JP3982626B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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本発明は、成層燃焼モードと均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、算出された要求燃料量に応じて燃料噴射量を制御する筒内噴射式の内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an in-cylinder internal combustion engine that operates by switching a combustion mode between a stratified combustion mode and a uniform combustion mode and controls a fuel injection amount in accordance with a calculated required fuel amount.

従来、この種の制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この制御装置では、車両に搭載された内燃機関の燃焼モードが成層燃焼モードから均一燃焼モードに切り換えられたときに、複数の気筒のうちの一部の気筒については、成層燃焼が引き続き行われる。この場合、この一部の気筒の燃料噴射量は、前回の燃料噴射量と、内燃機関の回転数に基づいて設定されたトルク補正量の今回値と前回値との比と、基本燃料噴射量の今回値と前回値との比とを互いに乗算した値に設定される。より具体的には、トルク補正量は、内燃機関の回転数の前回値と今回値との間の増減に応じて一定量、増減した値として設定される。また、基本燃料噴射量は、その前回値と、吸入空気量と内燃機関の回転数に基づいて算出された今回の燃料噴射量とを加重平均した値に設定される。以上のように燃料噴射量を算出することにより、内燃機関の回転数や吸入空気量の変化状態を反映させながら、燃料噴射量を制御するとともに、制御装置の演算負荷を軽減するようにしている。   Conventionally, what was disclosed by patent document 1, for example is known as this kind of control apparatus. In this control device, when the combustion mode of the internal combustion engine mounted on the vehicle is switched from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, stratified combustion is continuously performed for some of the plurality of cylinders. In this case, the fuel injection amount of some of the cylinders includes the previous fuel injection amount, the ratio between the current value of the torque correction amount set based on the rotational speed of the internal combustion engine and the previous value, and the basic fuel injection amount. Is set to a value obtained by multiplying the ratio between the current value and the previous value. More specifically, the torque correction amount is set as a value that is increased or decreased by a fixed amount according to the increase or decrease between the previous value and the current value of the rotational speed of the internal combustion engine. The basic fuel injection amount is set to a value obtained by weighted averaging the previous value and the current fuel injection amount calculated based on the intake air amount and the rotational speed of the internal combustion engine. By calculating the fuel injection amount as described above, the fuel injection amount is controlled and the calculation load of the control device is reduced while reflecting the change in the rotational speed of the internal combustion engine and the intake air amount. .

しかし、上述した従来の制御装置には、次のような問題がある。すなわち、上述した燃料噴射量の算出手法では、燃焼モードの切換時、燃料噴射量は、前回の燃料噴射量をベースとして、これにトルク補正量の前回値と今回値との比と、基本燃料噴射量の前回値と今回値との比を乗算した値に設定される。このトルク補正量は、内燃機関の回転数の増減に応じて、一定量、増減される値に過ぎないので、その前回値と今回値との比は、内燃機関の回転数の変化に基づく内燃機関のトルクの変化を正しく反映しない。また、基本燃料噴射量は、その前回値と、吸入空気量と内燃機関の回転数に応じて設定される基本燃料噴射量の今回値とを加重平均した、すなわち、なまされた値であるので、その前回値と今回値との比もまた、吸入空気量および内燃機関の回転数に基づくトルクの変化を正しく反映しない。したがって、これらのパラメータに基づいて算出された燃料噴射量によって得られる内燃機関の出力トルクが、要求トルクと必ずしも一致せず、その結果、ドライバビリティが低下してしまう。   However, the conventional control device described above has the following problems. That is, in the fuel injection amount calculation method described above, when the combustion mode is switched, the fuel injection amount is based on the previous fuel injection amount, and the ratio between the previous value and the current value of the torque correction amount, and the basic fuel. It is set to a value obtained by multiplying the ratio between the previous value and the current value of the injection amount. This torque correction amount is only a value that is increased or decreased by a certain amount in accordance with the increase or decrease of the rotational speed of the internal combustion engine. Therefore, the ratio between the previous value and the current value is determined based on the change in the rotational speed of the internal combustion engine. Does not correctly reflect changes in engine torque. The basic fuel injection amount is a weighted average of the previous value and the current value of the basic fuel injection amount set according to the intake air amount and the rotational speed of the internal combustion engine, that is, a smoothed value. Therefore, the ratio between the previous value and the current value also does not correctly reflect the change in torque based on the intake air amount and the rotational speed of the internal combustion engine. Therefore, the output torque of the internal combustion engine obtained from the fuel injection amount calculated based on these parameters does not necessarily match the required torque, resulting in a decrease in drivability.

また、筒内噴射式の内燃機関の制御装置として、空燃比センサで検出された検出空燃比が、要求トルクなどに応じて設定された目標空燃比になるように、燃料噴射量をフィードバック制御するものも知られており、そのような制御装置と上述した従来の制御装置を組み合わせて用いた場合には、次のような問題がある。すなわち、成層燃焼モードと均一燃焼モードでは設定される目標空燃比が大きく異なるため、燃焼モードが切り換えられたときには、目標空燃比が大きく変化し、それに応じて燃料噴射量が決定される。そして、このような状況で、フィードバック制御が実行されると、目標空燃比と検出空燃比との大きな偏差を補償するように燃料噴射量が大きな制御量で制御される結果、出力トルクや回転が変動しやすく、やはりドライバビリティが低下してしまう。   Further, as a control device for an in-cylinder injection internal combustion engine, the fuel injection amount is feedback-controlled so that the detected air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor becomes a target air-fuel ratio set according to the required torque or the like. There are also known ones. When such a control device is used in combination with the above-described conventional control device, there are the following problems. That is, since the target air-fuel ratio that is set differs greatly between the stratified combustion mode and the uniform combustion mode, the target air-fuel ratio changes greatly when the combustion mode is switched, and the fuel injection amount is determined accordingly. In such a situation, when feedback control is executed, the fuel injection amount is controlled with a large control amount so as to compensate for a large deviation between the target air-fuel ratio and the detected air-fuel ratio. It is easy to fluctuate, and drivability also decreases.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、燃焼モードの切換時に、内燃機関の出力トルクを要求トルクに良好に一致させることができるとともに、空燃比のフィードバック制御による出力トルクや回転数の変動を抑制でき、それにより、ドライバビリティを向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve such problems. When the combustion mode is switched, the output torque of the internal combustion engine can be made to coincide well with the required torque, and the output by feedback control of the air-fuel ratio can be achieved. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress fluctuations in torque and rotational speed and thereby improve drivability.

特開平11−50895号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-50895

上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと均一燃焼させる均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、要求燃料量(実施形態における(以下、本項において同じ)要求燃料噴射量TCYL)に応じて燃料噴射量を制御する筒内噴射式の内燃機関3の制御装置1であって、内燃機関3の運転状態を検出する運転状態検出手段(クランク角センサ22、エアフローセンサ24、吸気管内絶対圧センサ26、アクセル開度センサ30、ECU2)と、検出された内燃機関3の運転状態に応じて、要求燃料量を算出する要求燃料量算出手段(ECU2、図2のステップ7,図4のステップ20,21,図6のステップ33,図4のステップ25)と、内燃機関3の運転状態に応じて、内燃機関3の要求トルクPMCMDを算出する要求トルク算出手段(ECU2、図3のステップ15)と、燃焼モードが切り換えられる直前に算出された要求燃料量(切換直前要求燃料噴射量TCYLMINI)を記憶する記憶手段(ECU2、図5のステップ30)と、内燃機関3の燃焼効率(燃焼効率パラメータKTCLLD)を推定する燃焼効率推定手段(ECU2、図7のステップ70、図8)と、燃焼モードが切り換えられたときに、記憶された要求燃料量、切換中に算出された要求トルク、および切換中に推定された燃焼効率に応じて、要求燃料量として切換時要求燃料量(第1リミット値TCYLDS、第2リミット値TCYLDL、第3リミット値TCYLSD、第4リミット値TCYLLD)を算出する切換時要求燃料量算出手段(ECU2、図5のステップ41,46,49,52、図6のステップ42,47,50,53、図4のステップ25)と、内燃機関3で燃焼される混合気の空燃比(検出空燃比KACT)を検出する空燃比検出手段(LAFセンサ28、ECU2)と、要求トルクPMCMDに応じて、目標空燃比KCMD1ST,KCMD2NDを設定する目標空燃比設定手段(ECU2、図2のステップ2,3)と、検出された空燃比が設定された目標空燃比KCMD1ST,KCMD2NDになるように要求燃料量をフィードバック制御するフィードバック制御手段(ECU2、図2のステップ4)と、燃焼モードが切り換えられ、切換時要求燃料量が算出されているときに、フィードバック制御手段によるフィードバック制御を禁止する第1フィードバック制御禁止手段(ECU2、図9のステップ84,83)と、第1フィードバック制御禁止手段による禁止後、内燃機関3に供給されている混合気の空燃比を空燃比検出手段によって検出可能になったと推定される所定のタイミング(制御開始判定値TAFBDR)で、フィードバック制御を再開するフィードバック制御再開手段(ECU2、図9のステップ94〜99)と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is operated by switching the combustion mode between the stratified combustion mode in which the air-fuel mixture is stratified combustion and the uniform combustion mode in which uniform combustion is performed, and the required fuel amount (in the embodiment) A control device 1 for a direct injection internal combustion engine 3 that controls a fuel injection amount in accordance with a required fuel injection amount TCYL (hereinafter the same in this section), and an operating state for detecting an operating state of the internal combustion engine 3 Required fuel for calculating the required fuel amount according to the detection means (crank angle sensor 22, air flow sensor 24, intake pipe absolute pressure sensor 26, accelerator opening sensor 30, ECU 2) and the detected operating state of the internal combustion engine 3. Depending on the amount calculation means (ECU 2, step 7 in FIG. 2, steps 20 and 21 in FIG. 4, step 33 in FIG. 6, step 25 in FIG. 4) and the operating state of the internal combustion engine 3 The required torque calculation means (ECU 2, step 15 in FIG. 3) for calculating the required torque PMCMD of the internal combustion engine 3 and the required fuel amount (the required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching) calculated immediately before the combustion mode is switched. Storage means (ECU2, step 30 in FIG. 5) for storing, combustion efficiency estimation means (ECU2, step 70 in FIG. 7, FIG. 8) for estimating the combustion efficiency (combustion efficiency parameter KTCLLD) of the internal combustion engine 3, combustion mode Is switched as the required fuel amount (first limit value) according to the stored required fuel amount, the required torque calculated during the switching, and the combustion efficiency estimated during the switching. (TCYLDS, second limit value TCYLDL, third limit value TCYLSD, fourth limit value TCYLLD) The charge calculation means (ECU 2, steps 41, 46, 49, 52 in FIG. 5, steps 42, 47, 50, 53 in FIG. 6, step 25 in FIG. 4) and the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine 3 Air-fuel ratio detection means (LAF sensor 28, ECU2) for detecting the fuel ratio (detected air-fuel ratio KACT), and target air-fuel ratio setting means (ECU2, FIG. 2) for setting the target air-fuel ratios KCMD1ST, KCMD2ND according to the required torque PMCMD Steps 2 and 3), feedback control means (ECU 2, step 4 in FIG. 2) for feedback control of the required fuel amount so that the detected air-fuel ratio becomes the set target air-fuel ratio KCMD1ST, KCMD2ND, and the combustion mode The feedback control by the feedback control means is prohibited when the required fuel amount at the time of switching is calculated. After the prohibition by the first feedback control prohibiting means (ECU 2, steps 84 and 83 in FIG. 9) and the first feedback control prohibiting means, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 3 is detected by the air-fuel ratio detecting means. Feedback control restarting means (ECU 2, steps 94 to 99 in FIG. 9) for restarting feedback control at a predetermined timing (control start determination value TAFBDR) that is estimated to be possible is provided.

この内燃機関の制御装置によれば、要求燃料量算出手段により、各燃焼モードにおける要求燃料量が内燃機関の運転状態に応じて算出され、算出された要求燃料量に応じて、燃料噴射量が制御される。また、燃焼モードが切り換えられたときには、切換時要求燃料量算出手段により、要求燃料量として切換時要求燃料量が算出される。これは次の理由による。すなわち、一般に、成層燃焼モードでは、吸入空気量が非常に大きく、極めてリーンな空燃比で燃焼が行われる一方、均一燃焼モードでは、成層燃焼モードよりも吸入空気量が小さく、よりリッチな空燃比で燃焼が行われる。また、燃焼モードが切り換えられたときには、吸入空気量が、即座には変化せず、応答遅れを伴うことで、切換後の燃焼モードに適した値に収束するのに時間がかかる。そのような状況で、燃焼モードの切換時に、吸入空気量などの運転状態に応じて要求燃料量を算出すると、要求燃料量が急激に変動し、内燃機関の出力トルクが要求トルクに一致しにくくなるので、そのような事態を回避すべく、要求燃料量を制限するためである。   According to the control device for an internal combustion engine, the required fuel amount calculation means calculates the required fuel amount in each combustion mode according to the operating state of the internal combustion engine, and the fuel injection amount is determined according to the calculated required fuel amount. Be controlled. When the combustion mode is switched, the required fuel amount for switching is calculated as the required fuel amount by the required fuel amount calculating means for switching. This is due to the following reason. That is, in general, in the stratified combustion mode, the intake air amount is very large and combustion is performed at an extremely lean air-fuel ratio, whereas in the uniform combustion mode, the intake air amount is smaller than that in the stratified combustion mode and a richer air-fuel ratio is achieved. Combustion takes place. Further, when the combustion mode is switched, the intake air amount does not change immediately, but with a response delay, it takes time to converge to a value suitable for the switched combustion mode. In such a situation, when the required fuel amount is calculated according to the operating state such as the intake air amount when switching the combustion mode, the required fuel amount fluctuates rapidly, and the output torque of the internal combustion engine does not easily match the required torque. Therefore, in order to avoid such a situation, the required fuel amount is limited.

また、本発明によれば、要求トルク算出手段により、内燃機関の要求トルクが内燃機関の運転状態に応じて算出されるとともに、燃焼効率推定手段により、内燃機関の燃焼効率が推定される。そして、上記の切換時要求燃料量は、燃焼モードの切換の直前に算出された要求燃料量、切換中に算出された要求トルク、および切換中に推定された燃焼効率に応じて算出される。   Further, according to the present invention, the required torque of the internal combustion engine is calculated according to the operating state of the internal combustion engine by the required torque calculation means, and the combustion efficiency of the internal combustion engine is estimated by the combustion efficiency estimation means. The above-mentioned required fuel amount at the time of switching is calculated according to the required fuel amount calculated immediately before switching of the combustion mode, the required torque calculated during switching, and the combustion efficiency estimated during switching.

このように、燃焼モードの切換直前における要求燃料量をベースとして切換時要求燃料量を算出するので、この切換前後においてトルクの急激な段差を生じることなく、燃焼モードの移行を滑らかに行うことができる。また、燃焼モードの切換中に算出された要求トルクに応じて、切換時要求燃料量を算出するので、燃焼モードの切換直前からその時点までの実際の要求トルクの変化分を良好に反映させながら、切換時要求燃料量を適切に設定することができる。さらに、成層燃焼モードと均一燃焼モードでは燃焼効率が互いに異なるため、切換時には燃焼効率が変化するのに対し、上述した構成によれば、切換中の燃焼効率に応じて切換時要求燃料量を算出するので、これをそのときの実際の燃焼効率に応じて適切に設定できる。以上により、燃焼モードの切換時において、内燃機関の出力トルクを要求トルクに良好に一致させることができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。   Thus, since the required fuel amount at the time of switching is calculated based on the required fuel amount immediately before the switching of the combustion mode, the transition of the combustion mode can be performed smoothly without causing a steep step in torque before and after the switching. it can. Further, since the required fuel amount at the time of switching is calculated according to the required torque calculated during the switching of the combustion mode, the change amount of the actual required torque from immediately before the switching of the combustion mode to the time point is reflected well. The required fuel amount at the time of switching can be set appropriately. Furthermore, since the combustion efficiency differs between the stratified combustion mode and the uniform combustion mode, the combustion efficiency changes at the time of switching, whereas the above-described configuration calculates the required fuel amount at switching according to the combustion efficiency during switching. Therefore, this can be appropriately set according to the actual combustion efficiency at that time. As described above, at the time of switching the combustion mode, the output torque of the internal combustion engine can be made to agree well with the required torque, thereby improving drivability.

また、本発明によれば、検出された空燃比が設定された目標空燃比になるように、要求燃料量がフィードバック制御されるとともに、燃焼モードが切り換えられ、切換時要求燃料量が算出されているときに、第1フィードバック制御禁止手段によって、フィードバック制御が禁止される。このように、燃焼モードの切換に伴って、切換時要求燃料量による要求燃料量の制限が実行されているときに、目標空燃比と検出空燃比に応じた要求燃料量のフィードバック制御を禁止するので、燃焼モードの切換時に、目標空燃比が大きく変化し、それに伴い、目標空燃比と検出空燃比との偏差が大きくなったとしても、それに応じたフィードバック制御による要求燃料量の変動を回避できる。それにより、燃焼モードの切換時における内燃機関の出力トルクや回転数の変動を抑制でき、したがって、ドライバビリティを向上させることができる。
さらに、第1フィードバック制御禁止手段による禁止後、内燃機関に供給されている混合気の空燃比を空燃比検出手段によって検出可能になったと推定される所定のタイミングで、フィードバック制御が再開される。
Further, according to the present invention, the required fuel amount is feedback controlled so that the detected air-fuel ratio becomes the set target air-fuel ratio, the combustion mode is switched, and the required fuel amount at the time of switching is calculated. The feedback control is prohibited by the first feedback control prohibiting means. As described above, when the required fuel amount is limited by the required fuel amount at the time of switching in accordance with the switching of the combustion mode, the feedback control of the required fuel amount according to the target air-fuel ratio and the detected air-fuel ratio is prohibited. Therefore, even when the target air-fuel ratio changes greatly at the time of switching the combustion mode, and the deviation between the target air-fuel ratio and the detected air-fuel ratio increases accordingly, fluctuations in the required fuel amount due to feedback control corresponding thereto can be avoided. . Thereby, fluctuations in the output torque and rotation speed of the internal combustion engine at the time of switching the combustion mode can be suppressed, and therefore drivability can be improved.
Further, after the prohibition by the first feedback control prohibiting means, the feedback control is resumed at a predetermined timing that is estimated that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine can be detected by the air-fuel ratio detecting means.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関3への燃料の供給を停止するフューエルカットが実行されているときに、フィードバック制御を禁止する第2フィードバック制御禁止手段(ECU2、図9のステップ87,83)をさらに備えフィードバック制御再開手段は、第1フィードバック制御禁止手段による禁止後のときと、第2フィードバック制御禁止手段による禁止後のときとで、所定のタイミングを互いに異なるタイミング(テーブル値TMAFFBDT、TMAFFBD)に設定する(図9のステップ94、95、98)ことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the feedback control is prohibited when the fuel cut for stopping the fuel supply to the internal combustion engine 3 is executed. 2 further includes feedback control prohibiting means (ECU 2, steps 87 and 83 in FIG. 9) , and the feedback control restarting means is after the prohibition by the first feedback control prohibiting means and after the prohibition by the second feedback control prohibiting means The predetermined timing is set to different timings (table values TMAFFBDT, TMAFFBD) (steps 94 , 95, 98 in FIG. 9).

この構成によれば、フューエルカットが実行されているときには、第2フィードバック制御禁止手段によって、フィードバック制御が禁止される。また、フィードバック制御の禁止後、これを再開する所定のタイミングが、第1および第2フィードバック制御禁止手段による禁止後の間で、互いに異なるタイミングに設定される。例えば、空燃比検出手段が排気系に設けられた空燃比センサで構成される場合、切換時要求燃料量による制限が実行されていたときと、フューエルカットが実行されていたときでは、それらの実行終了後に、十分な量の排気ガスが空燃比センサに到達し、空燃比センサで空燃比を適正に検出できるようになるタイミングが異なる。本発明によれば、フィードバック制御の再開のタイミングを、第1および第2フィードバック制御禁止手段による禁止後の間で、互いに異なるタイミングに設定するので、フィードバック制御を、それまでの禁止原因に応じた最適なタイミングで開始でき、それにより、フィードバック制御による空燃比の収束性を向上させることができる。
According to this configuration, when the fuel cut is being executed, the feedback control is prohibited by the second feedback control prohibiting means. Further, after the prohibition of the feedback control, the predetermined timing to resume this, among the post-prohibited by the first and second feedback control inhibit means, are set to different times. For example, when the air-fuel ratio detection means is constituted by an air-fuel ratio sensor provided in the exhaust system, when the restriction by the required fuel amount at the time of switching is executed and when the fuel cut is executed, those executions are performed After the completion, a sufficient amount of exhaust gas reaches the air-fuel ratio sensor, and the timing at which the air-fuel ratio can be properly detected by the air-fuel ratio sensor is different. According to the present invention, since the timing of resuming the feedback control is set to a different timing between after the prohibition by the first and second feedback control prohibiting means, the feedback control is performed according to the previous prohibition cause. It is possible to start at the optimum timing, thereby improving the air-fuel ratio convergence by feedback control.

本発明の一実施形態による制御装置を、内燃機関ととともに概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the control device by one embodiment of the present invention with an internal-combustion engine. 燃料噴射制御処理のメインルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main routine of a fuel-injection control process. 要求トルクPMCMDの算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of request | requirement torque PMCMD. 図2の要求燃料噴射量TCYLの算出処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a calculation process of a required fuel injection amount TCYL in FIG. 2. FIG. 図4の暫定要求燃料噴射量TCYLLMTの算出処理を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a process for calculating a provisional required fuel injection amount TCYLLMT in FIG. 4. 図5の処理の残りの部分を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the remaining part of the process of FIG. 図5の第4リミット値TCYLLDの算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of 4th limit value TCYLLD of FIG. 図7の処理で用いられるKTCLLDテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the KTCLLD table used by the process of FIG. AFフィードバック制御の実行判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the execution determination process of AF feedback control.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置について説明する。図1に示すように、制御装置1はECU2を備えており、このECU2は、後述するように、内燃機関(以下「エンジン」という)3の燃料噴射制御処理などを行う。   Hereinafter, an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the control device 1 includes an ECU 2, which performs a fuel injection control process for an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 as described later.

エンジン3は、例えば車両(図示せず)に搭載された4気筒(1つのみ図示)タイプのガソリンエンジンである。各気筒のピストン3aとシリンダヘッド3bの間には、燃焼室3cが形成されており、ピストン3aの上面の中央部には、凹部3dが形成されている。また、シリンダヘッド3bには、燃焼室3cに臨むように燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)4、点火プラグ5、吸気弁8および排気弁9が取り付けられている。すなわち、このエンジン3は、燃料を燃焼室3c内に直接、噴射する筒内噴射式のものである。   The engine 3 is, for example, a 4-cylinder (only one shown) type gasoline engine mounted on a vehicle (not shown). A combustion chamber 3c is formed between the piston 3a and the cylinder head 3b of each cylinder, and a recess 3d is formed at the center of the upper surface of the piston 3a. A fuel injection valve (hereinafter referred to as “injector”) 4, a spark plug 5, an intake valve 8, and an exhaust valve 9 are attached to the cylinder head 3b so as to face the combustion chamber 3c. That is, the engine 3 is of a cylinder injection type in which fuel is directly injected into the combustion chamber 3c.

インジェクタ4は、燃焼室3cの天壁中央部に配置されており、燃料パイプ4bを介して高圧ポンプ4aに接続されている。燃料は、燃料タンク(図示せず)から高圧ポンプ4aで高圧に昇圧された後、レギュレータ(図示せず)で調圧された状態で、インジェクタ4に供給されるとともに、インジェクタ4を介して、ピストン3aの凹部3d側に向かって噴射される。これにより、燃料は、凹部3dを含むピストン3aの上面に衝突して燃料噴流を形成する。特に、後述する成層燃焼のときには、インジェクタ4が噴射した燃料の大部分が凹部3dに衝突することによって、燃料噴流が形成される。   The injector 4 is disposed in the center of the top wall of the combustion chamber 3c, and is connected to the high-pressure pump 4a via the fuel pipe 4b. The fuel is boosted to a high pressure from a fuel tank (not shown) by a high-pressure pump 4a, and is then regulated by a regulator (not shown), and then supplied to the injector 4, via the injector 4, It is injected toward the concave portion 3d side of the piston 3a. As a result, the fuel collides with the upper surface of the piston 3a including the recess 3d to form a fuel jet. In particular, during stratified combustion, which will be described later, most of the fuel injected by the injector 4 collides with the recess 3d to form a fuel jet.

また、燃料パイプ4bのインジェクタ4付近には、燃料圧センサ20が取り付けられている。この燃料圧センサ20は、インジェクタ4から噴射される燃料の燃料圧PFを検出し、その検出信号をECU2に出力する。さらに、ECU2には、燃料温センサ21から、燃料の温度(以下「燃料温」という)TFを表す検出信号が出力される。また、インジェクタ4は、後述するように、ECU2からの駆動信号により、その開弁時間である燃料噴射時間および燃料噴射時期(開弁タイミングおよび閉弁タイミング)が制御される。なお、このインジェクタ4の燃料噴射時間は、気筒内に噴射される燃料量すなわち燃料噴射量に相当するので、以下、「燃料噴射量」という。   Further, a fuel pressure sensor 20 is attached near the injector 4 of the fuel pipe 4b. The fuel pressure sensor 20 detects the fuel pressure PF of the fuel injected from the injector 4 and outputs a detection signal to the ECU 2. Further, the ECU 2 outputs a detection signal representing the fuel temperature (hereinafter referred to as “fuel temperature”) TF from the fuel temperature sensor 21. Further, as will be described later, the fuel injection time and the fuel injection timing (the valve opening timing and the valve closing timing) that are the valve opening time of the injector 4 are controlled by a drive signal from the ECU 2. The fuel injection time of the injector 4 corresponds to the amount of fuel injected into the cylinder, that is, the fuel injection amount, and is hereinafter referred to as “fuel injection amount”.

また、点火プラグ5は、ECU2から点火時期に応じたタイミングで高電圧が加えられることによって放電し、それにより、燃焼室3c内の混合気が燃焼される。   Further, the spark plug 5 is discharged when a high voltage is applied from the ECU 2 at a timing corresponding to the ignition timing, whereby the air-fuel mixture in the combustion chamber 3c is combusted.

また、エンジン3は、DOHC型のものであり、吸気弁8および排気弁9をそれぞれ開閉駆動する吸気カムシャフト6および排気カムシャフト7を備えている。これらのカムシャフト6,7はそれぞれ、タイミングベルト(図示せず)を介してクランクシャフト3eに連結されており、クランクシャフト3eの回転に従って、その2回転ごとに1回転する。   The engine 3 is of the DOHC type, and includes an intake camshaft 6 and an exhaust camshaft 7 that open and close the intake valve 8 and the exhaust valve 9, respectively. Each of these camshafts 6 and 7 is connected to a crankshaft 3e via a timing belt (not shown), and rotates once every two rotations according to the rotation of the crankshaft 3e.

このクランクシャフト3eには、マグネットロータ22aが取り付けられている。このマグネットロータ22aとMREピックアップ22bによって、クランク角センサ22(運転状態検出手段)が構成されている。クランク角センサ22は、クランクシャフト3eの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号およびTDC信号を出力する。CRK信号は、所定のクランク角(例えば30゜)ごとに出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを求める。TDC信号は、各気筒のピストン3aが吸気行程開始時のTDC(上死点)付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、4気筒タイプの本例では、クランク角180゜ごとに1パルスされる。   A magnet rotor 22a is attached to the crankshaft 3e. The magnet rotor 22a and the MRE pickup 22b constitute a crank angle sensor 22 (operating state detecting means). The crank angle sensor 22 outputs a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, with the rotation of the crankshaft 3e. The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 30 °). The ECU 2 obtains the rotational speed NE (hereinafter referred to as “engine rotational speed”) NE of the engine 3 based on the CRK signal. The TDC signal is a signal indicating that the piston 3a of each cylinder is at a predetermined crank angle position near the TDC (top dead center) at the start of the intake stroke, and in this example of the 4-cylinder type, every crank angle of 180 °. One pulse is applied.

また、エンジン3の本体には、水温センサ23が取り付けられている。水温センサ23は、サーミスタなどで構成されており、エンジン3の本体内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温TWを検出し、その検出信号をECU2に出力する。さらに、エンジン3の吸気管12には、上流側から順に、エアフローセンサ24(運転状態検出手段)、スロットル弁機構13、スロットル弁開度センサ25および吸気管内絶対圧センサ26(運転状態検出手段)などが設けられている。エアフローセンサ24は、熱線式エアフローメータなどで構成されており、スロットル弁機構13のスロットル弁13aを通過する吸入空気量GTHを検出し、その検出信号をECU2に出力する。   A water temperature sensor 23 is attached to the main body of the engine 3. The water temperature sensor 23 is composed of a thermistor or the like, detects an engine water temperature TW that is the temperature of cooling water circulating in the main body of the engine 3, and outputs a detection signal to the ECU 2. Further, in the intake pipe 12 of the engine 3, an air flow sensor 24 (operating state detecting means), a throttle valve mechanism 13, a throttle valve opening sensor 25, and an intake pipe absolute pressure sensor 26 (operating state detecting means) are sequentially arranged from the upstream side. Etc. are provided. The air flow sensor 24 is constituted by a hot-wire air flow meter or the like, detects the intake air amount GTH passing through the throttle valve 13a of the throttle valve mechanism 13, and outputs a detection signal to the ECU 2.

スロットル弁機構13は、スロットル弁13aおよびこれを開閉駆動するアクチュエータ13bなどで構成されている。スロットル弁13aは、吸気管12の途中に回動自在に設けられており、その開度に応じて吸入空気量GTHが変化する。アクチュエータ13bは、ECU2に接続されたモータとギヤ機構(いずれも図示せず)を組み合わせたものであり、ECU2からの駆動信号によって駆動されることにより、スロットル弁13aの開度(以下「スロットル弁開度」という)THが変化する。   The throttle valve mechanism 13 includes a throttle valve 13a and an actuator 13b that opens and closes the throttle valve 13a. The throttle valve 13a is rotatably provided in the middle of the intake pipe 12, and the intake air amount GTH changes according to the opening degree. The actuator 13b is a combination of a motor connected to the ECU 2 and a gear mechanism (both not shown). The actuator 13b is driven by a drive signal from the ECU 2, thereby opening the throttle valve 13a (hereinafter referred to as "throttle valve"). TH) changes.

スロットル弁開度センサ25は、ポテンショメータなどで構成され、スロットル弁開度THを検出し、その検出信号をECU2に出力する。吸気管内絶対圧センサ26は、半導体圧力センサなどで構成されており、吸気管12内の絶対圧である吸気管内絶対圧PBAを検出し、その検出信号をECU2に出力する。さらに、吸気管12には、吸気温センサ27が設けられている。吸気温センサ27は、サーミスタなどで構成されており、吸気温TAを検出し、その検出信号をECU2に出力する。   The throttle valve opening sensor 25 is composed of a potentiometer or the like, detects the throttle valve opening TH, and outputs a detection signal to the ECU 2. The intake pipe absolute pressure sensor 26 is constituted by a semiconductor pressure sensor or the like, detects an intake pipe absolute pressure PBA, which is an absolute pressure in the intake pipe 12, and outputs a detection signal to the ECU 2. Further, the intake pipe 12 is provided with an intake air temperature sensor 27. The intake air temperature sensor 27 is composed of a thermistor or the like, detects the intake air temperature TA, and outputs a detection signal to the ECU 2.

また、エンジン3の排気管14には、触媒装置17が設けられている。この触媒装置17は、NOx触媒と三元触媒を組み合わせたものであり、このNOx触媒は、図示しないが、イリジウム触媒(イリジウムを担持した炭化ケイ素ウイスカ粉末とシリカの焼成体)をハニカム構造の基材の表面に被覆し、その上にペロブスカイト型複酸化物(LaCoO3粉末とシリカの焼成体)をさらに被覆したものである。触媒装置17は、NOx触媒の還元作用により、後述する成層燃焼モードでの運転時およびリーンバーン運転時に、排気ガス中のNOxを浄化するとともに、三元触媒の酸化還元作用により、リーンバーン運転以外の運転時に、排気ガス中のCO、HCおよびNOxを浄化する。   A catalyst device 17 is provided in the exhaust pipe 14 of the engine 3. This catalyst device 17 is a combination of a NOx catalyst and a three-way catalyst. This NOx catalyst is not shown, but an iridium catalyst (a sintered body of silicon carbide whisker powder carrying iridium and silica) is formed on a honeycomb structure. The surface of the material is coated, and a perovskite double oxide (LaCoO3 powder and silica fired body) is further coated thereon. The catalyst device 17 purifies NOx in the exhaust gas during the operation in the stratified combustion mode and the lean burn operation, which will be described later, by the reduction action of the NOx catalyst, and other than the lean burn operation by the oxidation reduction action of the three-way catalyst. During the operation, CO, HC and NOx in the exhaust gas are purified.

さらに、吸気管12のスロットル弁機構13よりも下流側と、排気管14の触媒装置17よりも上流側との間には、EGR管15が接続されている。このEGR管15を介して、エンジン3の排気ガスが吸気側に再循環することによって、前記燃焼室3c内の燃焼温度を下げることにより排気ガス中のNOxを低減させるEGR動作が行われる。また、EGR管15には、EGR制御弁16が設けられている。EGR制御弁16は、リニア電磁弁であり、そのバルブリフト量がリECU2からの駆動信号に応じてリニアに変化することによって、EGR管15が開閉される。EGR制御弁16のバルブリフト量は、バルブリフト量センサ(図示せず)によって検出され、その検出信号はECU2に出力される。   Further, an EGR pipe 15 is connected between the intake pipe 12 downstream of the throttle valve mechanism 13 and the exhaust pipe 14 upstream of the catalyst device 17. Through the EGR pipe 15, the exhaust gas of the engine 3 is recirculated to the intake side, so that an EGR operation is performed to reduce NOx in the exhaust gas by lowering the combustion temperature in the combustion chamber 3c. The EGR pipe 15 is provided with an EGR control valve 16. The EGR control valve 16 is a linear electromagnetic valve, and the EGR pipe 15 is opened and closed when the valve lift amount changes linearly according to the drive signal from the re-ECU 2. The valve lift amount of the EGR control valve 16 is detected by a valve lift amount sensor (not shown), and the detection signal is output to the ECU 2.

ECU2は、エンジン3の運転状態に応じてEGR制御弁16の目標バルブリフト量を算出するとともに、実際のバルブリフト量が目標バルブリフト量になるように、EGR制御弁16を制御することによって、EGR量を制御する。   The ECU 2 calculates the target valve lift amount of the EGR control valve 16 according to the operating state of the engine 3 and controls the EGR control valve 16 so that the actual valve lift amount becomes the target valve lift amount. Control the EGR amount.

さらに、排気管14の触媒装置17よりも上流側および下流側にはそれぞれ、LAFセンサ28(空燃比検出手段)およびO2センサ(図示せず)が設けられている。LAFセンサ28は、ジルコニアおよび白金電極などで構成され、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーン領域までの広範囲な空燃比の領域において、排気ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、その検出信号をECU2に出力する。ECU2は、このLAFセンサ28の検出信号に基づき、排気ガス中の空燃比を表す検出空燃比KACTを算出する。なお、この検出空燃比KACTは、具体的には当量比として算出される。また、O2センサは、排気ガス中の酸素濃度を表す検出信号をECU2に出力する。   Further, a LAF sensor 28 (air-fuel ratio detecting means) and an O2 sensor (not shown) are provided on the upstream side and the downstream side of the exhaust pipe 14 from the catalyst device 17, respectively. The LAF sensor 28 is composed of zirconia and a platinum electrode, etc., and linearly detects the oxygen concentration in the exhaust gas in a wide range of air-fuel ratios from a rich region richer than the stoichiometric air-fuel ratio to an extremely lean region. A detection signal is output to the ECU 2. The ECU 2 calculates a detected air-fuel ratio KACT representing the air-fuel ratio in the exhaust gas based on the detection signal of the LAF sensor 28. The detected air-fuel ratio KACT is specifically calculated as an equivalence ratio. The O2 sensor outputs a detection signal indicating the oxygen concentration in the exhaust gas to the ECU 2.

さらに、ECU2には、大気圧センサ29、アクセル開度センサ30(運転状態検出手段)およびシフト位置センサ31が接続されている。この大気圧センサ29は、半導体圧力センサで構成されており、大気圧PAを検出し、その検出信号をECU2に出力する。アクセル開度センサ30は、アクセルペダル(図示せず)の操作量であるアクセル開度APを検出し、その検出信号をECU2に出力する。また、シフト位置センサ31は、自動変速機(図示せず)のシフト位置POSIを検出し、その検出信号をECU2に出力する。   Further, an atmospheric pressure sensor 29, an accelerator opening sensor 30 (operating state detection means), and a shift position sensor 31 are connected to the ECU 2. The atmospheric pressure sensor 29 is composed of a semiconductor pressure sensor, detects the atmospheric pressure PA, and outputs a detection signal to the ECU 2. The accelerator opening sensor 30 detects an accelerator opening AP that is an operation amount of an accelerator pedal (not shown), and outputs a detection signal to the ECU 2. The shift position sensor 31 detects a shift position POSI of an automatic transmission (not shown) and outputs a detection signal to the ECU 2.

ECU2は、本実施形態において、運転状態検出手段、要求燃料量算出手段、要求トルク算出手段、記憶手段、燃焼効率推定手段、切換時要求燃料量算出手段、空燃比検出手段、目標空燃比設定手段、フィードバック制御手段、第1および第2フィードバック制御禁止手段、および開始タイミング設定手段を構成するものである。ECU2は、CPU2a、RAM2bおよびROM2cなどからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ20〜32の検出信号などに応じ、ROM2cに記憶された制御プログラムなどに基づいて、各種の演算処理を実行する。具体的には、上記各種の検出信号からエンジン3の運転状態を判別し、その判別結果に基づいて、エンジン3の燃焼モードを決定するとともに、決定した燃焼モードに従って、インジェクタ4の燃料噴射量TOUTおよび点火プラグ5の点火時期などを制御する。   In the present embodiment, the ECU 2 is, in this embodiment, operating state detection means, required fuel amount calculation means, required torque calculation means, storage means, combustion efficiency estimation means, switching required fuel amount calculation means, air-fuel ratio detection means, target air-fuel ratio setting means. The feedback control means, the first and second feedback control prohibiting means, and the start timing setting means are configured. The ECU 2 is composed of a microcomputer including a CPU 2a, a RAM 2b, a ROM 2c, and the like, and various arithmetic processings are performed based on control programs stored in the ROM 2c in accordance with the detection signals of the various sensors 20 to 32 described above. Execute. Specifically, the operating state of the engine 3 is determined from the various detection signals, and the combustion mode of the engine 3 is determined based on the determination result, and the fuel injection amount TOUT of the injector 4 is determined according to the determined combustion mode. The ignition timing of the spark plug 5 is controlled.

上記の燃焼モードは、エンジン回転数NEと、後述するようにして算出される要求トルクPMCMDに応じて決定される。燃焼モードは、原則として、アイドル運転時などの極低負荷運転時には成層燃焼モードに決定され、それに応じて、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」にセットされる。また、極低負荷運転時以外の運転時には均一燃焼モードに決定され、それに応じて、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「0」にセットされる。また、両燃焼モード間の切換時には、燃焼モードが2回噴射燃焼モードに決定される。   The combustion mode is determined according to the engine speed NE and the required torque PMCMD calculated as described later. As a general rule, the combustion mode is determined to be the stratified combustion mode at the time of extremely low load operation such as idle operation, and the stratified combustion permission flag F_DISCOK is set to “1” accordingly. Further, the uniform combustion mode is determined during the operation other than during the extremely low load operation, and accordingly, the stratified combustion permission flag F_DISCOK is set to “0”. At the time of switching between both combustion modes, the combustion mode is determined to be the double injection combustion mode.

上記の成層燃焼モードでは、燃料をインジェクタ4から圧縮行程中に燃焼室3c内に噴射し、噴射燃料の大部分を凹部3dに衝突させることによって、燃料噴流が形成される。この燃料噴流と、吸気管12から流入する空気の流動によって、混合気が生成されるとともに、ピストン3aが圧縮行程の上死点に近い位置にあることで、混合気を点火プラグ5の付近に偏在させながら、成層燃焼が行われる。また、成層燃焼モードでの混合気の空燃比は、スロットル弁13aをほぼ全開状態に制御することにより、理論空燃比よりも極めてリーンな空燃比(例えば27〜60)に制御される。   In the stratified combustion mode, fuel is injected from the injector 4 into the combustion chamber 3c during the compression stroke, and a fuel jet is formed by causing most of the injected fuel to collide with the recess 3d. This fuel jet and the flow of air flowing in from the intake pipe 12 generate an air-fuel mixture, and the piston 3a is located near the top dead center of the compression stroke, so that the air-fuel mixture is brought near the spark plug 5. Stratified combustion is performed while being unevenly distributed. Further, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the stratified combustion mode is controlled to an air-fuel ratio (for example, 27 to 60) that is much leaner than the stoichiometric air-fuel ratio by controlling the throttle valve 13a to be in a fully open state.

均一燃焼モードでは、燃料を吸気行程中に燃焼室3c内に噴射し、燃料噴流と空気の流動によって生成した混合気を燃焼室3c内に均一に分散させながら、均一燃焼が行われる。また、均一燃焼モードでの空燃比は、成層燃焼モードのときよりも、スロットル弁13aを小さな開度に制御し、吸入空気量を小さくすることによって、成層燃焼モードよりもリッチな空燃比(例えば12〜22)に制御される。さらに、均一燃焼モードでのEGR制御弁16の目標バルブリフト量は、成層燃焼モードのときよりも小さな値に設定される。   In the uniform combustion mode, fuel is injected into the combustion chamber 3c during the intake stroke, and the air-fuel mixture generated by the flow of the fuel jet and air is uniformly dispersed in the combustion chamber 3c. In addition, the air-fuel ratio in the uniform combustion mode is controlled to be smaller than that in the stratified combustion mode, and the intake air amount is made smaller by controlling the throttle valve 13a so that the air-fuel ratio is richer than that in the stratified combustion mode (for example, 12-22). Further, the target valve lift amount of the EGR control valve 16 in the uniform combustion mode is set to a smaller value than that in the stratified combustion mode.

さらに、2回噴射燃焼モードでは、1燃焼サイクル中の吸気行程および圧縮行程に燃料をそれぞれ噴射し、成層燃焼モードよりもリッチな空燃比(例えば14.7〜27)で、燃焼が行われる。   Further, in the two-injection combustion mode, fuel is injected in each of the intake stroke and the compression stroke in one combustion cycle, and combustion is performed at a richer air-fuel ratio (for example, 14.7 to 27) than in the stratified combustion mode.

なお、均一燃焼モードは、ストイキ燃焼モードとリーン燃焼モードに区分される。ストイキ燃焼モードでは、空燃比が理論空燃比またはこれよりもリッチ側に制御され、リーン燃焼モードでは、空燃比がストイキ燃焼モードの場合よりもリーン側に制御される。   The uniform combustion mode is divided into a stoichiometric combustion mode and a lean combustion mode. In the stoichiometric combustion mode, the air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio or richer than this, and in the lean combustion mode, the air-fuel ratio is controlled to be leaner than in the stoichiometric combustion mode.

次に、ECU2で実行される燃料噴射制御処理について、図2〜図9を参照しながら説明する。図2は、この燃料噴射制御処理のメインルーチンを示しており、本処理は、TDC信号の入力に同期して実行される。そのステップ1(「S1」と図示。以下同じ)では、各種の補正係数を算出する。これらの補正係数はそれぞれ、各種のパラメータ、例えば吸気温TA、大気圧PAやエンジン水温TWなどに応じて、テーブルやマップ(いずれも図示せず)を検索することによって算出される。   Next, the fuel injection control process executed by the ECU 2 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a main routine of this fuel injection control process, and this process is executed in synchronization with the input of the TDC signal. In step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), various correction coefficients are calculated. Each of these correction coefficients is calculated by searching a table or a map (none of which is shown) according to various parameters such as the intake air temperature TA, the atmospheric pressure PA, and the engine water temperature TW.

次いで、ステップ2および3において、吸気行程噴射用の目標空燃比KCMD1STおよび圧縮行程噴射用の目標空燃比KCMD2NDをそれぞれ算出する。これらの吸気・圧縮行程噴射用の目標空燃比KCMD1ST,KCMD2NDは、エンジン回転数NEや要求トルクPMCMDなどに応じて算出される。この要求トルクPMCMDは、図3に示す算出処理によって算出され、具体的には、そのステップ15において、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって算出される。なお、要求トルクPMCMDは、混合気の燃焼時の図示平均有効圧力である。   Next, in steps 2 and 3, a target air-fuel ratio KCMD1ST for intake stroke injection and a target air-fuel ratio KCMD2ND for compression stroke injection are calculated, respectively. The target air-fuel ratios KCMD1ST and KCMD2ND for intake / compression stroke injection are calculated according to the engine speed NE, the required torque PMCMD, and the like. This required torque PMCMD is calculated by the calculation process shown in FIG. 3. Specifically, in step 15, the required torque PMCMD is calculated by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP. Is done. The required torque PMCMD is the indicated mean effective pressure during combustion of the air-fuel mixture.

次に、F/B補正係数KAFを算出する(ステップ4)。このF/B補正係数KAFは、燃焼モードに応じて算出される。具体的には、LAFセンサ28で検出された検出空燃比KACTと、前記ステップ2および3で求めた吸気・圧縮行程噴射用の目標空燃比KCMD1ST,KCMD2NDなどに応じ、検出空燃比KACTが目標空燃比KCMD1STまたはKCMD2NDになるように、所定のフィードバック制御アルゴリズムによって算出される。以下、このようなLAFセンサ28の検出出力に基づく空燃比のフィードバック制御を、「AFフィードバック制御」という。また、このAFフィードバック制御の実行条件が成立していないときには、F/B補正係数KAFは、所定値に設定される。   Next, the F / B correction coefficient KAF is calculated (step 4). The F / B correction coefficient KAF is calculated according to the combustion mode. Specifically, the detected air-fuel ratio KACT is detected based on the detected air-fuel ratio KACT detected by the LAF sensor 28 and the target air-fuel ratios KCMD1ST, KCMD2ND for intake / compression stroke injection obtained in steps 2 and 3 above. It is calculated by a predetermined feedback control algorithm so that the fuel ratio becomes KCMD1ST or KCMD2ND. Hereinafter, such feedback control of the air-fuel ratio based on the detection output of the LAF sensor 28 is referred to as “AF feedback control”. Further, when the execution condition of this AF feedback control is not satisfied, the F / B correction coefficient KAF is set to a predetermined value.

次いで、吸気行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1STを算出する(ステップ5)。この基本燃料噴射量TIM1STは、次のようにして算出される。すなわち、吸入空気量GTHおよび吸気管内絶対圧PBAなどに基づいて、気筒内に実際に吸入されたと推定される実吸入空気量を算出する。そして、算出した実吸入空気量に応じ、テーブル(図示せず)を検索することなどによって、吸気行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1STを算出する。   Next, a basic fuel injection amount TIM1ST for intake stroke injection is calculated (step 5). The basic fuel injection amount TIM1ST is calculated as follows. That is, based on the intake air amount GTH, the intake pipe absolute pressure PBA, and the like, the actual intake air amount that is estimated to be actually taken into the cylinder is calculated. Then, a basic fuel injection amount TIM1ST for intake stroke injection is calculated by searching a table (not shown) according to the calculated actual intake air amount.

次に、圧縮行程噴射用の基本燃料噴射量TIM2NDを算出する(ステップ6)。この基本燃料噴射量TIM2NDは、上記の吸気行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1STとほぼ同様にして算出される。その算出方法の説明については省略する。   Next, a basic fuel injection amount TIM2ND for compression stroke injection is calculated (step 6). The basic fuel injection amount TIM2ND is calculated in substantially the same manner as the basic fuel injection amount TIM1ST for intake stroke injection described above. A description of the calculation method is omitted.

次いで、要求燃料噴射量TCYL(要求燃料量)を算出する(ステップ7)。この算出処理については後述する。次に、算出した要求燃料噴射量TCYLを、燃料圧PFおよび燃料温TFに応じたそれぞれの補正係数で補正することによって、最終的な燃料噴射量TOUTを算出する(ステップ8)。次いで、算出した燃料噴射量TOUTに基づく駆動信号をインジェクタ4に出力することによって、燃料噴射を実行し(ステップ9)、本処理を終了する。なお、2回噴射燃焼モードでは、燃料噴射量TOUTを分割することによって、吸気行程中および圧縮行程中に噴射する燃料噴射量が求められ、求めた燃料噴射量に基づく駆動信号がインジェクタ4に出力される。   Next, a required fuel injection amount TCYL (required fuel amount) is calculated (step 7). This calculation process will be described later. Next, the final required fuel injection amount TOUT is calculated by correcting the calculated required fuel injection amount TCYL with the respective correction coefficients corresponding to the fuel pressure PF and the fuel temperature TF (step 8). Next, by outputting a drive signal based on the calculated fuel injection amount TOUT to the injector 4, fuel injection is executed (step 9), and this process ends. In the double injection combustion mode, the fuel injection amount TOUT is divided to obtain the fuel injection amount to be injected during the intake stroke and the compression stroke, and a drive signal based on the obtained fuel injection amount is output to the injector 4. Is done.

次に、図2の前記ステップ7で実行される要求燃料噴射量TCYLの算出処理について、図4のフローチャートを参照しながら説明する。まず、ステップ20において、吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTを算出する。この要求燃料噴射量TCYL1STTは、均一燃焼モードにおいて、要求燃料噴射量TCYLとして用いられるものである。要求燃料噴射量TCYL1STTは、前述した図2の処理で求めた各種の補正係数、吸気行程噴射用の目標空燃比KCMD1ST、F/B補正係数KAF、および吸気行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1STを互いに乗算することによって算出される。   Next, the required fuel injection amount TCYL calculation process executed in step 7 of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, at step 20, a required fuel injection amount TCYL1STT for intake stroke injection is calculated. This required fuel injection amount TCYL1STT is used as the required fuel injection amount TCYL in the uniform combustion mode. The required fuel injection amount TCYL1STT is obtained by calculating the various correction coefficients, the target air-fuel ratio KCMD1ST for intake stroke injection, the F / B correction coefficient KAF, and the basic fuel injection amount TIM1ST for intake stroke injection obtained in the processing of FIG. Calculated by multiplying each other.

次いで、圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTを算出する(ステップ21)。この要求燃料噴射量TCYL2NDTは、成層燃焼モードにおいて、要求燃料噴射量TCYLとして用いられるものである。要求燃料噴射量TCYL2NDTは、各種の補正係数、圧縮行程噴射用の目標空燃比KCMD2ND、F/B補正係数KAF、および圧縮行程噴射用の基本燃料噴射量TIM2NDを互いに乗算することによって算出される。   Next, a required fuel injection amount TCYL2NDT for compression stroke injection is calculated (step 21). This required fuel injection amount TCYL2NDT is used as the required fuel injection amount TCYL in the stratified combustion mode. The required fuel injection amount TCYL2NDT is calculated by multiplying various correction coefficients, a target air-fuel ratio KCMD2ND for compression stroke injection, an F / B correction coefficient KAF, and a basic fuel injection amount TIM2ND for compression stroke injection.

次に、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを算出する(ステップ22)。この算出処理については後述する。次いで、膨張行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL3RDを算出する(ステップ23)。この膨張行程噴射は、触媒装置17に吸着したNOxおよび硫黄をそれぞれ還元および脱離させることにより、触媒装置17の吸着能力を回復させるために、膨張行程中に気筒内に燃料を噴射するものである。なお、この要求燃料噴射量TCYL3RDの算出方法の説明については省略する。   Next, a temporary required fuel injection amount TCYLLMT is calculated (step 22). This calculation process will be described later. Next, a required fuel injection amount TCYL3RD for expansion stroke injection is calculated (step 23). In this expansion stroke injection, fuel is injected into the cylinder during the expansion stroke in order to recover the adsorption capacity of the catalyst device 17 by reducing and desorbing NOx and sulfur adsorbed on the catalyst device 17 respectively. is there. The description of the calculation method of the required fuel injection amount TCYL3RD is omitted.

次に、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する(ステップ24)。このステップ24の答がYESで、成層燃焼の実行条件が成立しているときには、上記ステップ22で算出した暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを要求燃料噴射量TCYLとして設定し(ステップ25)、本処理を終了する。   Next, it is determined whether or not the stratified combustion permission flag F_DISCOK is “1” (step 24). If the answer to step 24 is YES and the stratified combustion execution condition is satisfied, the provisional required fuel injection amount TCYLLMT calculated in step 22 is set as the required fuel injection amount TCYL (step 25). finish.

一方、ステップ24の答がNOで、成層燃焼の実行条件が成立していないときには、膨張行程噴射フラグF_DIBCが「1」であるか否かを判別する(ステップ26)。この膨張行程噴射フラグF_DIBCは、前述した膨張行程噴射の実行条件が成立しているときに「1」にセットされるものである。   On the other hand, if the answer to step 24 is NO and the stratified combustion execution condition is not satisfied, it is determined whether or not the expansion stroke injection flag F_DIBC is “1” (step 26). The expansion stroke injection flag F_DIBC is set to “1” when the above-described expansion stroke injection execution condition is satisfied.

このステップ26の答がYESで、膨張行程噴射の実行条件が成立しているときには、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTと膨張行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL3RDとの和を、要求燃料噴射量TCYLとして設定し(ステップ27)、本処理を終了する。一方、ステップ26の答がNOのときには、前記ステップ25を実行し、本処理を終了する。   If the answer to step 26 is YES and the execution conditions for the expansion stroke injection are satisfied, the sum of the temporary required fuel injection amount TCYLLMT and the required fuel injection amount TCYL3RD for the expansion stroke injection is set as the required fuel injection amount TCYL. The setting is made (step 27), and this process ends. On the other hand, when the answer to step 26 is NO, the step 25 is executed, and this process is terminated.

次に、前記ステップ22で実行される暫定要求燃料噴射量TCYLLMTの算出処理について、図5および図6のフローチャートを参照しながら説明する。本処理では、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTは、均一燃焼モード中には吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTに設定され、成層燃焼モード中には圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTに設定されるのに対し、両燃焼モード間の切換時には、その切換パターンに応じて、後述する第1〜第4のリミット値TCYLDS,TCYLDL,TCYLSD,TCYLLD(切換時要求燃料量)のいずれかに設定される。   Next, the temporary required fuel injection amount TCYLLMT calculation process executed in step 22 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. In this process, the provisional required fuel injection amount TCYLLMT is set to the required fuel injection amount TCYL1STT for intake stroke injection during the uniform combustion mode, and is set to the required fuel injection amount TCYL2NDT for compression stroke injection during the stratified combustion mode. On the other hand, when switching between the two combustion modes, it is set to one of first to fourth limit values TCYLDS, TCYLDL, TCYLSD, and TCYLLD (required fuel amount at switching) according to the switching pattern. Is done.

このように燃焼モードの切換時に通常時とは異なる切換時要求燃料量を用いるのは、次の理由による。すなわち、前述したように、成層燃焼モードと均一燃焼モードでは、設定される吸入空気量が大きく異なり、成層燃焼モードの方が大きいとともに、燃焼モードの切換時、吸入空気量は、スロットル弁の動作に対して応答遅れを伴って変化する。一方、吸気・圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STT,TCYL2NDTは、気筒内に実際に吸入される実吸入空気量に応じて設定される。このため、均一燃焼モードへの切換時に、吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTは、応答遅れを伴って減少する吸気空気量に応じて設定される結果、過大になりやすい。同じ理由から、成層燃焼モードへの切換時には、圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTが過小になりやすい。   The reason why the required fuel amount at the time of switching different from the normal time is used at the time of switching the combustion mode in this way is as follows. That is, as described above, the intake air amount that is set differs greatly between the stratified combustion mode and the uniform combustion mode, and the stratified combustion mode is larger, and when the combustion mode is switched, the intake air amount depends on the operation of the throttle valve. Changes with a response delay. On the other hand, the required fuel injection amounts TCYL1STT and TCYL2NDT for intake / compression stroke injection are set according to the actual intake air amount actually taken into the cylinder. For this reason, at the time of switching to the uniform combustion mode, the required fuel injection amount TCYL1STT for intake stroke injection is likely to become excessive as a result of being set according to the intake air amount that decreases with a response delay. For the same reason, the required fuel injection amount TCYL2NDT for compression stroke injection tends to be too small when switching to the stratified combustion mode.

上記の切換時要求燃料量は、燃焼モードの切換時に吸入空気量が安定するまでの間、このような要求燃料噴射量TCYL1STT/2NDTの過大化・過小化を防止すべく、これらを制限するために用いられる。このため、均一燃焼モードへの切換時に適用される第1リミット値TCYLDSなどは、吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTを上限側で制限するように設定される一方、成層燃焼モードへの切換時に適用される第3リミット値TCYLSDなどは、圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTを下限側で制限するように設定される。以下、このような燃焼モードの切換時における第1リミット値TCYLDSなどによる要求燃料噴射量の制限を、「リミット処理」という。   The above-mentioned required fuel amount at the time of switching is to limit these in order to prevent the required fuel injection amount TCYL1STT / 2NDT from becoming too large or too small until the intake air amount becomes stable at the time of switching the combustion mode. Used for. Therefore, the first limit value TCYLDS or the like applied when switching to the uniform combustion mode is set so as to limit the required fuel injection amount TCYL1STT for intake stroke injection on the upper limit side, while switching to the stratified combustion mode The third limit value TCYLSD or the like that is sometimes applied is set to limit the required fuel injection amount TCYL2NDT for compression stroke injection on the lower limit side. Hereinafter, the restriction of the required fuel injection amount by the first limit value TCYLDS or the like at the time of switching the combustion mode is referred to as “limit processing”.

まず、図5のステップ30では、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTの算出に必要な各種のパラメータを算出する。図示しないが、この算出処理では、まず、成層燃焼許可フラグF_DISCOKに応じ、均一燃焼モードのときには吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTを、成層燃焼モードのときには圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTを、それぞれ通常時要求燃料噴射量TCYLTとして設定する。   First, in step 30 of FIG. 5, various parameters necessary for calculating the temporary required fuel injection amount TCYLLMT are calculated. Although not shown, in this calculation process, first, the required fuel injection amount TCYL1STT for the intake stroke injection in the uniform combustion mode and the required fuel injection amount for the compression stroke injection in the stratified combustion mode according to the stratified combustion permission flag F_DISCOK. TCYL2NDT is set as the normal time required fuel injection amount TCYLT.

また、燃焼モードの切換の有無および切換パターンを判別し、その判別結果に応じて、切換ステータスEMOD_STSを次のように設定する。
(a)成層燃焼モード→ストイキ燃焼モードの切換時:「1」
(b)成層燃焼モード→リーン燃焼モードの切換時 :「2」
(c)ストイキ燃焼モード→成層燃焼モードの切換時:「3」
(d)リーン燃焼モード→成層燃焼モードの切換時 :「4」
(e)(a)〜(d)以外のとき :「0」
Further, the presence / absence of switching of the combustion mode and the switching pattern are determined, and the switching status EMOD_STS is set as follows according to the determination result.
(A) When switching from stratified combustion mode to stoichiometric combustion mode: “1”
(B) When switching from stratified combustion mode to lean combustion mode: “2”
(C) When switching from stoichiometric combustion mode to stratified combustion mode: “3”
(D) When switching from lean combustion mode to stratified combustion mode: “4”
(E) Other than (a) to (d): “0”

また、この処理では、燃焼モードが切り換えられたときに、その直前に得られた暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIとして設定する。さらに、燃焼モードの切換中、燃焼モードの切換直前からの要求トルクPMCMDの変化量を求めるとともに、求めた変化量を燃料量に換算することによって、トルク変化量補正項TCYLDPMを算出する。   In this process, when the combustion mode is switched, the provisional required fuel injection amount TCYLLMT obtained immediately before the combustion mode is set as the required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching. Further, during the change of the combustion mode, the change amount of the required torque PMCMD immediately before the change of the combustion mode is obtained, and the obtained change amount is converted into the fuel amount, thereby calculating the torque change amount correction term TCYLDPM.

前記ステップ30に続くステップ31では、要求トルクPMCMDが値0よりも大きいか否かを判別する。この答がNOで、エンジン3にトルクが要求されていないときには、アップカウント式の切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCを所定時間TTCYLREF(例えば6.0sec)にセットし(ステップ32)、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを通常時要求燃料噴射量TCYLTに設定する(ステップ33)とともに、リミット実行フラグF_TCYLLMTを「0」にセットし(ステップ34)、リミット処理を禁止する。   In step 31 following step 30, it is determined whether or not the required torque PMCMD is greater than zero. If the answer is NO and no torque is required for the engine 3, the timer value TTCYLMC of the up-count type post-switching elapsed time timer is set to a predetermined time TTCYLREF (for example, 6.0 sec) (step 32), and the provisional request The fuel injection amount TCYLLMT is set to the normal required fuel injection amount TCYLT (step 33), and the limit execution flag F_TCYLLMT is set to “0” (step 34), and the limit processing is prohibited.

一方、ステップ31の答がYESで、PMCMD>0のときには、切換ステータスEMOD_STSが「0」であるか否かを判別する(ステップ35)。この答がYESで、燃焼モードの切換中でないときには、前記ステップ32〜34を実行する。   On the other hand, if the answer to step 31 is YES and PMCMD> 0, it is determined whether or not the switching status EMOD_STS is “0” (step 35). If the answer is YES and the combustion mode is not being switched, the steps 32 to 34 are executed.

一方、ステップ35の答がNOで、EMOD_STS≠0のときには、切換ステータスEMOD_STSが、その前回値EMOD_STSZと等しいか否かを判別する(ステップ36)。この答がYESで、切換ステータスEMOD_STSが変化しておらず、今回のループが燃焼モードの切換直後でないときには、リミット実行フラグF_TCYLLMTが「1」であるか否かを判別する(ステップ37)。この答がNOで、リミット処理を実行していないときには、前記ステップ32〜34を実行する。一方、ステップ37の答がYESで、リミット処理を実行しているときには、ステップ39に進む。   On the other hand, if the answer to step 35 is NO and EMOD_STS ≠ 0, it is determined whether or not the switching status EMOD_STS is equal to the previous value EMOD_STSZ (step 36). If the answer is YES and the switching status EMOD_STS has not changed and the current loop is not immediately after the switching of the combustion mode, it is determined whether or not the limit execution flag F_TCYLLMT is “1” (step 37). When the answer is NO and the limit process is not executed, the steps 32 to 34 are executed. On the other hand, if the answer to step 37 is YES and the limit process is being executed, the process proceeds to step 39.

一方、上記ステップ36の答がNOで、EMOD_STS≠EMOD_STSZのとき、すなわち、今回のループが燃焼モードの切換直後であるときには、前記ステップ32でセットした切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCを値0にリセットし(ステップ38)、ステップ39に進む。   On the other hand, when the answer to step 36 is NO and EMOD_STS ≠ EMOD_STSZ, that is, when the current loop is immediately after switching of the combustion mode, the timer value TTCYLMC of the post-switching elapsed time timer set in step 32 is set to the value 0. (Step 38), and the process proceeds to step 39.

このステップ39では、切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCが、リミット時間TMTCYLMTよりも小さいか否かを判別する。この答がYESのとき、すなわち、燃焼モードの切換後、リミット時間TMTCYLMTが経過していないときには、切換ステータスEMOD_STSが「1」であるか否かを判別する(ステップ40)。この答がYESで、切換パターンが成層燃焼モード→ストイキ燃焼モードのときには、この切換パターン用の第1リミット値TCYLDSを算出する(ステップ41)。次いで、算出した第1リミット値TCYLDSを暫定要求燃料噴射量TCYLLMTとして設定し(ステップ42)、リミット実行フラグF_TCYLLMTを第1リミット値算出フラグF_TCYLDSの値にセットする(ステップ43)。   In this step 39, it is determined whether or not the timer value TTCYLMC of the post-switching elapsed time timer is smaller than the limit time TMTCYLMT. When the answer is YES, that is, when the limit time TMTCYLMT has not elapsed after switching of the combustion mode, it is determined whether or not the switching status EMOD_STS is “1” (step 40). If the answer is YES and the switching pattern is stratified combustion mode → stoichiometric combustion mode, a first limit value TCYLDS for this switching pattern is calculated (step 41). Next, the calculated first limit value TCYLDS is set as the provisional required fuel injection amount TCYLLMT (step 42), and the limit execution flag F_TCYLLMT is set to the value of the first limit value calculation flag F_TCYLDS (step 43).

一方、ステップ40の答がNOのときには、上記ステップ40〜43と同様に、ステップ44〜54を実行する。まず、ステップ44および45では、切換ステータスEMOD_STSが「2」および「3」であるか否かをそれぞれ判別する。そして、ステップ44の答がYES(EMOD_STS=2)で、切換パターンが成層燃焼モード→リーン燃焼モードのときには、この切換パターン用の第2リミット値TCYLDLを算出し(ステップ46)、この第2リミット値TCYLDLを暫定要求燃料噴射量TCYLLMTとして設定する(ステップ47)とともに、リミット実行フラグF_TCYLLMTを第2リミット値算出フラグF_TCYLDLの値にセットする(ステップ48)。   On the other hand, when the answer to step 40 is NO, steps 44 to 54 are executed in the same manner as steps 40 to 43 described above. First, in steps 44 and 45, it is determined whether or not the switching status EMOD_STS is “2” and “3”, respectively. When the answer to step 44 is YES (EMOD_STS = 2) and the switching pattern is stratified combustion mode → lean combustion mode, a second limit value TCYLDL for this switching pattern is calculated (step 46). The value TCYLDL is set as the provisional required fuel injection amount TCYLLMT (step 47), and the limit execution flag F_TCYLLMT is set to the value of the second limit value calculation flag F_TCYLDL (step 48).

また、上記ステップ45の答がYES(EMOD_STS=3)で、切換パターンがストイキ燃焼モード→成層燃焼モードのときには、この切換パターン用の第3リミット値TCYLSDを算出し(ステップ49)、この第3リミット値TCYLSDを暫定要求燃料噴射量TCYLLMTとして設定する(ステップ50)とともに、リミット実行フラグF_TCYLLMTを第3リミット値算出フラグF_TCYLSDの値にセットする(ステップ51)。さらに、上記ステップ45の答がNO(EMOD_STS=4)で、切換パターンがリーン燃焼モード→成層燃焼モードのときには、この切換パターン用の第4リミット値TCYLLDを算出し(ステップ52)、この第4リミット値TCYLLDを暫定要求燃料噴射量TCYLLMTとして設定する(ステップ53)とともに、リミット実行フラグF_TCYLLMTを第4リミット値算出フラグF_TCYLLDの値にセットする(ステップ54)。   If the answer to step 45 is YES (EMOD_STS = 3) and the switching pattern is stoichiometric combustion mode → stratified combustion mode, the third limit value TCYLSD for this switching pattern is calculated (step 49). The limit value TCYLSD is set as the provisional required fuel injection amount TCYLLMT (step 50), and the limit execution flag F_TCYLLMT is set to the value of the third limit value calculation flag F_TCYLSD (step 51). Further, when the answer to step 45 is NO (EMOD_STS = 4) and the switching pattern is the lean combustion mode → stratified combustion mode, a fourth limit value TCYLLD for this switching pattern is calculated (step 52). The limit value TCYLLD is set as the provisional required fuel injection amount TCYLLMT (step 53), and the limit execution flag F_TCYLLMT is set to the value of the fourth limit value calculation flag F_TCYLLD (step 54).

一方、前記ステップ39の答がNOで、TTCYLMC≧TMTCYLMTのとき、すなわち、燃焼モードの切換後、リミット時間TMTCYLMTが経過したときには、リミット処理の実行期間が終了したとして、前記ステップ33および34を実行し、リミット処理を終了する。   On the other hand, if the answer to step 39 is NO and TTCYLMC ≧ TMTCYLMT, that is, if the limit time TMTCYLMT has elapsed after switching of the combustion mode, the steps 33 and 34 are executed assuming that the execution period of the limit process has ended. Then, the limit process ends.

前記ステップ34、43、48、51または54に続くステップ55では、リミット実行フラグF_TCYLLMTが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、リミット処理を実行しているときには、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「0」であるか否かを判別する(ステップ56)。この答がYESで、成層燃焼の実行条件が成立していないときには、ダウンカウント式のディレイタイマのタイマ値TAFDTOSを所定の待機時間TMAFDTOS(例えば3.0sec)にセットし(ステップ57)、ステップ58に進む。一方、ステップ55の答がNOで、F_TCYLLMT=0のとき、またはステップ56の答がNOで、F_DISCOK=1のときには、ステップ57をスキップし、ステップ58に進む。   In step 55 following step 34, 43, 48, 51 or 54, it is determined whether or not a limit execution flag F_TCYLLMT is “1”. If the answer is YES and the limit process is being executed, it is determined whether or not the stratified combustion permission flag F_DISCOK is “0” (step 56). If the answer is YES and the stratified combustion execution condition is not satisfied, the timer value TAFDTOS of the down-count delay timer is set to a predetermined standby time TMAFDTOS (eg, 3.0 sec) (step 57), and step 58 Proceed to On the other hand, when the answer to step 55 is NO and F_TCYLLMT = 0, or when the answer to step 56 is NO and F_DISCOK = 1, step 57 is skipped and the process proceeds to step 58.

このステップ58では、上記ステップ57でセットしたディレイタイマのタイマ値TAFDTOSが値0であるか否かを判別する。この答がNOのときには、成層燃焼モードを禁止するために、成層燃焼実行フラグF_TAFDTOS0を「0」にセットし(ステップ59)、本処理を終了する。一方、この答がYESで、TAFDTOS=0のときには、成層燃焼実行フラグF_TAFDTOS0を「1」にセットし(ステップ60)、本処理を終了する。   In step 58, it is determined whether or not the timer value TAFDTOS of the delay timer set in step 57 is 0. When this answer is NO, in order to prohibit the stratified combustion mode, the stratified combustion execution flag F_TAFDTOS0 is set to “0” (step 59), and this process is terminated. On the other hand, if the answer is YES and TAFDTOS = 0, the stratified combustion execution flag F_TAFDTOS0 is set to “1” (step 60), and this process is terminated.

上記ステップ55〜59から明らかなように、成層燃焼モードから均一燃焼モードへの切換時にリミット処理が実行されている状態から、リミット処理が終了した後、または成層燃焼の実行条件が成立した後、待機時間TMAFDTOSが経過するまでは、成層燃焼モードが禁止される。これにより、成層燃焼モードから均一燃焼モードへの切換時に、成層燃焼の実行条件の成立あるいはリミット処理の終了に応じて、成層燃焼がすぐに実行されるのを防止することができる。   As apparent from steps 55 to 59 above, after the limit process is completed from the state in which the limit process is executed when switching from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, or after the execution condition of the stratified combustion is satisfied, The stratified combustion mode is prohibited until the standby time TMAFDTOS elapses. Thereby, at the time of switching from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, it is possible to prevent the stratified combustion from being immediately executed according to the establishment of the execution condition of the stratified combustion or the end of the limit process.

また、燃焼モードの切換時(前記ステップ35:NO)には、前記ステップ40〜54により、そのときの切換パターンに応じて、第1〜第4のリミット値TCYLDS,TCYLDL,TCYLSD,TCYLLDのいずれかが算出され、算出されたリミット値によるリミット処理が実行される。そして、燃焼モードの切換後、リミット時間TMTCYLMTが経過すると(前記ステップ39:NO)、前記ステップ33および34により、リミット処理が終了される。   At the time of switching the combustion mode (step 35: NO), any one of the first to fourth limit values TCYLDS, TCYLDL, TCYLSD, and TCYLLD according to the switching pattern at that time is performed in steps 40 to 54. Is calculated, and a limit process using the calculated limit value is executed. Then, when the limit time TMTCYLMT elapses after the combustion mode is switched (step 39: NO), the limit processing is ended by the steps 33 and 34.

次に、上記の第1〜第4のリミット値の算出処理(ステップ41,46,49,52)を代表して、ステップ52で実行される、リーン燃焼モードから成層燃焼モードへの切換時用の第4リミット値TCYLLDの算出処理を、図7を参照しながら説明する。   Next, on behalf of the above first to fourth limit value calculation processes (steps 41, 46, 49, 52), executed at step 52, when switching from the lean combustion mode to the stratified combustion mode The fourth limit value TCYLLD calculation process will be described with reference to FIG.

まず、ステップ70では、切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCに応じて、図8に示すKTCLLDテーブルを検索することにより、燃焼効率パラメータKTCLLD(燃焼効率)を求める。このテーブルでは、燃焼効率パラメータKTCLLDは、タイマ値TTCYLMCが大きいほど、徐々に大きくなるように設定されている。   First, in step 70, the combustion efficiency parameter KTCLLD (combustion efficiency) is obtained by searching the KTCLLD table shown in FIG. 8 according to the timer value TTCYLMC of the post-switching elapsed time timer. In this table, the combustion efficiency parameter KTCLLD is set to gradually increase as the timer value TTCYLMC increases.

次いで、ステップ71において、燃焼効率パラメータKTCLLD、図5のステップ30で算出した切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIおよびトルク変化量補正項TCYLDPMを用い、次式(1)によって、第4リミット値TCYLLDを算出する。
TCYLLD
=(TCYLMINI+TCYLDPM)×(1−KTCLLD)…(1)
Next, at step 71, the fourth limit value TCYLLD is calculated by the following equation (1) using the combustion efficiency parameter KTCLLD, the fuel injection amount TCYLMMINI immediately before switching calculated at step 30 of FIG. 5 and the torque change amount correction term TCYLDPM. To do.
TCYLLD
= (TCYLMINI + TCYLDPM) × (1-KTCLLD) (1)

この式(1)の第2項(1−KTCLLD)は、切換直前を基準とした燃焼効率の上昇度合を表す。すなわち、燃焼効率は、燃焼モードの切換が行われるような低負荷運転状態では、成層燃焼モードよりも均一燃焼モードの方が低い。このため、均一燃焼モードから成層燃焼モードへの切換時には、燃焼効率が次第に上昇し、それに伴い、同一のトルクを出力するための要求燃料噴射量TCYLが減少する傾向にある。燃焼効率パラメータKTCLLDは、この燃焼効率の上昇度合を表すものであり、このため、前述した図8のテーブルにより、切換後の経過時間TTCYLMCが大きいほど、徐々に大きくなるように設定される。したがって、この第2項(1−KTCLLD)を乗算することによって、第4リミット値TCYLLDを、燃焼モードの切換後における燃焼効率の実際の推移に応じて、適切に設定することができる。   The second term (1-KTCLLD) of this equation (1) represents the degree of increase in combustion efficiency with reference to immediately before switching. That is, the combustion efficiency is lower in the uniform combustion mode than in the stratified combustion mode in a low-load operation state where the combustion mode is switched. For this reason, at the time of switching from the uniform combustion mode to the stratified combustion mode, the combustion efficiency gradually increases, and accordingly, the required fuel injection amount TCYL for outputting the same torque tends to decrease. The combustion efficiency parameter KTCLLD represents the degree of increase in the combustion efficiency. Therefore, according to the table shown in FIG. 8 described above, the combustion efficiency parameter KTCLLD is set to gradually increase as the elapsed time after switching TTCYLMC increases. Therefore, by multiplying the second term (1-KTCLLD), the fourth limit value TCYLLD can be appropriately set according to the actual transition of the combustion efficiency after switching the combustion mode.

次いで、算出した第4リミット値TCYLLDが、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIよりも大きいか否かを判別する(ステップ72)。この答がYESで、第4リミット値TCYLLDが切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIを上回ったときには、第4リミット値TCYLLDを切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIに設定し(ステップ73)、ステップ74に進む一方、NOのときには、そのままステップ74に進む。   Next, it is determined whether or not the calculated fourth limit value TCYLLD is larger than the requested fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching (step 72). If the answer to this question is YES and the fourth limit value TCYLLD exceeds the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching, the fourth limit value TCYLLD is set to the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching (step 73). If NO, the process proceeds to step 74 as it is.

上記ステップ72および73の趣旨は、次のとおりである。前述したように、均一燃焼モードから成層燃焼モードへの切換時には、燃焼効率が上昇する傾向にあるため、通常、第4リミット値TCYLLDは、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIよりも小さくなり、ステップ72の答はNOになる。一方、低負荷運転時にエアコンなどの補機がOFFされることによって燃焼モードが成層燃焼モードに切り換えられた後、そのリミット処理中に補機がONされたような場合には、それに応じて要求トルクPMCMDが増加するのに伴い、第4リミット値TCYLLDが過大に算出される場合がある。そのような第4リミット値TCYLLDをそのまま用いてリミット処理を実行すると、空燃比が極めてリッチになることで、燃焼が不安定になるおそれがある。ステップ72の判別は、このような状況を想定したものであり、第4リミット値TCYLLDが切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIを上回ったときに、ステップ73で第4リミット値TCYLLDを切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIに設定し、空燃比をリーン側に維持することによって、安定した燃焼を確保することができる。   The purpose of the steps 72 and 73 is as follows. As described above, since the combustion efficiency tends to increase when switching from the uniform combustion mode to the stratified combustion mode, the fourth limit value TCYLLD is usually smaller than the required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching, and step 72 is performed. The answer is no. On the other hand, if the auxiliary equipment is turned on during the limit process after the combustion mode is switched to the stratified combustion mode by turning off the auxiliary equipment such as an air conditioner during low load operation, the request is made accordingly. As the torque PMCMD increases, the fourth limit value TCYLLD may be excessively calculated. If limit processing is executed using the fourth limit value TCYLLD as it is, the air-fuel ratio may become extremely rich, and combustion may become unstable. The determination at step 72 assumes such a situation, and when the fourth limit value TCYLLD exceeds the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching, the fourth limit value TCYLLD is exceeded at step 73 by the fuel injection required immediately before switching. By setting the amount to TCYLMINI and maintaining the air-fuel ratio on the lean side, stable combustion can be ensured.

前記ステップ72または73に続くステップ74では、通常時要求燃料噴射量TCYLTが第4リミット値TCYLLDよりも小さいか否かを判別する。この答がYESのときには、第4リミット値TCYLLDによるリミット処理の実行中であることを表すために、第4リミット値算出フラグF_TCYLLDを「1」にセットし(ステップ75)、本処理を終了する。   In step 74 following step 72 or 73, it is determined whether or not the normal required fuel injection amount TCYLT is smaller than the fourth limit value TCYLLD. When the answer is YES, the fourth limit value calculation flag F_TCYLLD is set to “1” to indicate that the limit process based on the fourth limit value TCYLLD is being executed (step 75), and this process ends. .

一方、ステップ74の答がNOで、TCYLT≧TCYLLDのときには、第4リミット値TCYLLDによるリミット処理を行えない状態であるとして、通常時要求燃料噴射量TCYLTを第4リミット値TCYLLDとして設定する(ステップ76)とともに、第4リミット値TCYLLDの算出が終了したことを表すために、第4リミット値算出フラグF_TCYLLDを「0」にセットし(ステップ77)、本処理を終了する。   On the other hand, if the answer to step 74 is NO and TCYLT ≧ TCYLLD, it is assumed that the limit process cannot be performed with the fourth limit value TCYLLD, and the normal-time required fuel injection amount TCYLT is set as the fourth limit value TCYLLD (step). 76), in order to indicate that the calculation of the fourth limit value TCYLLD is completed, the fourth limit value calculation flag F_TCYLLD is set to “0” (step 77), and this process ends.

なお、図示しないが、第1〜第3のリミット値TCYLDS,TCYLDL,TCYLSDの算出処理(ステップ41,46,49)も、上述した第4リミット値TCYLLDの場合と基本的に同様に行われ、これらのリミット値もまた、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINI、トルク変化量補正項TCYLDPM、および燃焼効率パラメータに応じて算出される。   Although not shown, the calculation processing (steps 41, 46, and 49) of the first to third limit values TCYLDS, TCYLDL, and TCYLSD is also basically performed in the same manner as the above-described fourth limit value TCYLLD. These limit values are also calculated according to the fuel injection amount TCYLMMINI immediately before switching, the torque change amount correction term TCYLDPM, and the combustion efficiency parameter.

以上のように、燃焼モードの切換時に、第1〜第4のリミット値TCYLDS,TCYLDL,TCYLSD,TCYLLDを、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIをベースとして算出するので、この切換前後においてトルクの急激な段差を生じることなく、燃焼モードの移行を滑らかに行うことができる。また、第4リミット値TCYLLDなどをトルク変化量補正項TCYLDPMに応じて算出するので、実吸入空気量に応じて算出される吸気・圧縮行程噴射用の要求燃料噴射噴射量TCYL1STT,TCYL2NDTと異なり、切換直前からその時点までの実際の要求トルクPMCMDの変化分を良好に反映させながら、第4リミット値TCYLLDSなどを適切に設定できる。さらに、燃焼効率パラメータKTCLLDなどに応じて、対応するリミット値を算出するので、これをそのときの実際の燃焼効率に応じて適切に設定することができる。以上により、燃焼モードの切換時において、内燃機関の出力トルクを要求トルクに良好に一致させることができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。   As described above, when the combustion mode is switched, the first to fourth limit values TCYLDS, TCYLDL, TCYLSD, and TCYLLD are calculated based on the required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching. The transition of the combustion mode can be performed smoothly without causing a step. Further, since the fourth limit value TCYLLD and the like are calculated according to the torque change amount correction term TCYLDPM, unlike the required fuel injection injection amounts TCYL1STT and TCYL2NDT for intake / compression stroke injection calculated according to the actual intake air amount, The fourth limit value TCYLLDS and the like can be appropriately set while favorably reflecting the change in the actual required torque PMCMD from immediately before switching to the time point. Furthermore, since the corresponding limit value is calculated according to the combustion efficiency parameter KTCLLD or the like, it can be set appropriately according to the actual combustion efficiency at that time. As described above, at the time of switching the combustion mode, the output torque of the internal combustion engine can be made to agree well with the required torque, thereby improving drivability.

次に、図9を参照しながら、LAFセンサ28の検出出力に基づくAFフィードバック制御の実行判定処理について説明する。まず、そのステップ80では、フェールセーフ検知済みフラグF_FSPAFFBが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、指定のフェールセーフがすでに検知されているときには、リミット原因禁止フラグF_TCYSTFBを「0」にセットする(ステップ81)。後述するように、このリミット原因禁止フラグF_TCYSTFBは、燃焼モード切換時のリミット処理中であることを原因としてAFフィードバック制御が禁止されているときに、ステップ85において「1」にセットされるものである。次いで、エンジン側条件成立フラグF_AFFBDを「0」にセットする(ステップ82)とともに、フィードバック制御許可フラグF_AFFBを「0」にセットする(ステップ83)ことによって、AFフィードバック制御を禁止し、本処理を終了する。   Next, an AF feedback control execution determination process based on the detection output of the LAF sensor 28 will be described with reference to FIG. First, in step 80, it is determined whether or not the fail safe detected flag F_FSPAFFB is “1”. If the answer is YES and the designated fail safe has already been detected, the limit cause prohibition flag F_TCYSTFB is set to “0” (step 81). As will be described later, this limit cause prohibition flag F_TCYSTFB is set to “1” in step 85 when AF feedback control is prohibited due to the fact that the limit process during combustion mode switching is being performed. is there. Next, the engine-side condition satisfaction flag F_AFFBD is set to “0” (step 82), and the feedback control permission flag F_AFFB is set to “0” (step 83), thereby prohibiting AF feedback control and performing this processing. finish.

前記ステップ80の答がNOのときには、リミット実行フラグF_TCYLLMTが「1」であるか否かを判別する(ステップ84)。この答がYESで、リミット処理の実行中であるときには、AFフィードバック制御を禁止すべきとして、リミット原因禁止フラグF_TCYSTFBを「1」にセットする(ステップ85)とともに、アップカウント式のフィードバック制御開始ディレイタイマのタイマ値TAFFBDを、値0にリセットした(ステップ86)後、前記ステップ82および83を実行し、AFフィードバック制御を禁止する。   If the answer to step 80 is NO, it is determined whether or not a limit execution flag F_TCYLLMT is “1” (step 84). If the answer is YES and the limit process is being executed, it is determined that AF feedback control should be prohibited, and the limit cause prohibition flag F_TCYSTFB is set to “1” (step 85), and an up-count feedback control start delay is set. After the timer value TAFFBD of the timer is reset to 0 (step 86), the steps 82 and 83 are executed, and the AF feedback control is prohibited.

前記ステップ84の答がNOで、リミット処理が実行されていないときには、フューエルカットフラグF_FCまたは膨張行程噴射実行フラグF_SPGDIBCが「1」であるか否かを判別する(ステップ87)。フューエルカットフラグF_FCは、フューエルカットの実行中に、膨張行程噴射実行フラグF_SPGDIBCは、前述した膨張行程噴射の実行中に、それぞれ「1」にセットされるものである。このステップ87の答がYESで、フューエルカットの実行中、または膨張行程噴射の実行中のときには、リミット原因禁止フラグF_TCYSTFBを「0」にセットする(ステップ88)とともに、AFフィードバック制御の実行条件が成立していないとして、前記ステップ86、82および83を実行し、AFフィードバック制御を禁止する。   When the answer to step 84 is NO and the limit process is not executed, it is determined whether or not the fuel cut flag F_FC or the expansion stroke injection execution flag F_SPGDIBC is “1” (step 87). The fuel cut flag F_FC is set to “1” during the execution of the fuel cut, and the expansion stroke injection execution flag F_SPGDIBC is set to “1” during the execution of the expansion stroke injection described above. When the answer to step 87 is YES and the fuel cut is being executed or the expansion stroke injection is being executed, the limit cause prohibition flag F_TCYSTFB is set to “0” (step 88) and the execution condition of the AF feedback control is If not established, the steps 86, 82 and 83 are executed, and AF feedback control is prohibited.

前記ステップ87の答がNOで、フューエルカットおよび膨張行程噴射がいずれも実行されていないときには、LAFセンサ活性化フラグF_LAFACTが「1」であるか否かを判別する(ステップ89)。このLAFセンサ活性化フラグF_LAFACTは、触媒装置17の推定温度などからLAFセンサ28が活性化していると判定されたときに、「1」にセットされるものである。この答がNOで、LAFセンサ28が活性化していないときには、リミット原因禁止フラグF_TCYSTFBを「0」にセットする(ステップ90)とともに、AFフィードバック制御の実行条件が成立していないとして、エンジン側条件成立フラグF_AFFBDを「0」にセットした(ステップ91)後、前記ステップ83を実行し、AFフィードバック制御を禁止する。   When the answer to step 87 is NO and neither fuel cut nor expansion stroke injection is executed, it is determined whether or not the LAF sensor activation flag F_LAFACT is “1” (step 89). The LAF sensor activation flag F_LAFACT is set to “1” when it is determined from the estimated temperature of the catalyst device 17 that the LAF sensor 28 is activated. If the answer is NO and the LAF sensor 28 is not activated, the limit cause prohibition flag F_TCYSTFB is set to “0” (step 90), and the engine-side condition is determined that the AF feedback control execution condition is not satisfied. After the establishment flag F_AFFBD is set to “0” (step 91), step 83 is executed, and AF feedback control is prohibited.

前記ステップ89の答がYESのときには、エンジン3側で実行条件が成立しているとして、そのことを表すために、エンジン側条件成立フラグF_AFFBDを「1」にセットする(ステップ92)。次に、ステップ93において、フィードバック制御許可フラグF_AFFBが「1」であるか否かを判別する。この答がNOで、AFフィードバック制御が許可されていないときには、リミット原因禁止フラグF_TCYSTFBが「1」であるか否かを判別する(ステップ94)。   If the answer to step 89 is YES, it is determined that the execution condition is satisfied on the engine 3 side, and the engine-side condition satisfaction flag F_AFFBD is set to “1” to indicate that (step 92). Next, in step 93, it is determined whether or not the feedback control permission flag F_AFFB is “1”. If the answer is NO and the AF feedback control is not permitted, it is determined whether or not a limit cause prohibition flag F_TCYSTFB is “1” (step 94).

このステップ94の答がNOのとき、すなわち、AFフィードバック制御を禁止していた原因が、リミット処理以外の、フューエルカットまたは膨張行程噴射の実行によるものであるときには、ステップ95に進み、吸入空気量パラメータNTIに応じ、テーブル(図示せず)を検索することによって、リミット処理以外用のテーブル値TMAFFBDを求め、制御開始判定値TAFBDRとして設定する。この吸入空気量パラメータNTIは、図2のステップ5または6で算出した吸気または圧縮行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1ST、TIM2NDに、エンジン回転数NEを乗算したものであり、1分間当たりの吸入空気量に相当する。また、テーブル値TMAFFBDは、フューエルカットまたは膨張行程噴射の終了後に、十分な量の排気ガスがLAFセンサ28に到達し、LAFセンサ28で空燃比KACTを適正に検出できるようになるタイミングに設定されている。   When the answer to step 94 is NO, that is, when the cause of prohibiting the AF feedback control is due to the execution of fuel cut or expansion stroke injection other than the limit processing, the routine proceeds to step 95 and the intake air amount By searching a table (not shown) according to the parameter NTI, a table value TMAFFBD for other than the limit process is obtained and set as the control start determination value TAFBDR. The intake air amount parameter NTI is obtained by multiplying the basic fuel injection amounts TIM1ST and TIM2ND for intake or compression stroke injection calculated in step 5 or 6 of FIG. 2 by the engine speed NE, and the intake air per minute. Corresponds to air volume. The table value TMAFFBD is set to a timing at which a sufficient amount of exhaust gas reaches the LAF sensor 28 after the fuel cut or the expansion stroke injection is completed, and the air-fuel ratio KACT can be properly detected by the LAF sensor 28. ing.

次に、前記ステップ86でリセットしたフィードバック制御開始ディレイタイマのタイマ値TAFFBDが、上記の制御開始判定値TAFBDR以上であるか否かを判別する(ステップ96)。この答がNOで、TAFFBD<TAFBDRのとき、すなわち、フューエルカットまたは膨張行程噴射の終了後、制御開始判定値TAFBDRに相当する時間が経過していないときには、前記ステップ83を実行し、AFフィードバック制御の開始を保留する。一方、前記ステップ96の答がYESで、TAFFBD≧TAFBDRのときには、十分な量の排気ガスがLAFセンサ28に到達し、空燃比KACTを適正に検出できる状態になったとして、フィードバック制御許可フラグF_AFFBを「1」にセットする(ステップ97)ことによって、AFフィードバック制御を開始し、本処理を終了する。   Next, it is determined whether or not the timer value TAFFBD of the feedback control start delay timer reset in step 86 is equal to or greater than the control start determination value TAFBDR (step 96). If the answer is NO and TAFFBD <TAFBDR, that is, if the time corresponding to the control start determination value TAFBDR has not elapsed after the end of fuel cut or expansion stroke injection, step 83 is executed, and AF feedback control is performed. Hold start of. On the other hand, if the answer to step 96 is YES and TAFFBD ≧ TAFBDR, it is determined that a sufficient amount of exhaust gas has reached the LAF sensor 28 and the air-fuel ratio KACT can be properly detected, so that the feedback control permission flag F_AFFB Is set to “1” (step 97), AF feedback control is started, and this process is terminated.

一方、前記ステップ94の答がYESのとき、すなわち、AFフィードバック制御を禁止していた原因が、リミット処理の実行によるものであるときには、ステップ98に進み、吸入空気量パラメータNTIに応じ、テーブル(図示せず)を検索することによって、リミット処理用のテーブル値TMAFFBDTを求め、制御開始判定値TAFBDRとして設定する。このテーブル値TMAFFBDTは、リミット処理の終了後に、十分な量の排気ガスがLAFセンサ28に到達することで、空燃比KACTを適正に検出できるようになるタイミングに設定されており、このため、リミット処理以外用のテーブル値TMAFFBDと異なる値、例えばより小さな値に設定されている。   On the other hand, when the answer to step 94 is YES, that is, when the cause of prohibiting the AF feedback control is due to execution of the limit process, the process proceeds to step 98, and the table ( The table value TMAFFBDT for limit processing is obtained by searching (not shown) and set as the control start determination value TAFBDR. This table value TMAFFBDT is set to a timing at which a sufficient amount of exhaust gas reaches the LAF sensor 28 after the limit process is completed, so that the air-fuel ratio KACT can be properly detected. It is set to a value different from the table value TMAFFBD for other than processing, for example, a smaller value.

次に、フィードバック制御開始ディレイタイマのタイマ値TAFFBDが、制御開始判定値TAFBDR以上であるか否かを判別する(ステップ99)。この答がNOで、リミット処理の終了後、制御開始判定値TAFBDRに相当する時間が経過していないときには、前記ステップ83を実行し、AFフィードバック制御の開始を保留する。一方、前記ステップ99の答がYESのときには、LAFセンサ28で空燃比KACTを適正に検出できる状態になったとして、リミット原因禁止フラグF_TCYSTFBを「0」にセットした(ステップ100)後、前記ステップ97を実行し、AFフィードバック制御を開始する。   Next, it is determined whether or not the timer value TAFFBD of the feedback control start delay timer is equal to or greater than the control start determination value TAFBDR (step 99). If the answer is NO and the time corresponding to the control start determination value TAFBDR has not elapsed after the end of the limit process, step 83 is executed, and the start of AF feedback control is suspended. On the other hand, if the answer to step 99 is YES, it is determined that the air-fuel ratio KACT can be properly detected by the LAF sensor 28, and the limit cause prohibition flag F_TCYSTFB is set to “0” (step 100). 97 is executed to start AF feedback control.

なお、LAFセンサ28が不活性状態にある(ステップ89:NO)ことで、AFフィードバック制御が禁止されている場合には、ステップ86は実行されず、フィードバック制御開始ディレイタイマのタイマ値TAFFBDはリセットされない。これにより、LAFセンサ28の活性後に、ステップ96の答がすぐにYESになることによって、AFフィードバック制御を速やかに開始することができる。   When AF feedback control is prohibited because the LAF sensor 28 is in an inactive state (step 89: NO), step 86 is not executed and the timer value TAFFBD of the feedback control start delay timer is reset. Not. Thereby, after the LAF sensor 28 is activated, the answer of step 96 is immediately YES, so that the AF feedback control can be started promptly.

また、前記ステップ93の答がYESのとき、AFフィードバック制御がすでに実行されているときには、前記ステップ97に進み、AFフィードバック制御を継続する。   When the answer to step 93 is YES, if AF feedback control has already been performed, the process proceeds to step 97 to continue the AF feedback control.

以上のように、本実施形態によれば、燃焼モードの切換時、リミット処理が実行されているときに、AFフィードバック制御を禁止するので、燃焼モードの切換時に、目標空燃比KCMD1STまたはKCMD2NDが大きく変化し、それに伴い、検出空燃比KACTとの偏差が大きくなったとしても、それに応じたAFフィードバック制御による要求燃料噴射量TCYLの変動を回避できる。それにより、燃焼モードの切換時におけるエンジン3の出力トルクや回転数の変動を抑制でき、ドライバビリティを向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, since the AF feedback control is prohibited when the limit process is executed when the combustion mode is switched, the target air-fuel ratio KCMD1ST or KCMD2ND increases when the combustion mode is switched. Even if the change and the deviation from the detected air-fuel ratio KACT increase accordingly, fluctuations in the required fuel injection amount TCYL due to the AF feedback control corresponding thereto can be avoided. Thereby, the fluctuation | variation of the output torque and rotation speed of the engine 3 at the time of switching of combustion mode can be suppressed, and drivability can be improved.

また、AFフィードバック制御をその禁止後に開始する際、制御開始判定値TAFBDRを、リミット処理の終了後の場合とフューエルカットまたは膨張行程噴射の終了後の場合で、互いに異なる値に設定する。したがって、AFフィードバック制御を、それまでの禁止原因に応じた最適なタイミングで開始でき、それにより、AFフィードバック制御による空燃比の収束性を向上させることができる。また、制御開始判定値TAFBDRを、基本燃料噴射量TIM1ST、TIM2NDとエンジン回転数NEとの乗算値である吸入空気量パラメータNTIに応じて、適切に設定することができる。   Further, when the AF feedback control is started after the inhibition, the control start determination value TAFBDR is set to a different value between the case after the end of the limit process and the case after the end of the fuel cut or the expansion stroke injection. Therefore, the AF feedback control can be started at an optimum timing according to the cause of the previous prohibition, and thereby the air-fuel ratio convergence by the AF feedback control can be improved. Further, the control start determination value TAFBDR can be appropriately set according to the intake air amount parameter NTI that is a multiplication value of the basic fuel injection amounts TIM1ST, TIM2ND and the engine speed NE.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、AFフィードバック制御の開始タイミングを定める制御開始判定値TAFBDRを、吸入空気量パラメータNTIに応じて設定しているが、これに限らず、他の適当な手法によって求めてもよい。また、本発明は、クランクシャフトを鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の筒内噴射式の内燃機関の制御装置に適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the control start determination value TAFBDR that determines the start timing of the AF feedback control is set according to the intake air amount parameter NTI. However, the present invention is not limited to this, and may be obtained by other appropriate methods. . Further, the present invention can be applied to various industrial cylinder injection type internal combustion engine control devices including an engine for a marine propulsion device such as an outboard motor having a crankshaft arranged in a vertical direction. It is. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 制御装置
2 ECU(運転状態検出手段、要求燃料量算出手段、要求トルク算出手段、
記憶手段、燃焼効率推定手段、切換時要求燃料量算出手段、
空燃比検出手段、目標空燃比設定手段、フィードバック制御手段、
第1および第2フィードバック制御禁止手段、開始タイミング設定手段)
3 エンジン
22 クランク角センサ(運転状態検出手段)
24 エアフローセンサ(運転状態検出手段)
26 吸気管内絶対圧センサ(運転状態検出手段)
28 LAFセンサ(空燃比検出手段)
30 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
TCYL 要求燃料噴射量(要求燃料量)
PMCMD 要求トルク
TCYLMINI 切換直前要求燃料噴射量
(燃焼モードが切り換えられる直前に算出された要求燃料量)
TCYLDPM トルク変化量補正項(切換中に算出された要求トルク)
KTCLLD 燃焼効率パラメータ(燃焼効率)
TCYLDS 第1リミット値(切換時要求燃料量)
TCYLDL 第2リミット値(切換時要求燃料量)
TCYLSD 第3リミット値(切換時要求燃料量)
TCYLLD 第4リミット値(切換時要求燃料量)
KACT 検出空燃比
KCMD1ST 吸気行程噴射用の目標空燃比
KCMD2ND 圧縮行程噴射用の目標空燃比
TAFBDR 制御開始判定値(開始タイミング)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus 2 ECU (Operating state detection means, request | requirement fuel amount calculation means, request | requirement torque calculation means,
Storage means, combustion efficiency estimation means, switching required fuel amount calculation means,
Air-fuel ratio detection means, target air-fuel ratio setting means, feedback control means,
(First and second feedback control prohibiting means, start timing setting means)
3 Engine 22 Crank angle sensor (Operating state detection means)
24 Air flow sensor (operating state detection means)
26 Intake pipe absolute pressure sensor (operating state detection means)
28 LAF sensor (air-fuel ratio detection means)
30 accelerator opening sensor (operating state detection means)
TCYL Required fuel injection amount (Required fuel amount)
PMCMD Required torque TCYLMINI Requested fuel injection amount immediately before switching
(Required fuel amount calculated just before the combustion mode is switched)
TCYLDPM Torque change amount correction term (requested torque calculated during switching)
KTCLLD combustion efficiency parameter (combustion efficiency)
TCYLDS first limit value (required fuel amount at switching)
TCYLDL 2nd limit value (required fuel amount at switching)
TCYLSD third limit value (required fuel amount at switching)
TCYLLD 4th limit value (required fuel amount at switching)
KACT detected air-fuel ratio KCMD1ST target air-fuel ratio for intake stroke injection KCMD2ND target air-fuel ratio for compression stroke injection TAFBDR control start determination value (start timing)

Claims (2)

混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと均一燃焼させる均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、要求燃料量に応じて燃料噴射量を制御する筒内噴射式の内燃機関の制御装置であって、
当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記要求燃料量を算出する要求燃料量算出手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて、当該内燃機関の要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
前記燃焼モードが切り換えられる直前に算出された前記要求燃料量を記憶する記憶手段と、
前記内燃機関の燃焼効率を推定する燃焼効率推定手段と、
前記燃焼モードが切り換えられたときに、前記記憶された要求燃料量、当該切換中に算出された前記要求トルク、および当該切換中に推定された前記燃焼効率に応じて、前記要求燃料量として切換時要求燃料量を算出する切換時要求燃料量算出手段と、
前記内燃機関で燃焼される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記要求トルクに応じて、目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段と、
前記検出された空燃比が前記設定された目標空燃比になるように前記要求燃料量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
前記燃焼モードが切り換えられ、前記切換時要求燃料量が算出されているときに、前記フィードバック制御手段によるフィードバック制御を禁止する第1フィードバック制御禁止手段と、
当該第1フィードバック制御禁止手段による禁止後、前記内燃機関に供給されている混合気の空燃比を前記空燃比検出手段によって検出可能になったと推定される所定のタイミングで、フィードバック制御を再開するフィードバック制御再開手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an in-cylinder internal combustion engine that operates by switching a combustion mode between a stratified combustion mode for stratifying combustion of an air-fuel mixture and a uniform combustion mode for uniformly burning, and controls a fuel injection amount in accordance with a required fuel amount. There,
Operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine;
A required fuel amount calculating means for calculating the required fuel amount according to the detected operating state of the internal combustion engine;
Requested torque calculating means for calculating a required torque of the internal combustion engine according to an operating state of the internal combustion engine;
Storage means for storing the required fuel amount calculated immediately before the combustion mode is switched;
Combustion efficiency estimating means for estimating the combustion efficiency of the internal combustion engine;
When the combustion mode is switched, the required fuel amount is switched according to the stored required fuel amount, the required torque calculated during the switching, and the combustion efficiency estimated during the switching. A required fuel amount calculation unit at the time of switching for calculating the required fuel amount during switching,
Air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture burned in the internal combustion engine;
Target air-fuel ratio setting means for setting a target air-fuel ratio according to the required torque;
Feedback control means for performing feedback control of the required fuel amount so that the detected air-fuel ratio becomes the set target air-fuel ratio;
First feedback control prohibiting means for prohibiting feedback control by the feedback control means when the combustion mode is switched and the required fuel amount at the time of switching is calculated;
After the prohibition by the first feedback control prohibiting means, feedback that resumes feedback control at a predetermined timing that is estimated that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine can be detected by the air-fuel ratio detecting means Control restarting means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
当該内燃機関への燃料の供給を停止するフューエルカットが実行されているときに、前記フィードバック制御を禁止する第2フィードバック制御禁止手段をさらに備え
前記フィードバック制御再開手段は、前記第1フィードバック制御禁止手段による禁止後のときと、第2フィードバック制御禁止手段による禁止後のときとで、前記所定のタイミングを互いに異なるタイミングに設定することを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
A second feedback control prohibiting means for prohibiting the feedback control when a fuel cut for stopping fuel supply to the internal combustion engine is being executed;
The feedback control restarting means sets the predetermined timing to different timings after the prohibition by the first feedback control prohibiting means and after the prohibition by the second feedback control prohibiting means, The control device for an internal combustion engine according to claim 1.
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