JP3661407B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3661407B2 JP3661407B2 JP14550098A JP14550098A JP3661407B2 JP 3661407 B2 JP3661407 B2 JP 3661407B2 JP 14550098 A JP14550098 A JP 14550098A JP 14550098 A JP14550098 A JP 14550098A JP 3661407 B2 JP3661407 B2 JP 3661407B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- output torque
- control
- engine
- torque
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼方式を成層燃焼や均質燃焼の間で切り換えるタイプの内燃機関の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車用の内燃機関においては、燃費を向上させること及び十分な機関出力を得ることの両立を図るために、機関運転状態に応じて燃焼方式を切り換えるタイプの内燃機関が提案され、実用化されている。こうしたタイプの内燃機関としては、特開平8−193535号公報に記載されたものがあげられる。
【0003】
同公報に記載された内燃機関は、燃焼室に燃料を供給するための燃料噴射弁を備えている。そして、高出力が要求される高回転高負荷時には、空気に対して燃料が均等に混合された均質混合気を燃焼させる「均質燃焼」を実行し、十分な機関出力を得るようにしている。この「均質燃焼」は、内燃機関の吸気行程にて噴射された燃料が空気に均等に混ぜ合わされ、燃焼室内で上記空気及び燃料からなる混合気に点火プラグにより点火がなされることによって実行される。
【0004】
また、あまり高出力が要求されない低回転低負荷時には、点火プラグ周りの燃料濃度を高めて着火性を向上させるとともに、混合気の平均空燃比を理論空燃比よりも大きくすることで燃費を向上させることが可能な「成層燃焼」を実行する。この「成層燃焼」は、内燃機関の圧縮行程にて燃焼室内に噴射供給された燃料がピストン頭部の窪みに当たって点火プラグ周りに集められ、その集められた燃料と燃焼室内の空気とからなる混合気に点火プラグにより点火がなされることによって実行される。
【0005】
上記のように内燃機関の燃焼方式を、機関運転状態に応じて「均質燃焼」と「成層燃焼」との間で切り換えることにより、燃費を向上させることができるとともに十分な機関出力が得られるようになる。
【0006】
また、上記公報に記載の内燃機関においては、その出力軸が自動変速機に連結され、内燃機関の出力トルクは同自動変速機に伝達される。ところで、このような自動変速機の変速時には、変速ショック低減を意図して内燃機関の出力トルクダウンが行われる。こうした変速時のトルクダウン制御が行われる内燃機関としては、例えば特開平9−310627号公報に記載されたものが知られている。
【0007】
同公報に記載された内燃機関では、変速時にトルクダウンが要求されると、吸入空気量減量によって機関出力トルクが強制的に低下されるとともに、点火時期遅角制御と燃料供給量減量との少なくとも一方によっても機関出力トルクが強制的に低下される。上記のように内燃機関の出力トルクを低下させることで、吸入空気量減量に対する同空気量の変化に応答遅れが生じても、点火時期遅角や燃料供給量減量によって応答性よく機関出力トルクを強制的に低下させることができるようになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このように吸入空気量減量だけでなく、点火時期遅角や燃料供給量減量によっても内燃機関の出力トルクを低下させることで、変速時など内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、応答性よく機関出力トルクを低下させることができるようにはなる。
【0009】
しかし、吸入空気量減量、点火時期遅角及び燃料供給量減量といった複数のトルクダウン制御方式が用いられる上記のようなトルクダウン制御を、先に述べた燃焼方式が切り換えられる内燃機関に適用した場合、燃焼方式が切り換えられることについて考慮されていないため、必ずしも燃焼方式に応じた最適なトルクダウン制御方式が用いられるとは限らない。
【0010】
即ち、「成層燃焼」時に過度に点火時期遅角が行われると、その点火時期遅角によって燃焼が不安定となって失火を招くおそれがある。これは、「成層燃焼」時には点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存在するときに点火を実行する必要があるが、上記のように点火時期遅角が行われることによって点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存在していないときに点火が行われてしまうためである。
【0011】
また、「均質燃焼」時には、内燃機関の吸入空気量を一定とした状態のもとでは、燃料噴射量を過度に減量させると失火が生じてしまう。そのため、燃料噴射量減量によっては出力トルクを大幅に低下させることができず、燃料噴射量減量による出力トルクの低下幅が小さいものとなって同出力トルクを要求される値まで低下させることは困難になる。
【0012】
なお、こうした問題は、自動変速機の変速時に出力トルクダウンが要求されたときのみならず、自動車のトラクションコントロールにおいてホイールスピンを防止するために出力トルクダウンが要求されたときや、アクセルペダルが急激に踏み込まれたときのショック防止のために出力トルクダウンが要求されたときなどにおいても、概ね共通したものとなっている。
【0013】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃焼方式が成層燃焼や均質燃焼の間で切り換えられる内燃機関にあっても、適切に出力トルクダウンを実行することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、機関運転状態に応じて燃焼方式を少なくとも成層燃焼、均質リーン燃焼及び均質ストイキ燃焼の間で切り換える内燃機関にあって、同機関の出力トルクダウンが要求されたときには所定制御方式のトルクダウン制御を実行する内燃機関の制御装置において、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたときに同機関の燃焼方式が均質リーン燃焼であるときには、前記トルクダウン制御に先立って燃焼方式を成層燃焼又は均質ストイキ燃焼へと強制的に切り換える強制切換手段と、内燃機関の燃焼方式に応じて設定されたトルクダウン制御の各種制御方式の内から、燃焼方式が強制的に切り換えられなかったときには前記出力トルクダウンが要求されたときの燃焼方式に基づいて、燃焼方式が強制的に切り換えられたときには切り換え後の燃焼方式に基づいて前記トルクダウン制御の制御方式を選択する制御方式選択手段とを備えた。
【0015】
均質リーン燃焼では、理論空燃比よりもリーン側の空燃比で混合気を燃焼させるため、燃料噴射量減量や点火時期遅角によって失火が生じ易い。同構成によれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたときに均質リーン燃焼が行われているときには、燃焼方式が成層燃焼又は均質ストイキ燃焼に強制的に切り換えられ、成層燃焼又は均質ストイキ燃焼の状態で燃焼方式に適した制御方式でのトルクダウン制御により出力トルクの低下が図られる。従って、トルクダウンが要求されたときに均質リーン燃焼が行われていたとしても、トルクダウン制御によって失火が生じることはなく、出力トルクダウンを適切に実行することができるようになる。
【0016】
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記制御方式選択手段は、成層燃焼での出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン制御の制御方式として燃料噴射量の減量を選択するものとした。
【0017】
同構成によれば、出力トルクダウンが要求されたときの燃焼方式が成層燃焼であるときには、燃料噴射量を減量することによって出力トルクダウンが実行される。そして、成層燃焼時に燃料噴射量を減量すると、点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存在した状態で、その混合気の分布範囲が小さくなって出力トルクが適切に低下するようになる。
【0018】
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記制御方式選択手段は、成層燃焼での出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン制御の制御方式として前記燃料噴射量の減量に加えて点火時期及び燃料噴射時期の遅角を選択するものとした。
【0019】
同構成によれば、成層燃焼時に燃料噴射量の減量のみならず、点火時期及び燃料噴射時期の遅角によっても出力トルクの低下が図られる。成層燃焼時に点火時期及び燃料噴射時期を遅角させると、点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存在した状態での点火が維持されたままで、混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復移動へ変換する効率が低下する。従って、燃料噴射量の減量と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによって、成層燃焼時での出力トルクダウン要求に対して、適切に出力トルクを低下させることができるようになる。
【0020】
請求項4記載の発明では、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記制御方式選択手段は、均質ストイキ燃焼での出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン制御の制御方式として点火時期の遅角を選択するものとした。
【0021】
同構成によれば、出力トルクダウンが要求されたときの燃焼方式が均質ストイキ燃焼であるときには、点火時期を遅角することによって出力トルクダウンが実行される。そして、均質ストイキ燃焼時に点火時期を遅角させると、混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復移動へ変換する効率が低下し、出力トルクが適切に低下するようになる。
【0022】
請求項5記載の発明では、請求項4記載の発明において、前記制御方式選択手段は、均質ストイキ燃焼での出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン制御の制御方式として前記点火時期の遅角に加えて吸入空気量の減量を選択するものとした。
【0023】
同構成によれば、均質ストイキ燃焼時に点火時期の調整のみならず、吸入空気量の調整によっても出力トルクの低下が図られる。均質ストイキ燃焼時に吸入空気量を低下させると、内燃機関の燃焼室内にて燃焼する混合気の量が少なくなる。従って、点火時期の遅角と、吸入空気量の減量とによって、均質ストイキ燃焼時での出力トルクダウン要求に対して、適切に出力トルクを低下させることができるようになる。
【0026】
請求項6記載の発明では、機関運転状態に応じて燃焼方式を成層燃焼と、均質燃焼との間で切り換える内燃機関にあって、同機関の出力トルクダウンが要求されたときにはトルクダウン制御を行う内燃機関の制御装置において、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、前記トルクダウン制御に先立って燃焼方式を強制的に均質ストイキ燃焼に切り換える強制切換手段と、前記出力トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御を均質ストイキ燃焼に応じた制御方式にて実行するトルクダウン制御手段とを備えた。
【0027】
同構成によれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ燃焼に切り換えられる。そして、均質ストイキ燃焼に応じたトルクダウン制御の制御方式にて同トルクダウン制御が行われ、出力トルクの低下が適切に実行されるようになる。
【0028】
請求項7記載の発明では、請求項6記載の発明において、前記トルクダウン制御手段は、前記出力トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御として点火時期の遅角を実行するものとした。
【0029】
同構成によれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ燃焼に切り換えられるとともに、点火時期の遅角によって混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復移動へ変換する効率が低下され、出力トルクの低下が適切に実行されるようになる。
【0030】
請求項8記載の発明では、請求項7記載の発明において、前記トルクダウン制御手段は、前記出力トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御として点火時期の遅角に加えて吸入空気量の減量を実行するものとした。
【0031】
同構成によれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ燃焼に切り換えられるとともに、点火時期の遅角のみならず、吸入空気量の減量によっても出力トルクの低下が図られれる。均質ストイキ燃焼時に吸入空気量を低下させると、内燃機関の燃焼室内にて燃焼する混合気の量が少なくなる。従って、点火時期の遅角と、吸入空気量の減量とによって、出力トルクダウン要求に対して、適切に出力トルクを低下させることができるようになる。
【0032】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を自動車に搭載される直列4気筒のガソリンエンジンに適用した第1実施形態を図1〜図10に従って説明する。
【0033】
図1に示すように、エンジン11は、そのシリンダブロック11a内に往復移動可能に設けられた合計四つのピストン12(図1には一つのみ図示)を備えている。これらピストン12は、コンロッド13を介して出力軸であるクランクシャフト14に連結されている。そして、ピストン12の往復移動は、上記コンロッド13によってクランクシャフト14の回転へと変換されるようになっている。このクランクシャフト14は、自動変速機(図示せず)等を介して自動車の車輪に連結されている。
【0034】
クランクシャフト14にはシグナルロータ14aが取り付けられている。このシグナルロータ14aの外周部には、複数の突起14bがクランクシャフト14の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ14aの側方には、クランクポジションセンサ14cが設けられている。そして、クランクシャフト14が回転して、シグナルロータ14aの各突起14bが順次クランクポジションセンサ14cの側方を通過することにより、同センサ14cからはそれら各突起14bの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【0035】
また、シリンダブロック11aの上端にはシリンダヘッド15が設けられ、シリンダヘッド15とピストン12との間には燃焼室16が設けられている。この燃焼室16には、シリンダヘッド15に設けられた一対の吸気ポート17a,17bと、同じく一対の排気ポート18a,18bとが連通している(図1には一方の吸気ポート17b及び排気ポート18bのみ図示)。これら吸気及び排気ポート17a,17b,18a,18bの平断面形状を図2に示す。
【0036】
同図に示されるように、吸気ポート17aは湾曲して延びるヘリカルポートとなっており、吸気ポート17bは直線状に延びるストレートポートとなっている。そして、吸気ポート(ヘリカルポート)17aを通過して燃焼室16に空気が吸入されると、その燃焼室16内に破線矢印で示す方向へスワールが発生するようになる。こうした吸気ポート17a,17b及び排気ポート18a,18bには、それぞれ吸気バルブ19及び排気バルブ20が設けられている。
【0037】
一方、図1に示すように、シリンダヘッド15には、上記吸気バルブ19及び排気バルブ20を開閉駆動するための吸気カムシャフト21及び排気カムシャフト22が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト21,22は、タイミングベルト及びギヤ(共に図示せず)等を介してクランクシャフト14に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャフト14の回転が伝達されるようになる。そして、吸気カムシャフト21が回転すると、吸気バルブ19が開閉駆動されて、吸気ポート17a,17bと燃焼室16とが連通・遮断される。また、排気カムシャフト22が回転すると、排気バルブ20が開閉駆動されて、排気ポート18a,18bと燃焼室16とが連通・遮断される。
【0038】
シリンダヘッド15において、吸気カムシャフト21の側方には、同シャフト21の外周面に設けられた突起21aを検出して検出信号を出力するカムポジションセンサ21bが設けられている。そして、吸気カムシャフト21が回転すると、同シャフト21の突起21aがカムポジションセンサ21bの側方を通過する。この状態にあっては、カムポジションセンサ21bから上記突起21aの通過に対応して所定間隔毎に検出信号が出力されるようになる。
【0039】
吸気ポート17a,17b及び排気ポート18a,18bには、それぞれ吸気管30及び排気管31が接続されている。この吸気管30内及び吸気ポート17a,17b内は吸気通路32となっており、排気管31内及び排気ポート18a,18b内は排気通路33となっている。排気通路33の途中には、エンジン11の排気を浄化するための排気浄化触媒33aが設けられている。一方、吸気通路32の上流部分にはスロットルバルブ23が設けられている。このスロットルバルブ23は、スロットル用モータ24の駆動により回動されて開度調節がなされる。そして、スロットルバルブ23の開度は、スロットルポジションセンサ42によって検出される。
【0040】
また、上記スロットル用モータ24の駆動は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル25の踏込量に基づき制御される。即ち、自動車の運転者がアクセルペダル25を踏込操作すると、アクセルペダル25の踏込量がアクセルポジションセンサ26によって検出され、同センサ26の検出信号に基づきスロットル用モータ24が駆動制御される。このスロットル用モータ24の駆動制御に基づくスロットルバルブ23の開度調節により、吸気通路32の空気流通面積が変化して燃焼室16へ吸入される空気の量が調整されるようになる。
【0041】
吸気通路32においてスロットルバルブ23の下流側に位置する部分には、同通路32内の圧力を検出するバキュームセンサ36が設けられている。そして、バキュームセンサ36は、検出した吸気通路32内の圧力に対応した検出信号を出力する。また、吸気通路32において、バキュームセンサ36よりも下流側に位置して吸気ポート(ストレートポート)17bに連通する部分には、スワールコントロールバルブ(SCV)34が設けられている。このSCV34は、スワール用モータ35の駆動により回動されて開度調節がなされる。そして、SCV34の開度が小さくなるほど、図2に示される吸気ポート(ヘリカルポート)17aを通過する空気の量が多くなり、燃焼室16内に生じるスワールが強くなる。
【0042】
一方、図1に示すように、シリンダヘッド15には、燃料噴射弁40と点火プラグ41とが設けられている。そして、燃料噴射弁40から燃焼室16内へ噴射された燃料が吸気通路32を介して燃焼室16に吸入された空気と混ぜ合わされることによって、燃焼室16内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更に、燃焼室16内の混合気は点火プラグ41によって点火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気通路33に送り出されて排気浄化触媒33aによって浄化される。なお、上記点火プラグ41による混合気への点火時期は、点火プラグ41の上方に設けられたイグナイタ41aによって調整される。
【0043】
次に、本実施形態におけるエンジン11の制御装置の電気的構成を図3に基づいて説明する。
この制御装置は、燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、点火時期制御及びSCV開度制御など、エンジン11の運転状態を制御するための電子制御ユニット(以下「ECU」という)92を備えている。このECU92は、ROM93、CPU94、RAM95及びバックアップRAM96等を備える論理演算回路として構成されている。
【0044】
ここで、ROM93は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、CPU94はROM93に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAM95はCPU94での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM96はエンジン11の停止時に保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。そして、ROM93、CPU94、RAM95及びバックアップRAM96は、バス97を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路98及び外部出力回路99と接続されている。
【0045】
外部入力回路98には、クランクポジションセンサ14c、カムポジションセンサ21b、アクセルポジションセンサ26、バキュームセンサ36、及びスロットルポジションセンサ42等が接続されている。一方、外部出力回路99には、スロットル用モータ24、スワール用モータ35、燃料噴射弁40、及びイグナイタ41a等が接続されている。
【0046】
このように構成されたECU92は、クランクポジションセンサ14cからの検出信号に基づきエンジン回転数NEを求める。更に、アクセルポジションセンサ26及びバキュームセンサ36からの検出信号に基づき、それぞれアクセルペダル25の踏込量(アクセル踏込量)及び吸気圧を求める。そして、上記エンジン回転数NEとアクセル踏込量、或いは上記エンジン回転数NEと吸気圧に基づき、周知のマップを参照してエンジン11の負荷を表す基本燃料噴射量Q0 を求める。こうして求められた基本燃料噴射量Q0 は、エンジン回転数NE、アクセル踏込量及び吸気圧が大きくなるほど大きい値として算出される。
【0047】
また、ECU92は、図4のマップを参照してエンジン回転数NE及び基本燃料噴射量Q0 からエンジン11の燃焼方式を決定するための燃焼モードFMODEを設定する。このマップは、均質ストイキ燃焼領域A、均質リーン燃焼領域B、弱成層燃焼領域C及び成層燃焼領域Dを備えている。そして、燃焼モードFMODEは、エンジン回転数NE及び基本燃料噴射量Q0 が領域A〜Dのいずれの領域に位置する状態かにより、例えば「FMODE=0(成層燃焼)」、「FMODE=4(弱成層燃焼)」、「FMODE=8(均質リーン燃焼)」、「FMODE=12(均質ストイキ燃焼)」のように設定される。こうして燃焼モードFMODEが設定されると、ECU92は、その燃焼モードFMODEに対応した燃焼方式、即ち「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、「均質リーン燃焼」又は「均質ストイキ燃焼」を実行する。
【0048】
上記マップから明らかなように、エンジン11の運転状態が高回転高負荷へと移行するに従い、エンジン11の燃焼方式は「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、「均質リーン燃焼」、「均質ストイキ燃焼」へと順次変化することとなる。このように燃焼方式を変化させるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には「均質燃焼」とし混合気の空燃比を小さくしてエンジン出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷時には「成層燃焼」とし空燃比を大きくして燃費の向上を図るためである。
【0049】
「FMODE=12(均質ストイキ燃焼)」のとき、ECU92は、バキュームセンサ36からの検出信号に基づき求められる吸気圧とエンジン回転数NEとに基づき基本燃料噴射量Q0 を周知のマップから求める。ECU92は、その基本燃料噴射量Q0 から求められる最終燃料噴射量Qに基づき燃料噴射弁40を駆動制御し、エンジン11の吸気行程中に燃料噴射弁40から燃料を噴射させる。また、ECU92は、酸素センサ37からの検出信号に基づき基本燃料噴射量Q0 を補正し、燃焼室16内における混合気の空燃比を理論空燃比へとフィードバック制御する。更に、ECU92は、スワール用モータ35を駆動制御することでSCV34を開度調節し、燃焼室16内の混合気がスワールによって均質なものとなるようにする。
【0050】
また、「FMODE=8(均質リーン燃焼)」のとき、ECU92は、アクセルポジションセンサ26からの検出信号に基づきアクセル踏込量を求める。そして、求められたアクセル踏込量とエンジン回転数NEとに基づき基本燃料噴射量Q0 を周知のマップから求める。ECU92は、その基本燃料噴射量Q0 から求められる最終燃料噴射量Qに基づき燃料噴射弁40を駆動制御し、吸気行程中に燃料噴射弁40から燃料を噴射させて混合気の空燃比を理論空燃比よりも大きい値(例えば15〜23)にする。更に、ECU92は、スワール用モータ35を駆動制御することでSCV34を開度調節し、理論空燃比よりも大きい空燃比の混合気をスワールによって安定して燃焼させる。
【0051】
また、「FMODE=4(弱成層燃焼)」のとき、ECU92は、上記と同様にアクセル踏込量及びエンジン回転数NEとから基本燃料噴射量Q0 を求める。ECU92は、その基本燃料噴射量Q0 から求められる最終燃料噴射量Qに基づき燃料噴射弁40を駆動制御して、エンジン11の吸気行程と圧縮行程とに燃料を噴射させ、混合気の空燃比を「均質リーン燃焼」時の空燃比よりも大きい値(例えば20〜23)となるようにする。
【0052】
こうした「弱成層燃焼」時において、吸気行程のときに噴射供給された燃料はスワールによって燃焼室16内の空気に均等に分散され、圧縮行程のときに噴射供給された燃料はスワール及びピストン12の頭部に設けられた窪み12a(図1)によって点火プラグ41の周りに集められる。ECU92は、スワールの強さが上記のような燃料の分散及び集合に適したものとなるよう、スワール用モータ35を駆動制御してSCV34の開度調整を行う。上記のように吸気行程と圧縮行程との二回に分けて燃料噴射を行うことで、上記「均質リーン燃焼」と後述する「成層燃焼」との中間の燃焼方式(弱成層燃焼)で混合気の燃焼が行われ、その「弱成層燃焼」によって「均質リーン燃焼」と「成層燃焼」との切り換え時のトルクショックが抑えられる。
【0053】
一方、「FMODE=0(成層燃焼)」のとき、ECU92は、上記と同様にアクセル踏込量及びエンジン回転数NEとから基本燃料噴射量Q0 を求める。ECU92は、その基本燃料噴射量Q0 から求められる最終燃料噴射量Qに基づき燃料噴射弁40を駆動制御し、エンジン11の圧縮行程に燃料を噴射させて混合気の空燃比を「弱成層燃焼」時の空燃比よりも大きい値(例えば25〜50)となるようにする。また、ECU92は、スワール用モータ35を駆動制御して燃焼室16内にスワールが生じるよう駆動制御してSCV34を開度調整し、そのスワールによって噴射供給された燃料を点火プラグ41の周りに集める。このように点火プラグ41の周りに燃料を集めることによって、燃焼室16内の混合気全体の平均空燃比を「弱成層燃焼」時より大きくしても、同プラグ41周りの混合気の燃料濃度が高められて良好な混合気への着火が行われる。
【0054】
次に、上記構成のECU92を通じて実行されるエンジン11のトルクダウン制御の概要について説明する。
ECU92は、エンジン11の出力トルクダウン要求に応じて、どの程度の速さで出力トルクダウンを実行するか決定するための要求トルクダウンスピードTQDSを設定する。なお、上記のようなエンジン11の出力トルクダウン要求は、例えば自動変速機の変速が行われるとき、トラクションコントロールが行われている自動車の車輪がホイールスピンを起こしたとき、及び自動車を急加速させようとしてアクセルペダル25を急激に踏み込んたとき等になされることとなる。また、要求トルクダウンスピードTQDSは、例えば「TQDS=0(出力トルクダウン要求無し)」、「TQDS=1(出力トルクダウン要求スピード小)」、「TQDS=2(出力トルクダウン要求スピード中)」又は「TQDS=3(出力トルクダウン要求スピード大)」のように設定される。
【0055】
エンジン11の燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」のとき、要求トルクダウンスピードTQDSが「0」以外の値に設定されると、燃料噴射量の減量と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによってエンジン11の出力トルクダウンが図られる。即ち、「TQDS=1(出力トルクダウン要求スピード小)」のときには、燃料噴射量の少量の減量というトルクダウン制御の制御方式が選択される。また、「TQDS=2(出力トルクダウン要求スピード中)」のときには、燃料噴射量の多量の減量というトルクダウン制御の制御方式が選択され、その燃料噴射量の多量の減量によってエンジン11の出力トルクダウンが図られる。このように燃料噴射量の減量が行われた場合、燃焼室16内において点火プラグ41周りに存在する燃料濃度の高い混合気の分布範囲が小さくなって、エンジン11の出力トルクが低下することとなる。
【0056】
更に、「TQDS=3(出力トルクダウン要求スピード大)」のときには、上記燃料噴射量の減量だけでなく、点火時期及び燃料噴射時期の遅角というトルクダウン制御の制御方式が併せ選択され、その点火時期及び燃料噴射時期の遅角によっても出力トルクダウンが図られる。このように点火時期及び燃料噴射時期の遅角が行われた場合、点火プラグ41周りに燃料濃度の高い混合気が存在した状態での点火が維持されたままで、混合気の燃焼エネルギーをピストン12の往復移動へ変換する際の効率が低下し、エンジン11の出力トルクが低下することとなる。従って、「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」時に「TQDS=3」であって出力トルクダウン要求スピードが大となっても、上記燃料噴射量の減量と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによって、失火等を招くことなく適切にエンジン11の出力トルクが低下するようになる。
【0057】
一方、エンジン11の燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」又は「均質リーン燃焼」のときに、出力トルクダウン要求がなされて要求トルクダウンスピードTQDSが「0」以外の値になることもある。「均質リーン燃焼」時に出力トルクダウン要求がなされると、ECU92は、エンジン11の燃焼方式を強制的に「成層燃焼」に切り換える。これは、「均質リーン燃焼」では、理論空燃比よりもリーン側の空燃比(本実施形態では15〜23)で混合気を燃焼させる関係上、出力トルクダウンのための点火時期遅角や燃料噴射量減量を過度に行うと、失火が生じてしまうためである。
【0058】
また、エンジン11が「均質ストイキ燃焼」を実行しているとき、要求トルクダウンスピードTQDSが「0」以外の値に設定されると、スロットルバルブ23の閉じ制御(吸入空気量の減量)と、点火時期の遅角とによってエンジン11の出力トルクダウンが図られる。即ち、「TQDS=1(出力トルクダウン要求スピード小)」のときには、スロットルバルブ23の閉じ制御というトルクダウン制御の制御方式が選択されることとなる。これは、「TQDS=1」であって出力トルクダウン要求スピードが小とされるときには、出力トルクダウンの応答性が過度に求められることがない関係上、出力トルクダウンの応答遅れが生じるスロットルバルブ23の閉じ制御であっても、出力トルクダウン要求に十分対応させることができるためである。
【0059】
また、「TQDS=2(出力トルクダウン要求スピード中)」のときには、点火時期の遅角というトルクダウン制御の制御方式が選択され、その点火時期の遅角によってエンジン11の出力トルクダウンが図られる。このように点火時期の遅角が行われた場合、混合気の燃焼エネルギーをピストン12の往復移動に変換する際の効率が低下し、エンジン11の出力トルクが低下することとなる。更に、「TQDS=3(出力トルクダウン要求スピード大)」のときには、上記スロットルバルブ23の閉じ制御と上記点火時期の遅角とがトルクダウン制御の制御方式として併せ選択され、それらを行うことによって適切にエンジン11の出力トルクが低下するようになる。上記点火時期の遅角による出力トルクダウンは応答性よく行われるため、「TQDS=2」や「TQDS=3」であって出力トルクダウン要求スピードが中や大となっても、十分な応答性をもってエンジン11の出力トルクを低下させることができる。
【0060】
次に、エンジン11の出力トルクダウンが要求されたとき、燃焼方式が「均質リーン燃焼」である場合に燃焼方式を強制的に「成層燃焼」に切り換えるための燃焼モード切換手順について図5を参照して説明する。図5は、燃焼モードFMODEを強制的に切り換えるための燃焼モード切換ルーチンを示すフローチャートである。この燃焼モード切換ルーチンはトルクダウン制御に先立って実行され、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【0061】
このルーチンにおいてECU92は、ステップS101の処理として、要求トルクダウンスピードTQDSが「0」でないか否か、即ちエンジン11の出力トルクダウン要求がなされたか否かを判断する。そして、「TQDS≠0」であって出力トルクダウン要求がなされている旨判断されると、ステップS102に進んで現在の燃料モードFMODEが「8」であるか否か、即ち現在の燃焼方式が「均質リーン燃焼」であるか否かを判断する。そして、「FMODE=8」であって現在の燃焼方式が「均質リーン燃焼」である旨判断すると、ステップS103に進む。
【0062】
ECU92は、ステップS103の処理として、燃焼モードFMODEを強制的に「0(成層燃焼)」に設定した後、この燃焼モード切換ルーチンを一旦終了する。なお、上記ステップS101,S102でNOと判断された場合にも、ECU92は、この燃焼モード切換ルーチンを一旦終了する。上記ステップS103の処理で、燃焼モードFMODEが強制的に「0(成層燃焼)」に設定されると、ECU92は、エンジン11の燃焼方式を「均質リーン燃焼」から「成層燃焼」へと強制的に切り換える。従って、失火などの原因になるために点火時期遅角や吸入空気量減量等による出力トルクダウンが行いにくい「均質リーン燃焼」時に出力トルクダウン要求がなされたときには、トルクダウン制御を行い易い「成層燃焼」へと強制的に切り換えられることとなる。
【0063】
次に、スロットル閉制御、点火時期遅角、燃料噴射量減量、及び点火・燃料噴射時期遅角などのトルクダウン制御を行うか否か判断するための各種フラグの操作手順について図6を参照して説明する。図6は要求トルクダウンスピードTQDSに応じて各種フラグを操作するためのフラグ操作ルーチンを示すフローチャートである。このフラグ操作ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【0064】
このルーチンにおいてECU92は、ステップS201の処理として、要求トルクダウンスピードTQDSが「1」であるか否か、即ち出力トルクダウン要求スピードが小であるか否かを判断する。そして、ステップS201の処理において、「TQDS=1」であって出力トルクダウン要求スピードが小である旨判断されると、ステップS207に進む。
【0065】
ECU92は、ステップS207の処理で、スロットル閉じフラグXDTRT及び燃料小減量フラグXDQLとして、それぞれ「1」をRAM95の所定領域に記憶する。上記スロットル閉じフラグXDTRTは、スロットルバルブ23の閉じ制御(吸入空気量減量)による出力トルクダウンを行うか否か判断するためのものである。また、上記燃料小減量フラグXDQLは、燃料噴射量の少量の減量による出力トルクダウンを行うか否か判断するためのものである。
【0066】
更に、ECU92は、ステップS207の処理で、点火遅角フラグXDSA、燃料大減量フラグXDQH、及び点火・噴射遅角フラグXDINTとして、それぞれ「0」をRAM95の所定領域に記憶する。上記点火遅角フラグXDSAは、点火時期の遅角による出力トルクダウンを行うか否かを判断するためのものである。また、上記燃料大減量フラグXDQHは、燃料噴射量の多量の減量による出力トルクダウンを行うか否か判断するためのものである。また、上記点火・噴射遅角フラグXDINTは、点火時期及び燃料噴射時期の遅角による出力トルクダウンを行うか否か判断するためのものである。
【0067】
従って、ステップS207の処理によって、「XDTRT=1」及び「XDQL=1」とされるため、出力トルクダウン要求スピードが小のときには、スロットル閉じ制御や燃料噴射量の少量の減量といったトルクダウン制御の制御方式を採用することが可能となる。以上のようにステップS207のフラグ操作処理を実行した後、ECU92は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。
【0068】
一方、上記ステップS201の処理において、「TQDS=1」でなく出力トルクダウン要求スピードが小でない旨判断された場合には、ステップS202に進む。ECU92は、ステップS202の処理として、要求トルクダウンスピードTQDSが「2」であるか否か、即ち出力トルクダウン要求スピードが中であるか否かを判断する。そして、ステップS202の処理において、「TQDS=2」であって出力トルクダウン要求スピードが中である旨判断されると、ステップS206に進む。
【0069】
ECU92は、ステップS206の処理で、スロットル閉じフラグXDTRT、点火遅角フラグXDSA、燃料大減量フラグXDQH、燃料小減量フラグXDQL、及び点火・噴射遅角フラグXDINTとして、それぞれ「0」、「1」、「1」、「0」、及び「0」をRAM95の所定領域に記憶する。
【0070】
従って、ステップS206の処理によって、「XDSA=1」及び「XDQH=1」とされるため、出力トルクダウン要求スピードが中のときには、点火時期の遅角や燃料噴射量の多量の減量といったトルクダウン制御の制御方式を採用することが可能となる。以上のようにステップS206のフラグ操作処理を実行した後、ECU92は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。
【0071】
一方、上記ステップS202の処理において、「TQDS=2」でなく出力トルクダウン要求スピードが中でない旨判断された場合には、ステップS203に進む。ECU92は、ステップS203の処理として、要求トルクダウンスピードTQDSが「3」であるか否か、即ち出力トルクダウン要求スピードが大であるか否かを判断する。そして、ステップS203の処理において、「TQDS=3」であって出力トルクダウン要求スピードが大である旨判断されると、ステップS205に進む。
【0072】
ECU92は、ステップS205の処理で、スロットル閉じフラグXDTRT、点火遅角フラグXDSA、燃料大減量フラグXDQH、燃料小減量フラグXDQL、及び点火・噴射遅角フラグXDINTとして、それぞれ「1」、「1」、「1」、「0」、及び「1」をRAM95の所定領域に記憶する。
【0073】
従って、ステップS205の処理によって、「XDTRT=1」、「XDSA=1」、「XDQH=1」、及び「XDINT=1」とされるため、出力トルクダウン要求スピードが大のときには、スロットル閉じ制御(吸入空気量減量)、点火時期の遅角、燃料噴射量の多量の減量、及び点火・噴射時期の遅角といったトルクダウン制御の制御方式を採用することが可能となる。以上のようにステップS205のフラグ操作処理を実行した後、ECU92は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。
【0074】
一方、上記ステップS203の処理において、「TQDS=3」でなく出力トルダウン要求スピードが大でない旨判断された場合には、ステップS204に進む。こうしてステップS204に進んだ場合には、要求トルクダウンスピードTQDSが「0」であって、出力トルクダウンが要求されていないことになる。ECU92は、ステップS204の処理で、各フラグXDTRT,XDSA,XDQH,XDQL,XDINTとして、それぞれ「0」をRAM95の所定領域に記憶する。
【0075】
従って、ステップS204の処理によって、全フラグXDTRT,XDSA,XDQH,XDQL,XDINTが「0」にリセットされることとなる。以上のようにステップS204のフラグ操作処理を実行した後、ECU92は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。
【0076】
次に、出力トルクダウンのためのスロットル閉じ量を算出する手順について図7を参照して説明する。図7は、スロットル閉じ量を算出するためのスロットル閉じ量算出ルーチンを示すフローチャートである。このスロットル閉じ量算出ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。なお、スロットル閉じ量算出ルーチンの実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン(図5)及びフラグ操作ルーチン(図6)の実行周期よりも十分に長いものとする。
【0077】
スロットル閉じ量算出ルーチンにおいてECU92は、ステップS301の処理として、燃焼モードFMODEが「12」であるか否か、即ち現在の燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」であるか否か判断する。そして、「FMODE=12」であって現在の燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」である旨判断されると、ステップS302に進んでスロットル閉じフラグXDTRTとして「1」がRAM95の所定領域に記憶されているか否か判断する。上記ステップS301,302のいずれかのにおいてNOと判断された場合、ECU92は、このスロットル閉じ量算出ルーチンを一旦終了する。
【0078】
また、上記ステップS302の処理において、「XDTRT=1」である旨判断されると、ステップS303に進むこととなる。ECU92は、ステップS303の処理として、エンジン回転数NEやアクセル踏込量などエンジン11の運転状態に基づきスロットル閉じ量ΔTCを算出した後、このスロットル閉じ量算出ルーチンを一旦終了する。
【0079】
こうしてスロットル閉じ量ΔTCが算出された後、ECU92は、別のルーチンによって、スロットルポジションセンサ42からの検出信号に基づき、スロットル閉じ量ΔTCに対応した分だけスロットルバルブ23を閉じ側に制御する。このスロットル閉じ制御によってエンジン11の吸入空気量が減量し、エンジン11の出力トルクダウンが図られる。なお、スロットル閉じ制御による出力トルクの低下量はスロットル閉じ量ΔTCの大きさによって決定されるが、本実施形態のスロットル閉じ量ΔTCは、過度に出力トルクが低下することなく且つ適切に出力トルクを低下させることのできる値として上記ステップS303の処理により算出される。
【0080】
上記のようにスロットル閉じ制御(吸入空気量減量)による出力トルクダウンが行われるのは、上述したように、燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」であって、出力トルクダウン要求がなされて要求トルクダウンスピードTQDSが「1」又は「3」となったときである。即ち、「均質ストイキ燃焼」が行われている状態にあって、出力トルクダウン要求スピードが小(「TQDS=1」)又は大(「TQDS=3」)になると、トルクダウン制御の制御方式としてスロットル閉じ制御が選択され、そのスロットル閉じ制御によって出力トルクダウンが図られるようになる。
【0081】
次に、出力トルクダウンのための点火時期制御手順について図8を参照して説明する。図8は、出力トルクダウン要求時に目標点火時期を操作して点火時期を遅角させるための点火時期操作ルーチンを示すフローチャートである。この点火時期操作ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。なお、点火時期操作ルーチンの実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン(図5)及びフラグ操作ルーチン(図6)の実行周期よりも十分に長いものとする。
【0082】
点火時期操作ルーチンにおいてECU92は、ステップS401の処理として、燃焼モードFMODEが「12」であるか否か、即ち現在の燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」であるか否か判断する。そして、「FMODE=12」であって現在の燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」である旨判断されると、ステップS402に進んで点火遅角フラグXDSAとして「1」がRAM95の所定領域に記憶されているか否か判断する。そして、ステップS402において、「XDSA=1」でない旨判断されると、ECU92は、この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。
【0083】
また、上記ステップS402において、「XDSA=1」である旨判断されると、続くステップS403に進む。ECU92は、ステップS403の処理として、基本点火時期SA0 から均質時点火時期遅角量ΔSA1を減算した値を目標点火時期SAとして算出した後、この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。なお、上記基本点火時期SA0 は、エンジン回転数NEと負荷を表す吸気圧とに基づき周知のマップを参照してマップ演算される。こうして算出された基本点火時期SA0 は、エンジン11が低回転高負荷になるほど遅角側の値になる。また、上記均質時点火時期遅角量ΔSA1は、エンジン回転数NEや吸気圧などエンジン11の運転状態に基づき算出される。
【0084】
上記ステップS403の処理によって目標点火時期SAが算出された後、ECU92は、別のルーチンによって、カムポジションセンサ21bからの検出信号に基づきイグナイタ41aを駆動制御し、実際の点火時期が目標点火時期SAと一致するように同実際の点火時期を遅角させる。この点火時期の遅角によって混合気の燃焼エネルギーがピストン12の往復移動に変換される際の効率が低下し、エンジン11の出力トルクダウンが図られる。なお、点火時期の遅角による出力トルクの低下量は均質時点火時期遅角量ΔSA1の大きさによって決定されるが、本実施形態の均質時点火時期遅角量ΔSA1は、過度に出力トルクが低下することなく且つ適切に出力トルクを低下させることのできる値として上記ステップS403の処理にて算出される。
【0085】
上記のように点火時期の遅角による出力トルクダウンが行われるのは、上述したように、燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」であって、出力トルクダウン要求がなされて要求トルクダウンスピードTQDSが「2」又は「3」となったときである。即ち、「均質ストイキ燃焼」が行われている状態にあって、出力トルクダウン要求スピードが中(「TQDS=2」)又は大(「TQDS=3」)になると、トルクダウン制御の制御方式として点火時期の遅角が選択され、その点火時期遅角によって出力トルクダウンが図られるようになる。
【0086】
従って、エンジン11が「均質ストイキ燃焼」の状態で出力トルクダウン要求がなされると、出力トルクダウン要求スピードが小(「TQDS=1」)のときにスロットル閉じ制御が行われ、出力トルクダウン要求スピードが中(「TQDS=2」)のときに点火時期の遅角が行われる。また、出力トルクダウン要求スピードが大(「TQDS=3」)のときにはスロットル閉じ制御と点火時期遅角との両方が行われる。これらトルクダウン制御の各種制御方式により、「均質ストイキ燃焼」での出力トルクダウン要求に対し、エンジン11の出力トルクダウンが適切に実行されることとなる。
【0087】
一方、上記ステップS401の処理において、「FMODE=12」でなく燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」でない旨判断されると、ステップS404に進む。このようにステップS404に進んだ場合には、エンジン11の燃焼方式として「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」が行われていることになる。ECU92は、ステップS404の処理で、点火・噴射遅角フラグXDINTとして「1」がRAM95の所定領域に記憶されているか否か判断する。そして、ステップS404の処理において、「XDINT=1」でない旨判断されると、ECU92は、この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。
【0088】
また、ステップS404の処理において、「XDINT=1」である旨判断さると、ステップS405に進む。ECU92は、ステップS405の処理として、基本点火時期SA0 から成層時点火時期遅角量ΔSA2を減算したものを目標点火時期SAとして算出した後、この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。なお、上記成層時点火時期遅角量ΔSA2は、エンジン回転数NEやアクセル踏込量などエンジン11の運転状態に基づき算出される。
【0089】
上記ステップS405の処理によって目標点火時期SAが算出された後、ECU92は、クランクポジションセンサ21bからの検出信号に基づきイグナイタ41aを駆動制御し、実際の点火時期が目標点火時期SAと一致するように同実際の点火時期を遅角させる。また、ECU92は、後述する燃焼噴射時期操作ルーチンによって、燃料噴射弁40を駆動制御して点火時期の遅角と同期して燃料噴射時期を遅角させる。こうした点火時期及び燃料噴射時期の遅角により、点火プラグ41に周りに燃料濃度の高い混合気を存在させた状態での点火が維持されたままで、混合気の燃焼エネルギーをピストン12の往復移動に変換される際の効率が低下され、エンジン11の出力トルクダウンが図られる。
【0090】
次に、上記燃料噴射時期の制御手順について図9を参照して説明する。図9は、出力トルクダウン要求時に「成層燃焼」や「弱成層燃焼」での点火時期遅角に同期させて目標燃料噴射時期を操作して燃料噴射時期を遅角させるための燃料噴射時期操作ルーチンを示すフローチャートである。この燃料噴射時期操作ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。なお、燃料噴射時期操作ルーチンの実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン(図5)及びフラグ操作ルーチン(図6)の実行周期よりも十分に長いものとする。
【0091】
燃料噴射時期操作ルーチンにおいてECU92は、ステップS501の処理として、燃焼モードFMODEが「0」又は「4」か否か、即ち燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」か否かを判断する。そして、「FMODE=0」又は「FMODE=4」であって燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」である旨判断されると、ステップS502に進んで点火・噴射遅角フラグXDINTとして「1」がRAM95の所定領域に記憶されているか否か判断する。上記ステップS501,502のいずれかのにおいてNOと判断された場合、ECU92は、この燃料噴射時期操作ルーチンを一旦終了する。
【0092】
また、上記ステップS502の処理において、「XDINT=1」である旨判断されると、ステップS503に進むこととなる。ECU92は、ステップS503の処理として、基本燃料噴射時期AINJC0 から燃料噴射時期遅角量ΔAを減算したものを目標燃料噴射時期AINJCとして算出した後、この燃料噴射時期操作ルーチンを一旦終了する。なお、上記基本燃料噴射時期AINJC0 は、エンジン回転数NEとアクセル踏込量とに基づき周知のマップを参照してマップ演算される。こうして算出された基本燃料噴射時期AINJC0 は、エンジン11が低回転高負荷になるほど遅角側の値になる。また、上記燃料噴射時期遅角量ΔAは、エンジン回転数NEやアクセル踏込量などエンジン11の運転状態に基づき算出される。
【0093】
上記ステップS503の処理によって目標燃料噴射時期AINJCが算出された後、ECU92は、別のルーチンによって燃料噴射弁40を駆動制御し、実際の燃料噴射時期が目標燃料噴射時期AINJCと一致するように同実際の燃料噴射時期を遅角させる。この燃料噴射時期の遅角によって、上述した点火時期操作ルーチンによる点火時期の遅角に同期して燃料噴射時期が遅角される。従って、「成層燃焼」や「弱成層燃焼」における出力トルクダウンために上記のように点火時期及び燃料噴射時期が遅角されたとしても、点火プラグ41に周りに燃料濃度の高い混合気を存在させた状態での点火が維持されるようになる。
【0094】
なお、上記点火時期及び燃料噴射時期の遅角による出力トルクの低下量は、成層時点火時期遅角量ΔSA2及び燃料噴射時期遅角量ΔAの大きさによって決定される。本実施形態の成層時点火時期遅角量ΔSA2及び燃料噴射時期遅角量ΔAは、過度に出力トルクが低下することなく且つ適切に出力トルクを低下させることのできる値として、上記ステップS503の処理及び点火時期操作ルーチン(図8)のステップS405の処理にて算出される。
【0095】
上記のように点火時期及び燃料噴射時期の遅角による出力トルクダウンが行われるのは、上述したように、燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」であって、出力トルクダウン要求がなされて要求トルクダウンスピードTQDSが「3」となったときである。即ち、「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」が行われている状態にあって、出力トルクダウン要求スピードが大(「TQDS=3」)になると、トルクダウン制御の制御方式として点火時期及び燃料噴射時期の遅角が選択され、その点火・噴射時期の遅角によって出力トルクダウンが図られるようになる。
【0096】
次に、出力トルクダウンのための燃料噴射量制御手順について図10を参照して説明する。図10は、出力トルクダウン要求時に最終燃料噴射量を操作して燃料噴射量を減量するための燃料噴射量操作ルーチンを示すフローチャートである。この燃料噴射量操作ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。なお、点火時期操作ルーチンの実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン(図5)及びフラグ操作ルーチン(図6)の実行周期よりも十分に長いものとする。
【0097】
燃料噴射量操作ルーチンにおいてECU92は、ステップS601の処理として、燃焼モードFMODEが「0」又は「4」か否か、即ち燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」か否かを判断する。そして、ステップS601の処理において、「FMODE=0」又は「FMODE=4」でなく燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」でない旨判断されると、ECU92は、この燃料噴射量操作ルーチンを一旦終了する。
【0098】
また、上記ステップS601の処理において、「FMODE=0」又は「FMODE=4」であって燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」である旨判断されると、ステップS602に進んで燃料小減量フラグXDQLとして「1」がRAM95の所定領域に記憶されているか否か判断する。そして、「XDQL=1」である旨判断されると、ステップS603に進む。ECU92は、ステップS603の処理として、基本燃料噴射量Q0 から燃料小減量値ΔQLを減算したものを最終燃料噴射量Qとして算出する。なお、その燃料小減量値ΔQLは、エンジン回転数NEやアクセル踏込量などエンジン11の運転状態に基づき算出される。このように最終燃料噴射量Qが算出された後、ECU92は、この燃料噴射量操作ルーチンを一旦終了する。
【0099】
一方、上記ステップS602の処理において、「XDQL=1」でない旨判断されると、ステップS604に進んで燃料大減量フラグXDQHとして「0」がRAM95の所定領域に記憶されているか否か判断する。そして、ステップS604の処理において、「XDQH=1」でない旨判断されると、ECU92は、この燃料噴射量算出ルーチンを一旦終了する。また、ステップS604の処理において、「XDQH=1」である旨判断されるとステップS605に進む。ECU92は、ステップS605の処理として、基本燃料噴射量Q0 から燃料大減量値ΔQHを減算したものを最終燃料噴射量Qとして算出する。なお、その燃料大減量値ΔQHエンジン回転数NEやアクセル踏込量などエンジン11の運転状態に基づき算出される。このように最終燃料噴射量Qが算出された後、ECU92は、この燃料噴射量操作ルーチンを一旦終了する。
【0100】
上記ステップS603,605の処理によって最終燃料噴射量Qが算出された後、ECU92は、別のルーチンによって燃料噴射弁40を駆動制御し、最終燃料噴射量Qに対応した量の燃料を燃焼室16内に噴射させる。この最終燃料噴射量Qは基本燃料噴射量Q0 から燃料小減量値ΔQL又は燃料大減量値ΔQHを減算することによって算出されるるため、エンジン11の出力トルクダウン要求がなされると、実際の燃料噴射量が減量されて出力トルクダウンが図られるようになる。なお、上記燃料噴射量の減量による出力トルクの低下量は、燃料小減量値ΔDQL及び燃料大減量値ΔDQHの大きさによって決定される。本実施形態の燃料小減量値ΔQL及び燃料大減量値ΔQHは、過度に出力トルクが低下することなく且つ適切に出力トルクを低下させることのできる値として、上記ステップS603,S605の処理にて算出される。
【0101】
上記のように燃料噴射量の減量による出力トルクダウンが行われるのは、上述したように、燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」であって、出力トルクダウン要求がなされて要求トルクダウンスピードTQDSが「1」〜「3」のいずれかになったときである。即ち、「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」が行われている状態にあって、出力トルクダウン要求スピードが小〜大(「TQDS=1〜3」)のいずれかになると、トルクダウン制御の制御方式として燃料噴射量の減量が選択され、その燃料噴射量の減量によって出力トルクダウンが図られるようになる。
【0102】
従って、エンジン11が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」の状態で出力トルクダウン要求がなされると、出力トルクダウン要求スピードが小(「TQDS=1」)のときに燃料噴射量の少量の減量が行われ、出力トルクダウン要求スピードが中(「TQDS=2」)のときに燃料噴射量の多量の減量が行われる。また、出力トルクダウン要求スピードが大(「TQDS=3」)のときには燃料噴射量の多量の減量と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角との両方が行われる。これらトルクダウン制御の各種制御方式により、「成層燃焼」及び「弱成層燃焼」での出力トルクダウン要求に対し、エンジン11の出力トルクダウンが適切に実行されることとなる。
【0103】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)エンジン11の出力トルクダウン要求がなされたときの燃焼方式に応じてトルクダウン制御の制御方式が選択される。そのため、選択されたトルクダウン制御の制御方式を出力トルクダウン要求時の燃焼方式に対して適切なものとすることができ、燃焼方式が切り換えられるエンジン11の出力トルクダウンを適切に実行することができる。
【0104】
(2)「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」のときに出力トルクダウン要求がなされ、出力トルクダウン要求スピードが小〜大(「TQDS=1〜3」)になると、燃料噴射量の減量というトルクダウン制御の制御方式が選択され、エンジン11の出力トルクダウンのための燃料噴射量の減量が行われる。このように燃料噴射量の減量が行われた場合、燃焼室16内において点火プラグ41周りに存在する燃料濃度の高い混合気の分布範囲が小さくなるため、適切にエンジン11の出力トルクダウンを図ることができる。
【0105】
(3)「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」の状態であって、出力トルクダウン要求スピードが大(「TQDS=3」)のときには、トルクダウン制御の制御方式として上記燃料噴射量の減量に加えて点火時期及び燃料噴射時期の遅角が併せ選択される。そして、出力トルクダウンのための点火時期及び燃料噴射時期の遅角も、上記燃料噴射量の減量に併せて実行されるようになる。このように点火時期及び燃料噴射時期の遅角が行われた場合、点火プラグ41周りに燃料濃度の高い混合気が存在した状態での点火が維持されたままで、混合気の燃焼エネルギーをピストン12の往復移動へ変換する際の効率が低下し、エンジン11の出力トルクが低下することとなる。従って、「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」時に「TQDS=3」であって出力トルクダウン要求スピードが大となっても、上記燃料噴射量の減量と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによって、失火等を招くことなく適切にエンジン11の出力トルクを低下させることができる。
【0106】
(4)「均質リーン燃焼」時に出力トルクダウン要求がなされると、エンジン11の燃焼方式を強制的に「成層燃焼」に切り換えられる。従って、理論空燃比よりもリーン側の空燃比で混合気を燃焼させるために、出力トルクダウンのための点火時期遅角や燃料噴射量減量を過度に行うと失火が生じ易い「均質リーン燃焼」の状態にて、その燃料噴射量減量や点火時期遅角といったトルクダウン制御が行われることがない。従って、そのトルクダウン制御が「均質リーン燃焼」時に行われることによって生じる失火を防止することができる。
【0107】
(5)「均質ストイキ燃焼」のときに出力トルクダウン要求スピードが小(「TQDS=1」)になると、スロットル閉じ制御(吸入空気量の減量)というトルクダウン制御の制御方式が選択され、エンジン11の出力トルクダウンのためのスロットル閉じ制御による吸入空気量の減量が行われる。このようにスロットル閉じ制御が行われた場合、吸入空気量の減量に応答遅れが生じて出力トルクが速やかに低下しないが、出力トルクダウン要求スピードが小であって出力トルクダウンの応答性が過度に求められていないため、そのスロットル閉じ制御による出力トルクダウンの応答性は十分なものとなる。従って、「均質ストイキ燃焼」時に「TQDS=1」であるときには、上記スロットル閉じ制御(吸入空気量減量)によって、適切にエンジン11の出力トルクを低下させることができる。
【0108】
(6)「均質ストイキ燃焼」の状態にあって出力トルクダウン要求スピードが中又は大(「TQDS=2,3」)になると、点火時期の遅角というトルクダウン制御の制御方式が選択され、エンジン11の出力トルクダウンのための点火時期遅角が行われる。この点火時期の遅角が行われた場合、混合気の燃焼エネルギーをピストン12の往復移動に変換する際の効率が低下し、適切にエンジン11の出力トルクを低下させることができる。また、点火時期の遅角による出力トルクダウンは応答性よく行われるため、「TQDS=2」や「TQDS=3」であって出力トルクダウン要求スピードが中や大となっても、十分な応答性をもってエンジン11の出力トルクを低下させることができる。
【0109】
(7)「均質ストイキ燃焼」の状態であって、出力トルクダウン要求スピードが大(「TQDS=3」)のときには、トルクダウン制御の制御方式として上記スロットル閉じ制御(吸入空気量減量)と点火時期の遅角とが併せ選択される。そして、出力トルクダウンのためにスロットル閉じ制御と点火時期の遅角との両方が実行され、「TQDS=3(出力トルクダウン要求スピード大)」であっても、適切にエンジン11の出力トルクを低下させることができるようになる。
【0110】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図11〜図14に従って説明する。なお、本実施形態では、出力トルクダウン要求がなされたとき燃焼方式を強制的に「均質ストイキ燃焼」へ切り換えることにより、「均質ストイキ燃焼」に適したトルクダウン制御の制御方式を実行するだけで、出力トルクダウン要求時の出力トルクダウンを図れるようにしている。本実施形態では、燃焼モード切換ルーチン、フラグ操作ルーチン、スロットル閉じ量算出ルーチン、及び点火時期操作ルーチンが第1実施形態と異なっており、第1実施形態における燃料噴射量時期操作ルーチン及び燃料噴射量操作ルーチンに相当する処理は実行されない。従って、本実施形態においては第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第1実施形態と同一部分については詳しい説明を省略する。
【0111】
図11は、本実施形態の燃焼モード切換ルーチンを示すフローチャートである。この燃焼モード切換ルーチンはトルクダウン制御に先立って実行され、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。同ルーチンでは第1実施形態における燃焼モード切換ルーチン(図5)のステップS102に相当する処理が行われず、ステップS103に相当する処理(S702)が第1実施形態と異なっている。
【0112】
同ルーチンにおいてECU92は、ステップS701の処理として、出力トルクダウンが要求されたか否か判断する。そして、ステップS701の処理において、出力トルクダウンが要求されていない旨(「TQDS=0」)判断されると、ECU92は、この燃焼モード切換ルーチンを一旦終了する。また、ステップS701の処理において、出力トルクダウンが要求された旨(「TQDS≠0」)判断されると、ステップS702に進む。ECU92は、ステップS702の処理として、燃焼モードFMODEを強制的に「12(均質ストイキ燃焼)」に設定した後、この燃焼モード切換ルーチンを一旦終了する。上記ステップS702の処理で、燃焼モードFMODEが強制的に「12(均質ストイキ燃焼)」に設定されると、ECU92は、エンジン11の燃焼方式を「均質ストイキ燃焼」へと強制的に切り換える。従って、出力トルクダウンが要求されるとエンジン11がいずれの燃焼方式を実行していたとしても、その燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」へと強制的に切り換えられるようになる。
【0113】
図12は、本実施形態のフラグ操作ルーチンを示すフローチャートである。このフラグ操作ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。同ルーチンでは第1実施形態におけるフラグ操作ルーチン(図6)のステップS204〜S207に相当する処理(S804〜S807)のみが第1実施形態と異なっている。
【0114】
同ルーチンにおいてECU92は、ステップS801〜S803の処理によって、要求トルクダウンピードTQDSが「0」〜「3」のいずれであるか判断する。そして、「TQDS=1(出力トルクダウン要求スピード小)」である旨判断されるとステップS807に進み、ECU92は、スロットル閉じフラグSDTRT及び点火遅角フラグXDSAをそれぞれ「1」及び「0」に設定する。従って、出力トルクダウン要求スピードが小のときには、スロットル閉じ制御(吸入空気量減量)というトルクダウン制御の制御方式が採用されることとなる。以上のようにステップS807のフラグ操作処理を実行した後、ECU92は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。
【0115】
また、「TQDS=2(出力トルクダウン要求スピード中)」である旨判断されるとステップS806に進み、ECU92は、スロットル閉じフラグSDTRT及び点火遅角フラグXDSAをそれぞれ「0」及び「1」に設定する。従って、出力トルクダウン要求スピードが中のときには、点火時期の遅角というトルクダウン制御の制御方式が採用されることとなる。以上のようにステップS806のフラグ操作処理を実行した後、ECU92は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。
【0116】
更に、「TQDS=3(出力トルクダウン要求スピード大)」である旨判断されるとステップS805に進み、ECU92は、スロットル閉じフラグSDTRT及び点火遅角フラグXDSAをそれぞれ「1」に設定する。従って、出力トルクダウン要求スピードが大のときには、スロットル閉じ制御(吸入空気量減量)及び点火時期の遅角という上記二つのトルクダウン制御の制御方式が併せて採用されることとなる。以上のようにステップS805のフラグ操作処理を実行した後、ECU92は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。
【0117】
一方、「TQDS=0(出力トルクダウン要求無し)」である旨判断されると、ECU92は、スロットル閉じフラグSDTRT及び点火遅角フラグXDSAをそれぞれ「0」設定する。従って、ステップS804の処理によって、フラグXDTRT,XDSAが「0」にリセットされることとなる。以上のようにステップS804のフラグ操作処理を実行した後、ECU92は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。
【0118】
図13は、本実施形態のスロットル閉じ量算出ルーチンを示すフローチャートである。このスロットル閉じ量算出ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。なお、スロットル閉じ量算出ルーチンの実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン(図11)及びフラグ操作ルーチン(図12)の実行周期よりも十分に長いものとする。このスロットル閉じ量算出ルーチンでは、第1実施形態のスロットル閉じ量算出ルーチン(図7)におけるステップS301に相当する処理が行われないようになっている。このように同ステップS301に相当する処理を省略できるのは、出力トルクダウン要求時に燃焼方式を強制的に「均質ストイキ燃焼」に切り換えるようにしたためである。
【0119】
本実施形態のスロットル閉じ量算出ルーチンにおいて、ECU92は、ステップS901の処理で、スロットル閉じフラグXDTRTが「1」に設定されているか否か判断する。そして、ステップS901の処理において「XDTRT=1」でない旨判断されるとECU92は、このスロットル閉じ量算出ルーチンを一旦終了する。また、上記ステップS901の処理において、「XDTRT=1」である旨判断されると、ステップS902に進む。ECU92は、ステップS902の処理として、スロットル閉じ量ΔTCを算出した後、このスロットル閉じ量算出ルーチンを一旦終了する。
【0120】
こうしてスロットル閉じ量ΔTCが算出された後、ECU92は、別のルーチンによって、スロットル閉じ量ΔTCに対応した分だけスロットルバルブ23を閉じ側に制御する。このスロットル閉じ制御によってエンジン11の吸入空気量が減量し、エンジン11の出力トルクダウンが図られる。このようにスロットル閉じ制御(吸入空気量減量)による出力トルクダウンが行われるのは、出力トルクダウンが要求されて強制的に「均質ストイキ燃焼」へ切り換えられ、要求トルクダウンスピードTQDSが「1」又は「3」となったときである。
【0121】
図14は、本実施形態の点火時期操作ルーチンを示すフローチャートである。この点火時期操作ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。なお、点火時期操作ルーチンの実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン(図11)及びフラグ操作ルーチン(図12)の実行周期よりも十分に長いものとする。この点火時期操作ルーチンでは、第1実施形態の点火時期操作ルーチン(図8)におけるステップS402,S403に相当する処理(S1001,S1002)のみが実行される。本実施形態の点火時期操作ルーチンにおいて、第1実施形態の点火時期操作ルーチンにおけるステップS401,S404,S405に相当する処理を省略できるのは、出力トルクダウン要求時に燃焼方式を強制的に「均質ストイキ燃焼」に切り換えるようにしたためである。
【0122】
本実施形態の点火時期操作ルーチンにおいて、ECU92は、ステップS1001の処理で、点火遅角フラグXDSAが「1」に設定されているか否か判断する。そして、ステップS1001の処理において「XDSA=1」でない旨判断されるとECU92は、この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。また、上記ステップS1001の処理において、「XDSA=1」である旨判断されると、ステップS1002に進む。ECU92は、ステップS1002の処理として、基本点火時期SA0 から均質時点火時期遅角量ΔSA1を減算した値を目標点火時期SAとして算出した後、この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。
【0123】
上記ステップS1002の処理によって目標点火時期SAが算出された後、ECU92は、別のルーチンによって、実際の点火時期が目標点火時期SAと一致するように同実際の点火時期を遅角させる。この点火時期の遅角によって混合気の燃焼エネルギーがピストン12の往復移動に変換される際の効率が低下し、エンジン11の出力トルクダウンが図られる。このように点火時期の遅角による出力トルクダウンが行われるのは、出力トルクダウンが要求されて強制的に「均質ストイキ燃焼」へ切り換えられ、要求トルクダウンスピードTQDSが「2」又は「3」となったときである。
【0124】
つまり、本実施形態では、エンジン11の出力トルクダウン要求時に、要求トルクダウンスピードTQDSが「0」以外の値に設定されると、エンジンの燃焼方式がいずれであっても、その燃焼方式が強制的に「均質ストイキ燃焼」へと切り換えられる。更に、その「均質ストイキ燃焼」に適したトルクダウン制御の制御方式として、スロットル閉じ制御(吸入空気量減量)や点火時期の遅角が実行され、それらによってエンジン11の出力トルクダウンが図られる。
【0125】
即ち、「TQDS=1(出力トルクダウン要求スピード小)」のときには、スロットル閉じ制御というトルクダウン制御方式によって出力トルクダウンが図られる。また、「TQDS=2(出力トルクダウン要求スピード中)」のときには、点火時期の遅角というトルクダウン制御の制御方式が選択され、その点火時期の遅角によってエンジン11の出力トルクダウンが図られる。更に、「TQDS=3(出力トルクダウン要求スピード大)」のときには、上記スロットル閉じ制御と上記点火時期の遅角との両方が実行され、それらを行うことによって適切にエンジン11の出力トルクダウンが図られる。
【0126】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(8)エンジン11の出力トルクダウン要求がなされたとき、燃焼方式が強制的に「均質ストイキ燃焼」へと切り換えられ、その「均質ストイキ燃焼」に適したトルクダウン制御としてスロットル閉じ制御(吸入空気量減量)や点火時期遅角が実行される。即ち、出力トルクダウン要求時であって出力トルクダウン要求スピードが小(「TQDS=1」)のときには、スロットル閉じ制御が行われることにより、適切にエンジン11の出力トルクを低下させることができる。また、出力トルクダウン要求スピードが中(「TQDS=2」)のときには、点火時期の遅角が行われることにより、適切にエンジン11の出力トルクを低下させることができる。更に、出力トルクダウン要求スピードが大(「TQDS=3」)のときには、スロットル閉じ制御と点火時期遅角との両方が行われることにより、適切にエンジン11の出力トルクを低下させることができる。
【0127】
(9)「均質リーン燃焼」時に出力トルクダウン要求がなされた場合、エンジン11の燃焼方式を強制的に「均質ストイキ燃焼」に切り換えられ、その「均質ストイキ燃焼」に適したトルクダウン制御によって出力トルクダウンが図られる。従って、理論空燃比よりもリーン側の空燃比で混合気を燃焼させるために、出力トルクダウンのための点火時期遅角や燃料噴射量減量を過度に行うと失火が生じ易い「均質リーン燃焼」の状態にて、その燃料噴射量減量や点火時期遅角といったトルクダウン制御が行われることがない。従って、そのトルクダウン制御が「均質リーン燃焼」時に行われることによって失火が生じるのを防止することができる。
【0128】
(10)エンジン11の出力トルクダウン要求がなされたとき、燃焼方式が強制的に「均質ストイキ燃焼」へと切り換えられるため、その「均質ストイキ燃焼」での出力トルクダウンに適したトルクダウン制御、即ちスロットル閉じ制御(吸入空気量減量)や点火時期遅角だけ実行すればよい。従って、燃焼方式が切り換えられるエンジン11において、出力トルクダウン要求に基づく出力トルクダウンを複雑な制御を行うことなく実行することができる。
【0129】
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・上記各実施形態において、「均質ストイキ燃焼」での出力トルクダウン要求時であって「TQDS=1」のときにスロットル閉じ制御(吸入空気量減量)を実行する代わりに、点火時期の遅角を実行して出力トルクダウンを図ってもよい。
【0130】
・上記各実施形態において、「均質ストイキ燃焼」での出力トルクダウン要求時であって「TQDS=3」のときに、必ずしもスロットル閉じ制御(吸入空気量減量)を実行する必要はない。
【0131】
・第1実施形態において、「均質リーン燃焼」での出力トルクダウン要求時には、燃焼方式を強制的に「成層燃焼」へと切り換えるようにしたが、これに代えて燃焼方式を強制的に「弱成層燃焼」や「均質ストイキ燃焼」へと切り換えるようにしてもよい。
【0132】
・第1実施形態において、「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」での出力トルクダウン要求時にあって「TQDS=3」のときに、必ずしも点火時期及び燃料噴射時期の遅角を実行する必要はない。
【0133】
・上記各実施形態では、トルクダウン制御の制御方式としてスロットル閉じ制御(吸入空気量減量)、点火時期の遅角、燃料噴射量の減量、並びに点
火時期及び燃料噴射時期の遅角などを例示したが、燃料カット等その他のトルクダウン制御の制御方式を更に採用してもよい。
【0134】
・上記各実施形態において、スロットル閉じ量ΔTC、均質時点火時期遅角量ΔSA1、成層時点火時期遅角量ΔSA2、燃料小減量値ΔQL、燃料大減量値ΔQH、及び燃料噴射時期遅角量ΔAを、実験等によって予め求められる固定値としてもよい。
【0135】
・上記各実施形態では、燃焼方式を「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、「均質リーン燃焼」、及び「均質ストイキ燃焼」の四種類の間で切り換えるタイプのエンジン11に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されない。即ち、それらの燃焼方式の内から二つか三つの燃焼方式の間で同燃焼方式を切り換えるタイプのエンジンに本発明を適用してもよい。この場合、「均質リーン燃焼」を行わないようにするならば、第1実施形態のように「均質リーン燃焼」での出力トルクダウン要求時に燃焼方式を「成層燃焼」へと強制的に切り換える必要はなくなる。
【0136】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたときに均質リーン燃焼が行われているときには、燃焼方式が成層燃焼又は均質ストイキ燃焼に強制的に切り換えられ、成層燃焼又は均質ストイキ燃焼の状態で燃焼方式に適した制御方式でのトルクダウン制御により出力トルクの低下が図られる。従って、トルクダウンが要求されたときに均質リーン燃焼が行われていたとしても、トルクダウン制御によって失火が生じることはなく、出力トルクダウンを適切に実行することができるようになる。
【0137】
請求項2記載の発明によれば、出力トルクダウンが要求されたときの燃焼方式が成層燃焼であるときには、燃料噴射量を減量することによって出力トルクダウンが実行される。そして、成層燃焼時に燃料噴射量を減量すると、点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存在した状態で、その混合気の分布範囲が小さくなって出力トルクが適切に低下するようになる。
【0138】
請求項3記載の発明によれば、成層燃焼時に燃料噴射量の減量のみならず、点火時期及び燃料噴射時期の遅角によっても出力トルクの低下が図られる。成層燃焼時に点火時期及び燃料噴射時期を遅角させると、点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存在した状態での点火が維持されたままで、混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復移動へ変換する効率が低下する。従って、燃料噴射量の減量と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによって、成層燃焼時での出力トルクダウン要求に対して、適切に出力トルクを低下させることができる。
【0139】
請求項4記載の発明によれば、出力トルクダウンが要求されたときの燃焼方式が均質ストイキ燃焼であるときには、点火時期を遅角することによって出力トルクダウンが実行される。そして、均質ストイキ燃焼時に点火時期を遅角させると、混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復移動へ変換する効率が低下し、出力トルクが適切に低下するようになる。
【0140】
請求項5記載の発明によれば、均質ストイキ燃焼時に点火時期の調整のみならず、吸入空気量の調整によっても出力トルクの低下が図られる。均質ストイキ燃焼時に吸入空気量を低下させると、内燃機関の燃焼室内にて燃焼する混合気の量が少なくなる。従って、点火時期の遅角と、吸入空気量の減量とによって、均質ストイキ燃焼時での出力トルクダウン要求に対して、適切に出力トルクを低下させることができる。
【0142】
請求項6記載の発明によれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ燃焼に切り換えられる。そして、均質ストイキ燃焼に応じたトルクダウン制御の制御方式にて同トルクダウン制御が行われ、出力トルクの低下が適切に実行されるようになる。従って、燃焼方式が切り換えられる内燃機関にあっても、適切に出力トルクダウンを実行することができる。
【0143】
請求項7記載の発明によれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ燃焼に切り換えられるとともに、点火時期の遅角によって混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復移動へ変換する効率が低下され、適切に出力トルクを低下させることができる。
【0144】
請求項8記載の発明によれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ燃焼に切り換えられるとともに、点火時期の遅角のみならず、吸入空気量の減量によっても出力トルクの低下が図られれる。均質ストイキ燃焼時に吸入空気量を低下させると、内燃機関の燃焼室内にて燃焼する混合気の量が少なくなる。従って、点火時期の遅角と、吸入空気量の減量とによって、出力トルクダウン要求に対して、適切に出力トルクを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の制御装置が適用されたエンジン全体を示す断面図。
【図2】同エンジンにおける吸気及び排気ポートの形状を示すシリンダヘッドの断面図。
【図3】上記制御装置の電気的構成を示すブロック図。
【図4】エンジンの燃焼方式を決定する際に参照されるマップ。
【図5】第1実施形態の燃焼モード切換手順を示すフローチャート。
【図6】第1実施形態のフラグ操作手順を示すフローチャート。
【図7】第1実施形態のスロットル閉じ量算出手順を示すフローチャート。
【図8】第1実施形態の点火時期操作手順を示すフローチャート。
【図9】第1実施形態の燃料噴射時期操作手順を示すフローチャート。
【図10】第1実施形態の燃料噴射量操作手順を示すフローチャート。
【図11】第2実施形態の燃焼モード切換手順を示すフローチャート。
【図12】第2実施形態のフラグ操作手順を示すフローチャート。
【図13】第2実施形態のスロットル閉じ量算出手順を示すフローチャート。
【図14】第2実施形態の点火時期操作手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
11…エンジン、14c…クランクポジションセンサ、21b…カムポジションセンサ、23…スロットルバルブ、24…スロットル用モータ、25…アクセルペダル、26…アクセルポジションセンサ、36…バキュームセンサ、40…燃焼噴射弁、41…点火プラグ、41a…イグナイタ、42…スロットルポジションセンサ、92…電子制御ユニット(ECU)。
Claims (8)
- 機関運転状態に応じて燃焼方式を少なくとも成層燃焼、均質リーン燃焼及び均質ストイキ燃焼の間で切り換える内燃機関にあって、同機関の出力トルクダウンが要求されたときには所定制御方式のトルクダウン制御を実行する内燃機関の制御装置において、
内燃機関の出力トルクダウンが要求されたときに同機関の燃焼方式が均質リーン燃焼であるときには、前記トルクダウン制御に先立って燃焼方式を成層燃焼又は均質ストイキ燃焼へと強制的に切り換える強制切換手段と、
内燃機関の燃焼方式に応じて設定されたトルクダウン制御の各種制御方式の内から、燃焼方式が強制的に切り換えられなかったときには前記出力トルクダウンが要求されたときの燃焼方式に基づいて、燃焼方式が強制的に切り換えられたときには切り換え後の燃焼方式に基づいて前記トルクダウン制御の制御方式を選択する制御方式選択手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記制御方式選択手段は、成層燃焼での出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン制御の制御方式として燃料噴射量の減量を選択する
請求項1記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御方式選択手段は、成層燃焼での出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン制御の制御方式として前記燃料噴射量の減量に加えて点火時期及び燃料噴射時期の遅角を選択する
請求項2記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御方式選択手段は、均質ストイキ燃焼での出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン制御の制御方式として点火時期の遅角を選択する
請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 - 前記制御方式選択手段は、均質ストイキ燃焼での出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン制御の制御方式として前記点火時期の遅角に加えて吸入空気量の減量を選択する
請求項4記載の内燃機関の制御装置。 - 機関運転状態に応じて燃焼方式を成層燃焼と均質燃焼との間で切 り換える内燃機関にあって、同機関の出力トルクダウンが要求されたときにはトルクダウン制御を行う内燃機関の制御装置において、
内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、前記トルクダウン制御に先立って燃焼方式を強制的に均質ストイキ燃焼に切り換える強制切換手段と、
前記出力トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御を均質ストイキ燃焼に応じた制御方式にて実行するトルクダウン制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記トルクダウン制御手段は、前記出力トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御として点火時期の遅角を実行する
請求項6記載の内燃機関の制御装置。 - 前記トルクダウン制御手段は、前記出力トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御として点火時期の遅角に加えて吸入空気量の減量を実行する
請求項7記載の内燃機関の制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14550098A JP3661407B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 内燃機関の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14550098A JP3661407B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11336595A JPH11336595A (ja) | 1999-12-07 |
JP3661407B2 true JP3661407B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=15386706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14550098A Expired - Fee Related JP3661407B2 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3661407B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100405682B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2003-11-14 | 현대자동차주식회사 | 가솔린 직접분사 엔진의 전자 제어 시스템 및 그의 연료압보상 제어방법 |
KR100411063B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2003-12-18 | 현대자동차주식회사 | 가솔린 직접분사 엔진의 운전모드 결정방법 및 운전모드를이용한 전자 제어 시스템 및 방법 |
JP5332962B2 (ja) * | 2009-06-30 | 2013-11-06 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP7137146B2 (ja) * | 2019-01-28 | 2022-09-14 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP14550098A patent/JP3661407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11336595A (ja) | 1999-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6425371B2 (en) | Controller for internal combustion engine | |
EP1083324B1 (en) | Control system for self-ignition type gasoline engine | |
JP3677954B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
US11008930B2 (en) | Engine control method and engine system | |
US10968856B2 (en) | Engine control method and engine system | |
JP3971004B2 (ja) | 内燃機関の燃焼切換制御装置 | |
WO2019230406A1 (ja) | 内燃機関の制御装置および内燃機関の制御方法 | |
JP3324039B2 (ja) | 希薄な燃料−空気混合気で運転されるガソリン機関の有害な排気ガス放出物の減少方法 | |
EP3744961B1 (en) | Vehicle system | |
JP4054547B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP3661407B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2000205023A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP3648864B2 (ja) | 希薄燃焼内燃機関 | |
JP3485838B2 (ja) | 内燃機関の点火制御装置 | |
JP4324297B2 (ja) | 筒内噴射エンジンの制御装置 | |
JP4453187B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4339599B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 | |
JP4337247B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP3525796B2 (ja) | 内燃機関の点火制御装置 | |
JP3669128B2 (ja) | 内燃機関の点火時期制御装置 | |
JP3948465B2 (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
JP3589070B2 (ja) | 内燃機関の燃焼制御装置 | |
JP2000337235A (ja) | 内燃機関の点火制御装置 | |
JP4443835B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JPH11351044A (ja) | 内燃機関の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041026 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041222 |
|
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: 20050301 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050314 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090401 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100401 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110401 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120401 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130401 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140401 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |