JP3911855B2 - Control device for direct-injection spark ignition engine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの運転条件に基づいてトルク補正を行う直噴火花点火式エンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、例えば自動変速機の変速時等に所望の目標トルクを実現する際に、エンジントルクが目標トルクに収束するように吸入空気量をフィードバック制御する一方、そのときのエンジントルクと目標トルクとの偏差に応じて点火時期を補正することにより、すなわち、吸入空気量制御の応答性より速いトルク制御(トルク補正)は点火時期補正で行うことにより、目標トルクを達成するようにしたものがある(特開平5−163996号公報参照)。
【0003】
一方、近年、直噴火花点火式エンジンが注目されており、このものでは、エンジンの運転条件に応じて、燃焼方式を切換制御、すなわち、吸気行程にて燃料を噴射することにより、燃焼室内に燃料を拡散させ均質の混合気を形成して行う均質燃焼と、圧縮行程にて燃料を噴射することにより、点火栓回りに集中的に層状の混合気を形成して行う成層燃焼とに切換制御するのが一般的である(特開昭59−37236号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような直噴火花点火式エンジンにおいて、成層燃焼時に点火時期を用いてトルク補正を行おうとすると、成層燃焼時は混合気が点火栓近傍に来たタイミングで点火しなければならず、点火時期の操作代が少ないため、十分なトルク補正が困難で、強行すると、燃焼の悪化、更にひどい場合には失火を生じてしまう可能性がある。
【0005】
本発明は、このような問題点に鑑み、均質燃焼と成層燃焼とを切換可能な場合に最適なトルク補正を行うことのできる直噴火花点火式エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、図1(A)に示すように、吸気行程にて燃料を噴射して行う均質燃焼と圧縮行程にて燃料を噴射して行う成層燃焼とを切換可能な燃焼方式切換手段を備える直噴火花点火式エンジンであって、エンジンの運転条件に基づいてトルク補正要求を発生するトルク補正要求手段を備えるものにおいて、同一の燃焼方式における前記トルク補正要求に対し、均質燃焼時には、点火時期と空燃比とのうち、少なくとも点火時期を補正してトルク補正を行う均質燃焼時トルク補正手段と、成層燃焼時には、点火時期と空燃比とのうち、空燃比のみを補正してトルク補正を行う成層燃焼時トルク補正手段とを各別に設けたことを特徴とする。
【0007】
請求項2に係る発明では、図1(B)に示すように、吸気行程にて燃料を噴射して行う均質燃焼と圧縮行程にて燃料を噴射して行う成層燃焼とを切換可能な燃焼方式切換手段を備える直噴火花点火式エンジンであって、エンジンの運転条件に基づいてトルク補正要求を発生するトルク補正要求手段を備えるものにおいて、同一の燃焼方式における前記トルク補正要求に対し、エンジンの吸入空気量を制御してトルク制御を行うトルク制御手段を設ける一方、吸入空気量制御の遅れに対する高応答のトルク補正を行うように、均質燃焼時には少なくとも点火時期を補正してトルク補正を行う均質燃焼時トルク補正手段と、成層燃焼時には少なくとも空燃比を補正してトルク補正を行う成層燃焼時トルク補正手段とを各別に設けたことを特徴とする。
【0008】
請求項3に係る発明では、同じく図1(B)に示すように、吸気行程にて燃料を噴射して行う均質燃焼と圧縮行程にて燃料を噴射して行う成層燃焼とを切換可能な燃焼方式切換手段を備える直噴火花点火式エンジンであって、少なくともアクセル開度に基づくと共に、同一の燃焼方式におけるトルク補正要求を含んでエンジンの目標トルクを算出する目標トルク算出手段を備えるものにおいて、前記目標トルクを達成するように、エンジンの吸入空気量を制御してトルク制御を行うトルク制御手段を設ける一方、吸入空気量制御の遅れに対する高応答のトルク補正を行うように、均質燃焼時には少なくとも点火時期を補正してトルク補正を行う均質燃焼時トルク補正手段と、成層燃焼時には少なくとも空燃比を補正してトルク補正を行う成層燃焼時トルク補正手段とを各別に設けたことを特徴とする。
【0009】
請求項4に係る発明では、前記トルク制御手段は、目標トルクを実現するように必要基本燃料量を算出する必要基本燃料量算出手段と、必要基本燃料量と目標空燃比とから目標吸入空気量を算出する目標吸入空気量算出手段と、目標吸入空気量に基づいて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、目標スロットル開度になるようにスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動制御手段とを含んで構成されることを特徴とする(図7参照)。
【0010】
請求項5に係る発明では、前記均質燃焼時トルク補正手段は、トルク補正量を点火時期補正分と空燃比補正分とに分け、点火時期と空燃比とを補正してトルク補正を行うものであり、前記成層燃焼時トルク補正手段は、トルク補正量を空燃比補正分のみとし、空燃比を補正してトルク補正を行うものであることを特徴とする。
【0011】
請求項6に係る発明では、前記均質燃焼時トルク補正手段及び成層燃焼時トルク補正手段において、トルク補正量はエンジン回転同期で演算し、トルク補正量の燃料噴射量への反映は時間同期で演算することを特徴とする。
請求項7に係る発明では、前記均質燃焼時トルク補正手段及び成層燃焼時トルク補正手段において、トルク補正量の演算及びそのトルク補正量の燃料噴射量への反映はエンジン回転同期で演算することを特徴とする。
請求項8に係る発明では、前記トルク補正要求は、変速、エアコンON、燃料カットリカバーに起因するものであることを特徴とする。
【0012】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、均質燃焼時には少なくとも点火時期を操作し、成層燃焼時には空燃比を操作してトルク補正を行うことにより、燃焼方式にかかわらず、所望のトルク補正を行うことができる。
請求項2に係る発明によれば、トルク補正要求に対し、吸入空気量制御では追従できない高速のトルク補正を、燃焼方式にかかわらず、実現することができて、トルク補正要求に応えることができる。
【0013】
請求項3に係る発明によれば、目標トルクへのトルク制御に際し、吸入空気量制御では追従できない高速のトルク補正を、燃焼方式にかかわらず、実現することができて、目標トルクを達成できる。
請求項4に係る発明によれば、いわゆるトルクデマンド制御(図7のような制御をトルクデマンド制御という)によりスロットル開度を制御している際に、これによる吸入空気量制御では追従できない高速のトルク補正を、燃焼方式にかかわらず、実現することができて、目標トルクを達成できる。
【0014】
請求項5に係る発明によれば、均質燃焼時のトルク制御の可能な範囲(ダイナミックレンジ)を広げることができる。
請求項6に係る発明によれば、高回転時に演算負荷を増加させることなく、成層燃焼の場合でも均質燃焼の場合と同様に良好な応答性を実現できる。
請求項7に係る発明によれば、成層燃焼の場合も均質燃焼の場合も、全ての回転数において全く同等の応答性を実現できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図2は実施の一形態を示す直噴火花点火式エンジンのシステム図である。先ず、これについて説明する。
車両に搭載されるエンジン1の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ2から吸気通路3により、電制スロットル弁4の制御を受けて、空気が吸入される。
【0016】
電制スロットル弁4は、コントロールユニット20からの信号により作動するステップモータ等により開度制御される。
そして、燃焼室内に燃料(ガソリン)を直接噴射するように、電磁式の燃料噴射弁(インジェクタ)5が設けられている。
燃料噴射弁5は、コントロールユニット20からエンジン回転に同期して吸気行程又は圧縮行程にて出力される噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧された燃料を噴射するようになっている。そして、噴射された燃料は、吸気行程噴射の場合は燃焼室内に拡散して均質な混合気を形成し、また圧縮行程噴射の場合は点火栓6回りに集中的に層状の混合気を形成し、コントロールユニット20からの点火信号に基づき、点火栓6により点火されて、燃焼(均質燃焼又は成層燃焼)する。尚、燃焼方式は、空燃比制御との組合わせで、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼(空燃比20〜30)、成層リーン燃焼(空燃比40程度)に分けられる。
【0017】
エンジン1からの排気は排気通路7より排出され、排気通路7には排気浄化用の触媒8が介装されている。
コントロールユニット20は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種のセンサから信号が入力されている。
【0018】
前記各種のセンサとしては、エンジン1のクランク軸又はカム軸回転を検出するクランク角センサ21,22が設けられている。これらのクランク角センサ21,22は、気筒数をnとすると、クランク角720°/n毎に、予め定めたクランク角位置(各気筒の圧縮上死点前の所定クランク角位置)で基準パルス信号REFを出力すると共に、1〜2°毎に単位パルス信号POSを出力するもので、基準パルス信号REFの周期などからエンジン回転数Neを算出可能である。
【0019】
この他、吸気通路3のスロットル弁4上流で吸入空気流量Qaを検出するエアフローメータ23、アクセル開度(アクセルペダルの踏込み量)ACCを検出するアクセルセンサ24、スロットル弁4の開度TVOを検出するスロットルセンサ25(スロットル弁4の全閉位置でONとなるアイドルスイッチを含む)、エンジン1の冷却水温Twを検出する水温センサ26、排気通路7にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力するO2 センサ27、車速VSPを検出する車速センサ28などが設けられている。
【0020】
ここにおいて、コントロールユニット20は、前記各種のセンサからの信号を入力しつつ、内蔵のマイクロコンピュータにより、所定の演算処理を行って、電制スロットル弁4によるスロットル開度、燃料噴射弁5による燃料噴射量、及び、点火栓6による点火時期を制御する。
これら制御のうち、トルク制御(トルク補正)に関連する制御について、第1〜第5の実施例を、フローチャートにより説明する。
【0021】
〔第1の実施例〕
第1の実施例のフローチャートは図3〜図5に示される。
図3はトルク補正量演算ルーチンであり、基準パルス信号REFに同期して実行される(REF−JOB)。
S1では、変速、エアコンON、燃料カットリカバーなどに起因するトルク補正要求(増減要求)を読込む。すなわち、トルク補正要求手段としての別ルーチンにより、変速時はトルク低減要求、エアコンON時はトルク増加要求、燃料カットリカバー時はトルク低減要求が発生されるので、これを読込む。尚、図19〜図21にトルク補正要求(トルク補正要求分演算)ルーチンのフローチャートを示しており、最後に説明する。
【0022】
S2では、トルク補正要求に対応させて、トルク補正量PIPER(100±α%)を演算する。具体的には、トルク補正要求分を除いた基本目標トルク(ドライバ要求トルク)をtTe0(別ルーチンで演算する)とし、トルク補正要求分をΔtTeとすると、PIPER=〔(tTe0+ΔtTe)/tTe0〕×100(%)により演算する。ここでは、PIPER=100%が補正なし、PIPER>100%がトルク増加要求、PIPER<100%がトルク低減要求となる。
【0023】
S3では、燃焼方式を読込む。
ここで、燃焼方式は、燃焼方式切換手段としての別ルーチンにより、エンジン運転条件に基づいて、燃焼方式切換マップを参照することにより、切換えられる。すなわち、エンジン回転数Neと目標トルクtTe(=tTe0+ΔtTe)とをパラメータとして燃焼方式(及び基本当量比tφ)を定めたマップを、水温Tw、始動後時間などの条件別に複数備えていて、これらの条件から選択されたマップより、実際のエンジン運転状態のパラメータに従って、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼又は成層リーン燃焼のいずれかに燃焼方式(及び基本当量比tφ)が設定される。よって、これを読込む。尚、図22に燃焼方式切換(及び基本当量比tφ設定)ルーチンのフローチャートを示しており、最後に説明する。
【0024】
S4では、均質燃焼(均質ストイキ燃焼又は均質リーン燃焼)か成層燃焼(成層リーン燃焼)かを判定し、その結果に従って分岐する。
均質燃焼の場合は、S5へ進み、図24に示すようなテーブルを用いて、トルク補正量PIPERを点火時期補正量TQRETに変換する。点火時期補正量TQRETは、進角補正の場合に正の値、遅角補正の場合に負の値となる。そして、S6でトルク補正量PIPERを100%(補正なし)に戻して、本ルーチンを終了する。
【0025】
成層燃焼の場合は、S7へ進み、点火時期補正量TQRET=0にして、本ルーチンを終了する。この場合、トルク補正量PIPERはS2での演算値に維持される。
図4は点火時期演算ルーチンであり、基準パルス信号REFに同期して実行される(REF−JOB)。
【0026】
S11では、別ルーチンにより演算されている基本点火時期ADVmapを読込む。尚、均質燃焼(均質ストイキ燃焼及び均質リーン燃焼)用の基本点火時期ADVmapは、MBT制御に従って演算するか、図26(a)に示すようにエンジン回転数Neと目標トルクtTe(又は燃料噴射量Ti)とに応じて基本点火時期ADVmapを定めたマップより演算する。成層燃焼用の基本点火時期ADVmapは、図26(b)に示すようにエンジン回転数Neと目標トルクtTe(又は燃料噴射量Ti)とに応じて基本点火時期ADVmapを定めたマップより演算する。
【0027】
S12では、点火時期補正量TQRETを読込む。
S13では、次式のごとく、基本点火時期ADVmapに点火時期補正量TQRETを加算して、最終的な点火時期ADVを演算する。
ADV=ADVmap+TQRET
ここで、均質燃焼時はトルク補正量PIPERが点火時期補正量TQRETに変換されているので、これが点火時期ADVに反映されて、点火時期によるトルク補正がなされるが、成層燃焼時は点火時期補正量TQRET=0であるので、点火時期によるトルク補正はなされない。
【0028】
S14では、点火時期ADVを所定のレジスタにセットして、その点火時期ADVにて点火を行わせる。
図5は燃料噴射量演算ルーチンであり、所定時間毎、具体的には10ms毎に実行される(10ms−JOB)。
S21では、別ルーチンにより設定されている空燃比制御のための基本当量比tφを読込む。基本当量比tφは燃焼方式に応じて設定される。尚、ここでいう当量比は、燃空比補正係数ともいい、空燃比をAFRとすると、14.6/AFRで表される。
【0029】
S22では、トルク補正量PIPERを読込む。
S23では、図25に示すようなテーブルを用いて、トルク補正量PIPERを当量比補正量(係数)Δφに変換する。ここで、均質燃焼時はトルク補正量PIPER=100%であるので、当量比補正量Δφ=1となり、成層燃焼時はトルク補正量PIPER=100±α%であるので、当量比補正量Δφ=1±βとなる。
【0030】
S24では、次式のごとく、基本当量比tφに当量比補正量Δφを乗じて、目標当量比tφdを演算する。
tφd=tφ×Δφ
S25では、次式のごとく、基本燃料噴射量Tpを目標当量比tφd等により補正して、最終的な燃料噴射量Tiを演算する。
【0031】
Ti=Tp×tφd×Kα+Ts
ここで、Tpはストイキ空燃比相当の基本燃料噴射量であり、Tp=K×Qa/Ne(Kは定数)により求める。
KαはO2 センサ信号に基づく空燃比フィードバック補正係数であり、リーン燃焼時はKα=1にクランプされる。
【0032】
Tsはバッテリ電圧に依存する無効噴射時間補正分である。
このようにして演算された燃料噴射量Tiは所定のレジスタにセットされ、均質燃焼の場合は各気筒の吸気行程にて、また成層燃焼の場合は各気筒の圧縮行程にて、このTiに相当するパルス幅の噴射パルス信号が各燃料噴射弁5に出力されて、燃料噴射がなされる。
【0033】
ここで、S1〜S4,S5,S6,S12,S13の部分が均質燃焼時トルク補正手段に相当し、S1〜S4,S7,S22〜S25の部分が成層燃焼時トルク補正手段に相当する。
図12は第1の実施例の応答波形例を示している。
例えば、変速に起因して、トルク補正(トルクダウン)要求がなされると、均質燃焼の場合は、点火時期の補正によりトルク補正がなされ、成層燃焼の場合は、点火時期を補正することなく、当量比(空燃比)の補正により、トルク補正がなされる。
【0034】
尚、本実施例では、電制スロットル弁4は、アクセル開度ACCに対応して制御される。
〔第2の実施例〕
第2の実施例では、トルク補正量演算は図6により、点火時期演算及び燃料噴射量演算は図4及び図5(説明済み)により行う。
【0035】
図6はトルク補正量演算ルーチンであり、基準パルス信号REFに同期して実行される(REF−JOB)。
S31では、トルクデマンド制御上の目標トルク(変速、エアコンON、燃料カットリカバーなどに起因するトルク補正要求を含む)を読込む。
S32では、トルク制御手段として、目標トルクに対する空気補正量を演算して、これにより電制スロットル弁4の開度を制御する。
【0036】
S33では、空気補正時の出力トルクを推定する。
S34では、トルクデマンド制御上のトルク補正要求に基づく目標トルクから推定トルクを減算して、不足トルク分を演算する。
S35では、不足トルク分に対応させて、トルク補正量PIPER(100±α%)を演算する。ここでは、PIPER=100%が補正なし、PIPER>100%がトルク増加要求、PIPER<100%がトルク低減要求となる。
【0037】
S36では、燃焼方式を読込む。
S37では、均質燃焼(均質ストイキ燃焼又は均質リーン燃焼)か成層燃焼(成層リーン燃焼)かを判定し、その結果に従って分岐する。
均質燃焼の場合は、S38へ進み、トルク補正量PIPERを点火時期補正量TQRETに変換する。点火時期補正量TQRETは、進角補正の場合に正の値、遅角補正の場合に負の値となる。そして、S39でトルク補正量PIPERを100%(補正なし)に戻して、本ルーチンを終了する。
【0038】
成層燃焼の場合は、S40へ進み、点火時期補正量TQRET=0にして、本ルーチンを終了する。この場合、トルク補正量PIPERはS35での演算値に維持される。
その後の点火時期演算ルーチンは図4により、燃料噴射量演算ルーチンは図5によりなされる。
【0039】
ここで、S33〜S37,S38,S39,S12,S13の部分が均質燃焼時トルク補正手段に相当し、S33〜S37,S40,S22〜S25の部分が成層燃焼時トルク補正手段に相当する。
トルクデマンド制御を行う場合の制御ブロック図を図7に示す。
目標トルク算出手段101は、アクセル開度ACCとエンジン回転数Neとを入力し、これらに応じて基本目標トルク(ドライバ要求トルク)tTe0を予め定めたマップを参照して、基本目標トルクtTe0を設定し、これに、変速、エアコンON、燃料カットリカバー等に起因するトルク補正要求分ΔtTeを加算して、目標トルクtTe=tTe0+ΔtTeを算出する。
【0040】
必要基本燃料量算出手段102は、目標トルクtTeとエンジン回転数Neとを入力し、これらに応じて必要基本燃料量tQfを予め定めたマップを参照して、必要基本燃料量tQfを出力する。
効率補正手段103は、均質燃焼と成層燃焼など、空燃比が大きく変わる場合、燃焼効率が異なることから、これらに応じて、必要基本燃料量tQfを補正する。具体的には、空燃比がリーンになるに従って、必要基本燃料量tQfを小さく補正する。リーンになるに従って、ポンピングロスが小さくなり、効率が高くなるからである。
【0041】
目標空燃比算出手段104は、目標トルクtTeとエンジン回転数Neとを入力し、これらに応じて目標空燃比tAFRを予め定めたマップを参照して、目標空燃比tAFRを出力する。
目標吸入空気量算出手段105は、乗算器からなり、必要基本燃料量tQfに目標空燃比tAFRを乗算して、目標吸入空気量tQcyl =tQf×tAFRを算出する。
【0042】
目標スロットル開度算出手段106は、目標吸入空気量tQcyl とエンジン回転数Neとを入力し、これら(tQcyl ×Ne)に応じて目標スロットル開度tTVOを予め定めたマップを参照して、目標スロットル開度tTVOを出力する。
スロットル弁駆動制御手段107は、目標スロットル開度tTVOに応じた指令信号によりステップモータをステップ駆動して、目標スロットル開度tTVOになるようにスロットル弁4を制御する。
【0043】
図13は第2の実施例の応答波形例を示している。
例えば、エアコンONに起因して、トルク補正(トルクアップ)要求がなされると、空気量増量がなされるが、空気量制御の遅れによりトルク不足を生じる。そこで、トルク不足分を補正すべく、均質燃焼の場合は、点火時期の補正によりトルク補正がなされ、成層燃焼の場合は、点火時期を補正することなく、当量比(空燃比)の補正により、トルク補正がなされる。
【0044】
〔第3の実施例〕
第3の実施例では、トルク補正量演算は図8により、点火時期演算は図4(説明済み)により、燃料噴射量演算は図9により行う。
図8はトルク補正量演算ルーチンであり、基準パルス信号REFに同期して実行される(REF−JOB)。尚、図8は図3とS1’,S2’,S5’,S6’の部分が異なる。
【0045】
S1’では、変速、エアコンON、燃料カットリカバーなどに起因するトルク補正要求(増減要求)を点火時期補正要求分(点火分)と空燃比補正要求分(当量比分)とに分けて別々に読込む。
S2’では、トルク補正要求に対応させてトルク補正量を演算するが、点火時期補正要求分(点火分)と空燃比補正要求分(当量比分)とに基づいて、トルク補正量点火分PIPERADとトルク補正量当量比分PIPERMRとをそれぞれ演算する。具体的には、点火時期補正要求分をΔtTeAD、空燃比補正要求分をΔtTeMRとすると、PIPERAD=〔(tTe0+ΔtTeAD)/tTe0〕×100(%)、PIPERMR=〔(tTe0+ΔtTeMR)/tTe0〕×100(%)により演算する。ここでは、100%が補正なし、100%以上がトルク増加要求、100%以下がトルク低減要求となる。
【0046】
S3では、燃焼方式を読込む。
S4では、均質燃焼(均質ストイキ燃焼又は均質リーン燃焼)か成層燃焼(成層リーン燃焼)かを判定し、その結果に従って分岐する。
均質燃焼の場合は、S5’へ進み、トルク補正量点火分PIPERADを点火時期補正量TQRETに変換する。点火時期補正量TQRETは、進角補正の場合に正の値、遅角補正の場合に負の値となる。そして、S6’でトルク補正量点火分PIPERADを100%(補正なし)に戻して、本ルーチンを終了する。
【0047】
成層燃焼の場合は、S7へ進み、点火時期補正量TQRET=0にして、本ルーチンを終了する。この場合、トルク補正量点火分PIPERADはS2’での演算値に維持される。
その後の点火時期演算ルーチンは図4によりなされる。
図9は燃料噴射量演算ルーチンであり、所定時間毎、具体的には10ms毎に実行される(10ms−JOB)。尚、図9は図5とS22’の部分が異なる。
【0048】
S21では、別ルーチンにより設定されている空燃比制御のための基本当量比tφを読込む。
S22’では、トルク補正量点火分PIPERADと当量比分PIPERMRとを読込み、次式のごとく加算して、合計のトルク補正量PIPERを求める。
PIPER=PIPERAD+PIPERMR−100(%)
ここで、均質燃焼時は点火時期によるトルク補正がなされてトルク補正量点火分PIPERAD=100%であるので、PIPER=PIPERMRとなる。
【0049】
S23では、トルク補正量PIPERを当量比補正量(係数)Δφに変換する。
S24では、次式のごとく、基本当量比tφに当量比補正量Δφを乗じて、目標当量比tφdを演算する。
tφd=tφ×Δφ
S25では、次式のごとく、基本燃料噴射量Tpを目標当量比tφd等により補正して、最終的な燃料噴射量Tiを演算する。
【0050】
Ti=Tp×tφd×Kα+Ts
このようにして演算された燃料噴射量Tiは所定のレジスタにセットされ、均質燃焼の場合は各気筒の吸気行程にて、また成層燃焼の場合は各気筒の圧縮行程にて、このTiに相当するパルス幅の噴射パルス信号が各燃料噴射弁5に出力されて、燃料噴射がなされる。
【0051】
図14は第3の実施例の応答波形例を示している。
例えば、燃料カットリカバーに起因して、トルク補正(トルクダウン)要求がなされると、均質燃焼の場合は、点火時期の補正と当量比(空燃比)の補正とによりトルク補正がなされ、成層燃焼の場合は、点火時期を補正することなく、当量比(空燃比)の大きな補正により、トルク補正がなされる。
【0052】
〔第4の実施例〕
第4の実施例では、トルク補正量演算は図10により、点火時期演算は図4(説明済み)により、燃料噴射量演算は図9(説明済み)により行う。
図10はトルク補正量演算ルーチンであり、基準パルス信号REFに同期して実行される(REF−JOB)。尚、図10は図6とS35’,S38’,S39’の部分が異なる。
【0053】
S31では、トルクデマンド制御上の目標トルク(変速、エアコンON、燃料カットリカバーなどに起因するトルク補正要求を含む)を読込む。
S32では、目標トルクに対する空気補正量を演算して、これにより電制スロットル弁4の開度を制御する。
S33では、空気補正時の出力トルクを推定する。
【0054】
S34では、トルクデマンド制御上のトルク補正要求に基づく目標トルクから推定トルクを減算して、不足トルク分を演算する。
S35’では、不足トルク分に対応させてトルク補正量を演算するが、トルク補正量を点火時期補正分(点火分)と空燃比補正分(当量比分)とに分けて、トルク補正量点火分PIPERADとトルク補正量当量比分PIPERMRとを演算する。具体的には、不足トルク分を所定の比率(成層燃焼時は0:1、均質燃焼時はx:1−x ;xは予め定められた固定値、又は運転条件で切換えるテーブル値)で振り分けて、トルク補正量点火分PIPERADとトルク補正量当量比分PIPERMRとを演算する。ここでは、100%が補正なし、100%以上がトルク増加要求、100%以下がトルク低減要求となる。
【0055】
S36では、燃焼方式を読込む。
S37では、均質燃焼(均質ストイキ燃焼又は均質リーン燃焼)か成層燃焼(成層リーン燃焼)かを判定し、その結果に従って分岐する。
均質燃焼の場合は、S38’へ進み、トルク補正量点火分PIPERADを点火時期補正量TQRETに変換する。点火時期補正量TQRETは、進角補正の場合に正の値、遅角補正の場合に負の値となる。そして、S39’でトルク補正量点火分PIPERADを100%(補正なし)に戻して、本ルーチンを終了する。
【0056】
成層燃焼の場合は、S40へ進み、点火時期補正量TQRET=0にして、本ルーチンを終了する。この場合、トルク補正量点火分PIPERADはS35’での演算値に維持される。
その後の点火時期演算ルーチンは図4により、燃料噴射量演算ルーチンは図9によりなされる。
【0057】
図15は第4の実施例の応答波形例を示している。
例えば、変速に起因して、トルク補正(トルクダウン)要求がなされると、空気量減量がなされるが、空気量制御の遅れによりトルクの過剰を生じる。そこで、これを補正すべく、点火時期の補正と当量比(空燃比)の補正とによりトルク補正がなされ、成層燃焼の場合は、点火時期を補正することなく、当量比(空燃比)の大きな補正により、トルク補正がなされる。
【0058】
〔第5の実施例〕
第5の実施例では、トルク補正量演算及び燃料噴射量演算は図11により、点火時期演算は図4(説明済み)により行う。
S1では、変速、エアコンON、燃料カットリカバーなどに起因するトルク補正要求(増減要求)を読込む。
【0059】
S2では、トルク補正要求に対応させて、トルク補正量PIPER(100±α%)を演算する。ここでは、PIPER=100%が補正なし、PIPER>100%がトルク増加要求、PIPER<100%がトルク低減要求となる。
S3では、燃焼方式を読込む。
S4では、均質燃焼(均質ストイキ燃焼又は均質リーン燃焼)か成層燃焼(成層リーン燃焼)かを判定し、その結果に従って分岐する。
【0060】
均質燃焼の場合は、S41へ進み、トルク補正量PIPERを点火時期補正量TQRETに変換する。点火時期補正量TQRETは、進角補正の場合に正の値、遅角補正の場合に負の値となる。そして、S42で当量比補正量Δφ=1(補正なし)にして、S45〜S47へ進む。
成層燃焼の場合は、S43へ進み、トルク補正量PIPERを当量比補正量Δφに変換する。そして、S44で点火時期補正量TQRET=0にして、S45〜S47へ進む。
【0061】
S45では、別ルーチンにより設定されている空燃比制御のための基本当量比tφを読込む。
S46では、次式のごとく、基本当量比tφに当量比補正量Δφを乗じて、目標当量比tφdを演算する。
tφd=tφ×Δφ
S47では、次式のごとく、基本燃料噴射量Tpを目標当量比tφd等により補正して、最終的な燃料噴射量Tiを演算する。
【0062】
Ti=Tp×tφd×Kα+Ts
このようにして演算された燃料噴射量Tiは所定のレジスタにセットされ、均質燃焼の場合は各気筒の吸気行程にて、また成層燃焼の場合は各気筒の圧縮行程にて、このTiに相当するパルス幅の噴射パルス信号が各燃料噴射弁5に出力されて、燃料噴射がなされる。
【0063】
その後の点火時期演算ルーチンは図4によりなされる。
この第5の実施例は、第1の実施例に対し、燃料噴射量の演算をトルク補正量の演算と同様に回転同期(REF−JOB)で行うようにしたもので、第2〜第4の実施例に対しても、燃料噴射量の演算をトルク補正量の演算と同様に回転同期で行うようにすることができる。
【0064】
次に、第1〜第4の実施例のように燃料噴射量の演算を時間同期(10ms−JOB)で行う場合と、第5の実施例のように燃料噴射量の演算を回転同期(REF−JOB)で行う場合との、相違について述べる。
回転同期(REF−JOB)の演算では、例えば4気筒の場合、クランク角180°毎の基準パルス信号REFの周期は、エンジン回転数毎に、次のようになる。
【0065】
1000rpm・・・30ms
3000rpm・・・10ms
5000rpm・・・ 6ms
6000rpm・・・ 5ms
従って、3000rpm以上では、10ms−JOBと比較して、演算負荷が重くなり、6000rpmでは、10ms−JOBの2倍の演算負荷となり、6気筒、8気筒では更に顕著となる。
【0066】
このため、第1〜第4の実施例では、演算負荷の低減のため、燃料噴射量の演算を時間同期(10ms−JOB)で行うようにしている。
時間同期の演算でも成層燃焼時の応答性が損なわれない理由は、次の通りである。
成層燃焼の低負荷(1200rpm以下程度)では、回転同期(REF−JOB)でトルク補正量を演算してから、燃料噴射までの間に10ms−JOBが入るため、均質燃焼時の点火時期と同等の応答性が実現できる。
【0067】
上記の回転数以上の場合でも、時間同期(10ms−JOB)でトルク補正量の燃料噴射量への反映を行うため、10ms毎の制御は実現でき、通常、時間スケールで要求が出されるトルク補正要求に対しては、十分な制御が行われる。
更に図16及び図17を用いて説明する。
図16を参照し、低回転領域、例えばアイドル回転数領域では、補正量の反映が1燃焼遅れるか否かで性能が大きく影響を受ける。ここで、補正量(TQRET,PIPER)の演算はREF−JOBで、燃料噴射量への反映は10ms−JOBで行った場合、均質燃焼時は、REFで補正量(TQRET)を演算し、そのREFでセットされる点火時期に即反映させるため、補正量をREF直後の燃焼に反映させることができる。成層燃焼時は、REFで補正量(PIPER)を演算するが、この回転領域ではREFから燃料噴射パルスまでの間に1度は10ms−JOBが入るので、結局、均質燃焼時と同様に、REF直後の燃焼に補正量を反映させることができる。
【0068】
よって、アイドル回転数領域等の低回転領域では、成層、均質いずれの場合でも、同等のレスポンスでトルク補正を実現することができる。
図17を参照し、非アイドル回転数領域(高回転数領域)において、補正量(TQRET,PIPER)の演算はREF−JOBで、燃料噴射量への反映は10ms−JOBで行った場合、均質燃焼時は、REFで補正量(TQRET)を演算し、そのREFでセットされる点火時期に即反映させるため、補正量をREF直後の燃焼に反映させることができる。
【0069】
成層燃焼時は、REFで補正量(PIPER)を演算するが、この回転領域ではREFから燃料噴射パルスまでの間に1度も10ms−JOBが入らない場合があり、この場合には補正量演算後2回目の燃焼に反映されることになる。
よって、成層燃焼時は、均質燃焼時の場合と比較して、補正値の反映されるタイミングが遅れる場合があることになるが、この演算方法によれば、REF−JOBでの演算負荷を低減でき、回転数上昇時の回転同期演算負荷の増大を防止できる。
【0070】
また、非アイドル回転数領域での補正要求値は時間同期で対応できれば十分なものが多く、反映タイミングの要求はアイドル回転数領域と比較してそれほどシビアではないため、10ms毎に補正値が反映されれば性能低下の問題はない。よって、非アイドル回転数領域では、回転同期の演算負荷の増大を防止しつつ、均質、成層いずれの場合でも十分なレスポンスでトルク補正を実現することができる。
【0071】
これに対し、第5の実施例の場合の効果を図18により説明する。
演算手段の能力が十分に高い場合には、補正量TQRET、燃料噴射量TiともREFで演算を行う。
成層燃焼時の燃料量の補正は、均質燃焼時の点火時期補正値と同様に常にREF直後の燃焼に反映させることができる。
【0072】
よって、全ての回転数領域で、均質、成層いずれの場合でも十分なレスポンスでトルク補正を実現することができる。
最後に、トルク補正要求ルーチン、燃焼方式切換ルーチンについて説明する。図19は変速によるトルク補正要求(トルク補正要求分演算)ルーチンのフローチャートである。
【0073】
S201で変速中か否かを判定し、変速中の場合は、S202で変速パターンを読込む。そして、S203でトルク補正要求有りか否かを判定し、有りの場合に、S204でトルク補正要求後経過時間を演算し、これに基づいてS205でトルク補正要求分を演算する。
図20はエアコンONによるトルク補正要求(トルク補正要求分演算)ルーチンのフローチャートである。
【0074】
S211でエアコンONか否かを判定し、エアコンONの場合は、S212でON後経過時間を演算し、これに基づいてS215でトルク補正要求分を演算する。また、エアコンOFFの場合は、S213でOFF後経過時間を演算し、S214でOFF後所定時間内か否かを判定し、OFF後所定時間内の場合は、OFF後所定時間に基づいてS215でトルク補正要求分を演算する。
【0075】
図21は燃料カットリカバーによるトルク補正要求(トルク補正要求分演算)ルーチンのフローチャートである。
S221で燃料カットリカバー時か否かを判定し、リカバー時の場合にS222でリカバー後経過時間を演算する。そして、S223でリカバー後所定時間内か否かを判定し、所定時間内の場合は、リカバー後経過時間に基づいてS224でトルク補正要求分を演算する。
【0076】
図22は燃焼方式切換(及び基本当量比tφ設定)ルーチンのフローチャートである。
S301では、マップ切換条件として、水温、始動後時間、運転条件(エンジン回転数、目標トルク)などを読込む。
S302では、マップ切換条件に従って、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼、成層リーン燃焼を判別し、マップ切換フラグ(FMAPCH)の演算を行う。
【0077】
S303では、FMAPCH=0か否かを判定し、YESの場合に、S304で、均質ストイキ用マップを参照して、エンジン回転数Ne(rpm) 及び目標トルクtTe(kgm) より、基本当量比tφを設定する。
FMAPCH≠0の場合は、S305で、FMAPCH=1か否かを判定し、YESの場合に、S306で、均質リーン用マップを参照して、エンジン回転数Ne(rpm) 及び目標トルクtTe(kgm) より、基本当量比tφを設定する。
【0078】
FMAPCH≠1の場合は、S307で、成層リーン用マップを参照して、エンジン回転数Ne(rpm) 及び目標トルクtTe(kgm) より、基本当量比tφを設定する。
尚、図23には全体制御のジェネラルフローチャートの一例を示している。
ステップaで、10ms−JOBの予約の有無を判定し、予約有りの場合にステップb〜fを実行する。すなわち、ステップbで燃焼方式の切換えを行い、ステップcでトルク補正要求を検出し、ステップdで基本点火時期ADVmapを演算し、ステップeで基本当量比tφを設定し、ステップdで燃料噴射量Tiを演算する。
【0079】
一方、10ms−JOBの予約無しの場合は、ステップgで、REF−JOBの予約の有無を判定し、予約有りの場合にステップh,iを実行する。すなわち、ステップhでトルク補正量PIPERを演算し、ステップiで点火時期ADVを演算する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の実施の一形態を示すエンジンのシステム図
【図3】 第1の実施例のトルク補正量演算ルーチンのフローチャート
【図4】 第1の実施例の点火時期演算ルーチンのフローチャート
【図5】 第1の実施例の燃料噴射量演算ルーチンのフローチャート
【図6】 第2の実施例のトルク補正量演算ルーチンのフローチャート
【図7】 第2の実施例のトルクデマンド制御のブロック図
【図8】 第3の実施例のトルク補正量演算ルーチンのフローチャート
【図9】 第3の実施例の燃料噴射量演算ルーチンのフローチャート
【図10】 第4の実施例のトルク補正量演算ルーチンのフローチャート
【図11】 第5の実施例のトルク補正量演算ルーチンのフローチャート
【図12】 第1の実施例の応答波形例を示す図
【図13】 第2の実施例の応答波形例を示す図
【図14】 第3の実施例の応答波形例を示す図
【図15】 第4の実施例の応答波形例を示す図
【図16】 燃料噴射量時間同期演算の作用を示す図
【図17】 燃料噴射量時間同期演算の作用を示す図
【図18】 燃料噴射量回転同期演算(第5の実施例)の作用を示す図
【図19】 変速によるトルク補正要求ルーチンのフローチャート
【図20】 エアコンONによるトルク補正要求ルーチンのフローチャート
【図21】 燃料カットリカバーによるトルク補正要求ルーチンのフローチャート
【図22】 燃焼方式切換ルーチンのフローチャート
【図23】 制御全体のジェネラルフローチャート
【図24】 トルク補正量→点火時期補正量変換テーブルを示す図
【図25】 トルク補正量→当量比補正量変換テーブルを示す図
【図26】 基本点火時期マップを示す図
【符号の説明】
1 エンジン
4 電制スロットル弁
5 燃料噴射弁
6 点火栓
20 コントロールユニット
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a direct-injection spark ignition engine that performs torque correction based on engine operating conditions.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a desired target torque is achieved, for example, when shifting an automatic transmission, the intake air amount is feedback controlled so that the engine torque converges to the target torque, while the engine torque and the target torque at that time are In some cases, the target torque is achieved by correcting the ignition timing in accordance with the deviation, that is, the torque control (torque correction) faster than the response of the intake air amount control is performed by the ignition timing correction. (See JP-A-5-163996).
[0003]
On the other hand, in recent years, a direct-injection spark-ignition engine has attracted attention. In this engine, the combustion system is switched in accordance with the operating conditions of the engine, that is, by injecting fuel in the intake stroke, so Switching control between homogeneous combustion, which is performed by diffusing fuel to form a homogeneous mixture, and stratified combustion, where fuel is injected in the compression stroke to form a stratified mixture intensively around the spark plug This is generally done (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-37236).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a direct-injection spark-ignition engine, if torque correction is performed using the ignition timing during stratified combustion, the mixture must be ignited at the timing when the air-fuel mixture comes near the spark plug during stratified combustion. Since the operation fee for the ignition timing is small, it is difficult to perform sufficient torque correction. If forced, the combustion may deteriorate, and in a severe case, misfire may occur.
[0005]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a control device for a direct-injection spark ignition engine capable of performing an optimal torque correction when switching between homogeneous combustion and stratified combustion is possible. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
  Therefore, in the invention according to claim 1, as shown in FIG. 1A, it is possible to switch between homogeneous combustion performed by injecting fuel in the intake stroke and stratified combustion performed by injecting fuel in the compression stroke. A direct-injection spark-ignition engine having a combustion mode switching means, comprising torque correction request means for generating a torque correction request based on the operating conditions of the engine, in response to the torque correction request in the same combustion system During homogeneous combustionOf the ignition timing and air-fuel ratio,Homogeneous combustion torque correction means that corrects at least ignition timing and torque correction, and stratified combustionOf the ignition timing and air-fuel ratio, only the air-fuel ratioAnd stratified combustion torque correction means for correcting torque by correcting the above.
[0007]
  In the invention according to claim 2, as shown in FIG. 1 (B), a combustion system capable of switching between homogeneous combustion performed by injecting fuel in an intake stroke and stratified combustion performed by injecting fuel in a compression stroke A direct-injection spark-ignition engine including switching means, comprising torque correction request means for generating a torque correction request based on the operating conditions of the engine,In the same combustion systemIn response to the torque correction request, torque control means for controlling the intake air amount of the engine to control the torque is provided, and at the same time, at least the ignition timing in the homogeneous combustion so as to perform a highly responsive torque correction for the delay of the intake air amount control. And a stratified combustion torque correcting means for correcting torque by correcting at least the air-fuel ratio at the time of stratified combustion.
[0008]
  In the invention according to claim 3, as shown in FIG. 1 (B), combustion capable of switching between homogeneous combustion performed by injecting fuel in the intake stroke and stratified combustion performed by injecting fuel in the compression stroke A direct-injection spark-ignition engine equipped with system switching means, at least at the accelerator openingIncluding torque correction requirements for the same combustion methodIn the apparatus including target torque calculation means for calculating the target torque of the engine, torque control means for controlling the intake air amount of the engine to perform torque control is provided so as to achieve the target torque. Homogeneous combustion torque correction means that corrects torque by correcting at least the ignition timing during homogeneous combustion, and stratified combustion that corrects torque by correcting at least the air-fuel ratio during stratified combustion so as to perform torque correction with high response to delay A time torque correcting means is provided separately.
[0009]
In the invention according to claim 4, the torque control means includes a required basic fuel amount calculating means for calculating a required basic fuel amount so as to realize the target torque, and a target intake air amount from the required basic fuel amount and the target air-fuel ratio. Target intake air amount calculating means for calculating the target intake air amount, target throttle opening degree calculating means for calculating the target throttle opening amount based on the target intake air amount, and throttle valve drive control for driving the throttle valve to achieve the target throttle opening degree (Refer to FIG. 7).
[0010]
In the invention according to claim 5, the homogeneous combustion torque correction means divides the torque correction amount into an ignition timing correction amount and an air-fuel ratio correction amount, and corrects the ignition timing and air-fuel ratio to perform torque correction. In addition, the stratified combustion torque correction means is characterized in that the torque correction amount is set only for the air-fuel ratio correction, and the torque correction is performed by correcting the air-fuel ratio.
[0011]
  In the invention according to claim 6, in the homogeneous combustion torque correction means and stratified combustion torque correction means, the torque correction amount is calculated in synchronization with the engine rotation, and the reflection of the torque correction amount in the fuel injection amount is calculated in time synchronization. It is characterized by doing.
  In the invention according to claim 7, in the homogeneous combustion torque correction means and stratified combustion torque correction means, the calculation of the torque correction amount and the reflection of the torque correction amount on the fuel injection amount are calculated in synchronization with the engine rotation. Features.
  The invention according to claim 8 is characterized in that the torque correction request is caused by a shift, an air conditioner ON, or a fuel cut recovery.
[0012]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the invention, at least the ignition timing is operated during homogeneous combustion, and during stratified combustion.Air-fuel ratioBy performing the torque correction by operating, a desired torque correction can be performed regardless of the combustion method.
  According to the second aspect of the present invention, high-speed torque correction that cannot be followed by intake air amount control in response to the torque correction request can be realized regardless of the combustion method, and the torque correction request can be met. .
[0013]
According to the third aspect of the present invention, in torque control to the target torque, high-speed torque correction that cannot be followed by intake air amount control can be realized regardless of the combustion method, and the target torque can be achieved.
According to the fourth aspect of the invention, when the throttle opening is controlled by so-called torque demand control (control as shown in FIG. 7 is referred to as torque demand control), a high speed that cannot be followed by the intake air amount control by this control. Torque correction can be realized regardless of the combustion method, and the target torque can be achieved.
[0014]
According to the invention which concerns on Claim 5, the possible range (dynamic range) of the torque control at the time of homogeneous combustion can be expanded.
According to the sixth aspect of the invention, good responsiveness can be realized even in the case of stratified combustion, as in the case of homogeneous combustion, without increasing the calculation load at high revolutions.
According to the seventh aspect of the invention, in the case of stratified combustion and homogeneous combustion, exactly the same responsiveness can be realized at all rotational speeds.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 2 is a system diagram of a direct injection spark ignition engine showing an embodiment. First, this will be described.
Air is sucked into the combustion chamber of each cylinder of the engine 1 mounted on the vehicle under the control of the electric throttle valve 4 from the air cleaner 2 through the intake passage 3.
[0016]
The opening degree of the electric throttle valve 4 is controlled by a step motor or the like that is operated by a signal from the control unit 20.
An electromagnetic fuel injection valve (injector) 5 is provided to inject fuel (gasoline) directly into the combustion chamber.
The fuel injection valve 5 is opened by energizing the solenoid by an injection pulse signal output in the intake stroke or compression stroke in synchronization with the engine rotation from the control unit 20, and injects fuel adjusted to a predetermined pressure. It is like that. In the case of intake stroke injection, the injected fuel diffuses into the combustion chamber to form a homogeneous mixture, and in the case of compression stroke injection, a stratified mixture is formed intensively around the spark plug 6. Based on the ignition signal from the control unit 20, the ignition plug 6 ignites and burns (homogeneous combustion or stratified combustion). The combustion method is classified into homogeneous stoichiometric combustion, homogeneous lean combustion (air-fuel ratio 20 to 30), and stratified lean combustion (air-fuel ratio of about 40) in combination with air-fuel ratio control.
[0017]
Exhaust gas from the engine 1 is discharged from an exhaust passage 7, and an exhaust purification catalyst 8 is interposed in the exhaust passage 7.
The control unit 20 includes a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like, and signals are input from various sensors.
[0018]
As the various sensors, crank angle sensors 21 and 22 for detecting rotation of the crankshaft or camshaft of the engine 1 are provided. These crank angle sensors 21 and 22 have a reference pulse at a predetermined crank angle position (predetermined crank angle position before compression top dead center of each cylinder) every crank angle 720 ° / n, where n is the number of cylinders. In addition to outputting the signal REF, the unit pulse signal POS is output every 1 to 2 °, and the engine speed Ne can be calculated from the cycle of the reference pulse signal REF.
[0019]
In addition, an air flow meter 23 for detecting the intake air flow rate Qa upstream of the throttle valve 4 in the intake passage 3, an accelerator sensor 24 for detecting an accelerator opening (accelerator pedal depression amount) ACC, and an opening TVO of the throttle valve 4 are detected. The throttle sensor 25 (including an idle switch that is turned on when the throttle valve 4 is fully closed), the water temperature sensor 26 that detects the cooling water temperature Tw of the engine 1, and the exhaust passage 7 according to the rich / lean exhaust air / fuel ratio. O to output a signal2A sensor 27, a vehicle speed sensor 28 for detecting the vehicle speed VSP, and the like are provided.
[0020]
Here, the control unit 20 performs a predetermined calculation process by a built-in microcomputer while inputting signals from the various sensors, so that the throttle opening by the electric throttle valve 4 and the fuel by the fuel injection valve 5 are processed. The injection amount and the ignition timing by the spark plug 6 are controlled.
Among these controls, controls relating to torque control (torque correction) will be described with reference to flowcharts according to first to fifth embodiments.
[0021]
[First embodiment]
The flowchart of the first embodiment is shown in FIGS.
FIG. 3 shows a torque correction amount calculation routine, which is executed in synchronization with the reference pulse signal REF (REF-JOB).
In S1, a torque correction request (increase / decrease request) caused by gear shifting, air conditioner ON, fuel cut recovery, or the like is read. That is, by another routine as a torque correction request means, a torque reduction request is generated at the time of shifting, a torque increase request is generated when the air conditioner is ON, and a torque reduction request is generated at the time of fuel cut recovery. 19 to 21 show flowcharts of a torque correction request (torque correction request calculation) routine, which will be described last.
[0022]
In S2, a torque correction amount PIPER (100 ± α%) is calculated in response to the torque correction request. Specifically, if the basic target torque (driver required torque) excluding the torque correction request is tTe0 (calculated by another routine) and the torque correction request is ΔtTe, PIPER = [(tTe0 + ΔtTe) / tTe0] × It calculates by 100 (%). Here, PIPER = 100% is no correction, PIPER> 100% is a torque increase request, and PIPER <100% is a torque reduction request.
[0023]
In S3, the combustion method is read.
Here, the combustion system is switched by referring to the combustion system switching map based on the engine operating conditions by another routine as a combustion system switching means. That is, a plurality of maps defining the combustion method (and the basic equivalence ratio tφ) using the engine speed Ne and the target torque tTe (= tTe0 + ΔtTe) as parameters are provided according to conditions such as the water temperature Tw and the time after starting. From the map selected from the conditions, the combustion mode (and the basic equivalence ratio tφ) is set to any one of homogeneous stoichiometric combustion, homogeneous lean combustion, and stratified lean combustion according to the parameters of the actual engine operating state. Therefore, this is read. FIG. 22 shows a flowchart of a combustion system switching (and basic equivalence ratio tφ setting) routine, which will be described last.
[0024]
In S4, it is determined whether the combustion is homogeneous combustion (homogeneous stoichiometric combustion or homogeneous lean combustion) or stratified combustion (stratified lean combustion), and branches according to the result.
In the case of homogeneous combustion, the process proceeds to S5, and the torque correction amount PIPER is converted into the ignition timing correction amount TQRET using a table as shown in FIG. The ignition timing correction amount TQRET is a positive value in the case of advance correction, and a negative value in the case of retardation correction. In S6, the torque correction amount PIPER is returned to 100% (no correction), and this routine is terminated.
[0025]
In the case of stratified combustion, the routine proceeds to S7, where the ignition timing correction amount TQRET = 0 is set, and this routine is terminated. In this case, the torque correction amount PIPER is maintained at the calculated value in S2.
FIG. 4 shows an ignition timing calculation routine, which is executed in synchronization with the reference pulse signal REF (REF-JOB).
[0026]
In S11, the basic ignition timing ADVmap calculated by another routine is read. The basic ignition timing ADVmap for homogeneous combustion (homogeneous stoichiometric combustion and homogeneous lean combustion) is calculated according to MBT control, or the engine rotational speed Ne and target torque tTe (or fuel injection amount as shown in FIG. 26 (a)). The basic ignition timing ADVmap is calculated from a map in accordance with Ti). The basic ignition timing ADVmap for stratified combustion is calculated from a map in which the basic ignition timing ADVmap is determined according to the engine speed Ne and the target torque tTe (or the fuel injection amount Ti) as shown in FIG.
[0027]
In S12, the ignition timing correction amount TQRET is read.
In S13, the final ignition timing ADV is calculated by adding the ignition timing correction amount TQRET to the basic ignition timing ADVmap as in the following equation.
ADV = ADVmap + TQRET
Here, since the torque correction amount PIPER is converted into the ignition timing correction amount TQRET at the time of homogeneous combustion, this is reflected in the ignition timing ADV, and torque correction is made by the ignition timing. However, at the time of stratified combustion, the ignition timing correction is performed. Since the amount TQRET = 0, torque correction based on the ignition timing is not performed.
[0028]
In S14, the ignition timing ADV is set in a predetermined register, and ignition is performed at the ignition timing ADV.
FIG. 5 shows a fuel injection amount calculation routine, which is executed every predetermined time, specifically every 10 ms (10 ms-JOB).
In S21, the basic equivalence ratio tφ for air-fuel ratio control set by another routine is read. The basic equivalent ratio tφ is set according to the combustion method. The equivalence ratio here is also called a fuel-air ratio correction coefficient, and is expressed by 14.6 / AFR, where AFR is an AFR.
[0029]
In S22, the torque correction amount PIPER is read.
In S23, the torque correction amount PIPER is converted into an equivalent ratio correction amount (coefficient) Δφ using a table as shown in FIG. Here, since the torque correction amount PIPER = 100% in the homogeneous combustion, the equivalent ratio correction amount Δφ = 1, and in the stratified combustion, the torque correction amount PIPER = 100 ± α%, so the equivalent ratio correction amount Δφ = 1 ± β.
[0030]
In S24, the target equivalent ratio tφd is calculated by multiplying the basic equivalent ratio tφ by the equivalent ratio correction amount Δφ as in the following equation.
tφd = tφ × Δφ
In S25, as shown in the following equation, the basic fuel injection amount Tp is corrected by the target equivalent ratio tφd and the final fuel injection amount Ti is calculated.
[0031]
Ti = Tp × tφd × Kα + Ts
Here, Tp is a basic fuel injection amount corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio, and is obtained by Tp = K × Qa / Ne (K is a constant).
Kα is O2It is an air-fuel ratio feedback correction coefficient based on the sensor signal, and is clamped at Kα = 1 during lean combustion.
[0032]
Ts is an invalid injection time correction depending on the battery voltage.
The fuel injection amount Ti calculated in this way is set in a predetermined register and corresponds to this Ti in the intake stroke of each cylinder in the case of homogeneous combustion and in the compression stroke of each cylinder in the case of stratified combustion. An injection pulse signal having a pulse width to be output is output to each fuel injection valve 5 to perform fuel injection.
[0033]
Here, the portions S1 to S4, S5, S6, S12, and S13 correspond to the homogeneous combustion torque correcting means, and the portions S1 to S4, S7, and S22 to S25 correspond to the stratified combustion torque correcting means.
FIG. 12 shows an example of the response waveform of the first embodiment.
For example, when a torque correction (torque down) request is made due to a shift, in the case of homogeneous combustion, torque correction is performed by correcting the ignition timing, and in the case of stratified combustion, without correcting the ignition timing, Torque correction is performed by correcting the equivalence ratio (air-fuel ratio).
[0034]
In the present embodiment, the electric throttle valve 4 is controlled corresponding to the accelerator opening ACC.
[Second Embodiment]
In the second embodiment, the torque correction amount calculation is performed according to FIG. 6, and the ignition timing calculation and the fuel injection amount calculation are performed according to FIGS. 4 and 5 (explained).
[0035]
FIG. 6 shows a torque correction amount calculation routine, which is executed in synchronization with the reference pulse signal REF (REF-JOB).
In S31, a target torque for torque demand control (including a torque correction request caused by gear shifting, air conditioner ON, fuel cut recovery, etc.) is read.
In S32, as the torque control means, an air correction amount for the target torque is calculated, and thereby the opening degree of the electric throttle valve 4 is controlled.
[0036]
In S33, the output torque at the time of air correction is estimated.
In S34, the estimated torque is subtracted from the target torque based on the torque correction request for torque demand control to calculate the insufficient torque.
In S35, a torque correction amount PIPER (100 ± α%) is calculated in correspondence with the insufficient torque. Here, PIPER = 100% is no correction, PIPER> 100% is a torque increase request, and PIPER <100% is a torque reduction request.
[0037]
In S36, the combustion method is read.
In S37, it is determined whether the combustion is homogeneous combustion (homogeneous stoichiometric combustion or homogeneous lean combustion) or stratified combustion (stratified lean combustion), and branches according to the result.
In the case of homogeneous combustion, the process proceeds to S38, and the torque correction amount PIPER is converted into the ignition timing correction amount TQRET. The ignition timing correction amount TQRET is a positive value in the case of advance correction, and a negative value in the case of retardation correction. In step S39, the torque correction amount PIPER is returned to 100% (no correction), and this routine is terminated.
[0038]
In the case of stratified combustion, the routine proceeds to S40, where the ignition timing correction amount TQRET = 0 is set, and this routine is terminated. In this case, the torque correction amount PIPER is maintained at the calculated value in S35.
The subsequent ignition timing calculation routine is shown in FIG. 4, and the fuel injection amount calculation routine is shown in FIG.
[0039]
Here, S33 to S37, S38, S39, S12, and S13 correspond to the homogeneous combustion torque correction means, and S33 to S37, S40, and S22 to S25 correspond to the stratified combustion torque correction means.
FIG. 7 shows a control block diagram when the torque demand control is performed.
The target torque calculation means 101 inputs the accelerator opening ACC and the engine speed Ne, and sets the basic target torque tTe0 by referring to a map in which the basic target torque (driver required torque) tTe0 is determined in accordance with these inputs. Then, a target torque tTe = tTe0 + ΔtTe is calculated by adding a torque correction required amount ΔtTe caused by gear shifting, air conditioner ON, fuel cut recovery, and the like.
[0040]
The necessary basic fuel amount calculating means 102 inputs the target torque tTe and the engine speed Ne, and outputs a necessary basic fuel amount tQf by referring to a map in which the necessary basic fuel amount tQf is predetermined according to these.
The efficiency correction means 103 corrects the necessary basic fuel amount tQf according to the difference in combustion efficiency when the air-fuel ratio changes greatly, such as in homogeneous combustion and stratified combustion. Specifically, the required basic fuel amount tQf is corrected to be smaller as the air-fuel ratio becomes leaner. This is because the pumping loss becomes smaller and the efficiency becomes higher as leaner.
[0041]
The target air-fuel ratio calculating means 104 inputs the target torque tTe and the engine speed Ne, and outputs a target air-fuel ratio tAFR with reference to a map in which the target air-fuel ratio tAFR is predetermined according to these.
The target intake air amount calculation means 105 includes a multiplier, and calculates a target intake air amount tQcyl = tQf × tAFR by multiplying the required basic fuel amount tQf by the target air-fuel ratio tAFR.
[0042]
The target throttle opening calculation means 106 inputs the target intake air amount tQcyl and the engine speed Ne, and refers to the target throttle opening tTVO according to these (tQcyl × Ne) in advance, with reference to the target throttle opening tTVO. The opening degree tTVO is output.
The throttle valve drive control means 107 controls the throttle valve 4 so as to reach the target throttle opening tTVO by step driving the step motor with a command signal corresponding to the target throttle opening tTVO.
[0043]
FIG. 13 shows an example of the response waveform of the second embodiment.
For example, when a torque correction (torque up) request is made due to the air conditioner being turned on, the air amount is increased, but torque shortage occurs due to a delay in air amount control. Therefore, in order to correct the torque shortage, in the case of homogeneous combustion, torque correction is performed by correcting the ignition timing, and in the case of stratified combustion, by correcting the equivalent ratio (air-fuel ratio) without correcting the ignition timing, Torque correction is made.
[0044]
[Third embodiment]
In the third embodiment, the torque correction amount calculation is performed according to FIG. 8, the ignition timing calculation is performed according to FIG. 4 (explained), and the fuel injection amount calculation is performed according to FIG.
FIG. 8 shows a torque correction amount calculation routine, which is executed in synchronization with the reference pulse signal REF (REF-JOB). 8 differs from FIG. 3 in the portions S1 ', S2', S5 ', and S6'.
[0045]
In S1 ', the torque correction request (increase / decrease request) caused by gear shifting, air conditioner ON, fuel cut recovery, etc. is divided into an ignition timing correction request (ignition) and an air-fuel ratio correction request (equivalent ratio) and read separately. Include.
In S2 ′, the torque correction amount is calculated in response to the torque correction request. Based on the ignition timing correction request (ignition) and the air-fuel ratio correction request (equivalent ratio), the torque correction amount ignition amount PIPERAD A torque correction amount equivalent ratio PIPERMR is calculated. Specifically, if the ignition timing correction requirement is ΔtTeAD and the air-fuel ratio correction requirement is ΔtTeMR, PIPERAD = [(tTe0 + ΔtTeAD) / tTe0] × 100 (%), PIPERMR = [(tTe0 + ΔtTeMR) / tTe0] × 100 ( %). Here, 100% is no correction, 100% or more is a torque increase request, and 100% or less is a torque reduction request.
[0046]
In S3, the combustion method is read.
In S4, it is determined whether the combustion is homogeneous combustion (homogeneous stoichiometric combustion or homogeneous lean combustion) or stratified combustion (stratified lean combustion), and branches according to the result.
In the case of homogeneous combustion, the process proceeds to S5 ', and the torque correction amount ignition amount PIPERAD is converted into the ignition timing correction amount TQRET. The ignition timing correction amount TQRET is a positive value in the case of advance correction, and a negative value in the case of retardation correction. In S6 ', the torque correction amount ignition amount PIPERAD is returned to 100% (no correction), and this routine is terminated.
[0047]
In the case of stratified combustion, the routine proceeds to S7, where the ignition timing correction amount TQRET = 0 is set, and this routine is terminated. In this case, the torque correction amount ignition amount PIPERAD is maintained at the calculated value in S2 '.
The subsequent ignition timing calculation routine is performed according to FIG.
FIG. 9 shows a fuel injection amount calculation routine, which is executed every predetermined time, specifically every 10 ms (10 ms-JOB). FIG. 9 is different from FIG. 5 in S22 '.
[0048]
In S21, the basic equivalence ratio tφ for air-fuel ratio control set by another routine is read.
In S22 ', the torque correction amount PIPERAD and the equivalence ratio PIPERMR are read and added as in the following equation to obtain the total torque correction amount PIPER.
PIPER = PIPERAD + PIPERMR-100 (%)
Here, during homogeneous combustion, torque correction is performed according to the ignition timing and the torque correction amount ignition amount PIPERAD = 100%, so PIPER = PIPERMR.
[0049]
In S23, the torque correction amount PIPER is converted into an equivalent ratio correction amount (coefficient) Δφ.
In S24, the target equivalent ratio tφd is calculated by multiplying the basic equivalent ratio tφ by the equivalent ratio correction amount Δφ as in the following equation.
tφd = tφ × Δφ
In S25, as shown in the following equation, the basic fuel injection amount Tp is corrected by the target equivalent ratio tφd and the final fuel injection amount Ti is calculated.
[0050]
Ti = Tp × tφd × Kα + Ts
The fuel injection amount Ti calculated in this way is set in a predetermined register and corresponds to this Ti in the intake stroke of each cylinder in the case of homogeneous combustion and in the compression stroke of each cylinder in the case of stratified combustion. An injection pulse signal having a pulse width to be output is output to each fuel injection valve 5 to perform fuel injection.
[0051]
FIG. 14 shows an example of the response waveform of the third embodiment.
For example, when a torque correction (torque down) request is made due to fuel cut recovery, in the case of homogeneous combustion, torque correction is made by correcting the ignition timing and correcting the equivalent ratio (air-fuel ratio), and stratified combustion In this case, the torque is corrected by correcting the equivalence ratio (air / fuel ratio) without correcting the ignition timing.
[0052]
[Fourth embodiment]
In the fourth embodiment, the torque correction amount is calculated according to FIG. 10, the ignition timing is calculated according to FIG. 4 (explained), and the fuel injection amount is calculated according to FIG. 9 (explained).
FIG. 10 shows a torque correction amount calculation routine, which is executed in synchronization with the reference pulse signal REF (REF-JOB). FIG. 10 differs from FIG. 6 in the portions of S35 ', S38', and S39 '.
[0053]
In S31, a target torque for torque demand control (including a torque correction request caused by gear shifting, air conditioner ON, fuel cut recovery, etc.) is read.
In S32, an air correction amount for the target torque is calculated, and thereby the opening degree of the electric throttle valve 4 is controlled.
In S33, the output torque at the time of air correction is estimated.
[0054]
In S34, the estimated torque is subtracted from the target torque based on the torque correction request for torque demand control to calculate the insufficient torque.
In S35 ′, the torque correction amount is calculated in correspondence with the insufficient torque amount. The torque correction amount is divided into an ignition timing correction amount (ignition amount) and an air-fuel ratio correction amount (equivalent ratio portion), and the torque correction amount ignition amount is calculated. PIPERAD and torque correction amount equivalent ratio PIPERMR are calculated. Specifically, the insufficient torque is distributed at a predetermined ratio (0: 1 at the time of stratified combustion, x: 1-x at the time of homogeneous combustion; x is a predetermined fixed value or a table value switched according to operating conditions). Thus, the torque correction amount ignition amount PIPERAD and the torque correction amount equivalent ratio amount PIPERMR are calculated. Here, 100% is no correction, 100% or more is a torque increase request, and 100% or less is a torque reduction request.
[0055]
In S36, the combustion method is read.
In S37, it is determined whether the combustion is homogeneous combustion (homogeneous stoichiometric combustion or homogeneous lean combustion) or stratified combustion (stratified lean combustion), and branches according to the result.
In the case of homogeneous combustion, the process proceeds to S38 ', and the torque correction amount ignition amount PIPERAD is converted into the ignition timing correction amount TQRET. The ignition timing correction amount TQRET is a positive value in the case of advance correction, and a negative value in the case of retardation correction. In S39 ', the torque correction amount ignition amount PIPERAD is returned to 100% (no correction), and this routine is terminated.
[0056]
In the case of stratified combustion, the routine proceeds to S40, where the ignition timing correction amount TQRET = 0 is set, and this routine is terminated. In this case, the torque correction amount ignition amount PIPERAD is maintained at the calculated value in S35 '.
The subsequent ignition timing calculation routine is shown in FIG. 4, and the fuel injection amount calculation routine is shown in FIG.
[0057]
FIG. 15 shows a response waveform example of the fourth embodiment.
For example, when a torque correction (torque down) request is made due to a shift, the air amount is reduced, but an excess of torque occurs due to a delay in air amount control. Therefore, in order to correct this, torque correction is performed by correcting the ignition timing and correcting the equivalent ratio (air / fuel ratio), and in the case of stratified combustion, the equivalent ratio (air / fuel ratio) is large without correcting the ignition timing. The torque is corrected by the correction.
[0058]
[Fifth embodiment]
In the fifth embodiment, the torque correction amount calculation and the fuel injection amount calculation are performed according to FIG. 11, and the ignition timing calculation is performed according to FIG. 4 (explained).
In S1, a torque correction request (increase / decrease request) caused by gear shifting, air conditioner ON, fuel cut recovery, or the like is read.
[0059]
In S2, a torque correction amount PIPER (100 ± α%) is calculated in response to the torque correction request. Here, PIPER = 100% is no correction, PIPER> 100% is a torque increase request, and PIPER <100% is a torque reduction request.
In S3, the combustion method is read.
In S4, it is determined whether the combustion is homogeneous combustion (homogeneous stoichiometric combustion or homogeneous lean combustion) or stratified combustion (stratified lean combustion), and branches according to the result.
[0060]
In the case of homogeneous combustion, the routine proceeds to S41, where the torque correction amount PIPER is converted into the ignition timing correction amount TQRET. The ignition timing correction amount TQRET is a positive value in the case of advance correction, and a negative value in the case of retardation correction. In S42, the equivalent ratio correction amount Δφ = 1 (no correction) is set, and the process proceeds to S45 to S47.
In the case of stratified combustion, the process proceeds to S43, and the torque correction amount PIPER is converted into the equivalent ratio correction amount Δφ. In S44, the ignition timing correction amount TQRET = 0 is set, and the process proceeds to S45 to S47.
[0061]
In S45, the basic equivalence ratio tφ for air-fuel ratio control set by another routine is read.
In S46, the target equivalent ratio tφd is calculated by multiplying the basic equivalent ratio tφ by the equivalent ratio correction amount Δφ as in the following equation.
tφd = tφ × Δφ
In S47, as shown in the following equation, the basic fuel injection amount Tp is corrected by the target equivalent ratio tφd and the final fuel injection amount Ti is calculated.
[0062]
Ti = Tp × tφd × Kα + Ts
The fuel injection amount Ti calculated in this way is set in a predetermined register and corresponds to this Ti in the intake stroke of each cylinder in the case of homogeneous combustion and in the compression stroke of each cylinder in the case of stratified combustion. An injection pulse signal having a pulse width to be output is output to each fuel injection valve 5 to perform fuel injection.
[0063]
The subsequent ignition timing calculation routine is performed according to FIG.
The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the calculation of the fuel injection amount is performed in rotation synchronization (REF-JOB) similarly to the calculation of the torque correction amount. Also in this embodiment, the calculation of the fuel injection amount can be performed in synchronization with the rotation in the same manner as the calculation of the torque correction amount.
[0064]
Next, the calculation of the fuel injection amount is performed in time synchronization (10 ms-JOB) as in the first to fourth embodiments, and the calculation of the fuel injection amount is rotationally synchronized (REF) as in the fifth embodiment. The difference from the case of -JOB) will be described.
In the calculation of the rotation synchronization (REF-JOB), for example, in the case of four cylinders, the cycle of the reference pulse signal REF for each crank angle of 180 ° is as follows for each engine speed.
[0065]
1000rpm ... 30ms
3000rpm ... 10ms
5000rpm ... 6ms
6000 rpm ... 5 ms
Therefore, at 3000 rpm or higher, the computational load becomes heavier than at 10 ms-JOB, at 6000 rpm, the computational load is twice that of 10 ms-JOB, and becomes more noticeable at 6 and 8 cylinders.
[0066]
For this reason, in the first to fourth embodiments, the calculation of the fuel injection amount is performed in time synchronization (10 ms-JOB) in order to reduce the calculation load.
The reason why the responsiveness at the time of stratified combustion is not impaired by the time-synchronized calculation is as follows.
At low load of stratified combustion (about 1200rpm or less), 10ms-JOB is inserted between calculation of torque correction by rotation synchronization (REF-JOB) and fuel injection, so it is equivalent to ignition timing in homogeneous combustion Responsiveness can be realized.
[0067]
Even when the rotation speed is higher than the above, since the torque correction amount is reflected in the fuel injection amount in time synchronization (10 ms-JOB), the control every 10 ms can be realized, and the torque correction that is usually demanded on a time scale. There is sufficient control over the request.
Further description will be made with reference to FIGS.
Referring to FIG. 16, in the low speed region, for example, the idling speed region, the performance is greatly influenced by whether or not the reflection of the correction amount is delayed by one combustion. Here, when the correction amount (TQRET, PIPER) is calculated by REF-JOB and reflected in the fuel injection amount by 10 ms-JOB, the correction amount (TQRET) is calculated by REF during homogeneous combustion. Since it is immediately reflected in the ignition timing set by REF, the correction amount can be reflected in the combustion immediately after REF. At the time of stratified combustion, the correction amount (PIPER) is calculated by REF. However, in this rotation region, 10 ms-JOB is once inserted between REF and the fuel injection pulse. The correction amount can be reflected in the combustion immediately after.
[0068]
Therefore, in the low rotation region such as the idle rotation region, torque correction can be realized with an equivalent response regardless of whether stratification or homogeneous.
Referring to FIG. 17, in the non-idle engine speed region (high engine speed region), the correction amount (TQRET, PIPER) is calculated by REF-JOB, and the reflection to the fuel injection amount is performed by 10 ms-JOB. At the time of combustion, a correction amount (TQRET) is calculated by REF and immediately reflected in the ignition timing set by the REF. Therefore, the correction amount can be reflected in the combustion immediately after REF.
[0069]
At the time of stratified combustion, the correction amount (PIPER) is calculated by REF. However, in this rotation region, there is a case where 10 ms-JOB never enters between REF and the fuel injection pulse. In this case, the correction amount calculation is performed. This will be reflected in the second combustion.
Therefore, in stratified combustion, the timing at which the correction value is reflected may be delayed compared to the case of homogeneous combustion. However, according to this calculation method, the calculation load in REF-JOB is reduced. It is possible to prevent an increase in the rotation synchronization calculation load when the rotation speed is increased.
[0070]
In addition, the correction request value in the non-idle rotation speed region is sufficient if it can be handled in time synchronization, and the reflection timing request is less severe than the idle rotation speed region, so the correction value is reflected every 10 ms. If it is done, there will be no problem of performance degradation. Therefore, in the non-idle rotation speed region, torque correction can be realized with a sufficient response in both cases of homogeneous and stratified while preventing an increase in calculation load for rotation synchronization.
[0071]
In contrast, the effect of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
When the capability of the calculation means is sufficiently high, both the correction amount TQRET and the fuel injection amount Ti are calculated using REF.
The correction of the fuel amount at the time of stratified combustion can always be reflected in the combustion immediately after the REF similarly to the ignition timing correction value at the time of homogeneous combustion.
[0072]
Therefore, torque correction can be realized with a sufficient response in all the rotational speed regions, whether homogeneous or stratified.
Finally, a torque correction request routine and a combustion system switching routine will be described. FIG. 19 is a flowchart of a torque correction request (torque correction request calculation) routine by shifting.
[0073]
In step S201, it is determined whether or not a shift is being performed. In S203, it is determined whether or not there is a torque correction request. If so, an elapsed time after the torque correction request is calculated in S204, and based on this, a torque correction request is calculated in S205.
FIG. 20 is a flowchart of a torque correction request (torque correction request calculation) routine when the air conditioner is ON.
[0074]
In step S211, it is determined whether or not the air conditioner is ON. If the air conditioner is ON, an elapsed time after ON is calculated in step S212, and a torque correction request is calculated in step S215. If the air conditioner is OFF, the elapsed time after OFF is calculated in S213, and it is determined in S214 whether or not it is within a predetermined time after OFF. If it is within the predetermined time after OFF, based on the predetermined time after OFF in S215. Calculate the torque correction requirement.
[0075]
FIG. 21 is a flowchart of a torque correction request (torque correction request calculation) routine by fuel cut recovery.
In S221, it is determined whether or not the fuel cut is being recovered. In the case of recovery, the elapsed time after recovery is calculated in S222. Then, in S223, it is determined whether or not it is within a predetermined time after recovery. If it is within the predetermined time, a torque correction request is calculated in S224 based on the elapsed time after recovery.
[0076]
FIG. 22 is a flowchart of a combustion system switching (and basic equivalence ratio tφ setting) routine.
In S301, the water temperature, the time after startup, the operating conditions (engine speed, target torque), etc. are read as map switching conditions.
In S302, according to the map switching condition, homogeneous stoichiometric combustion, homogeneous lean combustion, and stratified lean combustion are determined, and a map switching flag (FMAPCH) is calculated.
[0077]
In S303, it is determined whether or not FMAPCH = 0. If YES, the basic equivalence ratio tφ is determined from the engine speed Ne (rpm) and the target torque tTe (kgm) with reference to the homogeneous stoichiometric map in S304. Set.
If FMAPCH ≠ 0, it is determined in S305 whether FMAPCH = 1, and if YES, in S306, referring to the homogeneous lean map, the engine speed Ne (rpm) and the target torque tTe (kgm ) To set the basic equivalent ratio tφ.
[0078]
If FMAPCH ≠ 1, the basic equivalence ratio tφ is set from the engine speed Ne (rpm) and the target torque tTe (kgm) with reference to the stratified lean map in S307.
FIG. 23 shows an example of a general flowchart of overall control.
In step a, it is determined whether or not there is a reservation for 10 ms-JOB, and if there is a reservation, steps b to f are executed. That is, the combustion mode is switched at step b, the torque correction request is detected at step c, the basic ignition timing ADVmap is calculated at step d, the basic equivalence ratio tφ is set at step e, and the fuel injection amount at step d Calculate Ti.
[0079]
On the other hand, if there is no reservation for 10 ms-JOB, it is determined in step g whether or not there is a reservation for REF-JOB. If there is a reservation, steps h and i are executed. That is, the torque correction amount PIPER is calculated in step h, and the ignition timing ADV is calculated in step i.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention.
FIG. 2 is an engine system diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a torque correction amount calculation routine of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of an ignition timing calculation routine according to the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of a fuel injection amount calculation routine of the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of a torque correction amount calculation routine of the second embodiment.
FIG. 7 is a block diagram of torque demand control of the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of a torque correction amount calculation routine of the third embodiment.
FIG. 9 is a flowchart of a fuel injection amount calculation routine of the third embodiment.
FIG. 10 is a flowchart of a torque correction amount calculation routine of the fourth embodiment.
FIG. 11 is a flowchart of a torque correction amount calculation routine of the fifth embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a response waveform according to the first embodiment.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a response waveform according to the second embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing an example of a response waveform according to the third embodiment.
FIG. 15 is a diagram showing an example of a response waveform according to the fourth embodiment.
FIG. 16 is a diagram showing the operation of fuel injection amount time synchronization calculation;
FIG. 17 is a diagram showing the operation of fuel injection amount time synchronization calculation;
FIG. 18 is a diagram showing the operation of fuel injection amount rotation synchronization calculation (fifth embodiment).
FIG. 19 is a flowchart of a torque correction request routine using a shift.
FIG. 20 is a flowchart of a torque correction request routine when the air conditioner is ON.
FIG. 21 is a flowchart of a torque correction request routine by fuel cut recovery.
FIG. 22 is a flowchart of a combustion system switching routine.
FIG. 23 is a general flowchart of the entire control.
FIG. 24 is a diagram showing a torque correction amount → ignition timing correction amount conversion table.
FIG. 25 is a diagram showing a torque correction amount → equivalence ratio correction amount conversion table.
FIG. 26 is a diagram showing a basic ignition timing map.
[Explanation of symbols]
1 engine
4 Electric throttle valve
5 Fuel injection valve
6 Spark plug
20 Control unit

Claims (8)

吸気行程にて燃料を噴射して行う均質燃焼と圧縮行程にて燃料を噴射して行う成層燃焼とを切換可能な燃焼方式切換手段を備える直噴火花点火式エンジンであって、エンジンの運転条件に基づいてトルク補正要求を発生するトルク補正要求手段を備えるものにおいて、
同一の燃焼方式における前記トルク補正要求に対し、均質燃焼時には、点火時期と空燃比とのうち、少なくとも点火時期を補正してトルク補正を行う均質燃焼時トルク補正手段と、成層燃焼時には、点火時期と空燃比とのうち、空燃比のみを補正してトルク補正を行う成層燃焼時トルク補正手段とを各別に設けたことを特徴とする直噴火花点火式エンジンの制御装置。
A direct-injection spark-ignition engine having combustion mode switching means capable of switching between homogeneous combustion performed by injecting fuel in an intake stroke and stratified combustion performed by injecting fuel in a compression stroke, and operating conditions of the engine Including torque correction request means for generating a torque correction request based on
With respect to the torque correction request in the same combustion system, at the time of homogeneous combustion, out of the ignition timing and air-fuel ratio, and uniform combustion time torque correcting means for performing torque correction by correcting at least the ignition timing, at the time of stratified charge combustion, the ignition timing A direct-injection spark-ignition engine control apparatus, comprising: a stratified combustion torque correction means that corrects torque by correcting only the air-fuel ratio of the engine and the air-fuel ratio .
吸気行程にて燃料を噴射して行う均質燃焼と圧縮行程にて燃料を噴射して行う成層燃焼とを切換可能な燃焼方式切換手段を備える直噴火花点火式エンジンであって、エンジンの運転条件に基づいてトルク補正要求を発生するトルク補正要求手段を備えるものにおいて、
同一の燃焼方式における前記トルク補正要求に対し、エンジンの吸入空気量を制御してトルク制御を行うトルク制御手段を設ける一方、
吸入空気量制御の遅れに対する高応答のトルク補正を行うように、均質燃焼時には少なくとも点火時期を補正してトルク補正を行う均質燃焼時トルク補正手段と、成層燃焼時には少なくとも空燃比を補正してトルク補正を行う成層燃焼時トルク補正手段とを各別に設けたことを特徴とする直噴火花点火式エンジンの制御装置。
A direct-injection spark-ignition engine having combustion mode switching means capable of switching between homogeneous combustion performed by injecting fuel in an intake stroke and stratified combustion performed by injecting fuel in a compression stroke, and operating conditions of the engine Including torque correction request means for generating a torque correction request based on
In response to the torque correction request in the same combustion system, while providing a torque control means for controlling the torque by controlling the intake air amount of the engine,
Torque correction means that corrects the torque by correcting at least the ignition timing during homogeneous combustion so as to perform highly responsive torque correction for intake air amount control delay, and torque by correcting at least the air-fuel ratio during stratified combustion A control device for a direct-injection spark-ignition engine, characterized in that stratified combustion torque correction means for performing correction is separately provided.
吸気行程にて燃料を噴射して行う均質燃焼と圧縮行程にて燃料を噴射して行う成層燃焼とを切換可能な燃焼方式切換手段を備える直噴火花点火式エンジンであって、少なくともアクセル開度に基づくと共に、同一の燃焼方式におけるトルク補正要求を含んでエンジンの目標トルクを算出する目標トルク算出手段を備えるものにおいて、
前記目標トルクを達成するように、エンジンの吸入空気量を制御してトルク制御を行うトルク制御手段を設ける一方、
吸入空気量制御の遅れに対する高応答のトルク補正を行うように、均質燃焼時には少なくとも点火時期を補正してトルク補正を行う均質燃焼時トルク補正手段と、成層燃焼時には少なくとも空燃比を補正してトルク補正を行う成層燃焼時トルク補正手段とを各別に設けたことを特徴とする直噴火花点火式エンジンの制御装置。
A direct-injection spark-ignition engine having combustion mode switching means capable of switching between homogeneous combustion performed by injecting fuel in an intake stroke and stratified combustion performed by injecting fuel in a compression stroke, and at least an accelerator opening And a target torque calculation means for calculating a target torque of the engine including a torque correction request in the same combustion method ,
While providing torque control means for controlling the intake air amount of the engine so as to achieve the target torque,
Torque correction means that corrects the torque by correcting at least the ignition timing during homogeneous combustion so as to perform highly responsive torque correction for intake air amount control delay, and torque by correcting at least the air-fuel ratio during stratified combustion A control device for a direct-injection spark-ignition engine, characterized in that stratified combustion torque correction means for performing correction is separately provided.
前記トルク制御手段は、目標トルクを実現するように必要基本燃料量を算出する必要基本燃料量算出手段と、必要基本燃料量と目標空燃比とから目標吸入空気量を算出する目標吸入空気量算出手段と、目標吸入空気量に基づいて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出手段と、目標スロットル開度になるようにスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動制御手段とを含んで構成されることを特徴とする請求項3記載の直噴火花点火式エンジンの制御装置。  The torque control means includes a required basic fuel amount calculating means for calculating a required basic fuel amount so as to realize a target torque, and a target intake air amount calculation for calculating a target intake air amount from the required basic fuel amount and a target air-fuel ratio. Means, a target throttle opening calculation means for calculating the target throttle opening based on the target intake air amount, and a throttle valve drive control means for driving the throttle valve to achieve the target throttle opening. The direct-injection spark-ignited engine control device according to claim 3. 前記均質燃焼時トルク補正手段は、トルク補正量を点火時期補正分と空燃比補正分とに分け、点火時期と空燃比とを補正してトルク補正を行うものであり、前記成層燃焼時トルク補正手段は、トルク補正量を空燃比補正分のみとし、空燃比を補正してトルク補正を行うものであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の直噴火花点火式エンジンの制御装置。  The homogeneous combustion torque correction means divides the torque correction amount into an ignition timing correction amount and an air-fuel ratio correction amount, corrects the ignition timing and air-fuel ratio, and performs torque correction. The direct-injection spark according to any one of claims 1 to 4, wherein the torque correction amount is set only for an air-fuel ratio correction, and the torque correction is performed by correcting the air-fuel ratio. Control device for ignition engine. 前記均質燃焼時トルク補正手段及び成層燃焼時トルク補正手段において、トルク補正量はエンジン回転同期で演算し、トルク補正量の燃料噴射量への反映は時間同期で演算することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の直噴火花点火式エンジンの制御装置。  The torque correction amount in the homogeneous combustion torque correction means and the stratified combustion torque correction means is calculated in synchronization with engine rotation, and the reflection of the torque correction amount in the fuel injection amount is calculated in time synchronization. The control device for a direct-injection spark ignition engine according to any one of claims 1 to 5. 前記均質燃焼時トルク補正手段及び成層燃焼時トルク補正手段において、トルク補正量の演算及びそのトルク補正量の燃料噴射量への反映はエンジン回転同期で演算することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の直噴火花点火式エンジンの制御装置。2. The homogenous combustion torque correcting means and the stratified combustion torque correcting means, wherein the calculation of the torque correction amount and the reflection of the torque correction amount on the fuel injection amount are calculated in synchronization with the engine rotation. Item 6. The direct-injection spark-ignition engine control device according to any one of Items 5 to 6. 前記トルク補正要求は、変速、エアコンON、燃料カットリカバーに起因するものであることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の直噴火花点火式エンジンの制御装置。8. The direct-injection spark-ignited engine control device according to claim 1, wherein the torque correction request is caused by shifting, air-conditioner ON, or fuel cut recovery.
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