to take measures similar to these in Embodiments 2 to 8 described later.

次に、ECU40は、ステップ110に進む。ステップ110の処理は、加算部72の処理であり、目標SA−CA10の補正量の更新量を当該補正量の前回値に加算することによって今回の処理サイクルで用いる目標SA−CA10の補正量を算出するものである。既述したように、空燃比が空燃比範囲R1内に収まっている場合には、更新量はゼロとされるため、補正量は実質的には更新されない。一方、空燃比が空燃比範囲R1からリッチ側もしくはリーン側に外れた場合には、正または負の更新量が算出されるため、今回の処理サイクルにおいて補正量が更新されることになる。   Next, the ECU 40 proceeds to step 110. The process of step 110 is a process of the adding unit 72, and the correction amount of the target SA-CA10 used in the current processing cycle is obtained by adding the update amount of the correction amount of the target SA-CA10 to the previous value of the correction amount. Is to be calculated. As described above, when the air-fuel ratio is within the air-fuel ratio range R1, the update amount is set to zero, so the correction amount is not substantially updated. On the other hand, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the rich side or the lean side, a positive or negative update amount is calculated, so that the correction amount is updated in the current processing cycle.

次に、ECU40は、ステップ112に進む。ステップ112の処理は、加算部74の処理であり、目標SA−CA10設定部58によって設定された目標SA−CA10に、加算部72を通過した後の目標SA−CA10の補正量を加算することにより最終的な目標SA−CA10を算出するものである。   Next, the ECU 40 proceeds to step 112. The process of step 112 is a process of the adding unit 74, and the correction amount of the target SA-CA10 after passing through the adding unit 72 is added to the target SA-CA10 set by the target SA-CA10 setting unit 58. To calculate the final target SA-CA10.

次に、ECU40は、ステップ114に進み、筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを利用して、今回のサイクルでの燃焼時に計測された筒内圧データを取得する。次いで、ECU40は、ステップ116に進む。ステップ116の処理は、SA−CA10算出部60の処理であり、算出SA−CA10を算出するものである。より具体的には、算出SA−CA10を算出するために用いる点火時期としては、例えば、今回のサイクルで用いた目標点火時期を用いることができる。10%燃焼点CA10は、筒内圧データの解析結果(MFBの波形)を利用して取得することができる。   Next, the ECU 40 proceeds to step 114 and uses the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42 to acquire in-cylinder pressure data measured during combustion in the current cycle. Next, the ECU 40 proceeds to step 116. The process of step 116 is a process of the SA-CA10 calculation unit 60, and calculates the calculated SA-CA10. More specifically, as the ignition timing used for calculating the calculated SA-CA10, for example, the target ignition timing used in the current cycle can be used. The 10% combustion point CA10 can be acquired by using the analysis result (MFB waveform) of the in-cylinder pressure data.

次に、ECU40は、ステップ118に進む。ステップ116の処理は、減算部62の処理であり、差分ΔSA−CA10を算出するものである。次いで、ECU40は、ステップ120に進む。ステップ120の処理は、FB補正量算出部64の処理であり、差分ΔSA−CA10をゼロとするための燃料噴射量の補正量であるFB補正量を算出するものである。具体的には、算出SA−CA10が目標SA−CA10よりも大きい場合(すなわち、差分ΔSA−CA10が正の値である場合)には、空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれていることに相当するため、正のFB補正量(すなわち、燃料噴射量を増量側に補正して空燃比をリッチ側に補正するためのFB補正量)が算出される。逆に、算出SA−CA10が目標SA−CA10よりも小さい場合(すなわち、差分ΔSA−CA10が負の値である場合)には、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれていることに相当するため、負のFB補正量(すなわち、燃料噴射量を減量側に補正して空燃比をリーン側に補正するためのFB補正量)が算出される。なお、算出SA−CA10が目標SA−CA10と等しい場合には、FB補正量はゼロになる。   Next, the ECU 40 proceeds to step 118. The process of step 116 is a process of the subtracting unit 62 and calculates the difference ΔSA−CA10. Next, the ECU 40 proceeds to step 120. The process of step 120 is a process of the FB correction amount calculation unit 64, and calculates an FB correction amount that is a correction amount of the fuel injection amount for making the difference ΔSA−CA10 zero. Specifically, when the calculated SA-CA10 is larger than the target SA-CA10 (that is, when the difference ΔSA-CA10 is a positive value), the air-fuel ratio is shifted to the lean side from the target air-fuel ratio. Therefore, a positive FB correction amount (that is, an FB correction amount for correcting the fuel injection amount to the increasing side and correcting the air-fuel ratio to the rich side) is calculated. Conversely, when the calculated SA-CA10 is smaller than the target SA-CA10 (that is, when the difference ΔSA-CA10 is a negative value), the air-fuel ratio is shifted to the rich side from the target air-fuel ratio. Therefore, a negative FB correction amount (that is, an FB correction amount for correcting the fuel injection amount to the decreasing side and correcting the air-fuel ratio to the lean side) is calculated. When the calculated SA-CA10 is equal to the target SA-CA10, the FB correction amount becomes zero.

次に、ECU40は、ステップ122に進む。ステップ122の処理は、上下限ガード部66の処理であり、最終的なFB補正量を取得するものである。最終的なFB補正量は、基本的には、ステップ120の処理により算出されるFB補正量であるが、当該FB補正量が上下限ガード部66の上限値もしくは下限値を超える値である場合には、上限値もしくは下限値に等しい値となる。   Next, the ECU 40 proceeds to step 122. The process of step 122 is a process of the upper / lower limit guard unit 66, and acquires the final FB correction amount. The final FB correction amount is basically the FB correction amount calculated by the processing of step 120, but the FB correction amount is a value exceeding the upper limit value or the lower limit value of the upper / lower limit guard unit 66. Is equal to the upper limit value or the lower limit value.

次に、ECU40は、ステップ124に進む。ステップ124の処理は、加算部68の処理であり、ステップ104において算出された基本噴射量に対して、ステップ122において取得された最終的なFB補正量を加算するものである。この処理によって算出された最終的な燃料噴射量は、次サイクルにおいて使用されることになる。   Next, the ECU 40 proceeds to step 124. The process of step 124 is a process of the adding unit 68, and adds the final FB correction amount acquired in step 122 to the basic injection amount calculated in step 104. The final fuel injection amount calculated by this processing is used in the next cycle.

以上説明した図6に示すルーチンによれば、算出SA−CA10が目標SA−CA10に近づくように燃料噴射量のフィードバック制御が実行される。既述したように、SA−CA10はリーンリミット付近においても空燃比に対して線形性を有している。本実施形態の手法とは異なり、所定燃焼質量割合が得られる時の第1クランク角度のみを用いて当該第1クランク角度がある目標値となるように燃料噴射量を調整することとした場合には、次のような問題がある。すなわち、点火時期が変化すると、それに伴い、所定燃焼質量割合が得られる時の第1クランク角度が変化する。これに対し、点火時期が変化しても、点火時期から上記第1クランク角度になるまでのクランク角期間はほとんど変化しない。このため、燃料噴射量の調整のための指標として上記クランク角期間(本実施形態では、SA−CA10)を用いることで、上記第1クランク角度のみを用いる場合と比べ、点火時期の影響を排除して空燃比との相関性を好適に把握できるようになる。   According to the routine shown in FIG. 6 described above, the fuel injection amount feedback control is executed so that the calculated SA-CA10 approaches the target SA-CA10. As described above, SA-CA10 has linearity with respect to the air-fuel ratio even near the lean limit. Unlike the method of the present embodiment, when the fuel injection amount is adjusted so that the first crank angle becomes a certain target value using only the first crank angle when the predetermined combustion mass ratio is obtained. Has the following problems. That is, when the ignition timing changes, the first crank angle when a predetermined combustion mass ratio is obtained changes accordingly. On the other hand, even if the ignition timing changes, the crank angle period from the ignition timing to the first crank angle hardly changes. Therefore, by using the crank angle period (SA-CA10 in the present embodiment) as an index for adjusting the fuel injection amount, the influence of the ignition timing is eliminated as compared with the case where only the first crank angle is used. Thus, the correlation with the air-fuel ratio can be properly grasped.

そのうえで、上記ルーチンによれば、SA−CA10フィードバック制御の実行中に空燃比が空燃比範囲R1から外れた場合には、目標SA−CA10が補正される。より具体的には、空燃比が空燃比範囲R1からリッチ側に外れた場合には、空燃比のリーン補正を促すために目標SA−CA10が大きくされ、一方、空燃比が空燃比範囲R1からリーン側に外れた場合には、空燃比のリッチ補正を促すために目標SA−CA10が小さくされる。これにより、算出SA−CA10が目標SA−CA10の近傍に適切に制御されているけれども燃焼条件の変化等の要因によってSA−CA10と空燃比との関係が変化している状況下であっても、空燃比が目標空燃比付近の空燃比範囲R1から外れることを抑制することができる。つまり、空燃比センサ32を用いて空燃比を監視することによって、SA−CA10フィードバック制御を実行しているだけでは気づくことができない空燃比の変化に対処できるようになる。さらに付け加えると、空燃比センサ32により検出される空燃比をSA−CA10フィードバック制御に与えるようにしたことで、空燃比を空燃比範囲R1内により確実に収めつつ、実際の燃焼を目標とする燃焼に近づけられるようにSA−CA10フィードバック制御を実行させられるようになる。また、NOx排出の限界およびトルク変動の限界を空燃比にて管理できるようになる。以上説明した本実施形態の制御によれば、リーン燃焼運転中にSA−CA10フィードバック制御を行っている状況下において、関連付けを行った基準の燃焼条件での関係に対してSA−CA10と空燃比との関係が変化している状況下であっても、NOx排出抑制とトルク変動低減とを好適に両立させられるようになる。   In addition, according to the above routine, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 during the execution of the SA-CA10 feedback control, the target SA-CA10 is corrected. More specifically, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the rich side, the target SA-CA10 is increased to promote lean correction of the air-fuel ratio, while the air-fuel ratio falls from the air-fuel ratio range R1. When the value deviates to the lean side, the target SA-CA10 is reduced in order to promote rich correction of the air-fuel ratio. Thus, even when the calculated SA-CA10 is appropriately controlled in the vicinity of the target SA-CA10, the relationship between the SA-CA10 and the air-fuel ratio is changed due to factors such as changes in combustion conditions. Thus, it is possible to prevent the air-fuel ratio from deviating from the air-fuel ratio range R1 near the target air-fuel ratio. That is, by monitoring the air-fuel ratio using the air-fuel ratio sensor 32, it becomes possible to cope with changes in the air-fuel ratio that cannot be noticed only by executing the SA-CA10 feedback control. In addition, since the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is given to the SA-CA10 feedback control, the combustion targeted for actual combustion while the air-fuel ratio is reliably kept within the air-fuel ratio range R1. SA-CA10 feedback control can be executed so as to be close to. Further, the limit of NOx emission and the limit of torque fluctuation can be managed by the air-fuel ratio. According to the control of the present embodiment described above, the SA-CA10 and the air-fuel ratio with respect to the relationship under the reference combustion conditions with which the association is performed in the situation where the SA-CA10 feedback control is performed during the lean combustion operation. Even in a situation where the relationship between and NOx changes, it is possible to suitably achieve both NOx emission suppression and torque fluctuation reduction.

また、本実施形態の手法は、SA−CA10フィードバック制御の目標値そのものを補正するものであるため、他の実施の形態2〜4の手法と比較して、制御が合理的となる。そして、本手法によれば、SA−CA10をどのような値に制御しようとしているかが明確となるため、制御の発展性および展開性が高いといえる。   Moreover, since the method of this embodiment corrects the target value itself of SA-CA10 feedback control, the control is rational compared with the methods of other Embodiments 2 to 4. And according to this method, since it becomes clear what value it is going to control SA-CA10, it can be said that the expansibility and expandability of control are high.

ところで、上述した実施の形態1においては、空燃比が空燃比範囲R1からリッチ側に外れた場合には目標SA−CA10を大きくし、空燃比が空燃比範囲R1からリーン側に外れた場合には目標SA−CA10を小さくすることとしている。しかしながら、本発明における目標クランク角期間の補正は、空燃比が空燃比範囲からリッチ側およびリーン側のどちらに外れた場合にも実施されるものに必ずしも限られず、空燃比がリッチ側およびリーン側の何れか一方に外れた場合にのみ実施されるようになっていてもよい。   By the way, in Embodiment 1 described above, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the rich side, the target SA-CA10 is increased, and when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the lean side. Is to reduce the target SA-CA10. However, the correction of the target crank angle period in the present invention is not necessarily performed when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to either the rich side or the lean side, and the air-fuel ratio is not limited to the rich side and the lean side. It may be implemented only when one of the above is deviated.

なお、上述した実施の形態1においては、CA10が本発明における「第1クランク角度」に、算出SA−CA10が本発明における「算出クランク角期間」に、目標SA−CA10が本発明における「目標クランク角期間」に、空燃比範囲R1が本発明における「空燃比範囲」に、それぞれ相当している。また、ECU40が空燃比センサ32を用いて空燃比を検出することにより本発明における「空燃比検出手段」が実現されており、ECU40がクランク角センサ42を用いてクランク角度を検出することにより本発明における「クランク角検出手段」が実現されており、ECU40が筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを用いて取得した燃焼期間中の筒内圧データを使用して燃焼質量割合(MFB)を算出することにより本発明における「燃焼質量割合算出手段」が実現されており、ECU40が燃焼質量割合の算出結果を利用してCA10を取得することにより本発明における「第1クランク角度取得手段」が実現されており、ECU40が上記ステップ118〜124の処理を実行することにより本発明における「調整手段」が実現されており、そして、ECU40が上記ステップ108〜112の処理を実行することにより本発明の第1の態様における「変更手段」が実現されている。   In the first embodiment described above, CA10 is the “first crank angle” according to the present invention, calculated SA-CA10 is the “calculated crank angle period” according to the present invention, and target SA-CA10 is the “target crank angle” according to the present invention. In the “crank angle period”, the air-fuel ratio range R1 corresponds to the “air-fuel ratio range” in the present invention. Further, the ECU 40 detects the air-fuel ratio using the air-fuel ratio sensor 32 to realize the “air-fuel ratio detecting means” in the present invention. The ECU 40 detects the crank angle using the crank angle sensor 42, thereby The “crank angle detection means” in the present invention is realized, and the combustion mass ratio (MFB) is calculated using the in-cylinder pressure data during the combustion period acquired by the ECU 40 using the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42. Thus, the “combustion mass ratio calculation means” in the present invention is realized, and the “first crank angle acquisition means” in the present invention is realized by the ECU 40 using the calculation result of the combustion mass ratio to acquire CA10. The ECU 40 executes the processing of the above steps 118 to 124, whereby the “adjustment means” in the present invention. Is achieved and, then, ECU 40 is "changing means" is realized in the first aspect of the present invention by executing the process of step 108-112.

実施の形態2.
次に、図7から図9を新たに参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

[実施の形態2の制御]
(実施の形態2におけるリーン燃焼運転時の空燃比制御の概要)
本実施形態は、上述した内燃機関10を制御する場合に、図4に示す制御構成に代えて図7に示す制御構成を用いるという点において、実施の形態1と相違している。そして、本実施形態の制御は、リーン燃焼運転中にSA−CA10フィードバック制御を行っている状況下において空燃比センサ32により検出される空燃比が空燃比範囲R1から外れた場合には、燃料噴射量のFB補正量についての上下限値を補正することによってFB補正量の制御範囲を制限し、これにより、空燃比が空燃比範囲R1から外れることを抑制するというものである。
[Control of Embodiment 2]
(Outline of air-fuel ratio control during lean combustion operation in Embodiment 2)
The present embodiment is different from the first embodiment in that the control configuration shown in FIG. 7 is used instead of the control configuration shown in FIG. 4 when controlling the internal combustion engine 10 described above. The control according to the present embodiment performs fuel injection when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 deviates from the air-fuel ratio range R1 under the condition where SA-CA10 feedback control is performed during the lean combustion operation. The control range of the FB correction amount is limited by correcting the upper and lower limit values of the amount of FB correction amount, thereby suppressing the air-fuel ratio from deviating from the air-fuel ratio range R1.

図7は、本発明の実施の形態2においてリーン燃焼運転中にECU40が行う空燃比制御(リーンリミット制御)の概要を説明するためのブロック図である。図7に示す制御構成は、上述した更新量算出部70、加算部72および加算部74に代えて、上下限値の補正量の更新量算出部76ならびに加算部78、80、82および84を備えているという点を除き、図4に示す制御構成と同様である。   FIG. 7 is a block diagram for explaining an outline of air-fuel ratio control (lean limit control) performed by the ECU 40 during the lean combustion operation in the second embodiment of the present invention. In the control configuration shown in FIG. 7, instead of the update amount calculation unit 70, the addition unit 72, and the addition unit 74 described above, an update amount calculation unit 76 for correction amounts of upper and lower limit values and addition units 78, 80, 82, and 84 The control configuration is the same as that shown in FIG. 4 except that it is provided.

図7に示す制御構成においても、図4に示す制御構成と同様に、SA−CA10フィードバック制御を実行しつつ、空燃比センサ32により検出される空燃比を利用する。ただし、図7に示す制御構成では、空燃比センサ32により検出される空燃比は、更新量算出部76に入力されるようになっている。   Also in the control configuration shown in FIG. 7, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is used while executing the SA-CA10 feedback control, as in the control configuration shown in FIG. However, in the control configuration shown in FIG. 7, the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is input to the update amount calculation unit 76.

更新量算出部76は、燃料噴射量のFB補正量についての上限値および下限値のそれぞれの補正量の更新量を算出する。算出された上限値の補正量の更新量は加算部78において補正量の前回値に加算される。加算部78から出力された上限値の補正量は、加算部80において上限値のベース値に足し合わされる。これにより、最終的な上限値が算出される。同様に、算出された下限値の補正量の更新量は加算部82において補正量の前回値に加算される。加算部82から出力された下限値の補正量は、加算部84において下限値のベース値に足し合わされる。これにより、最終的な下限値が算出される。以下、図8を参照して、具体的な上下限値の補正処理について説明する。   The update amount calculation unit 76 calculates the update amounts of the correction amounts of the upper limit value and the lower limit value for the FB correction amount of the fuel injection amount. The calculated update amount of the upper limit correction amount is added to the previous correction amount by the adding unit 78. The correction amount of the upper limit value output from the adding unit 78 is added to the base value of the upper limit value in the adding unit 80. Thereby, the final upper limit value is calculated. Similarly, the calculated update amount of the lower limit correction amount is added to the previous correction amount by the adding unit 82. The correction amount of the lower limit value output from the adding unit 82 is added to the base value of the lower limit value in the adding unit 84. Thereby, the final lower limit value is calculated. Hereinafter, specific correction processing of the upper and lower limit values will be described with reference to FIG.

図8は、本発明の実施の形態2において用いられるFB補正量についての上下限値の補正量の更新量の設定を表した図である。図8中に示すリーン空燃比領域でのNOx濃度およびトルク変動と空燃比との関係は、図5に示すものと同じである。   FIG. 8 is a diagram showing the setting of the update amount of the correction amount of the upper and lower limit values for the FB correction amount used in the second embodiment of the present invention. The relationship between the NOx concentration and torque fluctuation in the lean air-fuel ratio region shown in FIG. 8 and the air-fuel ratio is the same as that shown in FIG.

図8に示す設定によれば、空燃比が空燃比範囲R1内にある場合は、上下限値(ガード値)の補正量の更新量はゼロとされている。したがって、この場合には、上下限値の補正量は前回値から更新されないため、上下限ガード部66に入力される最終的な上下限値も前回値から変更されない。   According to the setting shown in FIG. 8, when the air-fuel ratio is within the air-fuel ratio range R1, the update amount of the correction amount of the upper and lower limit values (guard value) is set to zero. Therefore, in this case, since the upper and lower limit correction amounts are not updated from the previous value, the final upper and lower limit values input to the upper and lower limit guard unit 66 are not changed from the previous value.

一方、上記設定によれば、空燃比が空燃比範囲R1よりもリッチ側に外れた場合には、上限値のために負の更新量が算出され、一方、下限値の補正量の更新量はゼロとされる。その結果、上限値は小さくなるように補正されるが、下限値は更新されない。FB補正量の上限値が小さくなると、燃料噴射量を大きく増やすことが制限されることになる。つまり、上限値を小さくすることは、算出SA−CA10を小さくするとき(すなわち、空燃比をリッチにするとき)に用いるFB補正量の絶対値の上限を小さくすること、したがって、空燃比をリッチ側に補正しすぎないようにすることを意味する。そして、図8に示す設定をより詳細に説明すると、空燃比範囲R1の下限(リッチ側の境界)に対するリッチ側での空燃比のずれ量が大きいほど、負の更新量はマイナス側で大きくされる。その結果、上限値は、リッチ側でのずれ量が大きいほど小さくなるように補正される。このため、上記ずれ量が大きいほど、リッチ側への空燃比のずれがより積極的に抑制されることになる。   On the other hand, according to the above setting, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1, the negative update amount is calculated for the upper limit value, while the update amount of the lower limit correction amount is Zero. As a result, the upper limit value is corrected to be smaller, but the lower limit value is not updated. When the upper limit value of the FB correction amount is small, it is limited that the fuel injection amount is greatly increased. In other words, reducing the upper limit value reduces the upper limit of the absolute value of the FB correction amount used when the calculated SA-CA10 is reduced (that is, when the air-fuel ratio is made rich), and therefore the air-fuel ratio is made rich. It means not to correct too much to the side. The setting shown in FIG. 8 will be described in more detail. As the deviation amount of the air-fuel ratio on the rich side with respect to the lower limit (rich-side boundary) of the air-fuel ratio range R1 is larger, the negative update amount is increased on the minus side. The As a result, the upper limit value is corrected so as to decrease as the deviation amount on the rich side increases. For this reason, the larger the deviation amount, the more actively the deviation of the air-fuel ratio toward the rich side is suppressed.

また、上記設定によれば、空燃比が空燃比範囲R1よりもリーン側に外れた場合には、下限値のために正の更新量が算出され、一方、上限値の補正量の更新量はゼロとされる。その結果、下限値は大きくなる(マイナス側で小さくなる)ように補正されるが、上限値は更新されない。FB補正量の下限値が大きくなると、燃料噴射量を大きく減らすことが制限されることになる。つまり、下限値を大きくすることは、算出SA−CA10を大きくするとき(すなわち、空燃比をリーンにするとき)に用いるFB補正量の絶対値の上限を小さくすること、したがって、空燃比をリーン側に補正しすぎないようにすることを意味する。そして、図8に示す設定をより詳細に説明すると、空燃比範囲R1の上限(リーン側の境界)に対するリーン側での空燃比のずれ量が大きいほど、正の更新量は大きくされる。その結果、下限値は、リーン側でのずれ量が大きいほど大きくなるように補正される。このため、上記ずれ量が大きいほど、リーン側への空燃比のずれがより積極的に抑制されることになる。   Further, according to the above setting, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1, the positive update amount is calculated for the lower limit value, while the update amount of the upper limit correction amount is Zero. As a result, the lower limit is corrected so as to increase (decrease on the minus side), but the upper limit is not updated. When the lower limit value of the FB correction amount is increased, it is limited to greatly reduce the fuel injection amount. In other words, increasing the lower limit value means reducing the upper limit of the absolute value of the FB correction amount used when the calculated SA-CA10 is increased (that is, when the air-fuel ratio is made lean). It means not to correct too much to the side. The setting shown in FIG. 8 will be described in more detail. The larger the deviation amount of the air-fuel ratio on the lean side with respect to the upper limit (lean side boundary) of the air-fuel ratio range R1, the larger the positive update amount. As a result, the lower limit value is corrected so as to increase as the deviation amount on the lean side increases. For this reason, the larger the deviation amount, the more actively the deviation of the air-fuel ratio toward the lean side is suppressed.

なお、V型エンジンが用いられており、かつ、空燃比センサがバンク毎に備えられている場合には、上下限値の補正量の更新量は、それぞれのバンクの空燃比センサの出力に応じてバンク毎に算出するのが良い。このような手法によって目標SA−CA10の補正が行われた場合には、最終的に算出SA−CA10と比較される目標SA−CA10についても、バンク毎に異なる値となる。   When a V-type engine is used and an air-fuel ratio sensor is provided for each bank, the update amount of the upper / lower limit correction amount depends on the output of the air-fuel ratio sensor of each bank. It is better to calculate for each bank. When the target SA-CA10 is corrected by such a method, the target SA-CA10 that is finally compared with the calculated SA-CA10 also has a different value for each bank.

(実施の形態2における具体的処理)
図9は、本発明の実施の形態2に係るリーン燃焼運転時の空燃比制御を実現するために、ECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図9において、実施の形態1における図6に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
(Specific processing in Embodiment 2)
FIG. 9 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 40 in order to realize the air-fuel ratio control during the lean combustion operation according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same steps as those shown in FIG. 6 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図9に示すルーチンでは、ECU40は、ステップ120においてFB補正量を算出した後に、ステップ200に進む。ステップ200の処理は、更新量算出部76の処理であり、FB補正量の上下限値についての補正量の更新量を算出するものである。ECU40には、図8に示すように更新量と空燃比との関係を予め定めたマップが記憶されている。本ステップ200では、そのようなマップを参照して更新量が算出される。   In the routine shown in FIG. 9, the ECU 40 proceeds to step 200 after calculating the FB correction amount in step 120. The process of step 200 is a process of the update amount calculation unit 76, and calculates the update amount of the correction amount for the upper and lower limit values of the FB correction amount. The ECU 40 stores a map in which the relationship between the update amount and the air-fuel ratio is determined in advance as shown in FIG. In this step 200, the update amount is calculated with reference to such a map.

次に、ECU40は、ステップ202に進む。ステップ202の処理は、加算部78および加算部82の処理であり、上限値および下限値のそれぞれの補正量の更新量を各補正量の前回値に加算することによって今回の処理サイクルで用いる上下限値の補正量を算出するものである。既述したように、上限値の補正量は、空燃比が空燃比範囲R1よりもリッチ側に外れた場合にのみ更新され、一方、下限値の補正量は、空燃比が空燃比範囲R1よりもリーン側に外れた場合にのみ更新されることになる。   Next, the ECU 40 proceeds to step 202. The process of step 202 is the process of the addition unit 78 and the addition unit 82, and is used in the current processing cycle by adding the update amount of each correction amount of the upper limit value and the lower limit value to the previous value of each correction amount. The correction amount of the lower limit value is calculated. As described above, the upper limit correction amount is updated only when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 on the rich side, while the lower limit correction amount is lower than the air-fuel ratio range R1. Will be updated only when it goes off to the lean side.

次に、ECU40は、ステップ204に進む。ステップ204の処理は、加算部80および加算部84の処理であり、上限値および下限値のそれぞれのベース値に、加算部78および加算部82を通過した後の上下限値の補正量を加算することにより最終的な上限値および下限値をそれぞれ算出するものである。次いで、このような手法によって算出された最終的な上下限値によって制限される範囲内のFB補正量を用いて、次サイクルにおいて使用される最終的な燃料噴射量が算出されることになる(ステップ122および124)。   Next, the ECU 40 proceeds to step 204. The process of step 204 is the process of the addition unit 80 and the addition unit 84, and the correction amount of the upper and lower limit values after passing through the addition unit 78 and the addition unit 82 is added to the base values of the upper limit value and the lower limit value, respectively. By doing so, the final upper limit value and lower limit value are respectively calculated. Next, the final fuel injection amount used in the next cycle is calculated using the FB correction amount within the range limited by the final upper and lower limit values calculated by such a method ( Steps 122 and 124).

以上説明した図9に示すルーチンによれば、SA−CA10フィードバック制御の実行中に空燃比が空燃比範囲R1から外れた場合には、燃料噴射量のFB補正量の上下限値が補正される。より具体的には、空燃比が空燃比範囲R1からリッチ側に外れた場合には、空燃比のリッチ補正を制限するために上限値が小さくされ、一方、空燃比が空燃比範囲R1からリーン側に外れた場合には、空燃比のリーン補正を制限するために下限値が大きくされる。このような本実施形態の手法によってFB補正量の制御範囲を制限することによっても、算出SA−CA10が目標SA−CA10の近傍に適切に制御されているけれども燃焼条件の変化等の要因によってSA−CA10と空燃比との関係が変化している状況下であっても、空燃比が目標空燃比付近の空燃比範囲R1から外れることを抑制することができる。   According to the routine shown in FIG. 9 described above, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 during the execution of the SA-CA10 feedback control, the upper and lower limit values of the FB correction amount of the fuel injection amount are corrected. . More specifically, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the rich side, the upper limit value is reduced to limit the rich correction of the air-fuel ratio, while the air-fuel ratio is lean from the air-fuel ratio range R1. If it deviates, the lower limit value is increased in order to limit the lean correction of the air-fuel ratio. Even when the control range of the FB correction amount is limited by the method of the present embodiment, the calculated SA-CA10 is appropriately controlled in the vicinity of the target SA-CA10, but the SA is caused by factors such as changes in combustion conditions. -Even under a situation where the relationship between CA10 and the air-fuel ratio is changing, it is possible to suppress the air-fuel ratio from deviating from the air-fuel ratio range R1 near the target air-fuel ratio.

また、本実施形態の手法は、FB補正量の制御範囲を制限しつつもSA−CA10フィードバック制御自体は継続している。このため、上記制限に伴う範囲内に空燃比を収めつつ、SA−CA10フィードバック制御によって実際の燃焼を目標とする燃焼に近づけられるようになる。そして、SA−CA10フィードバック制御の継続により、後述の実施の形態4の手法(SA−CA10フィードバックの禁止)と比べて、より適正な空燃比範囲に空燃比を維持できるようになる。さらに、SA−CA10フィードバック制御を禁止する場合と比べて適正な空燃比範囲に空燃比を維持できることにより、NOxの排出抑制を図り易くすることができる。このため、SA−CA10フィードバック制御を禁止する場合と比べて、NOxの浄化のためのリッチスパイクの実行頻度の低減、すなわち、リーン燃焼運転の実行頻度を高く確保できるようになる。   In the method of the present embodiment, the SA-CA10 feedback control itself is continued while the control range of the FB correction amount is limited. For this reason, it becomes possible to bring the target combustion closer to the target combustion by the SA-CA10 feedback control while keeping the air-fuel ratio within the range due to the above limitation. By continuing the SA-CA10 feedback control, it becomes possible to maintain the air-fuel ratio in a more appropriate air-fuel ratio range as compared with the method of the fourth embodiment (prohibition of SA-CA10 feedback) described later. Furthermore, since it is possible to maintain the air-fuel ratio in an appropriate air-fuel ratio range as compared with the case where the SA-CA10 feedback control is prohibited, it is possible to easily suppress NOx emission. For this reason, compared with the case where the SA-CA10 feedback control is prohibited, it is possible to secure a reduction in the execution frequency of the rich spike for purifying NOx, that is, the execution frequency of the lean combustion operation.

ところで、上述した実施の形態2においては、空燃比が空燃比範囲R1からリッチ側に外れた場合にはFB補正量の上限値を小さくし、空燃比が空燃比範囲R1からリーン側に外れた場合には下限値を大きくすることとしている。しかしながら、本発明における補正量の上下限値の補正は、空燃比が空燃比範囲からリッチ側およびリーン側のどちらに外れた場合にも実施されるものに必ずしも限られず、空燃比がリッチ側およびリーン側の何れか一方に外れた場合にのみ実施されるようになっていてもよい。   By the way, in Embodiment 2 described above, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the rich side, the upper limit value of the FB correction amount is reduced, and the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to the lean side. In some cases, the lower limit is increased. However, the correction of the upper and lower limit values of the correction amount in the present invention is not necessarily limited to that performed when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to either the rich side or the lean side. It may be implemented only when it is off to either one of the lean side.

なお、上述した実施の形態2においては、ECU40が上記ステップ200〜204の処理を実行することにより本発明の第1の態様における「変更手段」が実現されている。   In the second embodiment described above, the “changing means” in the first aspect of the present invention is realized by the ECU 40 executing the processing of steps 200 to 204 described above.

実施の形態3.
次に、図10および図11を新たに参照して、本発明の実施の形態3について説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11 again.

[実施の形態3の制御]
(実施の形態3における空燃比制御の概要)
本実施形態は、上述した内燃機関10を制御する場合に、図4に示す制御構成に代えて図10に示す制御構成を用いるという点において、実施の形態1と相違している。そして、本実施形態の制御は、リーン燃焼運転中にSA−CA10フィードバック制御を行っている状況下において、空燃比センサ32により検出される空燃比が空燃比範囲R1から外れた場合には、リーン燃焼運転を禁止するというものである。
[Control of Embodiment 3]
(Outline of air-fuel ratio control in Embodiment 3)
The present embodiment is different from the first embodiment in that the control configuration shown in FIG. 10 is used instead of the control configuration shown in FIG. 4 when controlling the internal combustion engine 10 described above. The control according to the present embodiment is performed when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 deviates from the air-fuel ratio range R1 in a situation where SA-CA10 feedback control is performed during the lean combustion operation. Combustion operation is prohibited.

図10は、本発明の実施の形態3においてECU40が行う空燃比制御の概要を説明するためのブロック図である。図10に示す制御構成は、図4に示す制御構成から目標SA−CA10の補正量の更新量算出部70と加算部72および74とを削除し、かつ、目標A/F切替部52に代えて目標A/F切替部86を備えるものに相当する。   FIG. 10 is a block diagram for explaining the outline of the air-fuel ratio control performed by the ECU 40 in the third embodiment of the present invention. The control configuration shown in FIG. 10 deletes the correction amount update amount calculation unit 70 and the addition units 72 and 74 of the target SA-CA 10 from the control configuration shown in FIG. 4 and replaces the target A / F switching unit 52 with it. This corresponds to the one provided with the target A / F switching unit 86.

目標A/F切替部86には、空燃比センサ32により検出される空燃比が入力されるようになっている。目標A/F切替部86は、リーン燃焼運転中の空燃比が空燃比範囲R1内に収まっている場合には、目標A/F切替部52と同じように機能する。すなわち、燃焼モード判定部50により判定された燃焼モードがリーン燃焼モードである場合には、空燃比が空燃比範囲R1内に収まっている場合であれば、判定通りのリーン燃焼モードを最終的に選択する。これにより、SA−CA10フィードバック制御を伴うリーン燃焼運転が通常通り実行される。その一方で、目標A/F切替部86は、現在のエンジン運転領域に対応する燃焼モードがリーン燃焼モードである場合であっても、空燃比が空燃比範囲R1から外れている場合には、最終的にはリーン燃焼モードを選択せずにストイキ燃焼モードを選択する。これにより、リーン燃焼運転が禁止されて、ストイキ燃焼運転が実行されることになる。   An air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is input to the target A / F switching unit 86. The target A / F switching unit 86 functions in the same manner as the target A / F switching unit 52 when the air-fuel ratio during the lean combustion operation is within the air-fuel ratio range R1. That is, when the combustion mode determined by the combustion mode determination unit 50 is the lean combustion mode, if the air-fuel ratio is within the air-fuel ratio range R1, the lean combustion mode as determined is finally set. select. Thereby, the lean combustion operation with SA-CA10 feedback control is executed as usual. On the other hand, even if the combustion mode corresponding to the current engine operation region is the lean combustion mode, the target A / F switching unit 86 is in the case where the air-fuel ratio is out of the air-fuel ratio range R1, Finally, the stoichiometric combustion mode is selected without selecting the lean combustion mode. As a result, the lean combustion operation is prohibited and the stoichiometric combustion operation is executed.

(実施の形態3における具体的処理)
図11は、本発明の実施の形態3に係る空燃比制御を実現するために、ECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図11において、実施の形態1における図6に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
(Specific processing in Embodiment 3)
FIG. 11 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 40 in order to realize air-fuel ratio control according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 11, the same steps as those shown in FIG. 6 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図9に示すルーチンでは、ECU40は、まず、ステップ300の処理を実行する。ステップ300の処理は、燃焼モード判定部50の処理であり、エンジントルクとエンジン回転速度とに基づいて、現在のエンジン運転領域に対応する燃焼モードがリーン燃焼モードであるか否かを判定するものである。   In the routine shown in FIG. 9, the ECU 40 first executes the process of step 300. The process of step 300 is a process of the combustion mode determination unit 50, and determines whether or not the combustion mode corresponding to the current engine operating region is the lean combustion mode based on the engine torque and the engine speed. It is.

ステップ300の判定が不成立となる場合、つまり、現在のエンジン運転領域に対応する燃焼モードがストイキ燃焼モードであると判定された場合には、ECU40は、ステップ302に進む。ステップ302では、ストイキ燃焼運転のための各種処理(目標空燃比の設定、基本噴射量の算出、および空燃比センサ32を利用した空燃比のフィードバック制御など)が実行される。   If the determination in step 300 is not established, that is, if it is determined that the combustion mode corresponding to the current engine operation region is the stoichiometric combustion mode, the ECU 40 proceeds to step 302. In step 302, various processes for stoichiometric combustion operation (setting of target air-fuel ratio, calculation of basic injection amount, air-fuel ratio feedback control using air-fuel ratio sensor 32, etc.) are executed.

一方、ステップ300においてリーン燃焼モードであると判定された場合には、ECU40は、ステップ304に進む。ステップ304の処理は、目標A/F切替部86の処理であり、空燃比センサ32により検出される空燃比が空燃比範囲R1(図5参照)内に収まっているか否かを判定するものである。   On the other hand, when it is determined in step 300 that the lean combustion mode is set, the ECU 40 proceeds to step 304. The process of step 304 is a process of the target A / F switching unit 86, and determines whether or not the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is within the air-fuel ratio range R1 (see FIG. 5). is there.

ステップ304において空燃比が空燃比範囲R1内に収まっていると判定した場合には、ECU40は、リーン燃焼モードを最終的に選択し、ステップ102以降の一連の処理を実行する。その結果、SA−CA10フィードバック制御を伴うリーン燃焼運転が実行されることになる。   If it is determined in step 304 that the air-fuel ratio is within the air-fuel ratio range R1, the ECU 40 finally selects the lean combustion mode, and executes a series of processes from step 102 onward. As a result, the lean combustion operation with SA-CA10 feedback control is executed.

一方、ステップ304の判定が不成立となる場合、つまり、空燃比が空燃比範囲R1から外れていると判定した場合には、ECU40は、最終的にはリーン燃焼モードに代えてストイキ燃焼モードを選択し、ステップ302に進む。その結果、リーン燃焼運転の実行が禁止され、その代わりにストイキ燃焼運転が実行されることになる。   On the other hand, if the determination in step 304 is not satisfied, that is, if it is determined that the air-fuel ratio is out of the air-fuel ratio range R1, the ECU 40 finally selects the stoichiometric combustion mode instead of the lean combustion mode. Then, the process proceeds to Step 302. As a result, the execution of the lean combustion operation is prohibited, and the stoichiometric combustion operation is executed instead.

以上説明した図11に示すルーチンによれば、SA−CA10フィードバック制御の実行中に空燃比が空燃比範囲R1から外れた場合には、リーン燃焼運転が禁止され、リーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への切り替えが実行される。リーン燃焼運転自体が行われなくなることで、リーン燃焼運転領域において空燃比範囲R1よりも空燃比がリッチ側もしくはリーン側にずれてしまうことを回避することができる。このため、そのような空燃比のずれに起因するNOx排出量の増加またはトルク変動の増大を抑制することができる。また、本手法は、実施の形態1および2の手法とは異なり、SA−CA10フィードバック制御を伴うリーン燃焼運転を継続させながら行えるものではないが、リーン燃焼運転そのものを禁止するため、制御構成を簡素化することができる。   According to the routine shown in FIG. 11 described above, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 during the execution of the SA-CA10 feedback control, the lean combustion operation is prohibited and the lean combustion operation is switched to the stoichiometric combustion operation. Is switched. Since the lean combustion operation itself is not performed, it can be avoided that the air-fuel ratio shifts to the rich side or the lean side from the air-fuel ratio range R1 in the lean combustion operation region. For this reason, it is possible to suppress an increase in NOx emission amount or an increase in torque fluctuation due to such a deviation in air-fuel ratio. Further, unlike the methods of the first and second embodiments, this method cannot be performed while continuing the lean combustion operation with SA-CA10 feedback control, but the control configuration is prohibited in order to prohibit the lean combustion operation itself. It can be simplified.

ところで、上述した実施の形態3においては、空燃比が空燃比範囲R1からリッチ側およびリーン側のどちらに外れた場合にも、リーン燃焼運転を禁止することとしている。しかしながら、本発明におけるリーン燃焼運転の禁止は、上記に代え、空燃比がリッチ側およびリーン側の何れか一方に外れた場合にのみ実施されるようになっていてもよい。   Incidentally, in the above-described third embodiment, the lean combustion operation is prohibited even when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to either the rich side or the lean side. However, the prohibition of the lean combustion operation in the present invention may be implemented only when the air-fuel ratio deviates to one of the rich side and the lean side instead of the above.

なお、上述した実施の形態3においては、ECU40が上記ステップ304の判定が不成立となる場合に上記ステップ302の処理を実行することにより本発明の第3の態様における「第1禁止手段」が実現されている。   In the third embodiment described above, the “first prohibiting means” according to the third aspect of the present invention is realized by the ECU 40 executing the process of step 302 when the determination of step 304 is not established. Has been.

実施の形態4.
次に、図12および図13を新たに参照して、本発明の実施の形態4について説明する。
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

[実施の形態4の制御]
(実施の形態4におけるリーン燃焼運転時の空燃比制御の概要)
本実施形態は、上述した内燃機関10を制御する場合に、図4に示す制御構成に代えて図12に示す制御構成を用いるという点において、実施の形態1と相違している。そして、本実施形態の制御は、リーン燃焼運転中にSA−CA10フィードバック制御を行っている状況下において、空燃比センサ32により検出される空燃比が空燃比範囲R1から外れた場合には、SA−CA10フィードバック制御の実行を禁止するというものである。また、SA−CA10フィードバック制御の禁止中の目標空燃比は、SA−CA10フィードバック制御の実行中の値よりもリッチ側の値に設定される。
[Control of Embodiment 4]
(Outline of air-fuel ratio control during lean combustion operation in Embodiment 4)
The present embodiment is different from the first embodiment in that the control configuration shown in FIG. 12 is used instead of the control configuration shown in FIG. 4 when controlling the internal combustion engine 10 described above. The control according to the present embodiment is performed when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 deviates from the air-fuel ratio range R1 in a situation where the SA-CA10 feedback control is performed during the lean combustion operation. -Execution of CA10 feedback control is prohibited. In addition, the target air-fuel ratio during which SA-CA10 feedback control is prohibited is set to a richer value than the value during execution of SA-CA10 feedback control.

図12は、本発明の実施の形態4においてリーン燃焼運転中にECU40が行う空燃比制御(リーンリミット制御)の概要を説明するためのブロック図である。図12に示す制御構成は、図4に示す制御構成から目標SA−CA10の補正量の更新量算出部70と加算部72および74とを削除し、目標A/F算出部54に変えて目標A/F算出部88を備え、かつ、FB補正量算出部64に代えてFB補正量算出部90を備えるものに相当する。   FIG. 12 is a block diagram for explaining an overview of air-fuel ratio control (lean limit control) performed by the ECU 40 during the lean combustion operation in the fourth embodiment of the present invention. In the control configuration shown in FIG. 12, the correction amount update amount calculation unit 70 and the addition units 72 and 74 of the target SA-CA 10 are deleted from the control configuration shown in FIG. 4, and the target A / F calculation unit 54 is used instead. This corresponds to an A / F calculation unit 88 and an FB correction amount calculation unit 90 instead of the FB correction amount calculation unit 64.

目標A/F算出部88およびFB補正量算出部90には、空燃比センサ32により検出される空燃比がそれぞれ入力されるようになっている。目標A/F算出部88は、リーン燃焼運転中の空燃比が空燃比範囲R1内に収まっている場合には、目標A/F算出部54と同じように機能する。すなわち、空気充填率(KL)とエンジン回転速度(NE)とに基づいて目標空燃比を通常通り決定する。その一方で、目標A/F算出部88は、空燃比が空燃比範囲R1から外れている場合には、リーン燃焼運転中の空燃比が空燃比範囲R1内に収まっている場合に用いる値に対して、空燃比範囲R1内において所定の余裕代だけリッチ側の値を目標空燃比として設定する。   The air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is input to the target A / F calculation unit 88 and the FB correction amount calculation unit 90, respectively. The target A / F calculation unit 88 functions in the same manner as the target A / F calculation unit 54 when the air-fuel ratio during the lean combustion operation is within the air-fuel ratio range R1. That is, the target air-fuel ratio is determined as usual based on the air filling rate (KL) and the engine speed (NE). On the other hand, when the air-fuel ratio is out of the air-fuel ratio range R1, the target A / F calculation unit 88 sets the value used when the air-fuel ratio during the lean combustion operation is within the air-fuel ratio range R1. On the other hand, a value on the rich side by a predetermined margin within the air-fuel ratio range R1 is set as the target air-fuel ratio.

FB補正量算出部90は、リーン燃焼運転中の空燃比が空燃比範囲R1内に収まっている場合には、FB補正量算出部64と同じように機能する。すなわち、この場合には、SA−CA10フィードバック制御の実行のために、差分ΔSA−CA10をゼロとするための燃料噴射量の補正量であるFB補正量を通常通り算出する。その一方で、FB補正量算出部90は、空燃比が空燃比範囲R1から外れている場合には、FB補正量をゼロとして上下限ガード部66に出力する。この処理が行われた場合には、SA−CA10を利用した燃料噴射量の補正は行われないこととなり、最終的な燃料噴射量は、基本噴射量のままとなる。つまり、SA−CA10フィードバック制御が禁止され、燃料噴射量はオープンループ制御によって調整されることになる。ただし、上述した実施の形態3とは異なり、本実施形態では、空燃比が空燃比範囲R1から外れている場合であっても、リーン燃焼運転自体は継続される。   The FB correction amount calculation unit 90 functions in the same manner as the FB correction amount calculation unit 64 when the air-fuel ratio during the lean combustion operation is within the air-fuel ratio range R1. That is, in this case, in order to perform SA-CA10 feedback control, an FB correction amount that is a fuel injection amount correction amount for making the difference ΔSA-CA10 zero is calculated as usual. On the other hand, when the air-fuel ratio is out of the air-fuel ratio range R1, the FB correction amount calculation unit 90 outputs the FB correction amount to the upper / lower limit guard unit 66 as zero. When this process is performed, the fuel injection amount is not corrected using the SA-CA 10, and the final fuel injection amount remains the basic injection amount. That is, SA-CA10 feedback control is prohibited, and the fuel injection amount is adjusted by open loop control. However, unlike Embodiment 3 described above, in this embodiment, the lean combustion operation itself is continued even when the air-fuel ratio is outside the air-fuel ratio range R1.

また、本実施形態で用いる空燃比範囲R1は、図5を参照して既述した考え方で設定されるものであってもよいが、次のような観点も踏まえて設定されることが好適である。すなわち、内燃機関10の各種構成部品のばらつき、および筒内圧センサ30の個体差等を考慮して、SA−CA10フィードバック制御の実行中に想定される空燃比の変動範囲を事前に求めておく。そして、当該空燃比範囲相当となるように空燃比範囲R1を設定するのが良い。そして、このような設定の空燃比範囲R1から空燃比が外れた場合には、筒内圧センサ30が異常であると判断し、SA−CA10フィードバック制御を禁止するのが良い。   Further, the air-fuel ratio range R1 used in the present embodiment may be set based on the concept described above with reference to FIG. 5, but is preferably set based on the following viewpoints. is there. That is, the variation range of the air-fuel ratio assumed during the execution of the SA-CA10 feedback control is obtained in advance in consideration of variations in various components of the internal combustion engine 10, individual differences in the in-cylinder pressure sensor 30, and the like. The air-fuel ratio range R1 is preferably set so as to correspond to the air-fuel ratio range. When the air-fuel ratio deviates from the set air-fuel ratio range R1, it is preferable to determine that the in-cylinder pressure sensor 30 is abnormal and prohibit the SA-CA10 feedback control.

(実施の形態4における具体的処理)
図13は、本発明の実施の形態4に係るリーン燃焼運転時の空燃比制御を実現するために、ECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、図13において、実施の形態1における図6に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
(Specific processing in Embodiment 4)
FIG. 13 is a flowchart showing a control routine executed by the ECU 40 in order to realize the air-fuel ratio control during the lean combustion operation according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 13, the same steps as those shown in FIG. 6 in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図13に示すルーチンでは、ECU40は、ステップ100においてリーン燃焼運転中であると判定した後に、ステップ400に進む。ステップ400では、空燃比センサ32により検出される空燃比が空燃比範囲R1(図5参照)内に収まっているか否かが判定される。   In the routine shown in FIG. 13, the ECU 40 proceeds to step 400 after determining that the lean combustion operation is being performed in step 100. In step 400, it is determined whether or not the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is within the air-fuel ratio range R1 (see FIG. 5).

ステップ400において空燃比が空燃比範囲R1内に収まっていると判定した場合には、ECU40は、ステップ102以降の一連の処理を実行する。これにより、SA−CA10フィードバック制御が通常通り実行されることになる。   When it is determined in step 400 that the air-fuel ratio is within the air-fuel ratio range R1, the ECU 40 executes a series of processes after step 102. As a result, the SA-CA10 feedback control is executed as usual.

一方、ステップ400の判定が不成立となる場合、つまり、空燃比が空燃比範囲R1から外れていると判定した場合には、ECU40は、ステップ402に進む。ステップ402の処理は、目標A/F算出部88の処理であり、ステップ102において算出される値に対して、空燃比範囲R1内において所定の余裕代だけリッチ側の値を目標空燃比として算出するものである。次いで、ECU40は、ステップ404に進み、ステップ402において算出された目標空燃比を用いて基本噴射量を算出する。次いで、ECU40は、ステップ406に進む。ステップ406の処理は、FB補正量算出部90の処理であり、FB補正量をゼロとして算出するものである。ステップ406の処理を実行した後に、ECU40は、ステップ122に進む。   On the other hand, if the determination in step 400 is not satisfied, that is, if it is determined that the air-fuel ratio is outside the air-fuel ratio range R1, the ECU 40 proceeds to step 402. The process of step 402 is a process of the target A / F calculation unit 88, and a value on the rich side within the air-fuel ratio range R1 by a predetermined margin is calculated as the target air-fuel ratio with respect to the value calculated in step 102. To do. Next, the ECU 40 proceeds to step 404 and calculates the basic injection amount using the target air-fuel ratio calculated in step 402. Next, the ECU 40 proceeds to step 406. The process of step 406 is a process of the FB correction amount calculation unit 90 and calculates the FB correction amount as zero. After executing the process of step 406, the ECU 40 proceeds to step 122.

以上説明した図13に示すルーチンによれば、SA−CA10フィードバック制御の実行中に空燃比が空燃比範囲R1から外れた場合には、FB補正量がゼロとされることで、SA−CA10フィードバック制御の実行が禁止される。これにより、SA−CA10フィードバック制御の作用によって空燃比が空燃比範囲R1よりもリッチ側もしくはリーン側にずれてしまうことを回避することができる。このため、そのような空燃比のずれに起因するNOx排出量の増加またはトルク変動の増大を抑制することができる。また、本手法は、実施の形態1および2の手法とは異なり、SA−CA10フィードバック制御を継続させながら行えるものではないが、実施の形態1とは異なり、リーン燃焼運転を継続させるものである。このため、リーン燃焼運転の頻度を高く確保することができる。なお、本実施形態におけるSA−CA10フィードバック制御の禁止は、実施の形態2におけるFB補正量の上下限値を限界まで狭めたものに相当するといえる。   According to the routine shown in FIG. 13 described above, when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 during execution of the SA-CA10 feedback control, the FB correction amount is set to zero, so that the SA-CA10 feedback is performed. Execution of control is prohibited. Thereby, it can be avoided that the air-fuel ratio shifts to the rich side or the lean side from the air-fuel ratio range R1 by the action of the SA-CA10 feedback control. For this reason, it is possible to suppress an increase in NOx emission amount or an increase in torque fluctuation due to such a deviation in air-fuel ratio. Unlike the first and second embodiments, this method cannot be performed while continuing SA-CA10 feedback control. However, unlike the first embodiment, the lean combustion operation is continued. . For this reason, it is possible to ensure a high frequency of lean combustion operation. Note that the prohibition of the SA-CA10 feedback control in the present embodiment can be said to correspond to the FB correction amount upper and lower limit values in the second embodiment narrowed to the limit.

また、上記ルーチンによれば、SA−CA10フィードバック制御が禁止される場合の目標空燃比は、SA−CA10フィードバック制御が実行される場合の値に対して、空燃比範囲R1内において所定の余裕代だけリッチ側に設定される。これにより、空燃比の制御に繋がるフィードバック制御が実行されていない状況下において、目標空燃比の変更がなされない場合と比べて、トルク変動の増大や失火の発生をより確実に抑制しつつリーン燃焼運転を継続させられるようになる。   Further, according to the above routine, the target air-fuel ratio when SA-CA10 feedback control is prohibited is a predetermined margin within the air-fuel ratio range R1 with respect to the value when SA-CA10 feedback control is executed. Only set to the rich side. As a result, in a situation where feedback control that leads to control of the air-fuel ratio is not executed, lean combustion is more reliably suppressed while suppressing an increase in torque fluctuation and occurrence of misfire more reliably than when the target air-fuel ratio is not changed. You will be able to continue driving.

ところで、上述した実施の形態4においては、空燃比が空燃比範囲R1からリッチ側およびリーン側のどちらに外れた場合にも、SA−CA10フィードバック制御を禁止することとしている。しかしながら、本発明における調整手段による調整の禁止は、上記に代え、空燃比がリッチ側およびリーン側の何れか一方に外れた場合にのみ実施されるようになっていてもよい。   By the way, in the above-described fourth embodiment, SA-CA10 feedback control is prohibited even when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range R1 to either the rich side or the lean side. However, the prohibition of adjustment by the adjusting means in the present invention may be implemented only when the air-fuel ratio deviates to either the rich side or the lean side, instead of the above.

なお、上述した実施の形態4においては、ECU40が上記ステップ400の判定が不成立となる場合に上記ステップ406の処理を実行することにより本発明の第4の態様における「第2禁止手段」が実現されている。   In the fourth embodiment described above, the “second prohibiting means” according to the fourth aspect of the present invention is realized by the ECU 40 executing the process of step 406 when the determination of step 400 fails. Has been.

実施の形態5.
次に、図14および図15を新たに参照して、本発明の実施の形態5について説明する。
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

[実施の形態5のシステム構成]
図14は、本発明の実施の形態5における内燃機関100のシステム構成を説明するための図である。図14に示す内燃機関100は、三元触媒34よりも上流側の排気通路18に、空燃比センサ32に代えて、排気ガスのNOx濃度を検出するためのNOxセンサ102を備えている。内燃機関100は、この点を除き、図1に示す内燃機関10と同様に構成されている。より具体的には、ここで用いられるNOxセンサ102は、排気ガスの酸素濃度の検出機能も兼ね備えた公知のNOxセンサであり、上記空燃比センサ32と同様に、排気ガスの酸素濃度に応じた出力も可能となっている。このため、ECU40は、NOxセンサ102の出力に基づいて、NOx濃度だけでなく、空燃比をも検出することができる。
[System Configuration of Embodiment 5]
FIG. 14 is a diagram for describing a system configuration of internal combustion engine 100 according to the fifth embodiment of the present invention. An internal combustion engine 100 shown in FIG. 14 includes a NOx sensor 102 for detecting the NOx concentration of the exhaust gas in the exhaust passage 18 upstream of the three-way catalyst 34 instead of the air-fuel ratio sensor 32. Except for this point, the internal combustion engine 100 is configured similarly to the internal combustion engine 10 shown in FIG. More specifically, the NOx sensor 102 used here is a known NOx sensor that also has a function of detecting the oxygen concentration of the exhaust gas, and according to the oxygen concentration of the exhaust gas, as with the air-fuel ratio sensor 32 described above. Output is also possible. For this reason, the ECU 40 can detect not only the NOx concentration but also the air-fuel ratio based on the output of the NOx sensor 102.

[実施の形態5の制御]
(実施の形態5におけるリーン燃焼運転時の空燃比制御の概要)
図示は省略するが、本実施形態の制御構成は、基本的には、実施の形態1における図4に示す制御構成と同様である。ただし、本制御構成は、目標SA−CA10の補正量の更新量算出部70に入力されるパラメータが、空燃比センサ32により検出される空燃比に代えてNOxセンサ102により検出されるNOx濃度であるという点において、図4に示す制御構成と相違している。
[Control of Embodiment 5]
(Outline of air-fuel ratio control during lean combustion operation in the fifth embodiment)
Although illustration is omitted, the control configuration of the present embodiment is basically the same as the control configuration shown in FIG. 4 in the first embodiment. However, in this control configuration, the parameter input to the update amount calculation unit 70 for the correction amount of the target SA-CA10 is the NOx concentration detected by the NOx sensor 102 instead of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32. There is a difference from the control configuration shown in FIG.

図15は、本発明の実施の形態5において用いられる目標SA−CA10の補正量の更新量の設定を表した図である。本実施形態では、目標SA−CA10の補正量の更新量の算出のために、NOxセンサ102により検出されるNOx濃度を利用する。具体的には、図15中に示す所定値V1は、実施の形態1の図5中に示す空燃比範囲R1の下限(リッチ側の境界)でのNOx濃度に相当する値である。また、所定値V1は、リーン燃焼運転の目標空燃比での燃焼の下で排出される排気ガスのNOx濃度よりも高い値である。なお、このような処理に用いられる「NOxセンサ102により検出されるNOx濃度」とは、NOxセンサ102の出力値をそのまま利用したものであってもよいし、出力値をNOx濃度に換算した後の値であってもよい。   FIG. 15 is a diagram showing the setting of the update amount of the correction amount of the target SA-CA10 used in the fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the NOx concentration detected by the NOx sensor 102 is used to calculate the update amount of the correction amount of the target SA-CA10. Specifically, the predetermined value V1 shown in FIG. 15 is a value corresponding to the NOx concentration at the lower limit (rich side boundary) of the air-fuel ratio range R1 shown in FIG. 5 of the first embodiment. The predetermined value V1 is a value higher than the NOx concentration of the exhaust gas discharged under combustion at the target air-fuel ratio in the lean combustion operation. It should be noted that the “NOx concentration detected by the NOx sensor 102” used for such processing may be a value obtained by using the output value of the NOx sensor 102 as it is, or after the output value is converted into the NOx concentration. May be the value.

NOx濃度と空燃比との間には、図5等に示すような関係がある。このため、NOx濃度が所定値V1よりも大きいということは、NOx濃度が所定値V1になる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれたことに相当する。図15に示す設定によれば、NOx濃度が所定値V1以下である場合、すなわち、NOx濃度が所定値V1になる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれることは認められない場合には、更新量はゼロとされる。したがって、この場合には、減算部62に入力される最終的な目標SA−CA10も前回値から変更されない。   There is a relationship as shown in FIG. 5 and the like between the NOx concentration and the air-fuel ratio. For this reason, the fact that the NOx concentration is larger than the predetermined value V1 corresponds to the air-fuel ratio deviating to the rich side from the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1. According to the setting shown in FIG. 15, when the NOx concentration is equal to or lower than the predetermined value V1, that is, when it is not recognized that the air-fuel ratio shifts to the rich side from the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1. The update amount is zero. Therefore, in this case, the final target SA-CA10 input to the subtracting unit 62 is not changed from the previous value.

一方、上記設定によれば、NOx濃度が所定値V1よりも高い場合には、正の更新量が算出される。その結果、実施の形態1において既述したように、目標SA−CA10が大きくなるように補正される。これにより、NOx濃度が所定値V1となる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれることが抑制される。より具体的には、図15に示す例では、所定値V1に対してNOx濃度が高いほど更新量が大きくされる。その結果、既述したように、目標SA−CA10は、所定値V1に対してNOx濃度が高いほど、すなわち、リッチ側への空燃比のずれ量が大きいほど、大きくなるように補正される。このため、NOx濃度が所定値V1となる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれることがより積極的に抑制されることになる。   On the other hand, according to the above setting, when the NOx concentration is higher than the predetermined value V1, a positive update amount is calculated. As a result, as already described in the first embodiment, the target SA-CA10 is corrected so as to increase. As a result, the air-fuel ratio is suppressed from shifting to a richer side than the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1. More specifically, in the example shown in FIG. 15, the update amount is increased as the NOx concentration is higher than the predetermined value V1. As a result, as described above, the target SA-CA10 is corrected so as to increase as the NOx concentration increases with respect to the predetermined value V1, that is, as the deviation amount of the air-fuel ratio to the rich side increases. For this reason, it is more positively suppressed that the air-fuel ratio shifts to the rich side from the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1.

(実施の形態5における具体的処理)
本実施形態に係るリーン燃焼運転時の空燃比制御は、上記図6に示すルーチンに類似するルーチンの処理をECU40に実行させることによって実現することができる。より具体的には、ステップ108の処理に代えて、図15に示すような更新量とNOx濃度との関係を予め定めたマップを利用して、検出されるNOx濃度から更新量を算出する処理を行うようにすればよい。
(Specific processing in the fifth embodiment)
The air-fuel ratio control during the lean combustion operation according to the present embodiment can be realized by causing the ECU 40 to execute a routine process similar to the routine shown in FIG. More specifically, instead of the process of step 108, a process for calculating the update amount from the detected NOx concentration using a map in which the relationship between the update amount and the NOx concentration as shown in FIG. 15 is determined in advance. Should be done.

以上説明した実施の形態5の制御によれば、SA−CA10フィードバック制御の実行中にNOx濃度が所定値V1よりも高くなった場合には、空燃比のリーン補正を促すために目標SA−CA10が大きくされる。これにより、算出SA−CA10が目標SA−CA10の近傍に適切に制御されているけれども燃焼条件の変化等の要因によってSA−CA10と空燃比との関係が変化している状況下であっても、NOxセンサ102により検出されるNOx濃度を利用して、NOx濃度が所定値V1よりも高くなること(より具体的には、NOx濃度が所定値V1になる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれること)を抑制することができる。つまり、NOx92を用いて排気ガスのNOx濃度を監視することによって、SA−CA10フィードバック制御を実行しているだけでは気づくことができない空燃比の変化に対処できるようになる。以上説明した本実施形態の制御によれば、リーン燃焼運転中にSA−CA10フィードバック制御を行っている状況下において、関連付けを行った基準の燃焼条件での関係に対してSA−CA10と空燃比との関係が変化している状況下であっても、NOx排出を好適に抑制することができる。   According to the control of the fifth embodiment described above, when the NOx concentration becomes higher than the predetermined value V1 during the execution of the SA-CA10 feedback control, the target SA-CA10 is used to prompt the air-fuel ratio lean correction. Is increased. Thus, even when the calculated SA-CA10 is appropriately controlled in the vicinity of the target SA-CA10, the relationship between the SA-CA10 and the air-fuel ratio is changed due to factors such as changes in combustion conditions. The NOx concentration detected by the NOx sensor 102 is used to make the NOx concentration higher than the predetermined value V1 (more specifically, on the rich side from the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1. It is possible to suppress the deviation of the air-fuel ratio). In other words, by monitoring the NOx concentration of the exhaust gas using NOx92, it becomes possible to cope with a change in the air-fuel ratio that cannot be noticed only by executing the SA-CA10 feedback control. According to the control of the present embodiment described above, the SA-CA10 and the air-fuel ratio with respect to the relationship under the reference combustion conditions with which the association is performed in the situation where the SA-CA10 feedback control is performed during the lean combustion operation. NOx emissions can be suitably suppressed even in a situation where the relationship with the above is changing.

SA−CA10フィードバック制御の実行中にNOx濃度が所定値V1になる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれたか否かを判定するためには、実施の形態1等のように空燃比センサ32を利用する手法よりも、本実施形態のようにNOxセンサ102を利用する手法の方が、次のような理由により好ましいといえる。空燃比センサ32を利用する手法の場合には、図5等に示すような空燃比とNOx濃度との関係を用いることになる。しかしながら、この空燃比とNOx濃度との関係も、ばらつくことがある。したがって、NOx濃度が所定値V1になる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれたか否かを判定するためには、NOxセンサ102を用いてNOx濃度を直接的に検出する方がより正確であるといえる。   In order to determine whether or not the air-fuel ratio has shifted to a richer side than the air-fuel ratio when the NOx concentration reaches the predetermined value V1 during execution of the SA-CA10 feedback control, the air-fuel ratio as in the first embodiment or the like is determined. It can be said that the method of using the NOx sensor 102 as in the present embodiment is preferable to the method of using the sensor 32 for the following reason. In the case of the method using the air-fuel ratio sensor 32, the relationship between the air-fuel ratio and the NOx concentration as shown in FIG. However, the relationship between the air-fuel ratio and the NOx concentration may vary. Therefore, in order to determine whether or not the air-fuel ratio has shifted to a richer side than the air-fuel ratio when the NOx concentration reaches the predetermined value V1, it is better to directly detect the NOx concentration using the NOx sensor 102. It can be said that it is accurate.

ところで、上述した実施の形態5においては、NOxセンサ102により検出されるNOx濃度を利用した判定結果に応じて目標SA−CA10を補正する処理を行うことで、SA−CA10フィードバック制御の実行中にNOx濃度が所定値V1になる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれることを抑制している。このような処理に対して、トルク変動が許容限界値となる時の空燃比よりもリーン側に空燃比がずれることを抑制するために、実施の形態1において説明したように空燃比の検出値を利用した判定結果に応じて目標SA−CA10を補正する処理を組み合わせるようにしてもよい。具体的には、空燃比範囲R1の上限(リーン側の境界)に相当する所定値を備えておき、空燃比の検出値が上記所定値よりも大きくなった場合には、目標SA−CA10を小さくする処理を組み合わせればよい。本実施形態のNOxセンサ102を利用すれば、NOx濃度だけでなく空燃比も検出可能である。このため、上記のリッチ側およびリーン側の双方の処理は、NOxセンサ102を用いて行えばよい。このことは、後述する実施の形態6〜8の処理についても同様である。なお、NOx濃度および空燃比の双方の検出が可能ではないNOxセンサを用いる場合であれば、空燃比センサを併用すればよい。   By the way, in the above-described fifth embodiment, during the execution of the SA-CA10 feedback control, the target SA-CA10 is corrected according to the determination result using the NOx concentration detected by the NOx sensor 102. The air-fuel ratio is prevented from shifting to a richer side than the air-fuel ratio when the NOx concentration reaches the predetermined value V1. In order to prevent the air-fuel ratio from deviating from the air-fuel ratio when the torque fluctuation becomes the allowable limit value with respect to such processing, the detected value of the air-fuel ratio as described in the first embodiment. You may make it combine the process which correct | amends target SA-CA10 according to the determination result using these. Specifically, a predetermined value corresponding to the upper limit (lean side boundary) of the air-fuel ratio range R1 is prepared, and when the detected value of the air-fuel ratio becomes larger than the predetermined value, the target SA-CA10 is set. What is necessary is just to combine the process to make small. If the NOx sensor 102 of this embodiment is used, not only the NOx concentration but also the air-fuel ratio can be detected. For this reason, the rich side and lean side processes may be performed using the NOx sensor 102. The same applies to the processing of Embodiments 6 to 8 described later. If a NOx sensor that cannot detect both NOx concentration and air-fuel ratio is used, an air-fuel ratio sensor may be used in combination.

なお、上述した実施の形態5においては、所定値V1が本発明における「所定値」に相当している。ECU40がNOxセンサ102を用いてNOx濃度を検出することにより本発明における「NOx濃度検出手段」が実現されており、そして、ECU40が上述のように図6に示すルーチンに類似するルーチンの処理を実行することにより本発明の第2の態様における「変更手段」が実現されている。   In the fifth embodiment described above, the predetermined value V1 corresponds to the “predetermined value” in the present invention. The ECU 40 detects the NOx concentration using the NOx sensor 102 to realize the “NOx concentration detecting means” in the present invention, and the ECU 40 performs a routine process similar to the routine shown in FIG. 6 as described above. By executing, the “changing means” in the second aspect of the present invention is realized.

実施の形態6.
次に、図16を新たに参照して、本発明の実施の形態6について説明する。
Embodiment 6 FIG.
Next, Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG.

[実施の形態6の制御]
(実施の形態6におけるリーン燃焼運転時の空燃比制御の概要)
本実施形態は、上述した内燃機関100を制御する場合に、次のような制御構成を採用したものである。すなわち、図示は省略するが、本実施形態の制御構成は、基本的には、実施の形態2における図7に示す制御構成と同様である。ただし、本制御構成は、更新量算出部76に代え、NOxセンサ102により検出されるNOx濃度が入力される更新量算出部を備えている。この更新量算出部は、FB補正量の上限値と下限値のうちの上限値に対してのみ、補正量の更新量を算出するように機能するものである。このように、本制御構成では下限値についての補正は行われない。このため、加算部82および84は備えられていない。したがって、上限値は、予め設定されたベース値が常に使用される。
[Control of Embodiment 6]
(Outline of air-fuel ratio control during lean combustion operation in Embodiment 6)
In the present embodiment, when the internal combustion engine 100 described above is controlled, the following control configuration is adopted. That is, although illustration is omitted, the control configuration of the present embodiment is basically the same as the control configuration shown in FIG. 7 in the second embodiment. However, this control configuration includes an update amount calculation unit to which the NOx concentration detected by the NOx sensor 102 is input instead of the update amount calculation unit 76. This update amount calculation unit functions to calculate the update amount of the correction amount only for the upper limit value of the upper limit value and the lower limit value of the FB correction amount. Thus, in the present control configuration, the lower limit value is not corrected. For this reason, the addition parts 82 and 84 are not provided. Therefore, a preset base value is always used as the upper limit value.

図16は、本発明の実施の形態6において用いられるFB補正量についての上限値の補正量の更新量の設定を表した図である。本実施形態では、上限値の補正量の更新量の算出のために、NOxセンサ102により検出されるNOx濃度を利用する。具体的には、図16に示すように、NOx濃度が所定値V1以下である場合には、更新量はゼロとされる。したがって、この場合には、上下限ガード部66に入力される最終的な下限値も前回値から変更されない。   FIG. 16 is a diagram showing the setting of the update amount of the upper limit correction amount for the FB correction amount used in the sixth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the NOx concentration detected by the NOx sensor 102 is used to calculate the update amount of the upper limit correction amount. Specifically, as shown in FIG. 16, when the NOx concentration is equal to or less than a predetermined value V1, the update amount is set to zero. Therefore, in this case, the final lower limit value input to the upper / lower limit guard unit 66 is not changed from the previous value.

一方、上記設定によれば、NOx濃度が所定値V1よりも高い場合には、負の更新量が算出される。その結果、実施の形態2において既述したように、FB補正量の上限値は小さくなるように補正される。つまり、算出SA−CA10を小さくするとき(すなわち、空燃比をリッチにするとき)に用いるFB補正量の絶対値の上限が小さくされる。これにより、NOx濃度が所定値V1となる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれることが抑制される。図16に示す設定をより詳細に説明すると、所定値V1に対してNOx濃度が高いほど負の更新量がマイナス側で大きくされる。その結果、既述したように、上限値は、所定値V1に対してNOx濃度が高いほど、すなわち、リッチ側への空燃比のずれ量が大きいほど、小さくなるように補正される。このため、NOx濃度が所定値V1となる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれることがより積極的に抑制されることになる。   On the other hand, according to the above setting, when the NOx concentration is higher than the predetermined value V1, a negative update amount is calculated. As a result, as already described in the second embodiment, the upper limit value of the FB correction amount is corrected to be small. That is, the upper limit of the absolute value of the FB correction amount used when the calculated SA-CA10 is reduced (that is, when the air-fuel ratio is made rich) is reduced. As a result, the air-fuel ratio is suppressed from shifting to a richer side than the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1. The setting shown in FIG. 16 will be described in more detail. As the NOx concentration is higher than the predetermined value V1, the negative update amount is increased on the negative side. As a result, as described above, the upper limit value is corrected to be smaller as the NOx concentration is higher than the predetermined value V1, that is, as the deviation amount of the air-fuel ratio to the rich side is larger. For this reason, it is more positively suppressed that the air-fuel ratio shifts to the rich side from the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1.

(実施の形態6における具体的処理)
本実施形態に係るリーン燃焼運転時の空燃比制御は、上記図9に示すルーチンに類似するルーチンの処理をECU40に実行させることによって実現することができる。より具体的には、ステップ200の処理に代えて、図16に示すような更新量とNOx濃度との関係を予め定めたマップを利用して、検出されるNOx濃度から更新量を算出する処理を行うようにすればよい。
(Specific processing in the sixth embodiment)
The air-fuel ratio control during the lean combustion operation according to the present embodiment can be realized by causing the ECU 40 to execute a routine process similar to the routine shown in FIG. More specifically, instead of the process of step 200, a process for calculating the update amount from the detected NOx concentration using a map in which the relationship between the update amount and the NOx concentration as shown in FIG. Should be done.

以上説明した実施の形態6の制御によれば、SA−CA10フィードバック制御の実行中にNOx濃度が所定値V1よりも高くなった場合には、空燃比のリッチ補正を制限するために上限値が小さくされる。これにより、算出SA−CA10が目標SA−CA10の近傍に適切に制御されているけれども燃焼条件の変化等の要因によってSA−CA10と空燃比との関係が変化している状況下であっても、NOxセンサ102により検出されるNOx濃度を利用して、NOx濃度が所定値V1よりも高くなること(より具体的には、NOx濃度が所定値V1になる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれること)を抑制することができる。   According to the control of the sixth embodiment described above, when the NOx concentration becomes higher than the predetermined value V1 during the execution of the SA-CA10 feedback control, the upper limit value is set to limit the rich correction of the air-fuel ratio. It is made smaller. Thus, even when the calculated SA-CA10 is appropriately controlled in the vicinity of the target SA-CA10, the relationship between the SA-CA10 and the air-fuel ratio is changed due to factors such as changes in combustion conditions. The NOx concentration detected by the NOx sensor 102 is used to make the NOx concentration higher than the predetermined value V1 (more specifically, on the rich side from the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1. It is possible to suppress the deviation of the air-fuel ratio).

なお、上述した実施の形態6においては、ECU40が上述のように図9に示すルーチンに類似するルーチンの処理を実行することにより本発明の第2の態様における「変更手段」が実現されている。   In the above-described sixth embodiment, the ECU 40 executes the routine process similar to the routine shown in FIG. 9 as described above, thereby realizing the “changing means” according to the second aspect of the present invention. .

実施の形態7.
次に、本発明の実施の形態7について説明する。
Embodiment 7 FIG.
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described.

[実施の形態7の制御]
(実施の形態7における空燃比制御の概要)
本実施形態は、上述した内燃機関100を制御する場合に、次のような制御構成を採用したものである。すなわち、図示は省略するが、本実施形態の制御構成は、基本的には、実施の形態3における図10に示す制御構成と同様である。ただし、本制御構成は、目標A/F切替部86に入力されるパラメータが、空燃比センサ32により検出される空燃比に代えてNOxセンサ102により検出されるNOx濃度であるという点において、図10に示す制御構成と相違している。
[Control of Embodiment 7]
(Outline of air-fuel ratio control in Embodiment 7)
In the present embodiment, when the internal combustion engine 100 described above is controlled, the following control configuration is adopted. That is, although illustration is omitted, the control configuration of the present embodiment is basically the same as the control configuration shown in FIG. 10 in the third embodiment. However, this control configuration is different in that the parameter input to the target A / F switching unit 86 is the NOx concentration detected by the NOx sensor 102 instead of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32. 10 is different from the control configuration shown in FIG.

本実施形態では、目標A/F切替部86は、現在のエンジン運転領域に対応する燃焼モードがリーン燃焼モードであると判定した場合において、NOx濃度が所定値V1以下であれば、リーン燃焼モードをそのまま選択する。一方、現在のエンジン運転領域に対応する燃焼モードがリーン燃焼モードである場合であっても、NOx濃度が所定値V1よりも高い場合には、目標A/F切替部86は、最終的にはリーン燃焼モードを選択せずにストイキ燃焼モードを選択する。これにより、リーン燃焼運転が禁止されて、ストイキ燃焼運転が実行されることになる。   In the present embodiment, when the target A / F switching unit 86 determines that the combustion mode corresponding to the current engine operation region is the lean combustion mode, and the NOx concentration is equal to or less than the predetermined value V1, the lean combustion mode is set. Select as is. On the other hand, even if the combustion mode corresponding to the current engine operation region is the lean combustion mode, if the NOx concentration is higher than the predetermined value V1, the target A / F switching unit 86 will eventually be The stoichiometric combustion mode is selected without selecting the lean combustion mode. As a result, the lean combustion operation is prohibited and the stoichiometric combustion operation is executed.

(実施の形態7における具体的処理)
本実施形態に係る空燃比制御は、上記図11に示すルーチンに類似するルーチンの処理をECU40に実行させることによって実現することができる。より具体的には、ステップ304の処理に代えて、NOx濃度が所定値V1以下であるか否かを判定する処理を行うようにすればよい。
(Specific processing in Embodiment 7)
The air-fuel ratio control according to the present embodiment can be realized by causing the ECU 40 to execute a routine process similar to the routine shown in FIG. More specifically, instead of the process of step 304, a process for determining whether or not the NOx concentration is equal to or less than a predetermined value V1 may be performed.

以上説明した実施の形態7の制御によれば、SA−CA10フィードバック制御の実行中にNOx濃度が所定値V1よりも高くなった場合には、リーン燃焼運転が禁止され、リーン燃焼運転からストイキ燃焼運転への切り替えが実行される。これにより、NOxセンサ102により検出されるNOx濃度を利用して、NOx濃度が所定値V1になる時の空燃比よりもリッチ側に空燃比がずれることを回避することができる。   According to the control of the seventh embodiment described above, when the NOx concentration becomes higher than the predetermined value V1 during the execution of the SA-CA10 feedback control, the lean combustion operation is prohibited and the lean combustion operation is changed to the stoichiometric combustion. Switching to operation is performed. Thus, by using the NOx concentration detected by the NOx sensor 102, it is possible to prevent the air-fuel ratio from deviating to the rich side from the air-fuel ratio when the NOx concentration reaches the predetermined value V1.

なお、上述した実施の形態7においては、ECU40が上述のように図11に示すルーチンに類似するルーチンの処理を実行することにより本発明の第5の態様における「第1禁止手段」が実現されている。   In the seventh embodiment described above, the “first prohibiting means” according to the fifth aspect of the present invention is realized by the ECU 40 executing the routine process similar to the routine shown in FIG. 11 as described above. ing.

実施の形態8.
次に、本発明の実施の形態8について説明する。
Embodiment 8 FIG.
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.

[実施の形態8の制御]
(実施の形態8におけるリーン燃焼運転時の空燃比制御の概要)
本実施形態は、上述した内燃機関100を制御する場合に、次のような制御構成を採用したものである。すなわち、図示は省略するが、本実施形態の制御構成は、基本的には、実施の形態4における図12に示す制御構成と同様である。ただし、本制御構成は、目標A/F算出部88およびFB補正量算出部90に入力されるパラメータが、空燃比センサ32により検出される空燃比に代えてNOxセンサ102により検出されるNOx濃度であるという点において、図12に示す制御構成と相違している。
[Control of Embodiment 8]
(Outline of air-fuel ratio control during lean combustion operation in Embodiment 8)
In the present embodiment, when the internal combustion engine 100 described above is controlled, the following control configuration is adopted. That is, although illustration is omitted, the control configuration of the present embodiment is basically the same as the control configuration shown in FIG. 12 in the fourth embodiment. However, in this control configuration, the parameters input to the target A / F calculation unit 88 and the FB correction amount calculation unit 90 are the NOx concentration detected by the NOx sensor 102 instead of the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32. Is different from the control configuration shown in FIG.

本実施形態では、目標A/F算出部88は、NOx濃度が所定値V1以下であれば、目標空燃比を通常通り決定する。その一方で、目標A/F算出部88は、NOx濃度が所定値V1よりも高い場合には、NOx濃度が所定値V1以下の場合に用いる値に対して、NOx濃度が所定値V1である時の空燃比には届かない範囲内で所定の余裕代だけリッチ側の値を目標空燃比として設定する。   In the present embodiment, the target A / F calculation unit 88 determines the target air-fuel ratio as usual if the NOx concentration is equal to or less than the predetermined value V1. On the other hand, when the NOx concentration is higher than the predetermined value V1, the target A / F calculation unit 88 has the NOx concentration equal to the predetermined value V1 with respect to the value used when the NOx concentration is equal to or lower than the predetermined value V1. A value on the rich side by a predetermined margin is set as the target air-fuel ratio within a range not reaching the current air-fuel ratio.

FB補正量算出部90は、NOx濃度が所定値V1以下であれば、SA−CA10フィードバック制御の実行のために、差分ΔSA−CA10をゼロとするための燃料噴射量の補正量であるFB補正量を通常通り算出する。一方、FB補正量算出部90は、NOx濃度が所定値V1よりも高い場合には、FB補正量をゼロとして上下限ガード部66に出力する。この処理が行われた場合には、実施の形態4において既述したように、SA−CA10を利用した燃料噴射量の補正は行われないこととなり、したがって、SA−CA10フィードバック制御が禁止される。ただし、リーン燃焼運転自体は継続される。   If the NOx concentration is equal to or less than the predetermined value V1, the FB correction amount calculation unit 90 performs FB correction, which is a fuel injection amount correction amount for setting the difference ΔSA-CA10 to zero in order to execute SA-CA10 feedback control. The amount is calculated as usual. On the other hand, when the NOx concentration is higher than the predetermined value V1, the FB correction amount calculation unit 90 outputs the FB correction amount as zero to the upper / lower limit guard unit 66. When this processing is performed, as already described in the fourth embodiment, correction of the fuel injection amount using the SA-CA10 is not performed, and therefore the SA-CA10 feedback control is prohibited. . However, the lean combustion operation itself is continued.

また、本実施形態で用いる所定値V1は、図15を参照して既述した考え方で設定されるものであってもよいが、次のような観点も踏まえて設定されることが好適である。すなわち、内燃機関10の各種構成部品のばらつき、および筒内圧センサ30の個体差等を考慮して、SA−CA10フィードバック制御の実行中に想定される空燃比の変動範囲のリッチ側の境界を事前に求めておく。そして、当該リッチ側の境界での空燃比に対応するNOx濃度となるように所定値V1を設定するのが良い。そして、このような設定の所定値V1よりもNOx濃度が大きくなった場合には、筒内圧センサ30が異常であると判断し、SA−CA10フィードバック制御を禁止するのが良い。   Further, the predetermined value V1 used in the present embodiment may be set based on the concept described above with reference to FIG. 15, but is preferably set based on the following viewpoints. . That is, taking into account variations in various components of the internal combustion engine 10 and individual differences of the in-cylinder pressure sensor 30, the boundary on the rich side of the variation range of the air-fuel ratio assumed during the execution of the SA-CA10 feedback control is determined in advance. I ask you to. And it is good to set predetermined value V1 so that it may become NOx concentration corresponding to the air fuel ratio in the boundary of the said rich side. When the NOx concentration becomes larger than the predetermined value V1 set in this way, it is preferable to determine that the in-cylinder pressure sensor 30 is abnormal and prohibit the SA-CA10 feedback control.

(実施の形態8における具体的処理)
本実施形態に係るリーン燃焼運転時の空燃比制御は、上記図13に示すルーチンに類似するルーチンの処理をECU40に実行させることによって実現することができる。より具体的には、ステップ400の処理に代えて、NOx濃度が所定値V1以下であるか否かを判定する処理を行えばよい。また、ステップ402の処理に代えて、上述した手法で、NOx濃度が所定値V1よりも高い場合に用いる目標空燃比を算出する処理を行うようにすればよい。
(Specific processing in the eighth embodiment)
The air-fuel ratio control during the lean combustion operation according to the present embodiment can be realized by causing the ECU 40 to execute a routine process similar to the routine shown in FIG. More specifically, instead of the process of step 400, a process of determining whether or not the NOx concentration is equal to or less than a predetermined value V1 may be performed. Further, instead of the process of step 402, the target air-fuel ratio used when the NOx concentration is higher than the predetermined value V1 may be calculated by the above-described method.

以上説明した実施の形態8の制御によれば、SA−CA10フィードバック制御の実行中にNOx濃度が所定値V1よりも高くなった場合には、SA−CA10フィードバック制御の実行が禁止される。これにより、SA−CA10フィードバック制御の作用によってNOx濃度が所定値V1となる時の空燃比よりもリッチ側にずれてしまうことを回避することができる。   According to the control of the eighth embodiment described above, when the NOx concentration becomes higher than the predetermined value V1 during the execution of the SA-CA10 feedback control, the execution of the SA-CA10 feedback control is prohibited. Thereby, it can be avoided that the NOx concentration shifts to the rich side from the air-fuel ratio when the NOx concentration becomes the predetermined value V1 due to the action of the SA-CA10 feedback control.

なお、上述した実施の形態8においては、ECU40が上述のように図13に示すルーチンに類似するルーチンの処理を実行することにより本発明の第6の態様における「第2禁止手段」が実現されている。   In the above-described eighth embodiment, the “second prohibiting means” in the sixth aspect of the present invention is realized by the ECU 40 executing the routine processing similar to the routine shown in FIG. 13 as described above. ing.

その他実施の形態.
ところで、上述した実施の形態1〜8においては、SA−CA10を利用したリーンリミット制御において、算出SA−CA10が目標SA−CA10に近づくようにフィードバック制御を利用して燃料噴射量を調整することとしている。しかしながら、本発明において、算出クランク角期間が目標クランク角期間に近づくようにするための調整の対象は、燃料噴射量に代えて、吸入空気量であってもよい。さらには、燃料噴射量および吸入空気量の双方が上記調整の対象とされていてもよい。具体的には、吸入空気量の調整の場合には、算出SA−CA10が目標SA−CA10よりも大きい場合には、空燃比をリッチ補正するために吸入空気量を減らすことになり、逆に、算出SA−CA10が目標SA−CA10よりも小さい場合には、空燃比をリーン補正するために吸入空気量を増やすことになる。なお、ここでいう吸入空気量の調整は、例えば、筒内に吸入される空気量をサイクル毎に制御可能な公知の吸気可変動弁機構を用いて行うことが好適である。
Other embodiments.
By the way, in Embodiment 1-8 mentioned above, in lean limit control using SA-CA10, adjusting fuel injection quantity using feedback control so that calculation SA-CA10 approaches target SA-CA10. It is said. However, in the present invention, the adjustment target for causing the calculated crank angle period to approach the target crank angle period may be the intake air amount instead of the fuel injection amount. Furthermore, both the fuel injection amount and the intake air amount may be the objects of the adjustment. Specifically, in the case of adjustment of the intake air amount, if the calculated SA-CA10 is larger than the target SA-CA10, the intake air amount is reduced to make a rich correction of the air-fuel ratio. When the calculated SA-CA10 is smaller than the target SA-CA10, the intake air amount is increased in order to correct the air-fuel ratio lean. The adjustment of the intake air amount here is preferably performed using, for example, a known intake variable valve mechanism that can control the amount of air sucked into the cylinder for each cycle.

また、実施の形態2〜4もしくは6〜8におけるSA−CA10フィードバック制御の禁止処理、FB補正量の上下限値の補正処理、または目標SA−CA10の補正処理を行った場合には、次のような態様で、これらの処理の何れかを伴わない通常の処理に復帰するようにしてもよい。すなわち、例えば、空燃比センサ32により検出される空燃比が所定時間継続して空燃比範囲R1内に収まるようになったときを通常の処理への復帰を許可してもよい。また、例えば、空燃比センサ32により検出される空燃比が空燃比範囲R1内に収まるようになったトリップの次の車両のトリップの開始時に復帰を許可してもよい。また、例えば、空燃比センサ32により検出される空燃比が空燃比範囲R1内に収まるようになったと判断した後に、燃料カットもしくはストイキ燃焼運転の実施によってリーン燃焼運転が中断されてから再びリーン燃焼運転を開始する時に復帰を許可してもよい。   In addition, when the SA-CA10 feedback control prohibition process, the FB correction amount upper / lower limit correction process, or the target SA-CA10 correction process is performed in Embodiments 2 to 4 or 6 to 8, In such a manner, the normal process without any of these processes may be restored. That is, for example, when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 continues to be within the air-fuel ratio range R1 for a predetermined time, the return to the normal processing may be permitted. Further, for example, the return may be permitted at the start of the trip of the vehicle after the trip in which the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 falls within the air-fuel ratio range R1. Further, for example, after it is determined that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 32 is within the air-fuel ratio range R1, the lean combustion operation is interrupted by performing the fuel cut or stoichiometric combustion operation, and then the lean combustion is performed again. Return may be permitted when starting operation.

また、実施の形態1における目標SA−CA10の補正処理と実施の形態2におけるFB補正量の上下限値の補正処理は、適宜組み合わせて実行してもよく、このことは、NOxセンサ102を利用する実施の形態5と実施の形態6との関係においても同様である。さらには、実施の形態1〜4の各処理(実施の形態5〜8の各処理も同様)は、例えば、次のような態様で組み合わせてもよい。すなわち、実施の形態1もしくは5における目標SA−CA10の補正処理または実施の形態2もしくは6におけるFB補正量の上下限値の補正処理を行ったにもかかわらず、空燃比が空燃比範囲R1から外れる状態が所定時間以上継続される場合、あるいは、目標SA−CA10の補正処理または上下限値の補正処理を行ったことで空燃比が一旦空燃比範囲R1内に収まった後に空燃比が空燃比範囲R1から再び外れる場合には、リーン燃焼運転の禁止処理またはSA−CA10フィードバック制御の禁止処理を行うようにしてもよい。   In addition, the correction process of the target SA-CA10 in the first embodiment and the correction process of the upper and lower limit values of the FB correction amount in the second embodiment may be executed in combination as appropriate, which uses the NOx sensor 102. The same applies to the relationship between the fifth embodiment and the sixth embodiment. Furthermore, the processes of the first to fourth embodiments (the same applies to the processes of the fifth to eighth embodiments) may be combined in the following manner, for example. That is, the air-fuel ratio is changed from the air-fuel ratio range R1 even though the target SA-CA10 correction process in the first or fifth embodiment or the upper and lower limit values of the FB correction amount in the second or sixth embodiment is performed. When the deviating state continues for a predetermined time or more, or after the air-fuel ratio once falls within the air-fuel ratio range R1 by performing the target SA-CA10 correction process or the upper / lower limit correction process, the air-fuel ratio becomes the air-fuel ratio. When it is out of the range R1, the lean combustion operation prohibiting process or the SA-CA10 feedback control prohibiting process may be performed.

また、上述した実施の形態1〜8においては、燃焼質量割合(MFB)を算出するために、筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを用いて取得した筒内圧データの解析結果を利用している。しかしながら、本発明における燃焼質量割合の算出は、筒内圧データを利用したものに必ずしも限定されるものではない。すなわち、燃料質量割合は、例えば、燃焼に伴って発生するイオン電流をイオンセンサによって検出し、検出したイオン電流を利用して算出されるものであってもよいし、或いは、筒内温度を計測できる場合には、筒内温度の履歴を利用して算出されるものであってもよい。   In the first to eighth embodiments described above, in order to calculate the combustion mass ratio (MFB), the analysis result of the in-cylinder pressure data acquired using the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42 is used. Yes. However, the calculation of the combustion mass ratio in the present invention is not necessarily limited to using the in-cylinder pressure data. That is, the fuel mass ratio may be calculated by, for example, detecting an ion current generated by combustion with an ion sensor and using the detected ion current, or measuring an in-cylinder temperature. If possible, it may be calculated using a history of in-cylinder temperature.

10、100 内燃機関
12 ピストン
14 燃焼室
16 吸気通路
18 排気通路
20 吸気弁
22 排気弁
24 スロットルバルブ
26 燃料噴射弁
28 点火装置
30 筒内圧センサ
32 空燃比センサ
34 三元触媒
36 NSR触媒(吸蔵還元型NOx触媒)
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 クランク角センサ
44 エアフローメータ
46 アクセルポジションセンサ
50 燃焼モード判定部
52、86 目標A/F切替部
54、88 目標A/F算出部
56 基本噴射量算出部
58 目標SA−CA10設定部
60 SA−CA10算出部
62 減算部
64、90 FB補正量算出部
66 上下限ガード部
68、72、74、78、80、82、84 加算部
70、76 更新量算出部
102 NOxセンサ
10, 100 Internal combustion engine 12 Piston 14 Combustion chamber 16 Intake passage 18 Exhaust passage 20 Intake valve 22 Exhaust valve 24 Throttle valve 26 Fuel injection valve 28 Ignition device 30 In-cylinder pressure sensor 32 Air-fuel ratio sensor 34 Three-way catalyst 36 NSR catalyst (occlusion reduction) Type NOx catalyst)
40 ECU (Electronic Control Unit)
42 Crank angle sensor 44 Air flow meter 46 Accelerator position sensor 50 Combustion mode determination unit 52, 86 Target A / F switching unit 54, 88 Target A / F calculation unit 56 Basic injection amount calculation unit 58 Target SA-CA10 setting unit 60 SA- CA10 calculation unit 62 Subtraction unit 64, 90 FB correction amount calculation unit 66 Upper / lower limit guard units 68, 72, 74, 78, 80, 82, 84 Addition unit 70, 76 Update amount calculation unit 102 NOx sensor

Claims (13)

理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、
排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
クランク角度を検出するクランク角検出手段と、
燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する第1クランク角度取得手段と、
点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う調整手段と、
リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が前記目標空燃比を含む空燃比範囲から外れた場合に、空燃比が前記空燃比範囲から外れることが抑制されるように、前記調整手段による前記調整を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that performs lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio,
Air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle;
A combustion mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio;
First crank angle acquisition means for acquiring a first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio;
The fuel injection amount and the intake air amount are set so that the calculated crank angle period, which is the calculated value of the crank angle period from the ignition timing to the first crank angle, approaches the target crank angle period, which is the target value of the crank angle period. An adjusting means for adjusting at least one of them,
In a situation where the adjustment by the adjustment means is performed during lean combustion operation, when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is out of the air-fuel ratio range including the target air-fuel ratio, the air-fuel ratio is Changing means for changing the adjustment by the adjusting means so as to suppress the deviation from the air-fuel ratio range;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記変更手段は、空燃比が前記空燃比範囲から外れた場合に、前記目標クランク角期間を補正することによって空燃比が前記空燃比範囲から外れることを抑制することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   2. The change unit according to claim 1, wherein when the air-fuel ratio is out of the air-fuel ratio range, the change means suppresses the air-fuel ratio from being out of the air-fuel ratio range by correcting the target crank angle period. The internal combustion engine control device described. 前記変更手段は、空燃比が前記空燃比範囲からリッチ側に外れた場合には、前記目標クランク角期間を大きくし、空燃比が前記空燃比範囲からリーン側に外れた場合には、前記目標クランク角期間を小さくすることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の制御装置。   The changing means increases the target crank angle period when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to the rich side, and when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to the lean side. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the crank angle period is reduced. 前記変更手段は、空燃比が前記空燃比範囲から外れた場合に、前記調整手段による前記調整を制限することによって空燃比が前記空燃比範囲から外れることを抑制することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。   The change means suppresses the air-fuel ratio from deviating from the air-fuel ratio range by limiting the adjustment by the adjusting means when the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range. The control apparatus of the internal combustion engine described in 1. 前記変更手段は、空燃比が前記空燃比範囲からリッチ側に外れた場合には、前記算出クランク角期間を小さくするときに用いる燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の補正量の絶対値の上限を小さくすることによって前記調整を制限し、空燃比が前記空燃比範囲からリーン側に外れた場合には、前記算出クランク角期間を大きくするときに用いる燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の補正量の絶対値の上限を小さくすることによって前記調整を制限す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。   When the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to the rich side, the changing unit is configured to obtain an absolute value of at least one of the fuel injection amount and the intake air amount used when the calculated crank angle period is reduced. When the adjustment is limited by reducing the upper limit of the value and the air-fuel ratio deviates from the air-fuel ratio range to the lean side, the fuel injection amount and intake air amount used when the calculated crank angle period is increased 5. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the adjustment is limited by reducing an upper limit of an absolute value of at least one of the correction amounts. 理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、
排気ガスのNOx濃度を検出するNOx濃度検出手段と、
クランク角度を検出するクランク角検出手段と、
燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する第1クランク角度取得手段と、
点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う調整手段と、
リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記NOx濃度検出手段により検出されるNOx濃度が、前記目標空燃比での燃焼の下で排出される排気ガスのNOx濃度よりも高い所定値よりも高い場合に、排気ガスのNOx濃度が前記所定値よりも高くなることが抑制されるように、前記調整手段による前記調整を変更する変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that performs lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio,
NOx concentration detection means for detecting the NOx concentration of exhaust gas;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle;
A combustion mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio;
First crank angle acquisition means for acquiring a first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio;
The fuel injection amount and the intake air amount are set so that the calculated crank angle period, which is the calculated value of the crank angle period from the ignition timing to the first crank angle, approaches the target crank angle period, which is the target value of the crank angle period. An adjusting means for adjusting at least one of them,
In a situation where the adjustment by the adjustment means is performed during lean combustion operation, the NOx concentration detected by the NOx concentration detection means is the NOx concentration of the exhaust gas discharged under combustion at the target air-fuel ratio. Changing means for changing the adjustment by the adjusting means so that the NOx concentration of the exhaust gas is suppressed from becoming higher than the predetermined value when higher than a predetermined value higher than the predetermined value;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記変更手段は、排気ガスのNOx濃度が前記所定値よりも高い場合に、前記目標クランク角期間を大きくすることを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の制御装置。   The control device for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the change unit increases the target crank angle period when the NOx concentration of the exhaust gas is higher than the predetermined value. 前記変更手段は、排気ガスのNOx濃度が前記所定値よりも高い場合に、前記算出クランク角期間を小さくするときに用いる燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の補正量の絶対値の上限を小さくすることを特徴とする請求項6に記載の内燃機関の制御装置。   The changing means is configured to set an absolute value of a correction amount of at least one of a fuel injection amount and an intake air amount used when the calculated crank angle period is reduced when the NOx concentration of the exhaust gas is higher than the predetermined value. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the upper limit is reduced. 理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、
排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
クランク角度を検出するクランク角検出手段と、
燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する第1クランク角度取得手段と、
点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う調整手段と、
リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が前記目標空燃比を含む空燃比範囲から外れた場合に、リーン燃焼運転を禁止する第1禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that performs lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio,
Air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle;
A combustion mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio;
First crank angle acquisition means for acquiring a first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio;
The fuel injection amount and the intake air amount are set so that the calculated crank angle period, which is the calculated value of the crank angle period from the ignition timing to the first crank angle, approaches the target crank angle period, which is the target value of the crank angle period. An adjusting means for adjusting at least one of them,
When the adjustment by the adjustment means is being performed during the lean combustion operation, when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is out of the air-fuel ratio range including the target air-fuel ratio, the lean combustion operation is performed. A first prohibiting means to prohibit;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、
排気ガスの空燃比を検出する空燃比検出手段と、
クランク角度を検出するクランク角検出手段と、
燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する第1クランク角度取得手段と、
点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う調整手段と、
リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記空燃比検出手段により検出される空燃比が前記目標空燃比を含む空燃比範囲から外れた場合に、前記調整手段による前記調整を禁止する第2禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that performs lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio,
Air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle;
A combustion mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio;
First crank angle acquisition means for acquiring a first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio;
The fuel injection amount and the intake air amount are set so that the calculated crank angle period, which is the calculated value of the crank angle period from the ignition timing to the first crank angle, approaches the target crank angle period, which is the target value of the crank angle period. An adjusting means for adjusting at least one of them,
In a situation where the adjustment by the adjustment means is performed during lean combustion operation, when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is out of the air-fuel ratio range including the target air-fuel ratio, the adjustment means A second prohibiting means for prohibiting the adjustment;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、
排気ガスのNOx濃度を検出するNOx濃度検出手段と、
クランク角度を検出するクランク角検出手段と、
燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する第1クランク角度取得手段と、
点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う調整手段と、
リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記NOx濃度検出手段により検出されるNOx濃度が、前記目標空燃比での燃焼の下で排出される排気ガスのNOx濃度よりも高い所定値よりも高い場合に、リーン燃焼運転を禁止する第1禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that performs lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio,
NOx concentration detection means for detecting the NOx concentration of exhaust gas;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle;
A combustion mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio;
First crank angle acquisition means for acquiring a first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio;
The fuel injection amount and the intake air amount are set so that the calculated crank angle period, which is the calculated value of the crank angle period from the ignition timing to the first crank angle, approaches the target crank angle period, which is the target value of the crank angle period. An adjusting means for adjusting at least one of them,
In a situation where the adjustment by the adjustment means is performed during lean combustion operation, the NOx concentration detected by the NOx concentration detection means is the NOx concentration of the exhaust gas discharged under combustion at the target air-fuel ratio. First prohibiting means for prohibiting lean combustion operation when higher than a predetermined value higher than,
A control device for an internal combustion engine, comprising:
理論空燃比よりも大きな空燃比でリーン燃焼運転を行う内燃機関の制御装置であって、
排気ガスのNOx濃度を検出するNOx濃度検出手段と、
クランク角度を検出するクランク角検出手段と、
燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第1クランク角度を取得する第1クランク角度取得手段と、
点火時期から前記第1クランク角度までのクランク角期間の算出値である算出クランク角期間が、当該クランク角期間の目標値である目標クランク角期間に近づくように、燃料噴射量および吸入空気量のうちの少なくとも一方の調整を行う調整手段と、
リーン燃焼運転中に前記調整手段による前記調整を行っている状況下において、前記NOx濃度検出手段により検出されるNOx濃度が、前記目標空燃比での燃焼の下で排出される排気ガスのNOx濃度よりも高い所定値よりも高い場合に、前記調整手段による前記調整を禁止する第2禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine that performs lean combustion operation at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio,
NOx concentration detection means for detecting the NOx concentration of exhaust gas;
Crank angle detecting means for detecting the crank angle;
A combustion mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio;
First crank angle acquisition means for acquiring a first crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio;
The fuel injection amount and the intake air amount are set so that the calculated crank angle period, which is the calculated value of the crank angle period from the ignition timing to the first crank angle, approaches the target crank angle period, which is the target value of the crank angle period. An adjusting means for adjusting at least one of them,
In a situation where the adjustment by the adjustment means is performed during lean combustion operation, the NOx concentration detected by the NOx concentration detection means is the NOx concentration of the exhaust gas discharged under combustion at the target air-fuel ratio. A second prohibiting means for prohibiting the adjustment by the adjusting means when the predetermined value is higher than a predetermined value;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記所定燃焼質量割合は10%であることを特徴とする請求項1〜12の何れか1つに記載の内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12, wherein the predetermined combustion mass ratio is 10%.
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