JP2021008857A - Combustion control device of engine - Google Patents

Combustion control device of engine Download PDF

Info

Publication number
JP2021008857A
JP2021008857A JP2019123201A JP2019123201A JP2021008857A JP 2021008857 A JP2021008857 A JP 2021008857A JP 2019123201 A JP2019123201 A JP 2019123201A JP 2019123201 A JP2019123201 A JP 2019123201A JP 2021008857 A JP2021008857 A JP 2021008857A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
cylinder
correction
timing
cylinders
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019123201A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7200857B2 (en
Inventor
真二 高山
Shinji Takayama
真二 高山
達広 徳永
Tatsuhiro Tokunaga
達広 徳永
慶士 丸山
Keiji Maruyama
慶士 丸山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2019123201A priority Critical patent/JP7200857B2/en
Publication of JP2021008857A publication Critical patent/JP2021008857A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7200857B2 publication Critical patent/JP7200857B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30Controlling fuel injection
    • F02D41/3011Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • F02D41/3041Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode with means for triggering compression ignition, e.g. spark plug
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

To suppress a variation of torque between cylinders without causing the deterioration of fuel economy and an increase of NOx, and to prevent the deterioration of combustion stability resulting from a combustion variation in a specified cylinder, in an engine which can perform partial compression ignition combustion.SOLUTION: A combustion control unit 61 has a correction unit 67 for correcting a fuel injection amount. The correction unit 67 primarily corrects the fuel injection amount to each of the cylinders 2a to 2d by an injector 15 on the basis of a deviation between target combustion timing which is acquired by predicting combustion gravity center timing and actual combustion timing in which the combustion gravity center timing is acquired on the basis of an actual combustion state so that periods from ignition timing up to the combustion gravity center timing at which fuel at a 50 mass% ratio is combusted are aligned between and among the cylinders (step S01). Also, when a combustion variation becomes larger than a prescribed threshold in a specified cylinder (YES in step S03), the correction unit 67 secondarily corrects the fuel injection amount which is set by a primary correction with respect to the specified cylinder to an increase side (step S04).SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、混合気の一部を火花点火によりSI燃焼させるとともにその他の混合気を自着火によりCI燃焼させる部分圧縮着火燃焼が可能なエンジンの燃焼制御装置に関する。 The present invention relates to a combustion control device for an engine capable of partial compression ignition combustion in which a part of the air-fuel mixture is SI-combusted by spark ignition and the other air-fuel mixture is CI-combusted by self-ignition.

ガソリンエンジンの燃焼態様として、点火プラグを用いた火花点火をきっかけに混合気の一部を火炎伝播により強制的に燃焼(SI燃焼)させ、その他の混合気を自着火により燃焼(CI燃焼)させる部分圧縮着火燃焼(SPCCI燃焼)が知られている。特許文献1には、部分圧縮着火燃焼が行われるエンジンにおいて、燃焼質量割合が50%となる時期、つまり、燃焼室内に噴射された燃料の50%が燃焼する時期の最適時期を、目標値として定める技術が開示されている。特許文献1では、主たる燃焼時期が前記目標値となるように点火時期を制御することにより、エンジンの運転状態に影響を受けずに、圧縮自己着火燃焼を安定的に実現させている。 As a combustion mode of a gasoline engine, a part of the air-fuel mixture is forcibly burned by flame propagation (SI combustion) triggered by spark ignition using a spark plug, and the other air-fuel mixture is burned by self-ignition (CI combustion). Partial compression ignition combustion (SPCCI combustion) is known. In Patent Document 1, the optimum time when the combustion mass ratio becomes 50%, that is, the time when 50% of the fuel injected into the combustion chamber burns in the engine in which partial compression ignition combustion is performed is set as a target value. The technology to be defined is disclosed. In Patent Document 1, by controlling the ignition timing so that the main combustion timing becomes the target value, compression self-ignition combustion is stably realized without being affected by the operating state of the engine.

特許第3873580号公報Japanese Patent No. 3873580

ところで、多気筒エンジンでは、気筒間のトルクのばらつきを抑制するために、気筒毎に燃料噴射制御が行われる。通常は、各気筒の空燃比(A/F)を揃えるように燃料噴射量が制御される。しかし、A/Fを揃える制御では、気筒間のトルクのばらつきの改善は見込めるものの、エンジンの運転状態によっては、燃費性の悪化やNOxの増加を招来する場合がある。特に、部分圧縮着火燃焼を行うエンジンにおいて、空燃比が理論空燃比よりも大きくなる(λ>1)運転領域においてその傾向が見られる。 By the way, in a multi-cylinder engine, fuel injection control is performed for each cylinder in order to suppress variations in torque between cylinders. Normally, the fuel injection amount is controlled so that the air-fuel ratio (A / F) of each cylinder is the same. However, although the control of aligning the A / F can be expected to improve the variation in torque between cylinders, it may lead to deterioration of fuel efficiency and an increase in NOx depending on the operating condition of the engine. In particular, in an engine that performs partial compression ignition combustion, this tendency is observed in the operating region where the air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio (λ> 1).

この課題に鑑みて本発明者らは、上記の運転領域においては、気筒間のA/Fを揃えるよりも、ガス空燃比(G/F)が揃うように燃料噴射量を制御することが、燃費性の向上及びNOx低減の観点から有効であることを見出した。しかし、G/Fを揃える制御を実行したとしても、特定の気筒において燃焼変動(トルク変動)が発生してしまうことがあり、結果的に圧縮自己着火燃焼の安定性を低下させるという新たな課題に遭遇した。 In view of this problem, in the above operating region, the present inventors can control the fuel injection amount so that the gas-fuel ratio (G / F) is uniform rather than the A / F between cylinders. It was found to be effective from the viewpoint of improving fuel efficiency and reducing NOx. However, even if the control to align the G / F is executed, combustion fluctuation (torque fluctuation) may occur in a specific cylinder, and as a result, there is a new problem that the stability of compression self-ignition combustion is lowered. Encountered.

本発明の目的は、部分圧縮着火燃焼が可能なエンジンにおいて、燃費性の悪化やNOxの増加を伴うことなく気筒間のトルクのばらつきを抑制すると共に、特定の気筒での燃焼変動に起因する燃焼安定性の悪化を防止できるエンジンの燃焼制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to suppress fluctuations in torque between cylinders without deteriorating fuel efficiency or increasing NOx in an engine capable of partial compression ignition combustion, and combustion caused by combustion fluctuations in a specific cylinder. It is an object of the present invention to provide an engine combustion control device capable of preventing deterioration of stability.

本発明の一局面に係るエンジンの燃焼制御装置は、複数の気筒と、気筒に燃料を噴射するインジェクタと、前記気筒内で火花を発生する点火プラグとを備え、気筒内の燃料と空気の混合気の一部を火花点火によりSI燃焼させた後に気筒内の残りの混合気を自着火によりCI燃焼させるエンジンの燃焼制御装置であって、前記燃焼制御装置は、各気筒の前記点火プラグ及び前記インジェクタの動作を各々制御することで各気筒の燃焼状態を制御する燃焼制御部を備え、前記燃焼制御部は、予め定められた特定の燃焼時期が所定の時期に表れるように、前記点火プラグの点火時期を制御する点火制御部と、前記点火時期から所定の質量割合の燃料が燃焼する所定質量燃焼時期までの期間が各気筒で揃うように、前記所定質量燃焼時期を予測により求めた目標燃焼時期と、前記所定質量燃焼時期を実際の燃焼状態に基づいて求めた実燃焼時期との偏差に基づき、前記インジェクタによる各気筒への燃料噴射量を一次補正する第1補正部と、特定の気筒において燃焼変動が所定の閾値よりも大きくなったとき、当該特定の気筒について前記一次補正により設定された燃料噴射量を増量側に二次補正する第2補正部と、を含むことを特徴とする。 The combustion control device of the engine according to one aspect of the present invention includes a plurality of cylinders, an injector for injecting fuel into the cylinders, and an ignition plug for generating sparks in the cylinders, and mixes fuel and air in the cylinders. A combustion control device for an engine in which a part of the air is SI-combusted by spark ignition and then the remaining air-fuel mixture in the cylinder is CI-combusted by self-ignition. The combustion control device is the ignition plug of each cylinder and the ignition plug. A combustion control unit that controls the combustion state of each cylinder by controlling the operation of each injector is provided, and the combustion control unit of the ignition plug so that a predetermined specific combustion time appears at a predetermined time. Target combustion obtained by predicting the predetermined mass combustion timing so that the ignition control unit that controls the ignition timing and the period from the ignition timing to the predetermined mass combustion timing at which a predetermined mass ratio of fuel burns are aligned in each cylinder. A first correction unit that primarily corrects the fuel injection amount to each cylinder by the injector based on the deviation between the timing and the actual combustion timing obtained by determining the predetermined mass combustion timing based on the actual combustion state, and a specific cylinder. When the combustion fluctuation becomes larger than a predetermined threshold value, a second correction unit that secondarily corrects the fuel injection amount set by the primary correction for the specific cylinder to the increase side is included. ..

このエンジンの燃焼制御装置によれば、前記第1補正部の一次補正により、各気筒のG/Fを実質的に揃えることが可能となる。センサ出力に基づき比較的正確に推定できる各気筒のA/Fとは違い、各気筒のG/Fを正確に把握することは困難である。しかし、本発明者らは、点火プラグによる点火時期から所定の質量割合の燃料が燃焼する所定質量燃焼時期、例えば、1燃焼サイクル中に各気筒に供給された燃料のうち質量割合50%の燃料が燃焼する燃焼重心時期までの期間と、G/Fとに相関関係があるとの知見を得た。すなわち、各気筒における、前記点火時期から前記所定質量燃焼時期までの期間を揃えれば、各気筒のG/Fを実質的に揃えることに等しいことが知見された。従って、前記一次補正を実行することによって、燃費性の悪化やNOxの増加を抑制しつつ気筒間のトルクのばらつきを抑制することができる。 According to the combustion control device of this engine, it is possible to substantially align the G / F of each cylinder by the primary correction of the first correction unit. Unlike the A / F of each cylinder, which can be estimated relatively accurately based on the sensor output, it is difficult to accurately grasp the G / F of each cylinder. However, the present inventors have a predetermined mass combustion timing in which a predetermined mass ratio of fuel is burned from the ignition timing by the spark plug, for example, a fuel having a mass ratio of 50% of the fuel supplied to each cylinder during one combustion cycle. It was found that there is a correlation between the period until the combustion center of combustion and the G / F. That is, it was found that if the period from the ignition timing to the predetermined mass combustion timing in each cylinder is aligned, it is substantially equivalent to aligning the G / F of each cylinder. Therefore, by executing the primary correction, it is possible to suppress the variation in torque between cylinders while suppressing the deterioration of fuel efficiency and the increase in NOx.

一方、各気筒のG/Fを揃える制御を行っても、何らかの要因で、特定の気筒において燃焼変動が生じてしまうことがある。燃焼変動が生じると、1サイクル当たりの発生トルクが経時的に変動することとなる。この燃焼変動は、当該燃焼変動が生じている気筒への燃料噴射量を増量させることで抑制することができる。従って、所定の閾値よりも大きい燃焼変動が生じた特定の気筒への燃料噴射量を、前記第2補正部が前記二次補正によって増量側に補正することにより、当該特定の気筒の燃焼変動を抑制することができる。その結果として、燃焼安定性を確保することができる。 On the other hand, even if the G / F of each cylinder is controlled to be aligned, combustion fluctuation may occur in a specific cylinder for some reason. When combustion fluctuation occurs, the torque generated per cycle fluctuates with time. This combustion fluctuation can be suppressed by increasing the fuel injection amount to the cylinder in which the combustion fluctuation occurs. Therefore, the fuel injection amount to a specific cylinder in which a combustion fluctuation larger than a predetermined threshold value is corrected by the second correction unit to the increase side by the secondary correction, thereby causing the combustion fluctuation of the specific cylinder. It can be suppressed. As a result, combustion stability can be ensured.

上記の燃焼制御装置において、各気筒内の圧力を各々検出する複数の筒内圧センサを備え、前記第1補正部は、前記筒内圧センサの検出値に基づいて前記実燃焼時期を把握する構成とすることができる。 The combustion control device includes a plurality of in-cylinder pressure sensors for detecting the pressure in each cylinder, and the first correction unit grasps the actual combustion timing based on the detection value of the in-cylinder pressure sensor. can do.

この燃焼制御装置によれば、第1補正部は、筒内圧センサによって逐次検出される筒内圧に基づき、実際の燃焼において前記所定質量燃焼時期に到達した時期(実燃焼時期)を簡易に把握することができる。しかし、前記筒内圧センサの検出結果に基づく前記実燃焼時期の特定には誤差が介入し得る。例えば、燃焼圧(筒内圧)の立ち上がりが小さくなる低負荷の運転領域では、燃焼圧変化特性に依拠して前記燃焼重心時期を特定することが難しくなるゆえ、誤差が発生し易い。この場合、気筒間でG/Fを揃えるように燃料噴射量を一次補正したつもりが、前記実燃焼時期の特定が正確でないために的確な一次補正が完遂されず、特定の気筒において燃焼変動を招来し得る。従って、前記筒内圧センサを用いる場合においては、前記一次補正により設定された燃料噴射量を増量側に二次補正し、前記燃焼変動を解消させる上記本発明の態様が、特に有用となる。 According to this combustion control device, the first correction unit simply grasps the time when the predetermined mass combustion time is reached (actual combustion time) in the actual combustion based on the in-cylinder pressure sequentially detected by the in-cylinder pressure sensor. be able to. However, an error may intervene in specifying the actual combustion timing based on the detection result of the in-cylinder pressure sensor. For example, in a low-load operating region where the rise of the combustion pressure (in-cylinder pressure) is small, it is difficult to specify the combustion center of gravity timing depending on the combustion pressure change characteristic, so an error is likely to occur. In this case, the fuel injection amount was intended to be primarily corrected so that the G / F was aligned between the cylinders, but the accurate primary correction was not completed because the actual combustion timing was not specified accurately, and the combustion fluctuation was caused in a specific cylinder. Can be invited. Therefore, when the in-cylinder pressure sensor is used, the embodiment of the present invention in which the fuel injection amount set by the primary correction is secondarily corrected to the increase side and the combustion fluctuation is eliminated becomes particularly useful.

上記の燃焼制御装置において、前記第1補正部は、前記目標燃焼時期に前記実燃焼時期が接近するように前記一次補正を行い、前記実燃焼時期が前記目標燃焼時期よりも遅角している場合には燃料噴射量を増量させるように前記一次補正を行うものであって、前記第2補正部は、前記二次補正として、前記実燃焼時期を遅角させるオフセット値を設定することで、以後に実行される前記一次補正において前記特定の気筒に対する燃料噴射量を増量させることが望ましい。 In the above combustion control device, the first correction unit performs the primary correction so that the actual combustion time approaches the target combustion time, and the actual combustion time is retarded from the target combustion time. In this case, the primary correction is performed so as to increase the fuel injection amount, and the second correction unit sets an offset value for retarding the actual combustion timing as the secondary correction. It is desirable to increase the fuel injection amount for the specific cylinder in the primary correction executed thereafter.

この燃焼制御装置によれば、前記実燃焼時期が前記目標燃焼時期よりも遅角している場合には燃料噴射量を増量させるという前記一次補正の制御態様を利用して、二次補正を実行させることができる。つまり、前記オフセット値の設定によって、前記実燃焼時期が仮想的に遅角した状態を創出することができる。そうすると、以後に実行される前記一次補正において、仮想的に遅角された前記実燃焼時期を前記目標燃焼時期に近づけるべく燃料噴射量が増量されるので、結果的に二次補正が実行されることとなる。従って、実質的に前記二次補正のための制御系を別途準備することなく、前記一次補正のための制御系を利用して前記二次補正が行われるので、制御系を簡素化することができる。 According to this combustion control device, the secondary correction is executed by utilizing the control mode of the primary correction that the fuel injection amount is increased when the actual combustion time is retarded from the target combustion time. Can be made to. That is, by setting the offset value, it is possible to create a state in which the actual combustion timing is virtually retarded. Then, in the primary correction executed thereafter, the fuel injection amount is increased so as to bring the virtually retarded actual combustion timing closer to the target combustion timing, and as a result, the secondary correction is executed. It will be. Therefore, since the secondary correction is performed using the control system for the primary correction without preparing a separate control system for the secondary correction, the control system can be simplified. it can.

上位の燃焼制御装置において、前記第1補正部は、前記点火時期から前記目標燃焼時期までの期間であって予め設定された燃焼モデルに基づき求められる目標燃焼期間と、前記筒内圧センサが検出する筒内圧力に基づき求められる、前記点火時期から前記実燃焼時期までの期間である実燃焼期間との偏差に基づき各気筒の燃料噴射量を一次補正することが望ましい。 In the upper combustion control device, the first correction unit detects the target combustion period, which is the period from the ignition timing to the target combustion timing and is obtained based on a preset combustion model, and the in-cylinder pressure sensor. It is desirable to first correct the fuel injection amount of each cylinder based on the deviation from the actual combustion period, which is the period from the ignition timing to the actual combustion timing, which is obtained based on the in-cylinder pressure.

この燃焼制御装置によれば、燃焼モデルに基づき目標燃焼期間を確実且つ迅速に設定することができる。そして、各気筒における前記目標燃焼期間と前記実燃焼期間との偏差、いわば予実差に基づき、前記一次補正によって各気筒の点火時期から所定質量時期までの期間をフィードバック制御等により迅速に揃えることが可能となる。 According to this combustion control device, the target combustion period can be set reliably and quickly based on the combustion model. Then, based on the deviation between the target combustion period and the actual combustion period in each cylinder, so to speak, the estimated and actual difference, the period from the ignition timing of each cylinder to the predetermined mass timing can be quickly adjusted by feedback control or the like by the primary correction. It will be possible.

この場合、前記第1補正部は、気筒毎の前記目標燃焼期間と前記実燃焼期間との偏差である個別差の平均値を補正目標値として設定し、当該補正目標値と前記個別差との偏差がゼロに向かうように各気筒の燃料噴射量を一次補正することがより望ましい。 In this case, the first correction unit sets an average value of individual differences, which is a deviation between the target combustion period and the actual combustion period for each cylinder, as a correction target value, and sets the correction target value and the individual difference. It is more desirable to first correct the fuel injection amount of each cylinder so that the deviation becomes zero.

この燃焼制御装置によれば、各気筒において前記実燃焼期間を前記目標燃焼期間に合わせ込む結果として気筒間の前記実燃焼期間を揃えるのではなく、前記個別差の平均値である補正目標値に各気筒の前記個別差を合わせ込むことで、気筒間の前記実燃焼期間が揃えられる。従って、必ずしも目標燃焼期間に合致しない実燃焼期間にて、気筒間の実燃焼期間を揃えることが可能となり、前記実燃焼期間を揃える自由度を高めることができる。 According to this combustion control device, as a result of adjusting the actual combustion period to the target combustion period in each cylinder, the actual combustion period between the cylinders is not aligned, but the correction target value which is the average value of the individual differences is set. By combining the individual differences of each cylinder, the actual combustion period between the cylinders can be aligned. Therefore, it is possible to align the actual combustion period between the cylinders in the actual combustion period that does not necessarily match the target combustion period, and it is possible to increase the degree of freedom in aligning the actual combustion period.

上記の燃焼制御装置において、前記エンジンは、少なくとも一部の運転領域で、気筒内の空気と燃料との割合である空燃比が理論空燃比よりも高いリーン運転が実行されるものであり、前記燃焼制御部は、前記一部の運転領域において、前記一次補正及び前記二次補正を実行することが望ましい。 In the above combustion control device, the engine is subjected to lean operation in which the air-fuel ratio, which is the ratio of air and fuel in the cylinder, is higher than the stoichiometric air-fuel ratio in at least a part of the operating region. It is desirable that the combustion control unit executes the primary correction and the secondary correction in the partial operating region.

SI燃焼とCI燃焼との組合せである部分圧縮着火燃焼においては、リーン燃焼が行われる状況での気筒間のトルクのばらつきの抑制には、A/Fを揃えるよりG/Fを揃えることが特に効果的である。従って、上記の燃焼制御装置によれば、リーン運転が実行される運転領域において、燃費性の悪化やNOxの増加を伴うことなく気筒間のトルクのばらつきを抑制すると共に、特定の気筒での燃焼変動に起因する燃焼安定性の悪化を防止できる。 In partial compression ignition combustion, which is a combination of SI combustion and CI combustion, it is particularly important to align the G / F rather than the A / F in order to suppress the variation in torque between cylinders in the situation where lean combustion is performed. It is effective. Therefore, according to the above-mentioned combustion control device, in the operating region where the lean operation is executed, the torque variation between cylinders is suppressed without deterioration of fuel efficiency and increase of NOx, and combustion in a specific cylinder is performed. It is possible to prevent deterioration of combustion stability due to fluctuations.

上記の燃焼制御装置において、前記エンジンは、前記複数の気筒から各々排出される排気ガスを案内する排気マニホールドを備え、当該排気マニホールドは、前記複数の気筒のうちの一の気筒に最も近い位置に、各気筒から排出される排気ガスが集合する集合部を備え、前記第1補正部は、前記複数の気筒において内部EGRを実行させる際に、前記一の気筒と残りの他の気筒との間の内部EGR率の相違に起因する気筒間の発生トルクのばらつきを抑制するように、前記一次補正を実行することが望ましい。 In the above combustion control device, the engine includes an exhaust manifold that guides exhaust gas discharged from each of the plurality of cylinders, and the exhaust manifold is located at a position closest to one of the plurality of cylinders. The first correction unit is provided between the one cylinder and the remaining other cylinders when the internal EGR is executed in the plurality of cylinders. It is desirable to carry out the primary correction so as to suppress the variation in the generated torque between the cylinders due to the difference in the internal EGR rate.

内部EGRが実行される場合、上記のように集合部が一の気筒に近い位置に偏在している排気マニホールドを備えるエンジンでは、給排気行程のオーバラップ期間が同じでも、前記一の気筒のEGRガス量が他の気筒に比べて多くなり、当該一の気筒の燃焼速度が遅くなる傾向が出る。つまり、前記一の気筒における実燃焼期間が他の気筒の同期間よりも長くなる傾向が出る。しかし、上記の燃焼制御装置によれば、前記一の気筒と残りの他の気筒との間の、内部EGR率の相違に起因する気筒間の発生トルクのばらつきが抑制される。つまり、排気マニホールドの形態に起因して生じてしまう気筒間の発生トルクのばらつきを抑制することができる。 When the internal EGR is executed, in an engine having an exhaust manifold in which the gathering part is unevenly distributed at a position close to one cylinder as described above, the EGR of the one cylinder is performed even if the overlap period of the supply and exhaust strokes is the same. The amount of gas is larger than that of other cylinders, and the combustion speed of the one cylinder tends to be slower. That is, the actual combustion period in the one cylinder tends to be longer than that in the same period of the other cylinders. However, according to the above-mentioned combustion control device, the variation in the generated torque between the cylinders due to the difference in the internal EGR ratio between the one cylinder and the remaining other cylinders is suppressed. That is, it is possible to suppress the variation in the generated torque between the cylinders caused by the form of the exhaust manifold.

本発明によれば、部分圧縮着火燃焼が可能なエンジンにおいて、燃費性の悪化やNOxの増加を伴うことなく気筒間のトルクのばらつきを抑制すると共に、特定の気筒での燃焼変動に起因する燃焼安定性の悪化を防止できるエンジンの燃焼制御装置を提供することができる。 According to the present invention, in an engine capable of partial compression ignition combustion, it is possible to suppress the variation in torque between cylinders without deteriorating fuel efficiency or increasing NOx, and combustion caused by combustion fluctuation in a specific cylinder. It is possible to provide an engine combustion control device that can prevent deterioration of stability.

図1は、本発明に係るエンジンの燃焼制御装置が適用される圧縮着火式エンジンの全体構成を概略的に示すシステム図である。FIG. 1 is a system diagram schematically showing an overall configuration of a compression ignition type engine to which the combustion control device of the engine according to the present invention is applied. 図2は、エンジン本体と排気通路の一部とを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the engine body and a part of the exhaust passage. 図3は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an engine control system. 図4は、エンジンの運転領域を燃焼形態の制御の相違により区分けした運転マップである。FIG. 4 is an operation map in which the operating area of the engine is divided according to the difference in the control of the combustion mode. 図5は、SPCCI燃焼(部分圧縮着火燃焼)時の熱発生率の波形を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a waveform of the heat generation rate during SPCCI combustion (partial compression ignition combustion). 図6は、気筒毎の燃焼変動の例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of combustion fluctuation for each cylinder. 図7は、本発明に係る燃焼制御の基本動作を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a basic operation of combustion control according to the present invention. 図8は、燃料噴射量の一次補正の態様を説明するためのグラフである。FIG. 8 is a graph for explaining a mode of primary correction of the fuel injection amount. 図9は、燃料噴射量の二次補正の態様を説明するためのグラフである。FIG. 9 is a graph for explaining a mode of secondary correction of the fuel injection amount. 図10は、SPCCI燃焼時におけるECUによる燃焼制御を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing combustion control by the ECU during SPCCI combustion. 図10のフローチャートにおけるフィードバック補正量演算の詳細を示すフローチャート(サブルーチン)である。It is a flowchart (subroutine) which shows the detail of the feedback correction amount calculation in the flowchart of FIG. 図12は、前記一次補正において、目標燃料噴射量を補正するための第1燃料補正データ(λ>1)の一例を示す図であり、(a)は#1気筒、(b)は#2気筒、(c)は#3気筒、(d)は#4気筒の各々補正データを示す。FIG. 12 is a diagram showing an example of first fuel correction data (λ> 1) for correcting the target fuel injection amount in the primary correction, where (a) is # 1 cylinder and (b) is # 2. Cylinders, (c) shows correction data for # 3 cylinder, and (d) shows correction data for # 4 cylinder. 図13は、目標燃料噴射量を補正するための第2燃料補正データの一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of second fuel correction data for correcting the target fuel injection amount.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、本発明に係るエンジンの燃焼制御装置が、圧縮着火式エンジンに適用される例を挙げて説明する。当該圧縮着火式エンジンは、気筒内の燃料と空気の混合気の一部を火花点火によりSI燃焼させた後に気筒内の残りの混合気を自着火によりCI燃焼させる、部分圧縮着火燃焼が実行可能なエンジンである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example in which the combustion control device of the engine according to the present invention is applied to a compression ignition type engine will be described. The compression ignition type engine can execute partial compression ignition combustion in which a part of the fuel and air mixture in the cylinder is SI-combusted by spark ignition and then the remaining mixture in the cylinder is CI-combusted by self-ignition. Engine.

[エンジンシステム]
先ず、前記圧縮着火式エンジンを備えたエンジンシステムについて説明する。図1は、本実施形態に係るエンジンシステムの全体構成を示す図である。エンジンシステムは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルの4気筒ガソリン直噴エンジンであり、エンジン本体1と、エンジン本体1に導入される吸気が流通する吸気通路30と、エンジン本体1から排出される排気ガスが流通する排気通路40と、排気通路40を流通する排気ガスの一部を吸気通路30に還流させるEGR装置50とを備えている。
[Engine system]
First, an engine system including the compression ignition type engine will be described. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an engine system according to the present embodiment. The engine system is a 4-cycle 4-cylinder gasoline direct injection engine mounted on a vehicle as a power source for traveling, and includes an engine body 1, an intake passage 30 through which intake air introduced into the engine body 1 flows, and an engine body. It includes an exhaust passage 40 through which the exhaust gas discharged from No. 1 flows, and an EGR device 50 that returns a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40 to the intake passage 30.

エンジン本体1は、シリンダブロック3、シリンダヘッド4及びピストン5を備える。シリンダブロック3は、一列に並ぶ4つの気筒2(複数の気筒/図2の#1〜#4気筒2a〜2d参照)を形成するシリンダライナを有する。なお、図1には、一つの気筒2だけを示されている。シリンダヘッド4は、シリンダブロック3の上面に取り付けられ、気筒2の上部開口を塞いでいる。ピストン5は、各気筒2に往復摺動可能に収容されており、コネクティングロッド8を介してクランク軸7と連結されている。ピストン5の往復運動に応じて、クランク軸7はその中心軸回りに回転する。 The engine body 1 includes a cylinder block 3, a cylinder head 4, and a piston 5. The cylinder block 3 has a cylinder liner that forms four cylinders 2 (a plurality of cylinders / see # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d in FIG. 2) arranged in a row. Note that FIG. 1 shows only one cylinder 2. The cylinder head 4 is attached to the upper surface of the cylinder block 3 and closes the upper opening of the cylinder 2. The piston 5 is housed in each cylinder 2 so as to be slidable back and forth, and is connected to the crankshaft 7 via a connecting rod 8. The crankshaft 7 rotates around its central axis in response to the reciprocating motion of the piston 5.

ピストン5の上方には燃焼室6が形成されている。燃焼室6にはガソリンを主成分とする燃料が、後述するインジェクタ15からの噴射によって供給される。供給された燃料と空気との混合気が燃焼室6で燃焼され、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン5が上下方向に往復運動する。気筒2の幾何学的圧縮比、つまりピストン5が上死点にあるときの燃焼室6の容積とピストン5が下死点にあるときの燃焼室6の容積との比は、後述するSPCCI燃焼(部分圧縮着火燃焼)に好適となるように、13以上30以下、好ましくは14以上18以下の高圧縮比に設定される。 A combustion chamber 6 is formed above the piston 5. Fuel containing gasoline as a main component is supplied to the combustion chamber 6 by injection from an injector 15, which will be described later. The air-fuel mixture of the supplied fuel and air is burned in the combustion chamber 6, and the piston 5 pushed down by the expansion force due to the combustion reciprocates in the vertical direction. The geometric compression ratio of the cylinder 2, that is, the ratio of the volume of the combustion chamber 6 when the piston 5 is at the top dead center and the volume of the combustion chamber 6 when the piston 5 is at the bottom dead center is determined by SPCCI combustion described later. A high compression ratio of 13 or more and 30 or less, preferably 14 or more and 18 or less is set so as to be suitable for (partial compression ignition combustion).

シリンダブロック3には、クランク角センサSN1及び水温センサSN2が取り付けられている。クランク角センサSN1は、クランク軸7の回転角度(クランク角)及びクランク軸7の回転速度、つまりエンジン回転数を検出するために配置されている。水温センサSN2は、シリンダブロック3及びシリンダヘッド4の内部を流通する冷却水の温度、すなわちエンジン水温を検出する。 A crank angle sensor SN1 and a water temperature sensor SN2 are attached to the cylinder block 3. The crank angle sensor SN1 is arranged to detect the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 7 and the rotation speed of the crankshaft 7, that is, the engine speed. The water temperature sensor SN2 detects the temperature of the cooling water flowing inside the cylinder block 3 and the cylinder head 4, that is, the engine water temperature.

シリンダヘッド4には、燃焼室6と連通する吸気ポート9及び排気ポート10が形成されている。シリンダヘッド4の底面は、燃焼室6の天井面となる。この燃焼室天井面には、吸気ポート9の下流端である吸気側開口と、排気ポート10の上流端である排気側開口とが形成されている。シリンダヘッド4には、吸気ポート9を開閉する吸気弁11と、排気ポート10を開閉する排気弁12とが組み付けられている。なお、図示は省いているが、エンジン本体1のバルブ形式は、吸気2バルブ×排気2バルブの4バルブ形式であって、吸気ポート9及び排気ポート10は、各気筒2につき2つずつ設けられるとともに、吸気弁11及び排気弁12も2つずつ設けられている。 The cylinder head 4 is formed with an intake port 9 and an exhaust port 10 that communicate with the combustion chamber 6. The bottom surface of the cylinder head 4 is the ceiling surface of the combustion chamber 6. An intake side opening which is a downstream end of the intake port 9 and an exhaust side opening which is an upstream end of the exhaust port 10 are formed on the ceiling surface of the combustion chamber. The cylinder head 4 is assembled with an intake valve 11 that opens and closes the intake port 9 and an exhaust valve 12 that opens and closes the exhaust port 10. Although not shown, the valve type of the engine body 1 is a 4-valve type of 2 intake valves x 2 exhaust valves, and two intake ports 9 and two exhaust ports 10 are provided for each cylinder 2. At the same time, two intake valves 11 and two exhaust valves 12 are also provided.

シリンダヘッド4には、カムシャフトを含む吸気側動弁機構13及び排気側動弁機構14が配設されている。吸気弁11及び排気弁12は、これら動弁機構13、14により、クランク軸7の回転に連動して開閉駆動される。吸気側動弁機構13には、吸気弁11の少なくとも開時期を変更可能な吸気VVT13aが内蔵されている。同様に、排気側動弁機構14には、排気弁12の少なくとも閉時期を変更可能な排気VVT14aが内蔵されている。これら吸気VVT13a及び排気VVT14aの制御により、吸気弁11と排気弁12とを共に排気上死点を跨いで開弁状態とするバルブオーバーラップを設定することが可能である(内部EGR機構)。このバルブオーバーラップの設定により、燃焼室6に高温の既燃ガスを残存させる内部EGRが実現される。また、バルブオーバーラップが為されている期間であるバルブオーバーラップ量の調整により、内部EGR量(既燃ガスの残存量)を調整することが可能である。 The cylinder head 4 is provided with an intake side valve mechanism 13 including a camshaft and an exhaust side valve mechanism 14. The intake valve 11 and the exhaust valve 12 are opened and closed by the valve operating mechanisms 13 and 14 in conjunction with the rotation of the crankshaft 7. The intake side valve mechanism 13 has a built-in intake VVT 13a capable of changing at least the opening time of the intake valve 11. Similarly, the exhaust side valve mechanism 14 includes an exhaust VVT 14a capable of changing at least the closing time of the exhaust valve 12. By controlling the intake VVT 13a and the exhaust VVT 14a, it is possible to set a valve overlap in which both the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are opened across the exhaust top dead center (internal EGR mechanism). By setting this valve overlap, an internal EGR that leaves a high-temperature burned gas in the combustion chamber 6 is realized. Further, it is possible to adjust the internal EGR amount (residual amount of burnt gas) by adjusting the valve overlap amount, which is the period during which the valve overlap is performed.

シリンダヘッド4には、さらにインジェクタ15及び点火プラグ16が、4つの気筒2の各々に対して配置されている。インジェクタ15は、気筒2内に燃料を噴射する。インジェクタ15としては、その先端部に複数の噴孔を有し、これらの噴孔から放射状に燃料を噴射することが可能な多噴孔型のインジェクタを用いることができる。インジェクタ15は、その先端部が燃焼室6内に露出し、且つ、ピストン5の冠面の径方向中心部と対向するように配置されている。 In the cylinder head 4, an injector 15 and a spark plug 16 are further arranged for each of the four cylinders 2. The injector 15 injects fuel into the cylinder 2. As the injector 15, a multi-injector type injector having a plurality of injection holes at its tip and capable of injecting fuel radially from these injection holes can be used. The injector 15 is arranged so that its tip is exposed in the combustion chamber 6 and faces the radial center of the crown surface of the piston 5.

点火プラグ16は、気筒2内で火花を発生する先端電極部を含む。点火プラグ16は、インジェクタ15に対し吸気側に幾分ずれた位置に配置され、前記先端電極部が気筒2内に臨む位置に配置されている。点火プラグ16は、気筒2(燃焼室6)内に形成される燃料と空気との混合気に点火する強制点火源である。 The spark plug 16 includes a tip electrode portion that generates a spark in the cylinder 2. The spark plug 16 is arranged at a position slightly offset from the injector 15 on the intake side, and the tip electrode portion is arranged at a position facing the inside of the cylinder 2. The spark plug 16 is a forced ignition source that ignites a mixture of fuel and air formed in the cylinder 2 (combustion chamber 6).

シリンダヘッド4には、センシング要素として、各気筒2に対応して複数の筒内圧センサSN3が配設されている。筒内圧センサSN3は、各々の気筒2(燃焼室6)内の圧力(筒内圧)を検出する。この筒内圧センサSN3の検出値に基づいて、後述する実燃焼時期が把握される。 The cylinder head 4 is provided with a plurality of in-cylinder pressure sensors SN3 corresponding to each cylinder 2 as sensing elements. The in-cylinder pressure sensor SN3 detects the pressure (in-cylinder pressure) in each cylinder 2 (combustion chamber 6). Based on the detected value of the in-cylinder pressure sensor SN3, the actual combustion time described later is grasped.

吸気通路30は、外気と吸気ポート9と連通するようにシリンダヘッド4の一側面に接続されている。吸気通路30の上流端から取り込まれた空気(新気)は、吸気通路30及び吸気ポート9を通じて燃焼室6に導入される。吸気通路30には、その上流側から順に、エアクリーナ31、スロットル弁32、過給機33、電磁クラッチ34、インタークーラ35及びサージタンク36が配置されている。 The intake passage 30 is connected to one side surface of the cylinder head 4 so as to communicate with the outside air and the intake port 9. The air (fresh air) taken in from the upstream end of the intake passage 30 is introduced into the combustion chamber 6 through the intake passage 30 and the intake port 9. An air cleaner 31, a throttle valve 32, a supercharger 33, an electromagnetic clutch 34, an intercooler 35, and a surge tank 36 are arranged in the intake passage 30 in this order from the upstream side.

エアクリーナ31は、吸気中の異物を除去して吸気を清浄化する。スロットル弁32は、アクセル17の踏み込み動作と連動して吸気通路30を開閉し、吸気通路30における吸気の流量を調整する。過給機33は、吸気を圧縮しつつ吸気通路30の下流側へ当該吸気を送り出す。過給機33は、エンジン本体1と機械的に連係されたスーパーチャージャであり、電磁クラッチ34によりエンジン本体1との締結及びその締結解除が切換えられる。電磁クラッチ34が締結されると、エンジン本体1から過給機33に駆動力が伝達されて、過給機33による過給が行われる。インタークーラ35は、過給機33により圧縮された吸気を冷却する。サージタンク36は、4つの気筒2への吸気経路に配置され、当該4つの気筒2に吸気を均等に配分するための空間を提供するタンクである。 The air cleaner 31 removes foreign matter in the intake air to purify the intake air. The throttle valve 32 opens and closes the intake passage 30 in conjunction with the depression operation of the accelerator 17 to adjust the flow rate of intake air in the intake passage 30. The supercharger 33 compresses the intake air and sends the intake air to the downstream side of the intake passage 30. The supercharger 33 is a supercharger mechanically linked to the engine body 1, and the electromagnetic clutch 34 switches between engaging and releasing the engagement with the engine body 1. When the electromagnetic clutch 34 is engaged, the driving force is transmitted from the engine body 1 to the supercharger 33, and supercharging is performed by the supercharger 33. The intercooler 35 cools the intake air compressed by the supercharger 33. The surge tank 36 is a tank that is arranged in the intake path to the four cylinders 2 and provides a space for evenly distributing the intake air to the four cylinders 2.

各気筒2に対応して設けられる2つの吸気ポート9の内の一方には、スワール弁18が配置されている。スワール弁18の開度を調整することで、燃焼室6の中心軸の回りを旋回するスワール流の強度を調整することができる。なお、本実施形態の吸気ポート9はタンブル流を形成可能なタンブルポートである。このため、スワール弁18の閉時に形成されるスワール流は、タンブル流とミックスされた斜めスワール流となる。 A swirl valve 18 is arranged in one of the two intake ports 9 provided corresponding to each cylinder 2. By adjusting the opening degree of the swirl valve 18, the strength of the swirl flow that swirls around the central axis of the combustion chamber 6 can be adjusted. The intake port 9 of the present embodiment is a tumble port capable of forming a tumble flow. Therefore, the swirl flow formed when the swirl valve 18 is closed becomes an oblique swirl flow mixed with the tumble flow.

吸気通路30の各部には、吸気の流量を検出するエアフローセンサSN4と、吸気の温度を検出する第1・第2吸気温センサSN5,SN7と、吸気の圧力を検出する第1・第2吸気圧センサSN6,SN8とが設けられている。エアフローセンサSN4及び第1吸気温センサSN5は、吸気通路30におけるエアクリーナ31とスロットル弁32との間の部分に配置され、当該部分を通過する吸気の流量、温度を各々検出する。第1吸気圧センサSN6は、吸気通路30におけるスロットル弁32と過給機33との間(後述するEGR通路51の接続口よりも下流側)の部分に設けられ、当該部分を通過する吸気の圧力を検出する。第2吸気温センサSN7は、吸気通路30における過給機33とインタークーラ35との間の部分に設けられ、当該部分を通過する吸気の温度を検出する。第2吸気圧センサSN8は、サージタンク36に設けられ、当該サージタンク36内の吸気の圧力を検出する。 In each part of the intake passage 30, an air flow sensor SN4 for detecting the flow rate of the intake air, first and second intake air temperature sensors SN5 and SN7 for detecting the temperature of the intake air, and first and second suction for detecting the pressure of the intake air. Atmospheric pressure sensors SN6 and SN8 are provided. The air flow sensor SN4 and the first intake air temperature sensor SN5 are arranged in a portion of the intake passage 30 between the air cleaner 31 and the throttle valve 32, and detect the flow rate and temperature of the intake air passing through the portion. The first intake pressure sensor SN6 is provided in a portion of the intake passage 30 between the throttle valve 32 and the supercharger 33 (downstream from the connection port of the EGR passage 51 described later), and the intake air passing through the portion is provided. Detect pressure. The second intake air temperature sensor SN7 is provided in a portion of the intake passage 30 between the supercharger 33 and the intercooler 35, and detects the temperature of the intake air passing through the portion. The second intake pressure sensor SN8 is provided in the surge tank 36 and detects the pressure of the intake air in the surge tank 36.

吸気通路30には、過給機33をバイパスして吸気を燃焼室6に送るためのバイパス通路38が設けられている。バイパス通路38は、サージタンク36と後述するEGR通路51の下流端付近とを互いに接続している。バイパス通路38には、当該バイパス通路38を開閉可能なバイパス弁39が設けられている。 The intake passage 30 is provided with a bypass passage 38 for bypassing the supercharger 33 and sending the intake air to the combustion chamber 6. The bypass passage 38 connects the surge tank 36 and the vicinity of the downstream end of the EGR passage 51, which will be described later, to each other. The bypass passage 38 is provided with a bypass valve 39 capable of opening and closing the bypass passage 38.

排気通路40は、排気ポート10と連通するようにシリンダヘッド4の他側面に接続されている。燃焼室6で生成された既燃ガス(排気ガス)は、排気ポート10および排気通路40を通じて外部に排出される。排気通路40には触媒コンバータ41が配置されている。触媒コンバータ41には、排気通路40を流通する排気ガス中に含まれる有害成分(HC、CO、NOx)を浄化するための三元触媒41aと、排気ガス中に含まれる粒子状物質(PM)を捕集するためのGPF(ガソリン・パティキュレート・フィルタ)41bとが内蔵されている。なお、触媒コンバータ41の下流側に、三元触媒やNOx触媒等の適宜の触媒を内蔵した別の触媒コンバータを追加してもよい。 The exhaust passage 40 is connected to the other side surface of the cylinder head 4 so as to communicate with the exhaust port 10. The burnt gas (exhaust gas) generated in the combustion chamber 6 is discharged to the outside through the exhaust port 10 and the exhaust passage 40. A catalytic converter 41 is arranged in the exhaust passage 40. The catalyst converter 41 includes a three-way catalyst 41a for purifying harmful components (HC, CO, NOx) contained in the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40, and a particulate matter (PM) contained in the exhaust gas. It has a built-in GPF (gasoline particulate filter) 41b for collecting. In addition, another catalyst converter containing an appropriate catalyst such as a three-way catalyst or a NOx catalyst may be added to the downstream side of the catalyst converter 41.

排気通路40における触媒コンバータ41よりも上流側の部位には、排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出するリニアOセンサSN10が配置されている。リニアOセンサSN10は、酸素濃度の濃淡に応じて出力値がリニアに変化するタイプのセンサである。リニアOセンサSN10の出力値に基づいて、混合気の空燃比を推定することが可能である。 A linear O 2 sensor SN10 for detecting the concentration of oxygen contained in the exhaust gas is arranged in a portion of the exhaust passage 40 on the upstream side of the catalytic converter 41. The linear O 2 sensor SN10 is a type of sensor whose output value changes linearly according to the density of oxygen concentration. It is possible to estimate the air-fuel ratio of the air-fuel mixture based on the output value of the linear O 2 sensor SN10.

EGR装置50は、排気通路40と吸気通路30とを接続するEGR通路51と、EGR通路51に設けられたEGRクーラ52及びEGR弁53とを備える。EGR通路51は、排気通路40における触媒コンバータ41よりも下流側の部分と、吸気通路30におけるスロットル弁32と過給機33との間の部分とを互いに接続している。EGRクーラ52は、EGR通路51を通じて排気通路40から吸気通路30に還流される排気ガス(外部EGR)を熱交換により冷却する。EGR弁53は、EGRクーラ52よりも下流側のEGR通路51に開閉可能に設けられ、EGR通路51を流通する排気ガスの流量を調整する。なお、EGR通路51には、EGR弁53の上流側の圧力と下流側の圧力との差を検出するための差圧センサSN9が設けられている。 The EGR device 50 includes an EGR passage 51 that connects the exhaust passage 40 and the intake passage 30, an EGR cooler 52 and an EGR valve 53 provided in the EGR passage 51. The EGR passage 51 connects a portion of the exhaust passage 40 on the downstream side of the catalytic converter 41 and a portion of the intake passage 30 between the throttle valve 32 and the supercharger 33 to each other. The EGR cooler 52 cools the exhaust gas (external EGR) that is returned from the exhaust passage 40 to the intake passage 30 through the EGR passage 51 by heat exchange. The EGR valve 53 is provided in the EGR passage 51 on the downstream side of the EGR cooler 52 so as to be openable and closable, and adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the EGR passage 51. The EGR passage 51 is provided with a differential pressure sensor SN9 for detecting the difference between the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the EGR valve 53.

アクセル17には、そのアクセル開度を検出するアクセルセンサSN11が付設されている。アクセルセンサSN11は、アクセル17のペダル踏み込み具合を検出するセンサであり、ドライバーの加減速意図を検出するセンサでもある。 The accelerator 17 is provided with an accelerator sensor SN11 that detects the accelerator opening degree. The accelerator sensor SN11 is a sensor that detects the degree of pedal depression of the accelerator 17, and is also a sensor that detects the driver's acceleration / deceleration intention.

[排気通路の構造的特徴]
次に、上述の排気通路40の構造的な特徴を説明する。図2は、エンジン本体1と排気通路40の一部とを示す平面図である。エンジン本体1には、4つの気筒2(#1気筒2a、#2気筒2b、#3気筒2c及び#4気筒2d)が一列に配列されている。排気通路40は、エンジン本体1の排気ポート10に接続される排気マニホールド42を備えている。排気マニホールド42は、シリンダヘッド4の側面に取り付けられ、#1〜#4気筒2の各排気ポート10から各々排出される排気ガスを案内(集合)する。排気マニホールド42にて集合された排気ガスは、触媒コンバータ41に連なる排気管によって下流に導かれる。
[Structural features of the exhaust passage]
Next, the structural features of the exhaust passage 40 described above will be described. FIG. 2 is a plan view showing the engine body 1 and a part of the exhaust passage 40. Four cylinders 2 (# 1 cylinder 2a, # 2 cylinder 2b, # 3 cylinder 2c and # 4 cylinder 2d) are arranged in a row in the engine body 1. The exhaust passage 40 includes an exhaust manifold 42 connected to the exhaust port 10 of the engine body 1. The exhaust manifold 42 is attached to the side surface of the cylinder head 4 and guides (collects) the exhaust gas discharged from each of the exhaust ports 10 of the # 1 to # 4 cylinders 2. The exhaust gas collected in the exhaust manifold 42 is guided downstream by an exhaust pipe connected to the catalytic converter 41.

排気マニホールド42は、#1〜#4気筒2a〜2dの各々に対応した第1〜第4独立排気管43a〜43dと、これら独立排気管43a〜43dから排出される排気ガスを合流させる集合部44とを備える。第1独立排気管43aは#1気筒2aの排気ポート10に、第2独立排気管43bは#2気筒2bの排気ポート10に、第3独立排気管43cは#3気筒2cの排気ポート10に、第4独立排気管43dは#4気筒2dの排気ポート10に、各々連通している。集合部44は、これら第1〜第4独立排気管43a〜43dの下流側の端部を集合する部分である。この集合部44の下流側に、触媒コンバータ41が配置されている。各気筒2a〜2dの燃焼室6で生成された既燃ガスは、排気マニホールド42の各独立排気管43a〜43dを通して集合部44に集められ、当該集合部44を通して触媒コンバータ41に導入される。 The exhaust manifold 42 is a gathering unit for merging the first to fourth independent exhaust pipes 43a to 43d corresponding to each of the # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d and the exhaust gas discharged from these independent exhaust pipes 43a to 43d. It is equipped with 44. The first independent exhaust pipe 43a is in the exhaust port 10 of the # 1 cylinder 2a, the second independent exhaust pipe 43b is in the exhaust port 10 of the # 2 cylinder 2b, and the third independent exhaust pipe 43c is in the exhaust port 10 of the # 3 cylinder 2c. The fourth independent exhaust pipe 43d communicates with the exhaust port 10 of the # 4 cylinder 2d. The collecting portion 44 is a portion that gathers the downstream end portions of the first to fourth independent exhaust pipes 43a to 43d. The catalytic converter 41 is arranged on the downstream side of the gathering portion 44. The burnt gas generated in the combustion chambers 6 of the cylinders 2a to 2d is collected in the collecting portion 44 through the independent exhaust pipes 43a to 43d of the exhaust manifold 42, and is introduced into the catalytic converter 41 through the collecting portion 44.

集合部44は、#1番〜#4気筒2a〜2dの並び方向において、図2の最も右端側に位置する#1気筒2a(一の気筒)に最も近い位置に設けられている。このため、各々の排気ポート10から集合部44までの各独立排気管43a〜43bの長さは均等長ではなく、偏りが生じている。具体的には、右端側の#1気筒2aに対応する第1独立排気管43aの長さが最も短く、他の#2〜#4気筒2b〜2dの第2〜第4独立排気管43b〜43dの長さは、#2、#3、#4と左側に向かうほど長くなっている。このような独立排気管43a〜43bの長さの相違は、内部EGR率に影響を与え得る。 The collecting portion 44 is provided at a position closest to the # 1 cylinder 2a (one cylinder) located on the rightmost side in FIG. 2 in the arrangement direction of the # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d. Therefore, the lengths of the independent exhaust pipes 43a to 43b from each exhaust port 10 to the collecting portion 44 are not uniform lengths, but are biased. Specifically, the length of the first independent exhaust pipe 43a corresponding to the # 1 cylinder 2a on the right end side is the shortest, and the second to fourth independent exhaust pipes 43b to the other # 2 to # 4 cylinders 2b to 2d The length of 43d is # 2, # 3, # 4, which becomes longer toward the left side. Such a difference in the lengths of the independent exhaust pipes 43a to 43b can affect the internal EGR rate.

[制御系統]
図3は、前記エンジンシステムの制御系統を示すブロック図である。本実施形態のエンジンシステムは、ECU60(エンジンの燃焼制御装置)によって統括的に制御される。ECU60は、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサである。
[Control system]
FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the engine system. The engine system of this embodiment is collectively controlled by the ECU 60 (engine combustion control device). The ECU 60 is a microprocessor composed of a CPU, ROM, RAM, and the like.

ECU60には各種センサからの検出信号が入力される。ECU60は、上述したクランク角センサSN1、水温センサSN2、筒内圧センサSN3、エアフローセンサSN4、第1・第2吸気温センサSN5,SN7、第1・第2吸気圧センサSN6,SN8、差圧センサSN9、リニアOセンサSN10及びアクセルセンサSN11と電気的に接続されている。これらのセンサSN1〜SN11によって検出された情報、すなわち、クランク角、エンジン回転速度、エンジン水温、筒内圧力、吸気流量、吸気温、吸気圧、排気ガスの酸素濃度、EGR弁53の前後差圧、アクセル開度等の情報がECU60に逐次入力される。 Detection signals from various sensors are input to the ECU 60. The ECU 60 includes the crank angle sensor SN1, water temperature sensor SN2, in-cylinder pressure sensor SN3, airflow sensor SN4, first and second intake temperature sensors SN5, SN7, first and second intake pressure sensors SN6, SN8, and differential pressure sensor. SN9, are connected linear O 2 sensor SN10 and an accelerator sensor SN11 and electrically. Information detected by these sensors SN1 to SN11, that is, crank angle, engine rotation speed, engine water temperature, in-cylinder pressure, intake flow rate, intake temperature, intake pressure, exhaust gas oxygen concentration, front-rear differential pressure of EGR valve 53. , Information such as the accelerator opening degree is sequentially input to the ECU 60.

ECU60は、上記各センサからの入力情報に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、ECU60は、吸気VVT13a、排気VVT14a、インジェクタ15、点火プラグ16、スワール弁18、スロットル弁32、電磁クラッチ34、バイパス弁39及びEGR弁53等と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。 The ECU 60 controls each part of the engine while executing various determinations and calculations based on the input information from each of the above sensors. That is, the ECU 60 is electrically connected to the intake VVT 13a, the exhaust VVT 14a, the injector 15, the spark plug 16, the swirl valve 18, the throttle valve 32, the electromagnetic clutch 34, the bypass valve 39, the EGR valve 53, and the like. A control signal is output to each of these devices based on the results and the like.

ECU60は、所定のプログラムが実行されることによって、燃焼制御部61及び記憶部68を機能的に具備するように動作する。燃焼制御部61は、#1〜#4気筒2a〜2dの各インジェクタ15及び点火プラグ16の動作を制御することで、各気筒2a〜2dにおける燃焼状態を制御する。記憶部68は、各種のデータや設定値、演算式等を記憶する。本実施形態では、後述する目標燃焼期間を求めるための多項式燃焼モデル等が記憶部68に格納される。 The ECU 60 operates so as to functionally include the combustion control unit 61 and the storage unit 68 by executing a predetermined program. The combustion control unit 61 controls the combustion state of the cylinders 2a to 2d by controlling the operations of the injectors 15 and the spark plugs 16 of the # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d. The storage unit 68 stores various data, set values, calculation formulas, and the like. In the present embodiment, a polynomial combustion model or the like for obtaining a target combustion period, which will be described later, is stored in the storage unit 68.

燃焼制御部61は、所定のプログラムが実行されることで、運転状態判定部62、点火制御部63、噴射制御部64、EGR制御部65、燃焼変動判定部66及び補正部67(第1補正部、第2補正部)を機能的に具備するように動作する。 When a predetermined program is executed, the combustion control unit 61 includes an operation state determination unit 62, an ignition control unit 63, an injection control unit 64, an EGR control unit 65, a combustion fluctuation determination unit 66, and a correction unit 67 (first correction). It operates so as to functionally include a unit and a second correction unit).

運転状態判定部62は、クランク角センサSN1の検出値に基づくエンジン回転数、及びアクセルセンサSN11が検出するアクセル開度情報に基づくエンジン負荷などから、エンジン本体1の運転状態を判定する。この判定結果は、現状の運転領域が、予め定められた運転マップのどの領域であるかの判定に用いられる。 The operating state determination unit 62 determines the operating state of the engine body 1 from the engine speed based on the detection value of the crank angle sensor SN1 and the engine load based on the accelerator opening degree information detected by the accelerator sensor SN11. This determination result is used to determine which region of the predetermined driving map the current driving region is.

点火制御部63は、点火プラグ16の点火時期を制御する。前記点火時期は、予め定められた特定の燃焼時期が所定の時期に表れるように制御される。本実施形態では、例えば、SI燃焼からCI燃焼へ切り替わる時期(図5の変曲点X)が目標とするクランク角(θci)となるように、前記点火時期が制御される。 The ignition control unit 63 controls the ignition timing of the spark plug 16. The ignition timing is controlled so that a predetermined specific combustion timing appears at a predetermined timing. In the present embodiment, for example, the ignition timing is controlled so that the timing of switching from SI combustion to CI combustion (inflection point X in FIG. 5) becomes the target crank angle (θci).

噴射制御部64は、インジェクタ15から噴射させる燃料の噴射量及び噴射パターンを、各種の条件に応じて制御する。噴射制御部64は、アクセルセンサSN11が検出するアクセル踏み込み量(エンジンの運転状態)に応じて、各気筒2の目標燃料噴射量及び噴射パターンを設定する。さらに、噴射制御部64は、設定した目標燃料噴射量及び噴射パターンにて、インジェクタ15に燃料噴射動作を実行させる。なお、前記目標燃料噴射量が後述の補正部67によって補正された場合、噴射制御部64は、補正後の燃料噴射量にてインジェクタ15に燃料噴射を実行させる。 The injection control unit 64 controls the injection amount and injection pattern of the fuel injected from the injector 15 according to various conditions. The injection control unit 64 sets the target fuel injection amount and the injection pattern of each cylinder 2 according to the accelerator depression amount (engine operating state) detected by the accelerator sensor SN11. Further, the injection control unit 64 causes the injector 15 to execute the fuel injection operation with the set target fuel injection amount and injection pattern. When the target fuel injection amount is corrected by the correction unit 67 described later, the injection control unit 64 causes the injector 15 to perform fuel injection at the corrected fuel injection amount.

EGR制御部65は、EGR装置50のEGR弁53の開度を制御することにより、外部EGRを実行させる。また、EGR制御部65は、吸気弁11及び排気弁12のバルブオーバーラップ期間を適宜設定することにより、内部EGRを実行させる。 The EGR control unit 65 executes the external EGR by controlling the opening degree of the EGR valve 53 of the EGR device 50. Further, the EGR control unit 65 executes the internal EGR by appropriately setting the valve overlap period of the intake valve 11 and the exhaust valve 12.

燃焼変動判定部66は、筒内圧センサSN3の検出値を参照して、各気筒2における燃焼変動をモニターする。筒内圧センサSN3は、気筒2の筒内圧を検出する。従って、この筒内圧をモニターすることで、各燃焼サイクルにおける最大圧力や燃焼期間等を把握することができ、さらには、これらのサイクル毎の変動、すなわち燃焼変動も把握することができる。また、燃焼変動判定部66は、前記燃焼変動が予め定められた閾値より大きいか否かを判定する。この判定結果は、補正部67に与えられる。なお、前記閾値は、記憶部68に予め格納される。 The combustion fluctuation determination unit 66 monitors the combustion fluctuation in each cylinder 2 with reference to the detected value of the in-cylinder pressure sensor SN3. The in-cylinder pressure sensor SN3 detects the in-cylinder pressure of the cylinder 2. Therefore, by monitoring the in-cylinder pressure, it is possible to grasp the maximum pressure, the combustion period, etc. in each combustion cycle, and further, it is possible to grasp the fluctuation for each of these cycles, that is, the combustion fluctuation. Further, the combustion fluctuation determination unit 66 determines whether or not the combustion fluctuation is larger than a predetermined threshold value. This determination result is given to the correction unit 67. The threshold value is stored in the storage unit 68 in advance.

補正部67は、点火プラグ16による混合気への点火時期から、所定の質量割合の燃料が燃焼する所定質量燃焼時期までの期間が#1〜#4気筒2a〜2dで揃うように、各々のインジェクタ15による各気筒2a〜2dへの燃料噴射量を一次補正する。前記所定質量燃焼時期は、各種の燃焼時期に設定することが可能であるが、本実施形態では、1燃焼サイクル中に各気筒2a〜2dに供給された燃料のうち、質量割合50%の燃料が燃焼する燃焼重心時期とする。補正部67は、前記燃焼重心時期を予測により求めた目標燃焼時期と、前記燃焼重心時期を実際の燃焼状態に基づいて求めた実燃焼時期との偏差に基づき、燃料噴射量を一次補正する。具体的には一次補正は、前記偏差が可及的に解消されるように、各気筒2a〜2dに対して噴射制御部64が設定した目標燃料噴射量を増量又は減量するフィードバック補正である。 The correction unit 67 has each of the # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d so that the period from the ignition timing of the air-fuel mixture by the spark plug 16 to the predetermined mass combustion timing at which the fuel having a predetermined mass ratio burns is aligned. The fuel injection amount to each cylinder 2a to 2d by the injector 15 is primarily corrected. The predetermined mass combustion timing can be set to various combustion timings, but in the present embodiment, a fuel having a mass ratio of 50% of the fuels supplied to the cylinders 2a to 2d during one combustion cycle. The time of the center of gravity of combustion when the fuel burns. The correction unit 67 primaryly corrects the fuel injection amount based on the deviation between the target combustion timing obtained by predicting the combustion center of gravity time and the actual combustion time obtained by obtaining the combustion center of gravity time based on the actual combustion state. Specifically, the primary correction is a feedback correction that increases or decreases the target fuel injection amount set by the injection control unit 64 for each cylinder 2a to 2d so that the deviation is eliminated as much as possible.

補正部67は、さらに、特定の気筒2において燃焼変動が所定の閾値よりも大きくなったとき、燃料噴射量を二次補正する。上記の一次補正にて各気筒2a〜2dの燃焼重心時期を揃えるようにしても、何らかの要因で看過できない燃焼変動が生じる場合がある。この場合、補正部67は、燃焼変動が大きい前記特定の気筒について前記一次補正により設定された燃料噴射量を、さらに増量側に二次補正する。ここでの二次補正は、例えば一次補正後のA/F=30であったとすると、A/F=29となるように燃料噴射量を増量させる如き補正である。補正部67が実行する前記一次補正及び二次補正については、後記でさらに詳述する。 The correction unit 67 further secondarily corrects the fuel injection amount when the combustion fluctuation in the specific cylinder 2 becomes larger than a predetermined threshold value. Even if the combustion centers of gravity of the cylinders 2a to 2d are aligned by the above primary correction, combustion fluctuations that cannot be overlooked may occur for some reason. In this case, the correction unit 67 further secondary-corrects the fuel injection amount set by the primary correction for the specific cylinder having a large combustion fluctuation to the increase side. The secondary correction here is, for example, if A / F = 30 after the primary correction, the correction is such that the fuel injection amount is increased so that A / F = 29. The primary correction and the secondary correction executed by the correction unit 67 will be described in more detail later.

[運転マップ]
図4は、エンジン(エンジン本体1)の温間時に使用される運転マップであり、エンジンの運転領域を燃焼形態の制御の相違により区分けした図である。以下の説明において、エンジンの負荷が高い(低い)とは、エンジンの要求トルクが高い(低い)ことと等価である。エンジンが温間状態にあるとき、エンジンの運転領域は、燃焼形態の相違によって3つの運転領域A1、A2、A3に大別される。これら運転領域A1〜A3を、それぞれ第1運転領域A1、第2運転領域A2、第3運転領域A3と呼ぶ。
[Driving map]
FIG. 4 is an operation map used when the engine (engine body 1) is warm, and is a diagram in which the operation area of the engine is divided according to the difference in the control of the combustion mode. In the following description, a high (low) engine load is equivalent to a high (low) engine required torque. When the engine is in a warm state, the operating region of the engine is roughly divided into three operating regions A1, A2, and A3 according to the difference in combustion form. These operating areas A1 to A3 are referred to as a first operating area A1, a second operating area A2, and a third operating area A3, respectively.

第3運転領域A3は、エンジンの回転速度が高い高速領域である。第1運転領域A1は、第3運転領域A3よりも低速側の領域から高負荷側の一部を除いた低・中速/低負荷の領域である。第2運転領域A2は、第1、第3運転領域A1,A3以外の残余の領域、つまり低・中速/高負荷の領域である。以下、各運転領域で選択される燃焼形態等について順に説明する。 The third operating region A3 is a high-speed region where the engine speed is high. The first operating region A1 is a low / medium speed / low load region excluding a part of the high load side from the region on the low speed side of the third operating region A3. The second operating region A2 is a residual region other than the first and third operating regions A1 and A3, that is, a low / medium speed / high load region. Hereinafter, the combustion modes and the like selected in each operating region will be described in order.

<第1、第2運転領域>
低・中速/低負荷の第1運転領域A1および低・中速/高負荷の第2運転領域A2では、SI燃焼とCI燃焼とを組み合わせた部分圧縮着火燃焼(以下、これをSPCCI燃焼という)が実行される。SI燃焼とは、点火プラグ16から発生する火花により混合気に点火し、その点火点から周囲へと燃焼領域を拡げていく火炎伝播により混合気を強制的に燃焼させる燃焼形態のことである。CI燃焼とは、ピストン5の圧縮により十分に高温・高圧化された環境下で、混合気を自着火により燃焼させる燃焼形態のことである。これらSI燃焼とCI燃焼とを組み合わせたSPCCI燃焼とは、混合気が自着火する寸前の環境下で行われる火花点火により燃焼室6内の混合気の一部をSI燃焼させ、このSI燃焼の後に(SI燃焼に伴うさらなる高温・高圧化により)燃焼室6内の他の混合気を自着火によりCI燃焼させる燃焼形態である。なお、「SPCCI」は「Spark Controlled Compression Ignition」の略である。
<First and second operating areas>
In the low / medium speed / low load first operating region A1 and the low / medium speed / high load second operating region A2, partial compression ignition combustion that combines SI combustion and CI combustion (hereinafter referred to as SPCCI combustion). ) Is executed. SI combustion is a combustion mode in which the air-fuel mixture is ignited by sparks generated from the spark plug 16 and the air-fuel mixture is forcibly burned by flame propagation that expands the combustion region from the ignition point to the surroundings. CI combustion is a combustion form in which the air-fuel mixture is burned by self-ignition in an environment where the temperature and pressure are sufficiently increased by compression of the piston 5. SPCCI combustion, which is a combination of these SI combustion and CI combustion, is the SI combustion of a part of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 by spark ignition performed in an environment just before the air-fuel mixture self-ignites. This is a combustion mode in which the other air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is CI-combusted by self-ignition later (due to further increase in temperature and pressure accompanying SI combustion). "SPCCI" is an abbreviation for "Spark Controlled Compression Ignition".

図5は、上記のようなSPCCI燃焼が行われた場合の燃焼波形、つまりクランク角に対する熱発生率(J/deg)の変化を示したグラフである。同図に示すように、SPCCI燃焼では、SI燃焼による熱発生とCI燃焼による熱発生とがこの順に連続して発生する。このとき、CI燃焼の燃焼速度の方が速いという性質上、SI燃焼時よりもCI燃焼時の方が熱発生の立ち上がりが急峻になる。このため、SPCCI燃焼における熱発生率の波形は、SI燃焼からCI燃焼に切り替わるタイミング(後述するθci)で現れる変曲点Xを有している。 FIG. 5 is a graph showing a combustion waveform when SPCCI combustion is performed as described above, that is, a change in the heat generation rate (J / deg) with respect to the crank angle. As shown in the figure, in SPCCI combustion, heat generation due to SI combustion and heat generation due to CI combustion are continuously generated in this order. At this time, due to the property that the combustion speed of CI combustion is faster, the rise of heat generation becomes steeper during CI combustion than during SI combustion. Therefore, the waveform of the heat generation rate in SPCCI combustion has an inflection point X that appears at the timing of switching from SI combustion to CI combustion (θci described later).

ここで、SI燃焼とCI燃焼とを組み合わせたSPCCI燃焼では、SI燃焼とCI燃焼との比率が運転条件に応じてコントロールされる。コントロールの例としては、SPCCI燃焼による全熱発生量に対するSI燃焼による熱発生量の割合であるSI率が適正な値になるように、エンジンの各部を制御する例を挙げることができる。 Here, in SPCCI combustion, which is a combination of SI combustion and CI combustion, the ratio of SI combustion and CI combustion is controlled according to the operating conditions. As an example of control, each part of the engine is controlled so that the SI rate, which is the ratio of the heat generated by SI combustion to the total heat generated by SPCCI combustion, becomes an appropriate value.

SI率は、次の通り定義することができる。図5において、燃焼形態がSI燃焼からCI燃焼に切り替わる変曲点X(特定の燃焼時期)に対応するクランク角θci(所定の時期)を、CI燃焼の開始時期とする。この場合、SI燃焼による熱発生量は、当該θciよりも進角側の熱発生率の波形の面積R1に相当し、CI燃焼による熱発生量は、当該θciよりも遅角側に位置する熱発生率の波形の面積R2に相当するとみなすことができる。そして、上記SI率は、これら各面積R1,R2を用いて、R1/(R1+R2)と定義することができる。 The SI rate can be defined as follows. In FIG. 5, the crank angle θci (predetermined time) corresponding to the inflection point X (specific combustion time) at which the combustion form switches from SI combustion to CI combustion is defined as the start time of CI combustion. In this case, the amount of heat generated by SI combustion corresponds to the area R1 of the waveform of the heat generation rate on the advance side of the θci, and the amount of heat generated by CI combustion is the heat located on the retard side of the θci. It can be considered to correspond to the area R2 of the waveform of the occurrence rate. Then, the SI rate can be defined as R1 / (R1 + R2) by using each of these areas R1 and R2.

SPCCI燃焼が行われる第1、第2運転領域A1、A2では、上述したSI率及びθciが予め定められた目標値(クランク角)に一致するように、エンジンの各部が制御される。すなわち、第1、第2運転領域A1、A2では、エンジン負荷・回転数が異なる種々の条件ごとに、SI率の目標値である目標SI率とθciの目標値である目標θciとがそれぞれ定められる。そして、各種の制御項目が、上記目標SI率および目標θciを実現可能な組合せとなるように制御される。前記制御項目は、点火制御部63(図3)が制御する点火プラグ16の点火時期、噴射制御部64が制御するインジェクタ15からの燃料の噴射量/噴射時期、EGR制御部65が制御する外部EGR率及び内部EGR率などである。なお、外部EGR率とは、燃焼室6内の全ガスのうち外部EGRガス(EGR通路51を通じて燃焼室6に還流される排気ガス)が占める重量割合である。内部EGR率とは、燃焼室6内の全ガスのうち内部EGRガス(内部EGRにより燃焼室6に残留する既燃ガス)が占める重量割合のことである。 In the first and second operating regions A1 and A2 where SPCCI combustion is performed, each part of the engine is controlled so that the above-mentioned SI rate and θci match a predetermined target value (crank angle). That is, in the first and second operating regions A1 and A2, the target SI rate, which is the target value of the SI rate, and the target θci, which is the target value of θci, are set for each of various conditions in which the engine load and the engine speed are different. Be done. Then, various control items are controlled so as to be a feasible combination of the target SI rate and the target θci. The control items include the ignition timing of the spark plug 16 controlled by the ignition control unit 63 (FIG. 3), the fuel injection amount / injection timing from the injector 15 controlled by the injection control unit 64, and the external control by the EGR control unit 65. The EGR rate, the internal EGR rate, and the like. The external EGR ratio is the weight ratio of the external EGR gas (exhaust gas recirculated to the combustion chamber 6 through the EGR passage 51) in the total gas in the combustion chamber 6. The internal EGR ratio is the weight ratio of the internal EGR gas (burnt gas remaining in the combustion chamber 6 due to the internal EGR) to the total gas in the combustion chamber 6.

例えば、点火時期および燃料の噴射量/噴射時期は、上記目標SI率および目標θciを考慮して予め定められたマップにより決定される。すなわち、マップには、エンジン負荷・回転数の条件ごとに、上記目標SI率および目標θciを実現するのに適した点火時期及び燃料の噴射量/噴射時期がそれぞれ記述されている。当該マップは、記憶部68に格納されている。点火制御部63及び噴射制御部64は、前記マップに記憶された点火時期及び燃料の噴射量/噴射時期に従って、点火プラグ16及びインジェクタ15を制御する。 For example, the ignition timing and the fuel injection amount / injection timing are determined by a predetermined map in consideration of the target SI rate and the target θci. That is, in the map, the ignition timing and the fuel injection amount / injection timing suitable for achieving the target SI rate and the target θci are described for each condition of the engine load and the engine speed. The map is stored in the storage unit 68. The ignition control unit 63 and the injection control unit 64 control the spark plug 16 and the injector 15 according to the ignition timing and the fuel injection amount / injection timing stored in the map.

一方、外部EGR率および内部EGR率は、所定のモデル式を用いた演算により決定される。すなわち、EGR制御部65は、燃焼サイクルごとに、上記目標SI率および目標θciを実現するために火花点火の時点で必要とされる筒内温度(目標筒内温度)を所定のモデル式を用いて算出する。そしてEGR制御部65は、算出した目標筒内温度に基づいて、EGR弁53の開度と、吸気弁11及び排気弁のバルブタイミングとを決定する。 On the other hand, the external EGR rate and the internal EGR rate are determined by calculation using a predetermined model formula. That is, the EGR control unit 65 uses a predetermined model formula for the in-cylinder temperature (target in-cylinder temperature) required at the time of spark ignition in order to realize the target SI rate and the target θci for each combustion cycle. To calculate. Then, the EGR control unit 65 determines the opening degree of the EGR valve 53 and the valve timings of the intake valve 11 and the exhaust valve based on the calculated target cylinder temperature.

なお、第1、第2運転領域A1、A2では、上記のような点火時期および噴射量/噴射時期の制御と併せて、スロットル弁32が次のように制御される。すなわち、第1運転領域A1では、基本的に、理論空燃比相当の空気量よりも多くの空気が吸気通路30を通して燃焼室6に導入されるように、つまり、燃焼室6内の空気(新気)と燃料との重量比である空燃比(A/F)が、理論空燃比(14.7)よりも大きくなるように(空気過剰率λ>1となる)、スロットル弁32の開度が設定される。一方、第2運転領域A2では、理論空燃比相当の空気量が燃焼室6に導入されるような開度、つまり、空燃比が理論空燃比に略一致するように(λ≒1となる)、スロットル弁32の開度が設定される。 In the first and second operating regions A1 and A2, the throttle valve 32 is controlled as follows in addition to the above-mentioned ignition timing and injection amount / injection timing control. That is, in the first operating region A1, basically, more air than the amount of air equivalent to the stoichiometric air-fuel ratio is introduced into the combustion chamber 6 through the intake passage 30, that is, the air in the combustion chamber 6 (new). The opening degree of the throttle valve 32 so that the air-fuel ratio (A / F), which is the weight ratio of q) and fuel, becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio (14.7) (the excess air ratio λ> 1). Is set. On the other hand, in the second operating region A2, the opening degree at which the amount of air equivalent to the stoichiometric air-fuel ratio is introduced into the combustion chamber 6, that is, the air-fuel ratio substantially matches the stoichiometric air-fuel ratio (λ≈1). , The opening degree of the throttle valve 32 is set.

<第3運転領域>
第1、第2運転領域A1、A2よりも回転数が高い第3運転領域A3では、通常のSI燃焼が実行される。例えば、少なくとも吸気行程の一部と重複する所定期間にわたりインジェクタ15から燃料が噴射されるとともに、圧縮行程後期に点火プラグ16による火花点火が実行される。そして、この火花点火をきっかけにSI燃焼が開始され、燃焼室6内の混合気の全てが火炎伝播により燃焼する。
<Third operating area>
In the third operating region A3, which has a higher rotation speed than the first and second operating regions A1 and A2, normal SI combustion is executed. For example, fuel is injected from the injector 15 for a predetermined period that overlaps at least a part of the intake stroke, and spark ignition by the spark plug 16 is executed in the latter half of the compression stroke. Then, SI combustion is started triggered by this spark ignition, and all of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is burned by flame propagation.

第3運転領域A3では、スロットル弁32は、理論空燃比相当の空気量又はこれよりも少ない空気量が燃焼室6に導入されるような開度、つまり燃焼室6内の空燃比が、理論空燃比若しくはこれよりもややリッチな値(λ≦1)となるような開度に設定される。 In the third operating region A3, the throttle valve 32 has an opening degree such that an air amount equivalent to the stoichiometric air-fuel ratio or a smaller amount of air is introduced into the combustion chamber 6, that is, the air-fuel ratio in the combustion chamber 6 is theoretical. The opening is set so that the air-fuel ratio or a value slightly richer than this (λ ≦ 1) is obtained.

なお、第1〜第3の運転領域A1〜A3では、図4に示される過給ラインTの内側領域で過給機33がOFF状態とされ、過給ラインTの外側領域で過給機33がON状態とされる。過給ラインTの内側領域、つまり第1運転領域A1の低速側では、電磁クラッチ34が解放されて過給機33とエンジン本体1との連結が解除されるとともに、バイパス弁39が全開とされることにより、過給機33による過給が停止される。一方、過給ラインTの外側領域、つまり第1運転領域A1の高速側では、電磁クラッチ34が締結されて過給機33とエンジン本体1とが連結されることにより、過給機33による過給が行われる。このとき、第2吸気圧センサSN8により検出されるサージタンク36内の圧力(過給圧)が、エンジンの運転条件(回転速度や負荷等の条件)ごとに予め定められた目標圧力に一致するように、バイパス弁39の開度が制御される。 In the first to third operating areas A1 to A3, the supercharger 33 is turned off in the inner region of the supercharging line T shown in FIG. 4, and the supercharger 33 is turned off in the outer region of the supercharging line T. Is turned on. In the inner region of the supercharging line T, that is, on the low speed side of the first operating region A1, the electromagnetic clutch 34 is released, the connection between the supercharger 33 and the engine body 1 is released, and the bypass valve 39 is fully opened. As a result, supercharging by the supercharger 33 is stopped. On the other hand, in the outer region of the supercharging line T, that is, on the high-speed side of the first operating region A1, the electromagnetic clutch 34 is engaged and the supercharger 33 and the engine body 1 are connected to each other, so that the supercharger 33 supercharges The salary is done. At this time, the pressure (supercharging pressure) in the surge tank 36 detected by the second intake pressure sensor SN8 matches the target pressure predetermined for each engine operating condition (conditions such as rotation speed and load). As described above, the opening degree of the bypass valve 39 is controlled.

[気筒間のトルクばらつきを抑制する一次補正]
続いて、補正部67(第1補正部)が実行する燃料噴射量の一次補正について詳述する。エンジン本体1においては、気筒2a〜2dが各々発生するトルクのばらつきを抑制することが、安定した走行性能の確保のために肝要となる。このため、エンジンの運転状態(回転速度/負荷)に応じて、各気筒2a〜2dの燃焼制御を行う必要がある。この場合、各気筒2a〜2dの燃焼の条件が同じであれば、エンジンの各気筒2a〜2dの空燃比(A/F)が揃うように燃料の噴射量/噴射時期等を制御すれば良い。
[Primary correction to suppress torque variation between cylinders]
Subsequently, the primary correction of the fuel injection amount executed by the correction unit 67 (first correction unit) will be described in detail. In the engine body 1, it is important to suppress variations in torque generated by the cylinders 2a to 2d in order to ensure stable running performance. Therefore, it is necessary to control the combustion of each cylinder 2a to 2d according to the operating state (rotational speed / load) of the engine. In this case, if the combustion conditions of the cylinders 2a to 2d are the same, the fuel injection amount / injection timing and the like may be controlled so that the air-fuel ratios (A / F) of the cylinders 2a to 2d of the engine are the same. ..

しかし、実際には各気筒2a〜2dの燃焼条件は必ずしも同一ではなく、A/Fを揃える制御では、エンジンの運転状態によっては、燃費性の悪化やNOxの増加を招くおそれがある。特に、SPCCI燃焼において空燃比が理論空燃比よりも大きくなる第1運転領域A1(SPCCI_λ>1)において、その傾向が認められる。その要因の一つとして内部EGR率(内部EGRの量)のばらつき等の影響を挙げることができる。各気筒2a〜2dの内部EGR率は、上記の通り所定のモデル式を用いた演算により一律に決定される。そして、決定された内部EGR率を実現するように、各気筒2a〜2dにおける吸気弁11及び排気弁12のバルブオーバーラップ期間が制御される。 However, in reality, the combustion conditions of the cylinders 2a to 2d are not always the same, and control with uniform A / F may lead to deterioration of fuel efficiency and an increase in NOx depending on the operating state of the engine. In particular, this tendency is observed in the first operating region A1 (SPCCI_λ> 1) in which the air-fuel ratio becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio in SPCCI combustion. One of the factors is the influence of variation in the internal EGR rate (amount of internal EGR). The internal EGR ratio of each cylinder 2a to 2d is uniformly determined by calculation using a predetermined model formula as described above. Then, the valve overlap period of the intake valve 11 and the exhaust valve 12 in each cylinder 2a to 2d is controlled so as to realize the determined internal EGR rate.

ところが、モデル式に基づく内部EGR率と実際の内部EGR率とにはずれがあり、そのずれの程度は気筒2a〜2d間でもばらつきがある。本実施形態では、#1気筒2aのEGR率が、他の各気筒2b〜2dのEGR率に比べて多くなる傾向が出る。これは、図2に示したように、本実施形態の排気マニホールド42は、#1気筒2aが#2〜#4気筒2b〜2dに対して集合部44に偏在的に近いという構造的な特徴を有する。かかる構造的特徴は、エンジンシステムのコンパクト化等に貢献し得る。しかし、この排気マニホールド42の構造的な特徴のため、#2〜#4気筒2b〜2d(他の気筒)に比べて、内部EGRが実行される際に既燃ガスが#1気筒2a(一の気筒)に引き戻され易くなる。このような既燃ガスの戻り量のばらつきが、気筒2a〜2d間の内部EGR率の相違となって表出し、ひいては内部EGRを実行させる際における気筒2a〜2d間の発生トルクのばらつきを招来する。 However, there is a discrepancy between the internal EGR ratio based on the model formula and the actual internal EGR ratio, and the degree of the discrepancy also varies between the cylinders 2a to 2d. In the present embodiment, the EGR rate of the # 1 cylinder 2a tends to be higher than the EGR rate of each of the other cylinders 2b to 2d. This is because, as shown in FIG. 2, the exhaust manifold 42 of the present embodiment has a structural feature that the # 1 cylinder 2a is ubiquitously close to the gathering portion 44 with respect to the # 2 to # 4 cylinders 2b to 2d. Has. Such structural features can contribute to the compactification of the engine system and the like. However, due to the structural features of the exhaust manifold 42, compared to # 2 to # 4 cylinders 2b to 2d (other cylinders), the burned gas is # 1 cylinder 2a (1) when the internal EGR is performed. It becomes easy to be pulled back to the cylinder). Such a variation in the return amount of the burned gas is expressed as a difference in the internal EGR rate between the cylinders 2a and 2d, which in turn causes a variation in the generated torque between the cylinders 2a and 2d when the internal EGR is executed. To do.

そこで、本願発明者らは、空気及び既燃ガスを含むガスの質量と燃料の質量との割合であるガス空燃比(G/F)に着目した。すなわち、A/Fではなく、各気筒2a〜2dのG/Fが揃うように燃料噴射量を制御することに着目した。そして、第1運転領域A1においては、G/Fを揃える制御を行うことにより、燃費性の悪化やNOxの増加を抑制しながら、気筒2a〜2d間のトルクのばらつきを抑制し得ることを試験的に確認した。 Therefore, the inventors of the present application have focused on the gas-fuel ratio (G / F), which is the ratio of the mass of gas including air and burned gas to the mass of fuel. That is, attention was paid to controlling the fuel injection amount so that the G / Fs of the cylinders 2a to 2d are aligned instead of the A / F. Then, in the first operating region A1, it is tested that by controlling the G / F alignment, it is possible to suppress the variation in torque between the cylinders 2a to 2d while suppressing the deterioration of fuel efficiency and the increase in NOx. Confirmed.

但し、エアフローセンサSN4等のセンサ出力により比較的正確に推定できるA/Fとは違い、各気筒2a〜2dのG/Fをセンサ出力により正確に把握することは困難である。この点に鑑み、本願発明者らは、各気筒2a〜2dの燃焼重心時期を揃えれば、G/Fも揃うことを知見した。図5には、燃焼重心時期(θmfb50;所定質量燃焼時期)が示されている。燃焼重心時期は、1燃焼サイクル中に気筒に供給された燃料のうち、質量割合50%の燃料が燃焼する時期である。点火プラグ16による点火開始時期(点火時期θig)から燃焼重心時期(θmfb50)までの期間θt(以下、50%燃焼期間θtと称す)と、G/Fとの間には相関関係があることが判明した。具体的には、各気筒2a〜2dにおける、50%燃焼期間θtを揃えれば、各気筒のG/Fを実質的に揃えることができることが判明した。図5には、SI燃焼からCI燃焼に切り替わる変曲点Xに対応するθci(CI燃焼の開始時期)と、燃焼重心時期θmfb50とが異なる時期(クランク角)に示されている。図5では、図示の便宜上、θciとθmfb50とを離間させているが、両時期はほぼ同じ時期である。 However, unlike the A / F that can be estimated relatively accurately by the sensor output of the airflow sensor SN4 or the like, it is difficult to accurately grasp the G / F of each cylinder 2a to 2d by the sensor output. In view of this point, the inventors of the present application have found that if the combustion centers of gravity of each cylinder 2a to 2d are aligned, the G / F will also be aligned. FIG. 5 shows the combustion center of gravity timing (θmfb50; predetermined mass combustion timing). The combustion center of gravity period is the period when 50% of the fuel supplied to the cylinder during one combustion cycle burns. There may be a correlation between the period θt (hereinafter referred to as 50% combustion period θt) from the ignition start timing (ignition timing θig) by the spark plug 16 to the combustion center of gravity timing (θmfb50) and the G / F. found. Specifically, it was found that if the 50% combustion periods θt in each cylinder 2a to 2d are aligned, the G / F of each cylinder can be substantially aligned. FIG. 5 shows a time (crank angle) at which θci (the start time of CI combustion) corresponding to the inflection point X at which SI combustion is switched to CI combustion and the time of the center of gravity of combustion θmfb50 are different (crank angle). In FIG. 5, for convenience of illustration, θci and θmfb50 are separated from each other, but both periods are substantially the same.

上記の知見に鑑み、補正部67は、点火時期θigから燃焼重心時期θmfb50までの50%燃焼期間θtが各気筒2a〜2dで揃うように、噴射制御部64が現状の運転状態に応じて設定した、各インジェクタ15による燃料噴射量を一次補正する。この一次補正では、50%燃焼期間θtを予測により求めた目標燃焼時期と、50%燃焼期間θtを実際の燃料状態に基づき求めた実燃焼時期との偏差が解消されるように、前記燃料噴射量をフィードバック補正する。 In view of the above findings, the correction unit 67 is set by the injection control unit 64 according to the current operating state so that the 50% combustion period θt from the ignition timing θig to the combustion center of gravity timing θmfb50 is aligned in each cylinder 2a to 2d. The fuel injection amount by each injector 15 is firstly corrected. In this primary correction, the fuel injection is performed so that the deviation between the target combustion time obtained by predicting the 50% combustion period θt and the actual combustion time obtained by obtaining the 50% combustion period θt based on the actual fuel condition is eliminated. Feedback correct the amount.

この一次補正を行う第1補正部としての補正部67は、具体的には、目標燃焼期間と実燃焼期間との偏差に基づき、各気筒2a〜2dの燃料噴射量を補正する。目標燃焼期間は、点火時期θigから前記目標燃焼時期までの期間であって、予め設定された燃焼モデルによって求められる期間である。ここでの燃焼モデルは、所定条件下での運転状態毎の理想的な燃焼形態を予め定めたモデルである。実燃焼期間は、点火時期θigから前記実燃焼時期までの期間であって、筒内圧センサSN3が検出する筒内圧力に基づき求められる期間である。 Specifically, the correction unit 67 as the first correction unit that performs this primary correction corrects the fuel injection amount of each cylinder 2a to 2d based on the deviation between the target combustion period and the actual combustion period. The target combustion period is a period from the ignition timing θig to the target combustion timing, which is a period obtained by a preset combustion model. The combustion model here is a model in which an ideal combustion mode is predetermined for each operating state under predetermined conditions. The actual combustion period is a period from the ignition timing θig to the actual combustion timing, and is a period obtained based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor SN3.

[燃焼変動を抑制する二次補正]
第2補正部としての補正部67は、燃焼変動が所定の閾値よりも大きい特定気筒2が発生した場合、その特定気筒2の燃料噴射量を増量するように二次補正する。燃焼変動が生じると、その特定気筒2が1サイクル当たりに発生するトルクが経時的に変動することとなり、走行性能に影響を及ぼし得る。このような燃焼変動は、当該燃焼変動が生じている気筒への燃料噴射量を増量させることで抑制することができる。すなわち、SPCCIのリーン燃焼が行われており、筒内圧が安定しない燃焼変動が生じている状況において、燃料噴射量を増量することは、燃焼を安定化させるのに効果的だからである。
[Secondary correction to suppress combustion fluctuation]
When a specific cylinder 2 in which the combustion fluctuation is larger than a predetermined threshold value occurs, the correction unit 67 as the second correction unit makes a secondary correction so as to increase the fuel injection amount of the specific cylinder 2. When the combustion fluctuation occurs, the torque generated per cycle of the specific cylinder 2 fluctuates with time, which may affect the running performance. Such combustion fluctuations can be suppressed by increasing the fuel injection amount to the cylinder in which the combustion fluctuations occur. That is, in a situation where lean combustion of SPCCI is performed and combustion fluctuation in which the in-cylinder pressure is not stable occurs, increasing the fuel injection amount is effective for stabilizing combustion.

図6を参照してさらに詳述する。図6は、気筒毎の燃焼変動の例を示すグラフである。ここでは、#1〜#4気筒2a〜2dのサイクル毎の燃焼変動の一例を示している。縦軸の燃焼変動は、筒内圧センサSN3が検出する筒内圧に基づく図示平均有効圧力(IMEP)と、その標準偏差との割合によって示される指標である。上記の一次補正にて、50%燃焼期間θtが各気筒2a〜2dで揃うように制御しても、何らかの要因で燃焼変動が生じる場合がある。図6では、#4気筒2dにおいて、予め定められた所定の閾値Thを超過する大きな燃焼変動が生じている例を示している。他の#1〜#3気筒2a〜2cについては、閾値Th以下の燃焼変動に収まっている。 More details will be given with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing an example of combustion fluctuation for each cylinder. Here, an example of combustion fluctuation for each cycle of # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d is shown. The combustion fluctuation on the vertical axis is an index indicated by the ratio between the illustrated mean effective pressure (IMEP) based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor SN3 and its standard deviation. Even if the 50% combustion period θt is controlled to be uniform in each cylinder 2a to 2d by the above primary correction, combustion fluctuation may occur for some reason. FIG. 6 shows an example in which a large combustion fluctuation exceeding a predetermined threshold value Th occurs in the # 4 cylinder 2d. For the other # 1 to # 3 cylinders 2a to 2c, the combustion fluctuation is within the threshold Th.

このような燃焼変動が特定の気筒2dで発生する原因として、筒内圧センサSN3が検出する筒内圧の検出値の誤差を挙げることができる。既述の通り、前記第1補正においては、筒内圧センサSN3によって逐次検出される各気筒2a〜2dの筒内圧に基づき、前記実燃焼時期が把握される。しかし、筒内圧センサSN3の検出結果に基づく前記実燃焼時期の特定には誤差が介入し得る。例えば、燃焼圧(筒内圧)の立ち上がりが小さくなる低回転低負荷の運転領域では、筒内圧変化特性に依拠して燃焼重心時期θmfb50を特定することが難しくなるゆえ、誤差が発生し易い。とりわけ、本実施形態では、低負荷低回転の第1運転領域A1(一部の運転領域)にはSPCCIのリーン燃焼が適用され、燃料噴射量が本来的に少なく、筒内圧変化の立ち上がりが小さいことも、誤差を誘発し易いと言える。 An error in the detection value of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor SN3 can be cited as a cause of such combustion fluctuation occurring in the specific cylinder 2d. As described above, in the first correction, the actual combustion time is grasped based on the in-cylinder pressure of each cylinder 2a to 2d sequentially detected by the in-cylinder pressure sensor SN3. However, an error may intervene in specifying the actual combustion time based on the detection result of the in-cylinder pressure sensor SN3. For example, in a low rotation and low load operating region where the rise of the combustion pressure (in-cylinder pressure) is small, it is difficult to specify the combustion center of gravity timing θmfb50 based on the in-cylinder pressure change characteristic, so that an error is likely to occur. In particular, in the present embodiment, lean combustion of SPCCI is applied to the first operating region A1 (partial operating region) of low load and low rotation, the fuel injection amount is inherently small, and the rise of the in-cylinder pressure change is small. It can also be said that it is easy to induce an error.

このため、前記一次補正にて気筒間でG/Fを揃えるように燃料噴射量を補正したつもりが、前記実燃焼時期の特定が正確でないために的確な一次補正が完遂されないことが生じ得る。図6の例では、#4気筒2dについて前記一次補正が的確ではなかった結果、サイクル毎の燃焼環境が安定せず、燃焼変動が閾値Thを超過したと推測し得る。 For this reason, although the fuel injection amount is intended to be corrected so that the G / F is aligned between the cylinders in the primary correction, the accurate primary correction may not be completed because the actual combustion time is not specified accurately. In the example of FIG. 6, as a result of the primary correction not being accurate for the # 4 cylinder 2d, it can be inferred that the combustion environment for each cycle is not stable and the combustion fluctuation exceeds the threshold Th.

この場合、補正部67は、燃焼変動が大きい#4気筒2dについて、前記一次補正により設定された燃料噴射量を、さらに増量側に二次補正する。一般に、燃焼変動が生じている気筒に対して燃料噴射量を増量させると、燃焼が安定化する方向に導くことができる。なお補正部67は、前記二次補正を行う際、エンジン全体としての発生トルクが過剰とならないよう、全気筒2a〜2dの総燃料噴射量が変動しないように調整する。具体的には補正部67は、#4気筒2dの燃料噴射量を増量した分だけ、他の#1〜#3気筒2a〜2cの燃料噴射量を按分して減量する。 In this case, the correction unit 67 further secondarily corrects the fuel injection amount set by the primary correction for the # 4 cylinder 2d having a large combustion fluctuation to the increase side. In general, increasing the fuel injection amount for a cylinder in which combustion fluctuations occur can lead to stabilization of combustion. The correction unit 67 adjusts so that the total fuel injection amounts of all the cylinders 2a to 2d do not fluctuate so that the torque generated by the entire engine does not become excessive when the secondary correction is performed. Specifically, the correction unit 67 proportionally divides and reduces the fuel injection amount of the other # 1 to # 3 cylinders 2a to 2c by the amount of the increased fuel injection amount of the # 4 cylinder 2d.

[燃焼制御の基本実施形態とそのバリエーション]
続いて、本発明に係る燃焼制御における燃料噴射量の補正の基本動作を、図7に示すフローチャートに基づいて説明する。補正部67は、アクセルセンサSN11が検知したアクセル17の踏み込み量に応じて、噴射制御部64が設定した目標燃料噴射量を取得する。そして、補正部67は、各気筒2a〜2dのG/Fを揃えることを企図して、実際の燃焼における50%燃焼期間θt(実燃焼時期)が揃うように、各気筒2a〜2dについて設定された目標燃料噴射量を一次補正する(ステップS01)。
[Basic Embodiment of Combustion Control and Its Variations]
Subsequently, the basic operation of correcting the fuel injection amount in the combustion control according to the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 7. The correction unit 67 acquires the target fuel injection amount set by the injection control unit 64 according to the depression amount of the accelerator 17 detected by the accelerator sensor SN11. Then, the correction unit 67 sets each cylinder 2a to 2d so that the 50% combustion period θt (actual combustion time) in actual combustion is aligned with the intention of aligning the G / F of each cylinder 2a to 2d. The target fuel injection amount is primarily corrected (step S01).

図8は、燃料噴射量の一次補正の態様を説明するためのグラフである。図8に実線にて示す熱発生率波形Hは、先に図5に示したSPCCI燃焼における熱発生率波形と同等の波形である。この熱発生率波形Hの、点火時期θigから燃焼重心時期θmfb50までの50%燃焼期間θtが、上述の燃焼モデルによって求められる目標燃焼期間であるとする。補正部67は、この50%燃焼期間θtと、各気筒2a〜2dにおける実燃焼期間との偏差を求め、当該偏差が解消されるように燃料噴射量をフィードバック補正する。 FIG. 8 is a graph for explaining a mode of primary correction of the fuel injection amount. The heat generation rate waveform H shown by the solid line in FIG. 8 is a waveform equivalent to the heat generation rate waveform in SPCCI combustion shown in FIG. 5 above. It is assumed that the 50% combustion period θt from the ignition timing θig to the combustion center of gravity timing θmfb50 of the heat generation rate waveform H is the target combustion period obtained by the above-mentioned combustion model. The correction unit 67 obtains a deviation between the 50% combustion period θt and the actual combustion period in each of the cylinders 2a to 2d, and feedback-corrects the fuel injection amount so that the deviation is eliminated.

図6において点線で示す熱発生率波形H1は、点火時期θigから燃焼重心時期までの実燃焼期間が、目標となる50%燃焼期間θtよりも長い燃焼状態を示している。すなわち、熱発生率波形H1では、実際の燃焼状態に基づいて求められた50%燃焼時期θdelが、燃焼重心時期θmfb50よりも遅角側に現れている。このような齟齬が生じている場合、50%燃焼時期θdelが、目標とする燃焼重心時期θmfb50に接近するように燃料噴射量が補正される。具体的には補正部67は、熱発生率波形H1の如き燃焼が生じている気筒2に対して、燃料噴射量を増量させるように前記一次補正を行う。つまり、燃料噴射量の増量によって燃焼の進行が促進され、50%燃焼時期θdelが現状より進角側に現れるようになる。 The heat generation rate waveform H1 shown by the dotted line in FIG. 6 shows a combustion state in which the actual combustion period from the ignition timing θig to the combustion center of gravity timing is longer than the target 50% combustion period θt. That is, in the heat generation rate waveform H1, the 50% combustion time θdel obtained based on the actual combustion state appears on the retard side of the combustion center of gravity time θmfb50. When such a discrepancy occurs, the fuel injection amount is corrected so that the 50% combustion time θdel approaches the target combustion center of gravity time θmfb50. Specifically, the correction unit 67 performs the primary correction so as to increase the fuel injection amount for the cylinder 2 in which combustion such as the heat generation rate waveform H1 is occurring. That is, the progress of combustion is promoted by increasing the fuel injection amount, and the 50% combustion time θdel appears on the advance side from the current state.

一方、図6において一点鎖線にて示す熱発生率波形H2は、点火時期θigから燃焼重心時期までの実燃焼期間が、目標となる50%燃焼期間θtよりも短い燃焼状態を示している。熱発生率波形H2では、実際の燃焼状態に基づいて求められた50%燃焼時期θadvが、燃焼重心時期θmfb50よりも進角側に現れている。この場合には補正部67は、熱発生率波形H2の如き燃焼が生じている気筒2に対して、燃料噴射量を減量させるように前記一次補正を行う。つまり、燃料噴射量の減量によって燃焼の進行が緩慢化され、50%燃焼時期θadvが現状より遅角側に現れ、50%燃焼期間θtに接近するようになる。 On the other hand, the heat generation rate waveform H2 shown by the alternate long and short dash line in FIG. 6 shows a combustion state in which the actual combustion period from the ignition timing θig to the combustion center of gravity timing is shorter than the target 50% combustion period θt. In the heat generation rate waveform H2, the 50% combustion time θadv obtained based on the actual combustion state appears on the advance side of the combustion center of gravity time θmfb50. In this case, the correction unit 67 makes the primary correction so as to reduce the fuel injection amount for the cylinder 2 in which combustion such as the heat generation rate waveform H2 is occurring. That is, the progress of combustion is slowed down by the reduction of the fuel injection amount, the 50% combustion time θadv appears on the retard side from the current state, and the 50% combustion period θt approaches.

上記の実施形態は、#1〜#4気筒2a〜2dの実燃焼期間を、目標燃焼期間となる50%燃焼時期θtに合わせ込む結果として、気筒2a〜2d間の実燃焼期間を揃える態様である。これに代えて、他の実施形態では、気筒2a〜2d毎に目標燃焼期間と実燃焼期間との偏差である個別差を求め、これら個別差の平均値を補正目標値として設定しても良い。そして、当該補正目標値と前記個別差との偏差がゼロに向かうように、各気筒2a〜2dの燃料噴射量を一次補正する。つまり、予測された50%燃焼時期θtに各気筒2a〜2d間の実燃焼期間を強引に合わせ込むのではなく、前記個別差の平均値である補正目標値に各気筒2a〜2dの前記個別差を合わせ込むことで実燃焼期間を揃える態様である。この態様については、後記(図11)に例示する。 In the above embodiment, as a result of adjusting the actual combustion period of the # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d to the 50% combustion time θt which is the target combustion period, the actual combustion period between the cylinders 2a to 2d is aligned. is there. Instead of this, in another embodiment, the individual difference which is the deviation between the target combustion period and the actual combustion period may be obtained for each of the cylinders 2a to 2d, and the average value of these individual differences may be set as the correction target value. .. Then, the fuel injection amount of each cylinder 2a to 2d is firstly corrected so that the deviation between the correction target value and the individual difference becomes zero. That is, instead of forcibly adjusting the actual combustion period between the cylinders 2a to 2d to the predicted 50% combustion time θt, the individual of each cylinder 2a to 2d is set to the correction target value which is the average value of the individual differences. It is a mode in which the actual combustion period is made uniform by adjusting the differences. This aspect will be illustrated later (FIG. 11).

次に、燃焼変動判定部66が、筒内圧センサSN3の検出値を参照して、#1〜#4気筒2a〜2dにおける燃焼変動を確認する(ステップS02)。これは、図6に例示したような、気筒2a〜2d毎の燃焼変動特性を把握する処理となる。続いて燃焼変動判定部66は、所定の閾値Thを超過する燃焼変動が生じている特定気筒が、#1〜#4気筒2a〜2dの中に存在するか否かを判定する(ステップS03)。前記特定気筒が存在しない場合(ステップS03でNO)、ステップS01に戻って処理が繰り返される。 Next, the combustion fluctuation determination unit 66 confirms the combustion fluctuation in the # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d with reference to the detected value of the in-cylinder pressure sensor SN3 (step S02). This is a process for grasping the combustion fluctuation characteristics for each of the cylinders 2a to 2d as illustrated in FIG. Subsequently, the combustion fluctuation determination unit 66 determines whether or not the specific cylinders in which the combustion fluctuations exceeding the predetermined threshold Th are exist in the # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d (step S03). .. If the specific cylinder does not exist (NO in step S03), the process returns to step S01 and the process is repeated.

これに対し、前記特定気筒が存在する場合(ステップS03でYES)、補正部67は、閾値Thを超過する燃焼変動が生じている特定気筒について、燃料噴射量を予め定めた分量だけ増量させる二次補正を実行する(ステップS04)。その後、ステップS01に戻って処理が繰り返される。次回の処理において、前記燃料噴射量の増量によって、前記特定気筒の燃焼変動が所定の閾値Th内に収まれば、ステップS03においてNO判定が下され、それ以上の燃料噴射量の増量は為されない。一方、前記燃料噴射量の増量によっても、なお特定気筒の燃焼変動が所定の閾値Thを超過している場合は、さらに燃料噴射量が段階的に増量される。 On the other hand, when the specific cylinder is present (YES in step S03), the correction unit 67 increases the fuel injection amount by a predetermined amount for the specific cylinder in which the combustion fluctuation exceeding the threshold Th is occurring. The next correction is executed (step S04). After that, the process returns to step S01 and the process is repeated. In the next process, if the combustion fluctuation of the specific cylinder falls within a predetermined threshold value Th due to the increase in the fuel injection amount, a NO determination is made in step S03, and the fuel injection amount is not further increased. On the other hand, even with the increase in the fuel injection amount, if the combustion fluctuation of the specific cylinder still exceeds the predetermined threshold Th, the fuel injection amount is further increased stepwise.

図7のフローでは、一次補正と二次補正とが併用される例を示している。これに代えて、前記特定気筒が生じた場合(ステップS03でYES)には、その燃焼変動を安定化させることを優先して、図7において点線で示すように、ステップS02に戻って処理を繰り返すようにしても良い。すなわち、ステップS01の一次補正を一時的に中止するようにしても良い。 The flow of FIG. 7 shows an example in which the primary correction and the secondary correction are used together. Instead of this, when the specific cylinder occurs (YES in step S03), giving priority to stabilizing the combustion fluctuation, as shown by the dotted line in FIG. 7, the process returns to step S02. You may repeat it. That is, the primary correction of step S01 may be temporarily stopped.

なお、気筒間でトルクを揃えるために、燃焼変動を他の要素に対して優先的にモニターし、燃焼変動を安定化させる制御を行うことも考えられる。しかし、燃焼変動の評価には相応の時間を要する。すなわち、筒内圧センサSN3の検出値を相当数取得し、統計処理を行わないと、燃焼変動を的確に評価することができない。これに対し、燃焼重心時期は即時に求めることができる。従って、図7に示すように、一次補正を基盤として気筒間のトルクを揃える制御を行い、燃焼変動が許容範囲を超えた場合に二次補正でこれを補う方式とすることが望ましい。 In addition, in order to make the torque uniform between the cylinders, it is conceivable to monitor the combustion fluctuation preferentially with respect to other factors and perform control to stabilize the combustion fluctuation. However, it takes a considerable amount of time to evaluate the combustion fluctuation. That is, unless a considerable number of detected values of the in-cylinder pressure sensor SN3 are acquired and statistical processing is performed, the combustion fluctuation cannot be accurately evaluated. On the other hand, the timing of the center of gravity of combustion can be obtained immediately. Therefore, as shown in FIG. 7, it is desirable to control the torque between the cylinders to be uniform based on the primary correction, and to compensate for the combustion fluctuation by the secondary correction when it exceeds the permissible range.

また、一次補正と二次補正とを、独立した制御系で達成しても良い。すなわち、前記二次補正を、前記一次補正とは切り離して、燃料噴射量を単純に段階的に増量させる処理としても良い。しかし、前記二次補正による燃料噴射量の増量処理が実質的に前記一次補正のルーチンに組み込まれるようにし、制御系を簡素化することが望ましい。この点を図9に基づいて説明する。図9は、燃料噴射量の二次補正の望ましい態様を説明するためのグラフである。 Further, the primary correction and the secondary correction may be achieved by an independent control system. That is, the secondary correction may be separated from the primary correction and the fuel injection amount may be simply increased stepwise. However, it is desirable to simplify the control system by substantially incorporating the fuel injection amount increasing process by the secondary correction into the routine of the primary correction. This point will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a graph for explaining a desirable mode of secondary correction of the fuel injection amount.

補正部67は、図8に示した通り、目標燃焼時期(燃焼重心時期θmfb50)に実燃焼時期(θdel又はθadv)が接近するように前記一次補正を行うものであって、前記実燃焼時期が前記目標燃焼時期よりも遅角している場合(熱発生率波形H1)には、燃料噴射量を増量させるように前記一次補正を行う。このような一次補正の補正態様を利用して、前記二次補正を実行させることができる。具体的には、補正部67は、前記二次補正として、燃焼変動が閾値Thを超過している特定気筒2の前記実燃焼時期を遅角させるオフセット値を設定する。これにより、以後に実行される前記一次補正において、前記特定気筒に対する燃料噴射量を増量させることが可能となる。 As shown in FIG. 8, the correction unit 67 performs the primary correction so that the actual combustion time (θdel or θadv) approaches the target combustion time (combustion center of gravity time θmfb50), and the actual combustion time is When the angle is retarded from the target combustion timing (heat generation rate waveform H1), the primary correction is performed so as to increase the fuel injection amount. The secondary correction can be executed by utilizing the correction mode of the primary correction. Specifically, the correction unit 67 sets an offset value for retarding the actual combustion timing of the specific cylinder 2 whose combustion fluctuation exceeds the threshold value Th as the secondary correction. As a result, it is possible to increase the fuel injection amount for the specific cylinder in the primary correction executed thereafter.

図9を参照して、大きな燃焼変動の生じている特定気筒2において、図中で実線にて示す熱発生率波形H0が観測されているものとする。熱発生率波形H0は、図5において説明したように、点火時期θigから燃焼重心時期θmfb50までの50%燃焼期間θt(実燃焼時期)を有している。この場合、補正部67は、燃焼重心時期θmfb50にオフセット値αを遅角側に加算して、仮想的な熱発生率波形Hαを創り出す。仮想熱発生率波形Hαは、実際の熱発生率波形H0の燃焼重心時期θmfb50からオフセット値αだけ遅角したクランク角に燃焼重心時期θmfb50+αを有する波形となる。 With reference to FIG. 9, it is assumed that the heat generation rate waveform H0 shown by the solid line in the figure is observed in the specific cylinder 2 in which the large combustion fluctuation occurs. As described in FIG. 5, the heat generation rate waveform H0 has a 50% combustion period θt (actual combustion timing) from the ignition timing θig to the combustion center of gravity timing θmfb50. In this case, the correction unit 67 adds the offset value α to the combustion center of gravity timing θmfb50 on the retard side to create a virtual heat generation rate waveform Hα. The virtual heat generation rate waveform Hα is a waveform having a combustion center of gravity time θmfb50 + α at a crank angle retarded by an offset value α from the combustion center of gravity time θmfb50 of the actual heat generation rate waveform H0.

特定気筒2について、上記のような仮想熱発生率波形Hαが創出された場合、以後に実行される前記一次補正において補正部67は、仮想的に遅角された燃焼重心時期θmfb50+αを前記実燃焼時期と扱い、実際の燃焼重心時期θmfb50を前記目標燃焼時期と扱うようになる。従って、補正部67は、仮想の燃焼重心時期θmfb50+αを実際の燃焼重心時期θmfb50に近づけるべく、特定気筒2の燃料噴射量を増量する一次補正を行うようになる。つまり、オフセット値αの分だけ燃焼重心時期を進角させるように、特定気筒2の燃料噴射量が増量されるので、二次補正が実質的に実行されたに等しい結果を得ることができる。この実施形態によれば、実質的に前記二次補正のための制御系を別途準備することなく、前記一次補正のための制御系を利用して前記二次補正が行われるので、制御系を簡素化することができる。 When the virtual heat generation rate waveform Hα as described above is created for the specific cylinder 2, in the primary correction executed thereafter, the correction unit 67 sets the virtually retarded combustion center of gravity timing θmfb50 + α to the actual combustion. It is treated as a time, and the actual combustion center of gravity time θmfb50 is treated as the target combustion time. Therefore, the correction unit 67 performs a primary correction for increasing the fuel injection amount of the specific cylinder 2 in order to bring the virtual combustion center of gravity time θmfb50 + α closer to the actual combustion center of gravity time θmfb50. That is, since the fuel injection amount of the specific cylinder 2 is increased so as to advance the combustion center of gravity timing by the offset value α, it is possible to obtain a result substantially equal to the execution of the secondary correction. According to this embodiment, the secondary correction is performed using the control system for the primary correction without preparing a separate control system for the secondary correction, so that the control system can be used. It can be simplified.

[具体的な燃焼制御フロー]
続いて、本発明に係る燃焼制御のより具体的なフローを説明する。図10は、SPCCI燃焼による運転時、すなわち図4の運転マップにおける第1、第2の運転領域A1、A2におけるECU60による制御を示すフローチャートである。図11は、図10のフローチャートのステップS9の処理(サブルーチン)を示すフローチャートである。
[Specific combustion control flow]
Subsequently, a more specific flow of combustion control according to the present invention will be described. FIG. 10 is a flowchart showing control by the ECU 60 in the first and second operation areas A1 and A2 in the operation map of FIG. 4 during operation by SPCCI combustion. FIG. 11 is a flowchart showing the process (subroutine) of step S9 of the flowchart of FIG.

このフローチャートに示す制御がスタートすると、ECU60は、図3に示す各センサSN1〜SN11や他のセンサから各種信号を読み込み、エンジン本体1の運転状態に関する情報や燃焼条件に影響を与える環境情報を取得する(ステップS1)。続いて燃焼制御部61が、クランク角センサSN1により検出されるエンジン回転速度と、アクセルセンサSN11の検出値(アクセル開度)やエアフローセンサSN4の検出値(吸気流量)等から特定されるエンジン負荷とに基づいて、変曲点X(特定の燃焼時期)に対応するクランク角θci(図5)の目標値である目標θciを決定する(ステップS2)。そして、この目標θciを実現するのに適した目標点火時期及び目標燃料噴射量/目標噴射時期を、点火制御部63及び噴射制御部64がそれぞれ決定する(ステップS3)。目標θciの決定、及び、目標燃料噴射量/目標噴射時期、目標点火時期の決定は、予め定められたマップ等に基づき行われる。 When the control shown in this flowchart starts, the ECU 60 reads various signals from the sensors SN1 to SN11 shown in FIG. 3 and other sensors, and acquires information on the operating state of the engine body 1 and environmental information that affects the combustion conditions. (Step S1). Subsequently, the combustion control unit 61 specifies the engine load specified from the engine rotation speed detected by the crank angle sensor SN1, the detected value of the accelerator sensor SN11 (accelerator opening), the detected value of the airflow sensor SN4 (intake flow rate), and the like. Based on the above, the target θci, which is the target value of the crank angle θci (FIG. 5) corresponding to the turning point X (specific combustion time), is determined (step S2). Then, the ignition control unit 63 and the injection control unit 64 determine the target ignition timing and the target fuel injection amount / target injection timing suitable for realizing the target θci (step S3). The target θci, the target fuel injection amount / target injection timing, and the target ignition timing are determined based on a predetermined map or the like.

次に、運転状態判定部62は、エンジン回転速度とエンジン負荷とに基づき、現状の現運転ポイントが第1運転領域A1にあるか、すなわち、空燃比が理論空燃比よりも大きいリーン(λ>1)な状態でSPCCI燃焼が実行される運転領域にあるか否かを判定する(ステップS4)。SPCCI_λ>1燃焼が実行されている場合(ステップS4でYES)、第1補正部として機能する補正部67は、予め記憶部68に記憶されているSPCCI_λ>1用の第1燃料補正データに基づいて、ステップS3で決定した目標燃料噴射量を補正する(ステップS5)。 Next, the operating state determination unit 62 is lean (λ>) in which the current current operating point is in the first operating region A1 based on the engine speed and the engine load, that is, the air-fuel ratio is larger than the theoretical air-fuel ratio. 1) It is determined whether or not the SPCCI combustion is in the operating region in the state of (step S4). When SPCCI_λ> 1 combustion is executed (YES in step S4), the correction unit 67 functioning as the first correction unit is based on the first fuel correction data for SPCCI_λ> 1 stored in advance in the storage unit 68. Then, the target fuel injection amount determined in step S3 is corrected (step S5).

SPCCI_λ>1用の第1燃料補正データは、所定のモデル式に基づいて求められる各気筒2a〜2dの内部EGR率、実際の内部EGR率とのずれの傾向、及び気筒間の実際の内部EGR率のばらつきの傾向に基づき、当該ずれやばらつきが是正されるように燃料補正量を定めたデータである。具体的には、モデル式に基づく内部EGR率(理論値)と燃料補正量との関係が定められている。なお、この第1燃料補正データは、上記の第1運転領域A1用のデータの他、第2運転領域A2用のデータ、SPCCI_λ=1用のデータが設定されている。後述するステップS11では、SPCCI_λ=1用の第1燃料補正データに基づき各々目標燃料噴射量が補正される。 The first fuel correction data for SPCCI_λ> 1 is the internal EGR rate of each cylinder 2a to 2d obtained based on a predetermined model formula, the tendency of deviation from the actual internal EGR rate, and the actual internal EGR between cylinders. This is data in which the fuel correction amount is determined so that the deviation and the variation are corrected based on the tendency of the rate variation. Specifically, the relationship between the internal EGR rate (theoretical value) based on the model formula and the fuel correction amount is defined. In addition to the above-mentioned data for the first operating region A1, the data for the second operating region A2 and the data for SPCCI_λ = 1 are set in the first fuel correction data. In step S11, which will be described later, the target fuel injection amount is corrected based on the first fuel correction data for SPCCI_λ = 1.

図12(a)〜(d)は、SPCCI_λ>1の運転領域における#1〜#4気筒2a〜2dの第1燃料補正データの一例を示すグラフである。このグラフに示す目標燃料噴射量の補正量は、本実施形態において採用されている排気マニホールド42の特徴的構造(図2)によって定まる固有の補正量である。図12の(a)は#1気筒2a、(b)は#2気筒2b、(c)は#3気筒2c、(d)は#4気筒2dの第1燃料補正データを各々示している。記憶部68は、これらのグラフに相当する補正量のテーブルデータを記憶している。 12 (a) to 12 (d) are graphs showing an example of first fuel correction data of # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d in the operating region of SPCCI_λ> 1. The correction amount of the target fuel injection amount shown in this graph is a unique correction amount determined by the characteristic structure (FIG. 2) of the exhaust manifold 42 adopted in the present embodiment. 12A shows the first fuel correction data of # 1 cylinder 2a, (b) shows the # 2 cylinder 2b, (c) shows the # 3 cylinder 2c, and (d) shows the first fuel correction data of the # 4 cylinder 2d. The storage unit 68 stores the table data of the correction amount corresponding to these graphs.

集合部44に最も近い#1気筒2aについては、排気ポート10からの既燃ガスの再吸入量が比較的多くなる。一方、#2〜#4気筒2b〜2dについては、既燃ガスの再吸入量が比較的少なくなる。この場合、目標燃料噴射量通りに#1〜#4気筒2a〜2dに燃料噴射を実行させると、#1気筒2aでは空気を含むガス量が過剰となってG/Fがリーンに、逆に#2〜#4気筒2b〜2dではガス量が不足となってG/Fがリッチとなり、G/Fにバラツキが生じる。このバラツキを是正するには、#1気筒2aについてはG/Fがリッチ側に、#2〜#4気筒2b〜2dについてはG/Fがリーン側に向かうように、目標燃料噴射量を補正すれば良い。 For the # 1 cylinder 2a closest to the collecting portion 44, the amount of re-intake of burnt gas from the exhaust port 10 is relatively large. On the other hand, for # 2 to # 4 cylinders 2b to 2d, the amount of re-inhaled burned gas is relatively small. In this case, if the # 1 to # 4 cylinders 2a to 2d are made to inject fuel according to the target fuel injection amount, the amount of gas containing air becomes excessive in the # 1 cylinder 2a, and the G / F becomes lean, and conversely. In the # 2 to # 4 cylinders 2b to 2d, the amount of gas becomes insufficient, the G / F becomes rich, and the G / F varies. To correct this variation, correct the target fuel injection amount so that the G / F is toward the rich side for the # 1 cylinder 2a and the G / F is toward the lean side for the # 2 to # 4 cylinders 2b to 2d. Just do it.

具体的には、図12(a)に示すように、#1気筒2については、目標燃料噴射量を増量する補正量(+)が設定されている。これにより、既燃ガスの再吸入量が過剰でG/Fがリーン側に変動する#1気筒2を、目標とするG/Fに近づけることができる。また、目標燃料噴射量の増量度合いは、内部EGR率が多くなるほど大きくなるように設定されている。これは、内部EGR量が多くなるほど排気通路40から戻る既燃ガスの量が多くなり、気筒2a〜2d間のG/Fのバラツキが大きくなる傾向に対応するためである。これに対し、図12(b)、(c)、(d)に示すように、#2、#3、#4気筒2b〜2dについては、目標燃料噴射量を減量する補正量(−)が設定され、その減量度合いは内部EGR率が多くなるほど大きくなるように設定されている。このような補正を行うことで、既燃ガスの戻りが不足でG/Fがリッチとなる#2、#3、#4気筒2b〜2dを、目標とするG/Fに近づけることができる。 Specifically, as shown in FIG. 12A, a correction amount (+) for increasing the target fuel injection amount is set for the # 1 cylinder 2. As a result, the # 1 cylinder 2 whose G / F fluctuates toward the lean side due to an excessive amount of re-inhalation of burnt gas can be brought closer to the target G / F. Further, the degree of increase in the target fuel injection amount is set so as to increase as the internal EGR rate increases. This is because as the amount of internal EGR increases, the amount of burned gas returning from the exhaust passage 40 increases, and the G / F variation between the cylinders 2a and 2d tends to increase. On the other hand, as shown in FIGS. 12 (b), 12 (c), and (d), for # 2, # 3, and # 4 cylinders 2b to 2d, the correction amount (-) for reducing the target fuel injection amount is It is set, and the degree of weight loss is set so as to increase as the internal EGR rate increases. By making such a correction, it is possible to bring the # 2, # 3, and # 4 cylinders 2b to 2d, which are rich in G / F due to insufficient return of the burnt gas, closer to the target G / F.

具体的に、ステップS5において補正部67は、記憶部68に格納されている多項式モデルを適用して各気筒2a〜2dの内部EGR率の暫定値を算出する。前記多項式モデルは、バルブオーバーラップ量、排気弁12の閉弁時期、吸排気差圧、エンジン回転数を要素とする多項式モデルである。続いて補正部67は、算出された内部EGR率の暫定値に、排気ガス温度で定まる係数及び大気圧で定まる係数を乗算して、内部EGR率の予測値を算出する。そして補正部67は、得られた内部EGR率と第1燃料補正データ(図12)とに基づき各気筒2a〜2dの燃料補正量を決定し、当該燃料補正量に基づき各気筒2a〜2dの目標燃料噴射量を補正する。 Specifically, in step S5, the correction unit 67 applies a polynomial model stored in the storage unit 68 to calculate a provisional value of the internal EGR rate of each cylinder 2a to 2d. The polynomial model is a polynomial model having valve overlap amount, valve closing timing of the exhaust valve 12, intake / exhaust differential pressure, and engine speed as elements. Subsequently, the correction unit 67 calculates the predicted value of the internal EGR rate by multiplying the calculated provisional value of the internal EGR rate by the coefficient determined by the exhaust gas temperature and the coefficient determined by the atmospheric pressure. Then, the correction unit 67 determines the fuel correction amount of each cylinder 2a to 2d based on the obtained internal EGR rate and the first fuel correction data (FIG. 12), and determines the fuel correction amount of each cylinder 2a to 2d based on the fuel correction amount. Correct the target fuel injection amount.

次いで、補正部67は、ステップS5における補正後の目標燃料噴射量を、さらに前回の燃焼サイクルで求められたフィードバック補正量に基づき補正する(ステップS6)。これにより、最終的な目標燃料噴射量が決定する。 Next, the correction unit 67 further corrects the corrected target fuel injection amount in step S5 based on the feedback correction amount obtained in the previous combustion cycle (step S6). As a result, the final target fuel injection amount is determined.

最終的な目標燃料噴射量を決定すると、補正部67は、当該目標燃料噴射量と現在の運転状態(回転速度/負荷)に基づき、上述の燃焼モデルを用いて燃焼重心時期θmfb50(目標燃焼時期)を特定する。さらに補正部67は、当該燃焼モデルにおける点火時期θigから特定された燃焼重心時期θmfb50までの期間である予測50%燃焼期間θt0(目標燃焼期間)を、気筒2a〜2d毎に演算する(ステップS7)。 When the final target fuel injection amount is determined, the correction unit 67 uses the above-mentioned combustion model to determine the combustion center of gravity timing θmfb50 (target combustion timing) based on the target fuel injection amount and the current operating state (rotational speed / load). ) Is specified. Further, the correction unit 67 calculates the predicted 50% combustion period θt0 (target combustion period), which is the period from the ignition timing θig in the combustion model to the specified combustion center of gravity timing θmfb50, for each cylinder 2a to 2d (step S7). ).

次いで、噴射制御部64が、ステップS6にて決定された最終的な目標燃料噴射量の燃料を、ステップS3で決定された目標噴射時期にインジェクタ15により噴射させる。また、点火制御部63が、ステップS3で決定された点火時期に点火プラグ16に点火動作を行わせる(ステップS8)。これにより、SPCCI_λ>1燃焼が実行される。 Next, the injection control unit 64 injects the fuel of the final target fuel injection amount determined in step S6 by the injector 15 at the target injection timing determined in step S3. Further, the ignition control unit 63 causes the spark plug 16 to perform an ignition operation at the ignition timing determined in step S3 (step S8). As a result, SPCCI_λ> 1 combustion is executed.

その後、補正部67は、気筒2a〜2d間の50%燃焼期間θtを揃える、すなわち、気筒2a〜2d間の発生トルクのばらつきを無くすためのフィードバック補正量を演算する(ステップS9)。このフィードバック補正量の演算処理のサブルーチンを、図11に示すフローチャートに基づいて説明する。 After that, the correction unit 67 calculates a feedback correction amount for aligning the 50% combustion period θt between the cylinders 2a and 2d, that is, eliminating the variation in the generated torque between the cylinders 2a and 2d (step S9). The subroutine of the calculation process of the feedback correction amount will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

サブルーチンがスタートすると、補正部67は、ステップS8で実際に行われたSPCCI燃焼における燃焼重心時期θmfb50(実燃焼時期)を求める。さらに補正部67は、点火時期θigから求められた燃焼重心時期θmfb50までの期間である実50%燃焼期間θt1(実燃焼期間)を、演算によって求める(ステップS21)。具体的には補正部67は、SPCCI燃焼の期間内に筒内圧センサSN3により検出された筒内圧力の波形に基づき、燃焼に伴う熱発生量をクランク角毎に算出するとともに、クランク角毎の熱発生量データに基づいて、燃料の50%質量分が燃焼した燃焼重心時期θmfb50を演算する。そして、ステップS3で決定した点火時期θigからこの燃焼重心時期θmfb50までの期間を求めることで、実50%燃焼期間θt1が導出される。 When the subroutine starts, the correction unit 67 obtains the combustion center of gravity time θmfb50 (actual combustion time) in the SPCCI combustion actually performed in step S8. Further, the correction unit 67 obtains the actual 50% combustion period θt1 (actual combustion period), which is the period from the ignition timing θig to the combustion center of gravity timing θmfb50, by calculation (step S21). Specifically, the correction unit 67 calculates the amount of heat generated by combustion for each crank angle based on the waveform of the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor SN3 during the period of SPCCI combustion, and for each crank angle. Based on the heat generation amount data, the combustion center of gravity time θmfb50 in which 50% by mass of the fuel is burned is calculated. Then, the actual 50% combustion period θt1 is derived by obtaining the period from the ignition timing θig determined in step S3 to the combustion center of gravity timing θmfb50.

次いで、補正部67は、図10のステップS7で求めた予測50%燃焼期間θt0と、先のステップS21で算出した実50%燃焼期間θt1との偏差である個別差Δθを、気筒2a〜2d毎に演算する(ステップS22)。さらに、補正部67は、各気筒2a〜2dの個別差Δθの平均値を求め、この平均値を補正目標値θtvとして設定する(ステップS23)。 Next, the correction unit 67 sets the individual difference Δθ, which is the deviation between the predicted 50% combustion period θt0 obtained in step S7 of FIG. 10 and the actual 50% combustion period θt1 calculated in the previous step S21, from the cylinders 2a to 2d. The calculation is performed every time (step S22). Further, the correction unit 67 obtains an average value of the individual differences Δθ of each cylinder 2a to 2d, and sets this average value as the correction target value θtv (step S23).

その後、補正部67は、補正目標値θtvと各気筒2a〜2dの個別差Δθとの偏差を各々演算する(ステップS24)。基本的には燃料噴射量の補正は、補正目標値θtvと個別差Δθとの偏差がゼロに向かうように一次補正が為される。続いて補正部67は、前記偏差の演算結果と、予め定められている第2燃料補正データとに基づき、目標燃料噴射量に対する個別差Δθの反映度合を決定する(ステップS25)。反映度合とは、目標燃料噴射量の補正の要否及び補正する場合にはどの程度補正するのかを示すパラメータであり、補正係数などは反映度合の一例である。 After that, the correction unit 67 calculates the deviation between the correction target value θtv and the individual difference Δθ of each cylinder 2a to 2d (step S24). Basically, the fuel injection amount is firstly corrected so that the deviation between the correction target value θtv and the individual difference Δθ goes to zero. Subsequently, the correction unit 67 determines the degree of reflection of the individual difference Δθ with respect to the target fuel injection amount based on the calculation result of the deviation and the predetermined second fuel correction data (step S25). The degree of reflection is a parameter indicating whether or not the target fuel injection amount is to be corrected and to what extent the correction is made, and the correction coefficient and the like are examples of the degree of reflection.

図13は、上記第2燃料補正データの一例を示している。第2燃料補正データは、目標値θtvと個別差Δθとの偏差(ステップS24での算出値)と前記反映度合との関係を定めたものである。当実施形態では、概略的には、目標値θtvと個別差Δθとの偏差が相対的に大きくなるほど、反映度合が相対的に大きくなるように上記関係が設定されている。但し、目標値θtvと個別差Δθとの偏差が特定の値を超えると、反映度合は一定値(最大値)に維持される。 FIG. 13 shows an example of the second fuel correction data. The second fuel correction data defines the relationship between the deviation between the target value θtv and the individual difference Δθ (the value calculated in step S24) and the degree of reflection. In the present embodiment, the above relationship is generally set so that the degree of reflection becomes relatively large as the deviation between the target value θtv and the individual difference Δθ becomes relatively large. However, when the deviation between the target value θtv and the individual difference Δθ exceeds a specific value, the degree of reflection is maintained at a constant value (maximum value).

気筒2a〜2d毎の前記反映度合が決定すると、補正部67は、この反映度合に基づき、気筒2a〜2d毎の目標燃料噴射量に対する具体的な燃料補正量(フィードバック補正量)を演算する(ステップS26)。このフィードバック補正量は、例えば予め定められているモデル式に、ステップS25で求めた前記反映度合を示す数値を代入することにより算出される。 When the reflection degree for each of the cylinders 2a to 2d is determined, the correction unit 67 calculates a specific fuel correction amount (feedback correction amount) for the target fuel injection amount for each cylinder 2a to 2d based on the reflection degree. Step S26). This feedback correction amount is calculated, for example, by substituting a numerical value indicating the degree of reflection obtained in step S25 into a predetermined model formula.

その後、第2補正のための処理に移行する。燃焼変動判定部66が、各気筒2a〜2dにおける燃焼変動をモニター結果に基づき、予め定められた閾値Th(図6)より大きい燃焼変動が発生している特定気筒2が存在するか否かを判定する(ステップS27)。特定気筒2が存在しない場合(ステップS27でNO)は、サブルーチンの処理を終える。 After that, the process proceeds to the second correction process. The combustion fluctuation determination unit 66 determines whether or not there is a specific cylinder 2 in which the combustion fluctuation in each cylinder 2a to 2d is larger than the predetermined threshold value Th (FIG. 6) based on the monitoring result. Determine (step S27). When the specific cylinder 2 does not exist (NO in step S27), the processing of the subroutine ends.

これに対し、特定気筒2が存在する場合(ステップS27でYES)、第2補正部として機能する補正部67が、当該特定気筒2についての実50%燃焼期間θt1を遅角させるオフセット値を設定する。すなわち、ステップS21で求められた燃焼重心時期θmfb50に、先に図7に基づき説明したオフセット値αを加算する処理が実行される(ステップS28)。以降は、その特定気筒2の実50%燃焼期間θt1の演算には、オフセット値αが加算される。既述の通り、この処理によって、特定気筒2の燃料噴射量が実質的に増量側へ二次補正されることとなる。なお、オフセット値αの設定によって次回以降のルーチンにおいて特定気筒2の燃焼変動が閾値Thを下回るようになっても、オフセット値αの加算は維持される。オフセット値αの加算を外すと、再び特定気筒2の燃焼変動が悪化する可能性が高いからである。但し、一旦SPCCI_λ>1燃焼の運転領域から外れたならば、オフセット値αの加算をリセットするようにしても良い。 On the other hand, when the specific cylinder 2 exists (YES in step S27), the correction unit 67 functioning as the second correction unit sets an offset value for retarding the actual 50% combustion period θt1 of the specific cylinder 2. To do. That is, the process of adding the offset value α previously described with reference to FIG. 7 to the combustion center of gravity timing θmfb50 obtained in step S21 is executed (step S28). After that, the offset value α is added to the calculation of the actual 50% combustion period θt1 of the specific cylinder 2. As described above, this process substantially secondarily corrects the fuel injection amount of the specific cylinder 2 toward the increase side. Note that the addition of the offset value α is maintained even if the combustion fluctuation of the specific cylinder 2 falls below the threshold value Th in the routine after the next time by setting the offset value α. This is because if the addition of the offset value α is removed, there is a high possibility that the combustion fluctuation of the specific cylinder 2 will worsen again. However, once the operation region of SPCCI_λ> 1 combustion is deviated, the addition of the offset value α may be reset.

図11のサブルーチンが終了すると、補正部67は、ステップS26で算出したフィードバック補正量を、記憶部68へ更新的に記憶させる(ステップS10)。もちろん、ステップS28において特定気筒2にオフセット値αが設定された場合には、当該オフセット値αも記憶させる。その後、処理はステップS1にリターンする。 When the subroutine of FIG. 11 is completed, the correction unit 67 updates the feedback correction amount calculated in step S26 to the storage unit 68 (step S10). Of course, when the offset value α is set in the specific cylinder 2 in step S28, the offset value α is also stored. After that, the process returns to step S1.

一方、図10のフローチャートのステップS4において、現状の運転ポイントが第1運転領域A1でないと判定された場合(ステップS4でNO)、すなわち、運転状態判定部62が第2運転領域A2であると判定した場合には、補正部67は、処理をステップS11に移行する。ステップS11において補正部67は、記憶部68に予め記憶されているSPCCI_λ=1用の第1燃料補正データに基づいて、ステップS3で決定した目標燃料噴射量を補正する。 On the other hand, in step S4 of the flowchart of FIG. 10, when it is determined that the current operation point is not the first operation area A1 (NO in step S4), that is, the operation state determination unit 62 is the second operation area A2. If the determination is made, the correction unit 67 shifts the process to step S11. In step S11, the correction unit 67 corrects the target fuel injection amount determined in step S3 based on the first fuel correction data for SPCCI_λ = 1 stored in advance in the storage unit 68.

なお、SPCCI_λ=1用の第1燃料補正データも、SPCCI_λ>1用の第1燃料補正データと同様に、モデル式に基づく内部EGR率(理論値)と燃焼補正量との関係が定められたものである。このSPCCI_λ=1用の第1燃料補正データは、専ら、モデル式に基づく各気筒2a〜2dの内部EGR率と実際の内部EGR率とのずれを是正し得るように、内部EGR率と燃焼補正量との関係が定められている。 As for the first fuel correction data for SPCCI_λ = 1, the relationship between the internal EGR rate (theoretical value) based on the model formula and the combustion correction amount was determined as in the case of the first fuel correction data for SPCCI_λ> 1. It is a thing. The first fuel correction data for SPCCI_λ = 1 is exclusively the internal EGR rate and the combustion correction so as to correct the deviation between the internal EGR rate of each cylinder 2a to 2d based on the model formula and the actual internal EGR rate. The relationship with quantity is defined.

次いで、噴射制御部64が、ステップS11で決定した最終的な目標燃料噴射量の燃料を、ステップS3で決定された目標噴射時期にインジェクタ15により噴射させる。また、点火制御部63が、ステップS3で決定された点火時期にて点火プラグ16に点火動作を行わせる(ステップS12)。これにより、SPCCI_λ=1燃焼が実行される。その後、ECU60は、処理をステップS1にリターンする。 Next, the injection control unit 64 injects the fuel of the final target fuel injection amount determined in step S11 by the injector 15 at the target injection timing determined in step S3. Further, the ignition control unit 63 causes the spark plug 16 to perform an ignition operation at the ignition timing determined in step S3 (step S12). As a result, SPCCI_λ = 1 combustion is executed. After that, the ECU 60 returns the process to step S1.

[作用効果]
以上説明した本実施形態に係るエンジンの燃焼制御装置によれば、補正部67によって実行される、各気筒2a〜2dの実50%燃焼期間θt1を揃える燃料噴射量の一次補正により、各気筒2a〜2dのG/Fを実質的に揃えることが可能となる。これにより、燃費性の悪化やNOxの増加を抑制しつつ、気筒2a〜2d間のトルクのばらつきを抑制することができる。一方、各気筒2a〜2dのG/Fを揃える制御を行っても、何らかの要因で、特定の気筒において所定の閾値Thを越える燃焼変動が生じてしまうことがある。この場合には補正部67が、大きな燃焼変動が生じている特定の気筒への燃料噴射量を増量させる二次補正を行い、前記燃焼変動を抑制する。従って、燃焼安定性を確保することができる。
[Action effect]
According to the combustion control device of the engine according to the present embodiment described above, each cylinder 2a is subjected to the primary correction of the fuel injection amount for aligning the actual 50% combustion period θt1 of each cylinder 2a to 2d, which is executed by the correction unit 67. It is possible to substantially align the G / F of ~ 2d. As a result, it is possible to suppress the variation in torque between the cylinders 2a to 2d while suppressing the deterioration of fuel efficiency and the increase in NOx. On the other hand, even if the G / F of each cylinder 2a to 2d is controlled to be aligned, combustion fluctuation exceeding a predetermined threshold value Th may occur in a specific cylinder for some reason. In this case, the correction unit 67 performs secondary correction to increase the fuel injection amount to a specific cylinder in which a large combustion fluctuation occurs, and suppresses the combustion fluctuation. Therefore, combustion stability can be ensured.

また、補正部67は、前記二次補正として、実50%燃焼期間θt1を遅角させるオフセット値αを設定することで、以後に実行される前記一次補正において前記特定の気筒に対する燃料噴射量を増量させる。つまり、オフセット値αの設定によって、実50%燃焼期間θt1が仮想的に遅角した状態を創出することができる。これにより、以後に実行される前記一次補正のルーチンにおいて、仮想的に遅角された実50%燃焼期間θt1を目標燃焼時期に近づけるべく燃料噴射量が増量されるので、結果的に二次補正が実行されることとなる。従って、実質的に前記二次補正のための制御系を別途準備することなく、前記一次補正のための制御系を利用して前記二次補正が行われるので、制御系を簡素化することができる。 Further, the correction unit 67 sets an offset value α that retards the actual 50% combustion period θt1 as the secondary correction, so that the fuel injection amount for the specific cylinder is set in the primary correction executed thereafter. Increase the amount. That is, by setting the offset value α, it is possible to create a state in which the actual 50% combustion period θt1 is virtually retarded. As a result, in the primary correction routine executed thereafter, the fuel injection amount is increased in order to bring the virtually retarded actual 50% combustion period θt1 closer to the target combustion time, and as a result, the secondary correction is performed. Will be executed. Therefore, since the secondary correction is performed using the control system for the primary correction without preparing a separate control system for the secondary correction, the control system can be simplified. it can.

さらに、図11に示した実施形態では、個別差Δθの平均値が目標値θtvとして設定され、この目標値θtvと各気筒2a〜2dの個別差Δθとの偏差に基づいてフィードバック補正量が決定される。すなわち、各気筒2a〜2dの個別差Δθが目標値θtvに近づくようにフィードバック補正量が求められるので、燃焼モデルに基づく予測50%燃焼期間θt1に拘束されることなく、各気筒2a〜2dの50%燃焼期間θtを揃えることができる。 Further, in the embodiment shown in FIG. 11, the average value of the individual difference Δθ is set as the target value θtv, and the feedback correction amount is determined based on the deviation between the target value θtv and the individual difference Δθ of each cylinder 2a to 2d. Will be done. That is, since the feedback correction amount is obtained so that the individual difference Δθ of each cylinder 2a to 2d approaches the target value θtv, the feedback correction amount of each cylinder 2a to 2d is not constrained by the predicted 50% combustion period θt1 based on the combustion model. The 50% combustion period θt can be made uniform.

1 エンジン本体
2 気筒
2a、2b、2c、2d #1、#2、#3、#4気筒
15 インジェクタ
16 点火プラグ
42 排気マニホールド
60 ECU(エンジンの燃焼制御装置)
61 燃焼制御部
63 点火制御部
67 補正部(第1補正部、第2補正部)
θig 点火時期
θmfb50 燃焼重心時期(所定質量燃焼時期)
θci 変曲点Xに対応するクランク角(所定の時期)
SN3 筒内圧センサ
1 Engine body 2 Cylinders 2a, 2b, 2c, 2d # 1, # 2, # 3, # 4 cylinders 15 Injectors 16 Spark plugs 42 Exhaust manifold 60 ECU (engine combustion control device)
61 Combustion control unit 63 Ignition control unit 67 Correction unit (first correction unit, second correction unit)
θig Ignition timing θmfb50 Combustion center of gravity timing (predetermined mass combustion timing)
Crank angle corresponding to θci inflection point X (predetermined time)
SN3 In-cylinder pressure sensor

Claims (7)

複数の気筒と、気筒に燃料を噴射するインジェクタと、前記気筒内で火花を発生する点火プラグとを備え、気筒内の燃料と空気の混合気の一部を火花点火によりSI燃焼させた後に気筒内の残りの混合気を自着火によりCI燃焼させるエンジンの燃焼制御装置であって、
前記燃焼制御装置は、各気筒の前記点火プラグ及び前記インジェクタの動作を各々制御することで各気筒の燃焼状態を制御する燃焼制御部を備え、
前記燃焼制御部は、
予め定められた特定の燃焼時期が所定の時期に表れるように、前記点火プラグの点火時期を制御する点火制御部と、
前記点火時期から所定の質量割合の燃料が燃焼する所定質量燃焼時期までの期間が各気筒で揃うように、前記所定質量燃焼時期を予測により求めた目標燃焼時期と、前記所定質量燃焼時期を実際の燃焼状態に基づいて求めた実燃焼時期との偏差に基づき、前記インジェクタによる各気筒への燃料噴射量を一次補正する第1補正部と、
特定の気筒において燃焼変動が所定の閾値よりも大きくなったとき、当該特定の気筒について前記一次補正により設定された燃料噴射量を増量側に二次補正する第2補正部と、を含む、エンジンの燃焼制御装置。
A plurality of cylinders, an injector that injects fuel into the cylinders, and a spark plug that generates sparks in the cylinders are provided, and a part of the fuel-air mixture in the cylinders is SI-combusted by spark ignition and then the cylinders. It is a combustion control device of an engine that CI burns the remaining air-fuel mixture by self-ignition.
The combustion control device includes a combustion control unit that controls the combustion state of each cylinder by controlling the operation of the spark plug and the injector of each cylinder.
The combustion control unit
An ignition control unit that controls the ignition timing of the spark plug so that a predetermined specific combustion timing appears at a predetermined timing.
The target combustion timing obtained by predicting the predetermined mass combustion timing and the predetermined mass combustion timing are actually set so that the period from the ignition timing to the predetermined mass combustion timing in which the fuel having a predetermined mass ratio burns is the same for each cylinder. Based on the deviation from the actual combustion timing obtained based on the combustion state of, the first correction unit that primary corrects the fuel injection amount to each cylinder by the injector, and
An engine including a second correction unit that secondarily corrects the fuel injection amount set by the primary correction for the specific cylinder to the increase side when the combustion fluctuation becomes larger than a predetermined threshold value in the specific cylinder. Combustion control device.
請求項1に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
各気筒内の圧力を各々検出する複数の筒内圧センサを備え、
前記第1補正部は、前記筒内圧センサの検出値に基づいて前記実燃焼時期を把握する、エンジンの燃焼制御装置。
In the combustion control device for the engine according to claim 1.
Equipped with multiple in-cylinder pressure sensors that detect the pressure in each cylinder,
The first correction unit is an engine combustion control device that grasps the actual combustion timing based on the detection value of the in-cylinder pressure sensor.
請求項1に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記第1補正部は、前記目標燃焼時期に前記実燃焼時期が接近するように前記一次補正を行い、前記実燃焼時期が前記目標燃焼時期よりも遅角している場合には燃料噴射量を増量させるように前記一次補正を行うものであって、
前記第2補正部は、前記二次補正として、前記実燃焼時期を遅角させるオフセット値を設定することで、以後に実行される前記一次補正において前記特定の気筒に対する燃料噴射量を増量させる、エンジンの燃焼制御装置。
In the combustion control device for the engine according to claim 1.
The first correction unit performs the primary correction so that the actual combustion time approaches the target combustion time, and when the actual combustion time is retarded from the target combustion time, the fuel injection amount is adjusted. The primary correction is performed so as to increase the amount.
The second correction unit sets an offset value for retarding the actual combustion timing as the secondary correction, thereby increasing the fuel injection amount for the specific cylinder in the primary correction executed thereafter. Engine combustion control device.
請求項2に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記第1補正部は、前記点火時期から前記目標燃焼時期までの期間であって予め設定された燃焼モデルに基づき求められる目標燃焼期間と、前記筒内圧センサが検出する筒内圧力に基づき求められる、前記点火時期から前記実燃焼時期までの期間である実燃焼期間との偏差に基づき各気筒の燃料噴射量を一次補正する、エンジンの燃焼制御装置。
In the combustion control device for the engine according to claim 2.
The first correction unit is a period from the ignition timing to the target combustion timing, which is obtained based on the target combustion period obtained based on a preset combustion model and the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor. , An engine combustion control device that primarily corrects the fuel injection amount of each cylinder based on the deviation from the actual combustion period, which is the period from the ignition timing to the actual combustion timing.
請求項4に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記第1補正部は、気筒毎の前記目標燃焼期間と前記実燃焼期間との偏差である個別差の平均値を補正目標値として設定し、当該補正目標値と前記個別差との偏差がゼロに向かうように各気筒の燃料噴射量を一次補正する、エンジンの燃焼制御装置。
In the combustion control device for the engine according to claim 4.
The first correction unit sets an average value of individual differences, which are deviations between the target combustion period and the actual combustion period for each cylinder, as a correction target value, and the deviation between the correction target value and the individual difference is zero. An engine combustion control device that primarily corrects the fuel injection amount of each cylinder so as to go toward.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記エンジンは、少なくとも一部の運転領域で、気筒内の空気と燃料との割合である空燃比が理論空燃比よりも高いリーン運転が実行されるものであり、
前記燃焼制御部は、前記一部の運転領域において、前記一次補正及び前記二次補正を実行する、エンジンの燃焼制御装置。
The engine combustion control device according to any one of claims 1 to 5.
The engine is subjected to lean operation in which the air-fuel ratio, which is the ratio of air to fuel in the cylinder, is higher than the stoichiometric air-fuel ratio in at least a part of the operating region.
The combustion control unit is an engine combustion control device that executes the primary correction and the secondary correction in the partial operating region.
請求項6に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
前記エンジンは、前記複数の気筒から各々排出される排気ガスを案内する排気マニホールドを備え、当該排気マニホールドは、前記複数の気筒のうちの一の気筒に最も近い位置に、各気筒から排出される排気ガスが集合する集合部を備え、
前記第1補正部は、前記複数の気筒において内部EGRを実行させる際に、前記一の気筒と残りの他の気筒との間の内部EGR率の相違に起因する気筒間の発生トルクのばらつきを抑制するように、前記一次補正を実行する、エンジンの燃焼制御装置。
In the combustion control device for the engine according to claim 6.
The engine includes an exhaust manifold that guides exhaust gas discharged from each of the plurality of cylinders, and the exhaust manifold is discharged from each cylinder at a position closest to one of the plurality of cylinders. Equipped with a gathering part where exhaust gas collects
When the internal EGR is executed in the plurality of cylinders, the first correction unit determines the variation in torque generated between the cylinders due to the difference in the internal EGR ratio between the one cylinder and the remaining other cylinders. An engine combustion control device that performs the primary correction so as to suppress it.
JP2019123201A 2019-07-01 2019-07-01 Engine combustion control device Active JP7200857B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019123201A JP7200857B2 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Engine combustion control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019123201A JP7200857B2 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Engine combustion control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021008857A true JP2021008857A (en) 2021-01-28
JP7200857B2 JP7200857B2 (en) 2023-01-10

Family

ID=74198598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019123201A Active JP7200857B2 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Engine combustion control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7200857B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016084732A (en) * 2014-10-24 2016-05-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device of engine
JP2019085980A (en) * 2017-11-10 2019-06-06 マツダ株式会社 Control device of compression ignition type engine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016084732A (en) * 2014-10-24 2016-05-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device of engine
JP2019085980A (en) * 2017-11-10 2019-06-06 マツダ株式会社 Control device of compression ignition type engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP7200857B2 (en) 2023-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6589971B2 (en) Control device for compression ignition engine
JP7077769B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7077768B2 (en) Compression ignition engine controller
JP6558431B2 (en) Control device for compression ignition engine
JP6493505B1 (en) Control device for compression ignition engine
JP6642559B2 (en) Control device for compression ignition engine
JP6562065B2 (en) Control device for compression ignition engine
JP7006303B2 (en) Engine control method and engine system
JP7047581B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7077770B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7047580B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7043960B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7052534B2 (en) Compression ignition engine controller
JP6935783B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7043961B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7024585B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7024584B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7024587B2 (en) Compression ignition engine controller
EP3647573B1 (en) Engine control device, engine method of controlling engine, and computer program product
JP7283188B2 (en) Engine combustion control device
JP7205258B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7196739B2 (en) Engine combustion control device
JP7200857B2 (en) Engine combustion control device
JP7223268B2 (en) Compression ignition engine controller
JP7223269B2 (en) Compression ignition engine controller

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220419

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220927

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7200857

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150