JP4178386B2 - Control device for knocking suppression of internal combustion engine - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮行程で筒内に燃料を噴射して成層燃焼させる内燃機関のノッキング抑制制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、低燃費、低排気エミッション、高出力の特長を兼ね備えた筒内噴射式エンジンの需要が増加している。一般的な筒内噴射式エンジンは、低負荷時には、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直接噴射して成層混合気を形成して成層燃焼させることで、燃費を向上させ、一方、中・高負荷時には、燃料噴射量を増量して吸気行程で筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させることで、エンジン出力を高めるようにしている。
【０００３】
この筒内噴射式エンジンでは、空燃比が超リーンとなる成層燃焼モード運転中でも、ノッキングが発生することがある。従来の最も一般的なエンジンである吸気ポート噴射式エンジンでは、ノッキングが発生したときに、点火時期を遅角補正してノッキングを抑制するようにしている。
【０００４】
しかし、筒内噴射式エンジンの成層燃焼モード運転中は、圧縮行程で噴射した噴射燃料が点火プラグの近傍を流動するタイミングに合わせて点火することによって成層燃焼を実現するようにしているので、ノッキングを抑制するために点火時期を遅角すると、噴射燃料が点火プラグの近傍を流動するタイミングに対して点火時期がずれてしまい、失火や排気エミッションの悪化を招く可能性がある。
【０００５】
この問題を解決するために、特許文献１（特開平４−１８７８５１号公報）に示すように、ノッキング抑制制御として点火時期を遅角すると共に、圧縮行程の燃料噴射量を増量することで点火時期のずれを補償することが提案されている。
【０００６】
或は、特許文献２（特開平１１−２４１６２６号公報）に示すように、圧縮行程の燃料噴射量を増量したり、又は増量した燃料量を圧縮行程と膨脹行程の２回に分けて噴射することによって、燃焼温度を低下させてノッキングを抑制することが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−１８７８５１号公報（第１頁〜第２頁等）
【特許文献２】
特開平１１−２４１６２６号公報（第２頁等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これら２つの特許文献１，２のノッキング抑制制御では、いずれも燃料噴射量を増量するようにしているが、成層燃焼モード運転中に、燃料噴射量を増量すると、成層燃焼モード運転の本来の目的である燃費節減の効果を低下させてしまうという欠点がある。
【０００９】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、失火や排気エミッションの悪化を招くことなく、ノッキングを抑制することができると共に、ノッキング抑制制御中でも成層燃焼モード運転の燃費節減効果を維持することができる内燃機関のノッキング抑制制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関のノッキング抑制制御装置は、成層燃焼モード運転中にノッキング検出手段でノッキングを検出したときに、成層燃焼モード用ノッキング抑制制御手段により点火時期を遅角補正すると共に燃料噴射時期を遅角補正してノッキングを抑制することを第１の特徴とし、更に、成層燃焼モードと、吸気行程と圧縮行程でそれぞれ筒内に燃料を噴射して弱成層燃焼させる成層２回噴射燃焼モードとを切り換える燃焼モード切換手段を備え、前記成層燃焼モード運転中に前記成層燃焼モード用ノッキング抑制制御手段による点火時期と燃料噴射時期のうちの少なくとも一方の補正量又は補正結果が所定の判定値を越えたときに、前記成層燃焼モードから前記成層２回噴射燃焼モードに切り換えることを第２の特徴とするものである。このようにすれば、成層燃焼モード運転中に、ノッキングを抑制するために点火時期の遅角補正しながら、その点火時期の遅角補正量に応じて燃料噴射時期を遅角補正することで、成層燃焼モード運転中の燃料噴射時期と点火時期との関係を、噴射燃料が点火プラグの近傍を流動するタイミングに合わせて点火できるように補正することができる。そのため、成層燃焼モード運転中に、点火時期の遅角補正によりノッキングを抑制しながら、失火や排気エミッションの悪化を燃料噴射時期の遅角補正により未然に防止することができる。しかも、成層燃焼モード運転中にノッキングを抑制する際に燃料噴射量を増量する必要がないので、成層燃焼モード運転の燃費節減効果も維持することができる。
【００１１】
この場合、請求項２のように、成層燃焼モード運転中にノッキング抑制制御による点火時期と燃料噴射時期のうちの少なくとも一方の補正量又は補正結果を所定の補正ガード値で制限するようにしても良い。このようにすれば、ノッキングを抑制するための点火時期や燃料噴射時期の補正量又は補正結果を成層燃焼状態が悪化しない範囲内に制限することができる。
【００１２】
ところで、筒内噴射式の内燃機関では、成層燃焼モードと均質燃焼モードの中間的な特性を持った成層２回噴射燃焼モードを設定しているものがある。この成層２回噴射燃焼モードでは、吸気行程と圧縮行程でそれぞれ筒内に燃料を噴射して均質燃焼と成層燃焼の中間的な燃焼（弱成層燃焼）を行わせるようにしている。一般に、成層２回噴射燃焼モードでは、成層燃焼モードよりも点火時期や燃料噴射時期の補正可能範囲が広くなるため、成層燃焼モードよりもノッキングを抑制しやすくなる。
【００１３】
この点に着目して、請求項１に係る発明では、成層燃焼モード運転中にノッキング抑制制御による点火時期と燃料噴射時期のうちの少なくとも一方の補正量又は補正結果が所定の判定値を越えたときに、成層燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換えるようにしている。つまり、成層燃焼モード運転中にノッキングを抑制するための補正量又は補正結果が所定の判定値を越えたとき（例えば、補正ガード値で制限されたとき）には、成層燃焼モードのままではノッキングを抑制しきれないと判断して、成層２回噴射燃焼モードに切り換える。これにより、成層燃焼モードでは抑制しきれないノッキングも抑制することができる。しかも、成層２回噴射燃焼モードは、均質燃焼モードに比べて燃費の低下幅も少なく、ある程度の燃費節減効果を得ることができる。
【００１４】
また、請求項３のように、成層２回噴射燃焼モード運転中にノッキングを検出したときには、成層２回噴射燃焼モード用ノッキング抑制制御手段により吸気行程で噴射する燃料と圧縮行程で噴射する燃料の分配率（以下「燃料分配率」という）、吸気行程の燃料噴射時期、点火時期のうちの少なくとも１つ補正してノッキングを抑制するようにしても良い。成層２回噴射燃焼モードでは、点火時期以外に、燃料分配率（吸気行程の燃料噴射量）や吸気行程の燃料噴射時期を補正することによってノッキングを抑制することができる。尚、燃料分配率（吸気行程の燃料噴射量）を補正する場合は、吸気行程の燃料噴射量を自己着火しないレベルまで減量することでノッキングを抑制したり、或は、その反対に、吸気行程の燃料噴射量を増量して吸気行程の噴射燃料の気化熱によって筒内ガス温度を下げることでノッキングを抑制するようにしても良い。
【００２４】
【発明の実施の形態】
《実施形態（１）》
以下、本発明の実施形態（１）を図１乃至図５に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、ＤＣモータ等のモータ１５によって駆動されるスロットルバルブ１６が設けられ、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ１７によって検出される。
【００２５】
また、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０に、エンジン１１の筒内の気流（スワール流やタンブル流）を制御する気流制御弁３１が設けられている。
【００２６】
エンジン１１の各気筒の上部には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。更に、エンジン１１のシリンダブロックには、ノッキングを検出するノックセンサ３２（ノッキング検出手段）と、冷却水温を検出する冷却水温センサ２３と、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ２４とが取り付けられている。
【００２７】
一方、エンジン１１の排気管２５には、排出ガスを浄化する上流側触媒２６と下流側触媒２７が設けられ、上流側触媒２６の上流側に、排出ガスの空燃比又はリーン／リッチ等を検出する排出ガスセンサ２８（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられている。本実施形態（１）では、上流側触媒２６として理論空燃比付近で排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒が設けられ、下流側触媒２７としてＮＯｘ吸蔵還元型触媒が設けられている。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、排出ガスの空燃比がリーンのときに排出ガス中のＮＯｘを吸蔵し、空燃比が理論空燃比付近又はリッチになったときに吸蔵ＮＯｘを還元浄化して放出する特性を持っている。
【００２８】
また、排気管２５のうちの上流側触媒２６の下流側と吸気管１２のうちのスロットルバルブ１６の下流側のサージタンク１８との間に、排出ガスの一部を吸気側に還流させるためのＥＧＲ配管３３が接続され、このＥＧＲ配管３３の途中に排出ガス還流量（ＥＧＲ量）を制御するＥＧＲ弁３４が設けられている。また、アクセルペダル３５の踏込量（アクセル操作量）がアクセルセンサ３６によって検出される。
【００２９】
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３０に入力される。このＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ２２の点火時期等を制御する。
【００３０】
その際、ＥＣＵ３０は、図２に示す燃焼モード決定ルーチンを実行することで、エンジン運転状態に応じて成層燃焼モード、均質燃焼モード、成層２回噴射燃焼モードのうちのいずれか１つの燃焼モードに設定する。成層燃焼モードでは、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直接噴射して点火プラグ２２の近傍に成層混合気を形成して成層燃焼させることで、燃費を向上させる。一方、均質燃焼モードでは、燃料噴射量を増量して吸気行程で筒内に直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させることで、エンジン出力を高める。また、成層２回噴射燃焼モードでは、均質燃焼モードよりも少量の燃料を吸気行程と圧縮行程でそれぞれ筒内に直接噴射して均質燃焼と成層燃焼の中間的な燃焼（弱成層燃焼）をさせることで、成層燃焼モードと均質燃焼モードの中間的な特性となるようにしている。尚、成層２回噴射燃焼モードを省略して、成層燃焼モードと均質燃焼モードとの間で燃焼モードを切り換えるようにしても良い。
【００３１】
また、ＥＣＵ３０は、図３に示す成層燃焼モード時の点火時期演算ルーチン及び図４に示す成層燃焼モード時の燃料噴射時期演算ルーチンを実行することで、成層燃焼モード運転中にノックセンサ３２でノッキングを検出したときに、点火時期を遅角補正してノッキングを抑制すると共に、その点火時期の遅角補正に合わせて圧縮行程の燃料噴射時期を遅角補正して、噴射燃料が点火プラグ２２の近傍を流動するタイミングを点火時期に合わせるようにしている。これら図３の成層燃焼モード時の点火時期演算ルーチン及び図４の成層燃焼モード時の燃料噴射時期演算ルーチンが特許請求の範囲でいう成層燃焼モード用ノッキング抑制制御手段としての役割を果たす。
【００３２】
以下、ＥＣＵ３０が実行する各ルーチンの処理内容を説明する。
図２に示す燃焼モード決定ルーチンは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、燃焼モード判定マップを検索して、現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと要求トルク）に応じて成層燃焼モード、均質燃焼モード、成層２回噴射燃焼モードのうちのいずれか１つの燃焼モードを選択する。
【００３３】
この燃焼モード判定マップは、低回転、低トルク領域では、燃費節減を優先して成層燃焼モードが選択され、一方、高回転、高トルク領域では、エンジン出力を優先して均質燃焼モードが選択されるように設定されている。また、中回転、中トルク領域では、成層燃焼モードと均質燃焼モードの中間的な特性を持った成層２回噴射燃焼モードが選択されるように設定されている。
【００３４】
尚、成層２回噴射燃焼モードを省略したシステムでは、燃焼モード判定マップは、低回転、低トルク領域で、成層燃焼モードが選択され、中・高回転、中・高トルク領域で、均質燃焼モードが選択されるように設定すれば良い。
【００３５】
この後、ステップ１０２に進み、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであるか否かを判定する。成層燃焼モードが選択されていれば、ステップ１０３に進み、燃焼モードを成層燃焼モードに設定する。
【００３６】
一方、ステップ１０２で成層燃焼モードが選択されていないと判定された場合には、ステップ１０４に進み、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードであるか否かを判定する。成層２回噴射燃焼モードが選択されていれば、ステップ１０５に進み、燃焼モードを成層２回噴射燃焼モードに設定する。
【００３７】
また、ステップ１０２で成層燃焼モードが選択されていないと判定され、且つ、ステップ１０４で成層２回噴射燃焼モードが選択されていないと判定された場合には、ステップ１０６に進み、燃焼モードを均質燃焼モードに設定する。
【００３８】
図３に示す成層燃焼モード時の点火時期演算ルーチンは、成層燃焼モード運転中に、所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、ベース点火時期ＩＧbaseのマップを検索して、現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと負荷）に応じたベース点火時期ＩＧbaseを求める。
【００３９】
この後、ステップ２０２に進み、ノックセンサ３２の出力に基づいてノッキングが発生したか否かを判定し、ノッキングが発生していなければ、ステップ２０３に進み、燃費・出力向上を狙って、ノッキングが発生する直前の位置まで点火時期を進角補正するために、次式によりベース点火時期ＩＧbaseに対する遅角補正量ＩＧＫＮを所定量α1 だけ減量する。
ＩＧＫＮ(i) ＝ＩＧＫＮ(i-1) −α1
【００４０】
これに対して、ステップ２０２で、ノッキングが発生していると判定された場合には、ステップ２０４に進み、点火時期を遅角補正してノッキングを抑制するために、次式によりベース点火時期ＩＧbaseに対する遅角補正量ＩＧＫＮを所定量β1 だけ増量する。
ＩＧＫＮ(i) ＝ＩＧＫＮ(i-1) ＋β1
【００４１】
ここで、ノッキングの検出レベルが大きいほど、所定量β1 を大きく設定して遅角補正量ＩＧＫＮが大きくなるようすると良い。勿論、演算処理の簡略化のために、所定量β1 を固定値（例えばβ1 ＝α1 ）としても良い。
【００４２】
上記ステップ２０３又は２０４で遅角補正量ＩＧＫＮを減量又は増量した後、ステップ２０５に進み、遅角補正量ＩＧＫＮの上下限チェックを行って、遅角補正量ＩＧＫＮが遅角側及び進角側の補正ガード値を越えていればガード処理し、遅角補正量ＩＧＫＮを正常な成層燃焼を維持できるように遅角側及び進角側の補正ガード値の範囲内に制限する。
【００４３】
この後、ステップ２０６に進み、次式によりベース点火時期ＩＧbaseを遅角補正量ＩＧＫＮだけ遅角補正して最終的な点火時期ＩＧを求める。
ＩＧ＝ＩＧbase−ＩＧＫＮ(i)
【００４４】
尚、本ルーチンでは、ステップ２０３又は２０４で算出した遅角補正量ＩＧＫＮの上下限チェックを行った後に、その遅角補正量ＩＧＫＮでベース点火時期ＩＧbaseを遅角補正して点火時期ＩＧを求めるようにしたが、ステップ２０３又は２０４で算出した遅角補正量ＩＧＫＮでベース点火時期ＩＧbaseを遅角補正して点火時期ＩＧを求めた後に、その点火時期ＩＧの上下限チェックを行うようにしても良い。
【００４５】
図４に示す成層燃焼モード時の燃料噴射時期演算ルーチンは、成層燃焼モード運転中に、所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、ベース燃料噴射時期ＩＮＪbaseのマップを検索して、現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと負荷）に応じた圧縮行程のベース燃料噴射時期ＩＮＪbaseを求める。
【００４６】
この後、ステップ３０２に進み、噴射燃料が点火プラグ２２の近傍を流動するタイミングを点火時期に合わせるために、次式によりベース燃料噴射時期ＩＮＪbaseを遅角補正量ＩＮＪＫＮだけ遅角補正して最終的な圧縮行程の燃料噴射時期ＩＮＪを求める。
ＩＮＪ＝ＩＮＪbase−ＩＮＪＫＮ(i)
【００４７】
ここで、ベース燃料噴射時期ＩＮＪbaseに対する遅角補正量ＩＮＪＫＮは、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮと同じ値（ＩＮＪＫＮ＝ＩＧＫＮ）に設定しても良く、或は、遅角補正量ＩＮＪＫＮを、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮに補正係数を乗算して求めたり、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮに応じてテーブル等により求めるようにしても良い。
【００４８】
この後、ステップ３０３に進み、燃料噴射時期ＩＮＪの上下限チェックを行って、燃料噴射時期ＩＮＪが上限側及び下限側の補正ガード値を越えていればガード処理し、燃料噴射時期ＩＮＪを正常な成層燃焼を維持できるように上限側及び下限側の補正ガード値の範囲内に制限する。
【００４９】
尚、本ルーチンでは、ベース燃料噴射時期ＩＮＪbaseを遅角補正量ＩＮＪＫＮで遅角補正して燃料噴射時期ＩＮＪを求めた後に、その燃料噴射時期ＩＮＪの上下限チェックを行うようにしたが、遅角補正量ＩＮＪＫＮの上下限チェックを行った後に、その遅角補正量ＩＮＪＫＮでベース燃料噴射時期ＩＮＪbaseを遅角補正して燃料噴射時期ＩＮＪを求めるようにしても良い。
【００５０】
以上説明した本実施形態（１）によれば、図５に示すように、成層燃焼モード運転中にノッキングを検出する毎に、そのノッキングの検出レベルに応じて点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮを増量して点火時期を遅角補正する共に、その点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮに合わせて燃料噴射時期の遅角補正量ＩＮＪＫＮを設定して圧縮行程の燃料噴射時期を遅角補正する。これにより、成層燃焼モード運転中に、点火時期の遅角補正によってノッキングを抑制しながら、その点火時期の遅角補正に合わせた燃料噴射時期の遅角補正によって、噴射燃料が点火プラグ２２の近傍を流動するタイミングを点火時期に合わせることができる。その結果、成層燃焼モード運転中に、ノッキング抑制のための点火時期の遅角補正による失火や排気エミッションの悪化を、燃料噴射時期の遅角補正によって未然に防止することができる。しかも、成層燃焼モード運転中にノッキングを抑制する際に燃料噴射量を増量する必要がないので、成層燃焼モード運転の燃費節減効果も維持することができる。
【００５１】
《実施形態（２）》
次に、本発明の実施形態（２）を図６乃至図１３を用いて説明する。
一般に、点火時期や燃料噴射時期の補正可能範囲は、成層燃焼モード、成層２回噴射燃焼モード、均質燃焼モードの順に広くなるため、成層燃焼モードよりも成層２回噴射燃焼モードの方がノッキングを抑制しやすく、更に、成層２回噴射燃焼モードよりも均質燃焼モードの方がノッキングを抑制しやすくなる。
【００５２】
そこで、本実施形態（２）では、成層燃焼モード運転中に、ノッキングを抑制するための点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが所定の補正ガード値を越えたときには、成層燃焼モードのままではノッキングを抑制しきれないと判断して、燃焼モードを成層燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換えることによって、成層燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
【００５３】
また、成層２回噴射燃焼モード運転中に、ノッキングを検出したときには、吸気行程で噴射する燃料と圧縮行程で噴射する燃料の分配率（燃料分配率）と吸気行程の燃料噴射時期を補正してノッキングを抑制するが、燃料分配率の分配率補正量ＫＫＮ又は吸気行程の燃料噴射時期の遅角補正量ＡＩＫＮが所定の補正ガード値を越えたときには、成層２回噴射燃焼モードのままではノッキングを抑制しきれないと判断して、燃焼モードを成層２回噴射燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えることによって、成層２回噴射燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
【００５４】
以下、本実施形態（２）でＥＣＵ３０が実行する各ルーチンの処理内容を説明する。
図６に示す燃焼モード決定ルーチンは、前記実施形態（１）で説明した図２の燃焼モード決定ルーチンのステップ１０２と１０３の間にステップ１０２ａの処理を追加すると共に、ステップ１０４と１０５の間にステップ１０４ａの処理を追加したものであり、それ以外の各ステップの処理は図２と同じである。本ルーチンは、特許請求の範囲でいう燃焼モード切換手段としての役割を果たす。
【００５５】
本ルーチンでは、ステップ１０２でエンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであると判定されたときに、ステップ１０２ａに進み、後述する点火遅角限界フラグがオンか否かを判定する。点火遅角限界フラグがオフであれば、ステップ１０３に進み、燃焼モードを成層燃焼モードに設定する。
【００５６】
一方、ステップ１０２ａで点火遅角限界フラグがオンされていると判定された場合、又は、ステップ１０４でエンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードであると判定された場合には、ステップ１０４ａに進み、後述する燃料噴射遅角限界フラグ又は燃料分配率補正限界フラグがオンか否かを判定する。燃料噴射遅角限界フラグと燃料分配率補正限界フラグが両方ともオフであれば、ステップ１０５に進み、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであっても、燃焼モードを成層２回噴射燃焼モードに設定する。
【００５７】
これに対して、ステップ１０４ａで燃料噴射遅角限界フラグ又は燃料分配率補正限界フラグがオンされていると判定された場合には、ステップ１０６に進み、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モード又は成層２回噴射燃焼モードであっても、燃焼モードを均質燃焼モードに設定する。
【００５８】
図７に示す成層燃焼モード時の点火時期演算ルーチンは、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードのときに、所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと負荷）に応じたベース点火時期ＩＧbaseを算出した後、ノッキングが発生しているか否かを判定する（ステップ４０１、４０２）。もし、ノッキングが発生していなければ、ベース点火時期ＩＧbaseに対する遅角補正量ＩＧＫＮを所定量α1 だけ減量し（ステップ４０３）、ノッキングが発生していれば、ベース点火時期ＩＧbaseに対する遅角補正量ＩＧＫＮを所定量β1 だけ増量する（ステップ４０４）。
【００５９】
ステップ４０３又は４０４で遅角補正量ＩＧＫＮを減量又は増量した後、ステップ４０５に進み、遅角補正量ＩＧＫＮが上限側の補正ガード値Ａ1 （遅角側限界値Ａ1 ）以上であるか否かを判定する。その結果、遅角補正量ＩＧＫＮが上限側の補正ガード値Ａ1 以上であると判定された場合には、ステップ４０６に進み、遅角補正量ＩＧＫＮを上限側の補正ガード値Ａ1 でガード処理して（ＩＧＫＮ＝Ａ1 ）、遅角補正量ＩＧＫＮを正常な成層燃焼を維持できる範囲内に制限した後、ステップ４０７に進み、点火遅角限界フラグをオンする。
【００６０】
点火遅角限界フラグがオンされたときには、成層燃焼モードのままではノッキングを抑制しきれないと判断して、燃焼モードが成層燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換えられる。これにより、成層燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
この後、ステップ４１２に進み、ベース点火時期ＩＧbaseを遅角補正量ＩＧＫＮだけ遅角補正して最終的な点火時期ＩＧを求める。
【００６１】
その後、ノッキングが抑制されて遅角補正量ＩＧＫＮが減量され、ステップ４０５で遅角補正量ＩＧＫＮが上限側の補正ガード値Ａ1 よりも小さくなったと判定されたときには、点火遅角限界フラグのオン／オフの切換特性（成層燃焼モードと成層２回噴射燃焼モードの切換特性）にヒステリシスを持たせるために、ステップ４０８に進み、遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｂ1 以下であるか否かを判定する。この所定値Ｂ1 は、上限側の補正ガード値Ａ1 よりも少し小さい値に設定されている。
【００６２】
遅角補正量ＩＧＫＮが上限側の補正ガード値Ａ1 よりも小さくなっても、遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｂ1 以下になるまでは、点火遅角限界フラグをオンに維持し、その後、遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｂ1 以下になった時点で、ステップ４０９に進み、点火遅角限界フラグをオフする。
【００６３】
点火遅角限界フラグがオフされると、図６の燃焼モード決定ルーチンによって、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであれば、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから成層燃焼モードに戻される。
【００６４】
この後、ステップ４１０に進み、遅角補正量ＩＧＫＮが下限側の補正ガード値Ｃ1 以下か否かを判定する。遅角補正量ＩＧＫＮが上限側の補正ガード値Ａ1 と下限側の補正ガード値Ｃ1 の範囲内にあるときは（Ａ1 ＞ＩＧＫＮ＞Ｃ1 ）、上記ステップ４０３又は４０４で算出した遅角補正量ＩＧＫＮをそのまま採用して、ステップ４１２に進み、最終的な点火時期ＩＧを求める。
【００６５】
一方、遅角補正量ＩＧＫＮが下限側の補正ガード値Ｃ1 以下であると判定された場合には、ステップ４１１に進み、遅角補正量ＩＧＫＮを下限側の補正ガード値Ｃ1 でガード処理して（ＩＧＫＮ＝Ｃ1 ）、遅角補正量ＩＧＫＮを正常な成層燃焼を維持できる範囲内に制限した後、ステップ４１２に進み、最終的な点火時期ＩＧを求める。
【００６６】
図８に示す成層２回噴射燃焼モード時の燃料噴射量演算ルーチンは、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードのとき、及び、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであっても、ノッキングを抑制するために成層２回噴射燃焼モードに切り換えられているときに所定周期で実行される。
【００６７】
本ルーチンが起動されると、まずステップ５０１で、ベース燃料分配率Ｋbaseのマップを検索して、現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと負荷）に応じた燃料分配率Ｋbaseを求める。この燃料分配率Ｋbaseは、トータル燃料噴射量Ｑtotal （吸気行程の燃料噴射量ＱＩ＋圧縮行程の燃料噴射量ＱＣ）に対する吸気行程の燃料噴射量ＱＩの割合である。
【００６８】
一般に、エンジン１１の負荷（吸入空気量）が大きくなるほど、筒内に吸入される空気の流速が速くなり、それに伴って、点火プラグ２２近傍の燃料濃度が燃焼可能領域となる期間（図９参照）が短くなって、点火時期を変更（遅角補正又は進角補正）できる期間が短くなる。このように、高負荷域で点火時期を変更できる期間が短くなれば、ノッキング発生時に点火時期を遅角補正できる幅が狭くなってしまい、高負荷域におけるノッキング抑制効果が低下する結果となる。
【００６９】
そこで、ベース燃料分配率Ｋbaseのマップの特性は、エンジン１１の負荷（吸入空気量）が大きくなるほど、ベース燃料分配率Ｋbase（吸気行程噴射の燃料割合）が大きくなるように設定されている。ベース燃料分配率Ｋbase（吸気行程噴射の燃料割合）が大きくなれば、圧縮行程開始当初から点火プラグ２２近傍の燃料濃度をある程度高めることができるので（図９参照）、圧縮行程中に点火プラグ２２近傍の燃料濃度が燃焼可能領域となる期間を広げることができて、点火時期を変更（遅角補正又は進角補正）できる期間を広げることができる。これにより、高負荷域でもノッキング発生時に点火時期を遅角補正できる幅を確保することができて、高負荷域におけるノッキング抑制効果の低下を防止することができる。
【００７０】
ベース燃料分配率Ｋbaseを算出した後、ステップ５０２に進み、ノッキングが発生しているか否かを判定し、ノッキングが発生していなければ、ステップ５０３に進み、次式によりベース燃料分配率Ｋbaseに対する分配率補正量ＫＫＮを所定量α2 だけ減量する。
ＫＫＮ(i) ＝ＫＫＮ(i-1) −α2
【００７１】
これに対して、ステップ５０２で、ノッキングが発生していると判定された場合には、ステップ５０４に進み、吸気行程の燃料噴射量ＱＩを減量してノッキングを抑制するために、次式によりベース燃料分配率Ｋbaseに対する分配率補正量ＫＫＮを所定量β2 だけ増量する。
ＫＫＮ(i) ＝ＫＫＮ(i-1) ＋β2
【００７２】
尚、所定量β2 は、固定値（例えばβ2 ＝α2 ）としても良いが、ノッキングの検出レベルが大きいほど所定量β2 を大きくして分配率補正量ＫＫＮが大きくなるようにしても良い。
【００７３】
後述するステップ５１２の処理により分配率補正量ＫＫＮが大きくなるほど燃料分配率Ｋ（吸気行程の燃料噴射量ＱＩ）が小さくなるため、分配率補正量ＫＫＮを大きくして吸気行程の燃料噴射量ＱＩを自己着火しないレベルまで減量することでノッキングを抑制できるようにする。
【００７４】
ステップ５０３又は５０４で分配率補正量ＫＫＮを減量又は増量した後、ステップ５０５に進み、分配率補正量ＫＫＮが上限側の補正ガード値Ａ2 以上であるか否かを判定する。その結果、分配率補正量ＫＫＮが上限側の補正ガード値Ａ2 以上であると判定された場合には、ステップ５０６に進み、分配率補正量ＫＫＮを上限側の補正ガード値Ａ2 でガード処理して（ＫＫＮ＝Ａ2 ）、分配率補正量ＫＫＮを正常な成層２回噴射燃焼を維持できる範囲内に制限した後、ステップ５０７に進み、燃料分配率補正限界フラグをオンする。
【００７５】
燃料分配率補正限界フラグがオンされたときには、成層２回噴射燃焼モードのままではノッキングを抑制しきれないと判断して、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えられる。これにより、成層２回噴射燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
【００７６】
この後、ステップ５１２に進み、ベース燃料分配率Ｋbaseから分配率補正量ＫＫＮだけ減算して最終的な燃料分配率Ｋを求める。
Ｋ＝Ｋbase−ＫＫＮ(i)
【００７７】
本実施形態（２）では、成層２回噴射燃焼モード運転中に、負荷（吸入空気量）が大きくなるほど、ベース燃料分配率Ｋbase（吸気行程噴射の燃料割合）が大きくなるように設定されているため、最終的な燃料分配率Ｋも、負荷（吸入空気量）が大きくなるほど大きくなる。
【００７８】
この後、ステップ５１３に進み、トータル燃料噴射量Ｑtotal に燃料分配率Ｋを乗算して吸気行程の燃料噴射量ＱＩを求めると共に、トータル燃料噴射量Ｑtotal に燃料分配率（１−Ｋ）を乗算して圧縮行程の燃料噴射量ＱＣを求める。
ＱＩ＝Ｑtotal ×Ｋ
ＱＣ＝Ｑtotal ×（１−Ｋ）
【００７９】
その後、ノッキングが抑制されて分配率補正量ＫＫＮが減量され、ステップ５０５で分配率補正量ＫＫＮが上限側の補正ガード値Ａ2 よりも小さくなったと判定されたときには、燃料分配率補正限界フラグのオン／オフの切換特性（成層２回噴射燃焼モードと均質燃焼モードの切換特性）にヒステリシスを持たせるために、ステップ５０８に進み、分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ2 以下であるか否かを判定する。この所定値Ｂ2 は、上限側の補正ガード値Ａ2 よりも少し小さい値に設定されている。
【００８０】
分配率補正量ＫＫＮが上限側の補正ガード値Ａ2 よりも小さくなっても、分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ2 以下になるまでは、燃料分配率補正限界フラグをオンに維持し、その後、分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ2 以下になった時点で、ステップ５０９に進み、燃料分配率補正限界フラグをオフする。
【００８１】
燃料分配率補正限界フラグがオフされると、図６の燃焼モード決定ルーチンによって、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードであれば、燃焼モードが均質燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに戻される。
【００８２】
この後、ステップ５１０に進み、分配率補正量ＫＫＮが下限側の補正ガード値Ｃ2 以下か否かを判定する。分配率補正量ＫＫＮが上限側の補正ガード値Ａ2 と下限側の補正ガード値Ｃ2 の範囲内にあるときは（Ａ2 ＞ＫＫＮ＞Ｃ2 ）、上記ステップ５０３又は５０４で算出した分配率補正量ＫＫＮをそのまま採用して、ステップ５１２に進み、最終的な燃料分配率Ｋを算出した後、ステップ５１３に進み、吸気行程の燃料噴射量ＱＩと圧縮行程の燃料噴射量ＱＣを算出する。
【００８３】
一方、分配率補正量ＫＫＮが下限側の補正ガード値Ｃ2 以下であると判定された場合には、ステップ５１１に進み、分配率補正量ＫＫＮを下限側の補正ガード値Ｃ2 でガード処理して（ＫＫＮ＝Ｃ2 ）、分配率補正量ＫＫＮを正常な成層２回噴射燃焼を維持できる範囲内に制限した後、ステップ５１２に進み、最終的な燃料分配率Ｋを算出した後、ステップ５１３に進み、吸気行程の燃料噴射量ＱＩと圧縮行程の燃料噴射量ＱＣを算出する。
【００８４】
尚、本ルーチンでは、ノッキングを検出したときに、燃料分配率Ｋを小さくして（分配率補正量ＫＫＮを大きくして）、吸気行程の燃料噴射量ＱＩを自己着火しないレベルまで減量することでノッキングを抑制するようにしたが、これとは反対に、ノッキングを検出したときに、燃料分配率Ｋを大きくして（分配率補正量ＫＫＮを小さくして）、吸気行程の燃料噴射量ＱＩを増量して吸気行程の噴射燃料の気化熱によって筒内温度を下げることでノッキングを抑制するようにしても良い。
【００８５】
また、ノッキング検出時に吸気行程の燃料噴射量ＱＩを減量する場合と燃料噴射量ＱＩを増量する場合とを、エンジン運転状態等に応じて切り換えるようにしても良い。
【００８６】
図１０に示す成層２回噴射燃焼モード時の燃料噴射時期演算ルーチンは、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードのとき、及び、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであっても、ノッキングを抑制するために成層２回噴射燃焼モードに切り換えられているときに、所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ６０１で、圧縮行程の燃料噴射時期ＡＣbaseのマップを検索して、現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと負荷）に応じた圧縮行程の燃料噴射時期ＡＣbaseを求める。
【００８７】
この後、ステップ６０２に進み、吸気行程のベース燃料噴射時期ＡＩbaseのマップを検索して、現在のエンジン運転状態（例えばエンジン回転速度Ｎｅと負荷）に応じた吸気縮行程のベース燃料噴射時期ＡＩbaseを求める。
【００８８】
この後、ステップ６０３に進み、ノッキングが発生したか否かを判定する。ノッキングが発生していなければ、ステップ６０４に進み、次式により吸気縮行程のベース燃料噴射時期ＡＩbaseに対する遅角補正量ＡＩＫＮを所定量α3 だけ減量する。
ＡＩＫＮ(i) ＝ＡＩＫＮ(i-1) −α3
【００８９】
これに対して、ステップ６０３で、ノッキングが発生していると判定された場合には、ステップ６０５に進み、次式により吸気縮行程のベース燃料噴射時期ＡＩbaseに対する遅角補正量ＡＩＫＮを所定量β3 だけ増量する。
ＡＩＫＮ(i) ＝ＡＩＫＮ(i-1) ＋β3
【００９０】
尚、所定量β3 は、固定値（例えばβ3 ＝α3 ）としても良いが、ノッキングの検出レベルが大きいほど所定量β3 を大きくして遅角補正量ＡＩＫＮが大きくなるようにしても良い。
【００９１】
ステップ６０４又は６０５で遅角補正量ＡＩＫＮを減量又は増量した後、ステップ６０６に進み、遅角補正量ＡＩＫＮが上限側の補正ガード値Ａ3 （遅角側限界値Ａ3 ）以上であるか否かを判定する。その結果、遅角補正量ＡＩＫＮが上限側の補正ガード値Ａ3 以上であると判定された場合には、ステップ６０７に進み、遅角補正量ＡＩＫＮを上限側の補正ガード値Ａ3 でガード処理して（ＡＩＫＮ＝Ａ3 ）、遅角補正量ＡＧＫＮを正常な成層２回噴射燃焼を維持できる範囲内に制限した後、ステップ６０８に進み、燃料噴射遅角限界フラグをオンする。
【００９２】
燃料噴射遅角限界フラグがオンされたときには、成層２回噴射燃焼モードのままではノッキングを抑制しきれないと判断して、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えられる。これにより、成層２回噴射燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
【００９３】
この後、ステップ６１３に進み、次式により吸気行程のベース燃料噴射時期ＡＩbaseを遅角補正量ＡＩＫＮだけ遅角補正して最終的な吸気行程の燃料噴射時期ＡＩを求める。
ＡＩ＝ＡＩbase−ＡＩＫＮ(i)
【００９４】
その後、ノッキングが抑制されて遅角補正量ＡＩＫＮが減量され、ステップ６０６で遅角補正量ＡＩＫＮが上限側の補正ガード値Ａ3 よりも小さくなったと判定されたときには、燃料噴射遅角限界フラグのオン／オフの切換特性（成層２回噴射燃焼モードと均質燃焼モードの切換特性）にヒステリシスを持たせるために、ステップ６０９に進み、遅角補正量ＡＩＫＮが所定値Ｂ3 以下であるか否かを判定する。この所定値Ｂ3 は、上限側の補正ガード値Ａ3 よりも少し小さい値に設定されている。
【００９５】
遅角補正量ＡＩＫＮが上限側の補正ガード値Ａ3 よりも小さくなっても、遅角補正量ＡＩＫＮが所定値Ｂ3 以下になるまでは、燃料噴射遅角限界フラグをオンに維持し、その後、遅角補正量ＡＩＫＮが所定値Ｂ3 以下になった時点で、ステップ６１０に進み、燃料噴射遅角限界フラグをオフする。
【００９６】
燃料噴射遅角限界フラグがオフされると、図６の燃焼モード決定ルーチンによってエンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードであれば、燃焼モードが均質燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに戻される。
【００９７】
この後、ステップ６１１に進み、遅角補正量ＡＩＫＮが下限側の補正ガード値Ｃ3 以下か否かを判定する。遅角補正量ＡＩＫＮが上限側の補正ガード値Ａ3 と下限側の補正ガード値Ｃ3 の範囲内にあるときは（Ａ3 ＞ＡＩＫＮ＞Ｃ3 ）、上記ステップ６０４又は６０５で算出した遅角補正量ＡＩＫＮをそのまま採用して、ステップ６１３に進み、最終的な吸気行程の燃料噴射時期ＡＩを求める。
【００９８】
一方、遅角補正量ＡＩＫＮが下限側の補正ガード値Ｃ3 以下であると判定された場合には、ステップ６１２に進み、遅角補正量ＡＩＫＮを下限側の補正ガード値Ｃ3 でガード処理して（ＡＩＫＮ＝Ｃ3 ）、遅角補正量ＡＩＫＮを正常な成層２回噴射燃焼を維持できる範囲内に制限した後、ステップ６１３に進み、最終的な吸気行程の燃料噴射時期ＡＩを求める。
【００９９】
これら図８の成層２回噴射燃焼モード時の燃料噴射量演算ルーチン及び図１０の成層２回噴射燃焼モード時の燃料噴射時期演算ルーチンが特許請求の範囲でいう成層２回噴射燃焼モード用ノッキング抑制制御手段としての役割を果たす。
【０１００】
以上説明した本実施形態（２）のノッキング抑制制御を図１１〜図１３のタイムチャートを用いて説明する。図１１のタイムチャートに示すように、エンジン運転中は、ノッキングが検出される毎に、そのノッキングの検出レベルに応じて点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが設定されて、点火時期が遅角補正され、ノッキングが抑制される。そして、ノッキングが検出されない期間は、燃費・出力の向上を狙って、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが徐々に減量され、点火時期が徐々に進角される。
【０１０１】
そして、成層燃焼モード運転中に、ノッキングが発生して点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが上限側の補正ガード値Ａ1 を越えると、点火遅角限界フラグがオンされる。この時点で、成層燃焼モードのままではノッキングを抑制しきれないと判断して、燃焼モードを成層燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換える。これにより、成層燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
【０１０２】
その後、ノッキングが抑制されて遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｂ1 以下に減量されると、点火遅角限界フラグがオフされる。この時点で、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから成層燃焼モードに戻される。
【０１０３】
また、図１２のタイムチャートに示すように、成層２回噴射燃焼モード運転中にノッキングを検出する毎に、そのノッキングの検出レベルに応じて分配率補正量ＫＫＮを大きくして、吸気行程の燃料噴射量ＱＩに対する燃料分配率Ｋを小さくすることで、吸気行程の燃料噴射量ＱＩを自己着火しないように減量する。これにより、ノッキングを抑制すると共に、吸気行程の燃料噴射量ＱＩの減量分だけ、圧縮行程の燃料噴射量ＱＣを増量して、出力トルクを維持する。
【０１０４】
更に、この成層２回噴射燃焼モード運転中は、図１３のタイムチャートに示すように、ノッキングを検出する毎に、そのノッキングの検出レベルに応じて吸気行程の噴射時期遅角補正量ＡＩＫＮを増量して吸気行程の燃料噴射時期ＡＩを遅角させ、ノッキングが検出されない期間は、吸気行程の噴射時期遅角補正量ＡＩＫＮを徐々に減量して吸気行程の燃料噴射時期ＡＩを進角させる。
【０１０５】
このように、成層２回噴射燃焼モード運転中は、ノッキングの有無に応じて吸気行程の燃料噴射時期ＡＩが補正されるが、圧縮行程の燃料噴射時期ＡＣは補正されない。
【０１０６】
そして、図１２のタイムチャートに示すように、成層２回噴射燃焼モード運転中に分配率補正量ＫＫＮが上限側の補正ガード値Ａ2 を越えると、燃料分配率補正限界フラグがオンされる。この時点で（又は噴射時期遅角補正量ＡＩＫＮが上限側の補正ガード値Ａ3 を越えて燃料噴射遅角限界フラグがオンされた時点で）、成層２回噴射燃焼モードのままではノッキングを抑制しきれないと判断して、燃焼モードを成層２回噴射燃焼モードから均質燃焼モードに切り換える。これにより、成層２回噴射燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
【０１０７】
その後、ノッキングが抑制されて分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ2 以下に減量されると、燃料分配率補正限界フラグがオフされる。この時点で（又は噴射時期遅角補正量ＡＩＫＮが所定値Ｂ3 以下になって燃料噴射遅角限界フラグがオフされた時点で）、燃焼モードが均質燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに戻される。
【０１０８】
以上のようにして、本実施形態（２）では、ノッキング抑制具合によって、燃焼モードを成層燃焼モード→成層２回噴射燃焼モード→均質燃焼モードの順に切り換えるので、成層燃焼モードで抑制しきれないノッキングや成層２回噴射燃焼モードで抑制しきれないノッキングも抑制することができる。
【０１０９】
しかも、本実施形態（２）では、燃焼モードを切り換える際の判定値（点火遅角限界フラグ、燃料分配率補正限界フラグ、燃料噴射遅角限界フラグのオン／オフを切り換える際の判定値）にヒステリシスを持たせるようにしたので、燃焼モードが頻繁に切り換わるチャタリング現象を回避することができる。
【０１１０】
更に、本実施形態（２）では、成層２回噴射燃焼モード運転中に、負荷（吸入空気量）が大きくなるほど、ベース燃料分配率Ｋbase（吸気行程噴射の燃料割合）が大きくなるように設定されるため、高負荷域でも、点火時期を変更（遅角補正又は進角補正）できる期間を確保することができる。これにより、高負荷域でもノッキング発生時に点火時期を遅角補正できる幅を確保することができ、高負荷域におけるノッキング抑制効果の低下を防止することができる。
【０１１１】
尚、本実施形態（２）において、成層燃焼モード運転中に、圧縮行程の燃料噴射時期の遅角補正量が所定の補正ガード値を越えたときに、成層燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換えるようにしても良い。また、成層燃焼モード運転中に、点火時期や燃料噴射時期の遅角補正量が所定の補正ガード値を越えたときに、成層燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えるようにしても良い。
【０１１２】
また、本実施形態（２）では、点火時期、燃料噴射時期、燃料分配率の補正量が所定の補正ガード値を越えたときに、燃焼モードを切り換えるようにしたが、点火時期、燃料噴射時期、燃料分配率の補正結果（補正後の値）が所定のガード値を越えたときに、燃焼モードを切り換えるようにしても良い。
【０１１３】
また、点火時期、燃料噴射時期、燃料分配率の補正量又は補正結果が、ガード値とは別に設定された判定値を越えたときに、燃焼モードを切り換えるようにしても良い。
また、成層燃焼モード運転中に、ノッキングを検出したときに、成層燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えるようにしても良い。
【０１１４】
《実施形態（３）》
前記実施形態（２）では、点火時期の遅角補正量や燃料分配率の分配率補正量が所定の補正ガード値を越えたときに、燃焼モードを切り換えるようにしたが、図１４乃至図１８に示す本発明に関連する参考例としての実施形態（３）では、点火時期の遅角補正量や燃料分配率の分配率補正量を学習し、それらの学習値が所定の判定値を越えたときに、燃焼モードを切り換えるようにしている。
【０１１５】
図１４に示す点火時期の遅角補正量学習ルーチンは、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードのときに、所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ７０１で、定常運転状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。この際、定常運転状態であるか否かは、例えば、要求トルク、エンジン回転速度、吸入空気量等の変化量が所定範囲内であるか否かによって判定する。定常運転状態が所定時間以上継続していなければ、以降の学習処理（ステップ７０２〜７０９）を実行することなく本ルーチンを終了する。
【０１１６】
もし、ステップ７０１で定常運転状態が所定時間以上継続したと判定されれば、ステップ７０２以降の学習処理を実行して、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮの学習値ＧＩＧ（遅角補正量学習値ＧＩＧ）を更新する。この遅角補正量学習値ＧＩＧは、図１６に示すように、エンジン回転速度Ｎｅと負荷とをパラメータとする運転領域毎に設定され、次回の遅角補正量ＩＧＫＮの算出に反映される。
【０１１７】
点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮの学習処理を行う場合は、まずステップ７０２で、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｋ1 よりも大きい（遅角側）か否かを判定する。遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｋ1 よりも大きければ、ステップ７０３に進み、現在のエンジン運転状態（Ｎｅ，負荷）に対応した運転領域の遅角補正量学習値ＧＩＧに所定量α4 を加算して、その運転領域の遅角補正量学習値ＧＩＧを更新した後、ステップ７０６に進む。
ＧＩＧ(i) ＝ＧＩＧ(i-1) ＋α4
【０１１８】
これに対し、ステップ７０２で、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｋ1 以下であると判定された場合には、ステップ７０４に進み、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｋ2 よりも小さい（進角側）か否かを判定する。ここで、所定値Ｋ2 は所定値Ｋ1 よりも小さい値に設定されている。
【０１１９】
このステップ７０４で、遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｋ2 よりも小さいと判定された場合は、ステップ７０５に進み、現在のエンジン運転状態（Ｎｅ，負荷）に対応した運転領域の遅角補正量学習値ＧＩＧから所定量β4 だけ減算して、その運転領域の遅角補正量学習値ＧＩＧを更新した後、ステップ７０６に進む。
ＧＩＧ(i) ＝ＧＩＧ(i-1) −β4
【０１２０】
尚、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが所定値Ｋ2 から所定値Ｋ1 までの範囲内（Ｋ2 ≦ＩＧＫＮ≦Ｋ1 ）と判定された場合には、現在のエンジン運転状態（Ｎｅ，負荷）に対応した運転領域の遅角補正量学習値ＧＩＧを補正せずに、ステップ７０６に進む。
【０１２１】
このステップ７０６では、遅角補正量学習値ＧＩＧの上下限チェックを行って、遅角補正量学習値ＧＩＧが下限側ガード値Ｃ1 と上限側ガード値Ｃ2 の範囲を越えていればその範囲内に制限した後、ステップ７０７に進み、遅角補正量学習値ＧＩＧが遅角側判定値Ｄ1 よりも大きいか否かを判定する。
【０１２２】
その結果、遅角補正量学習値ＧＩＧが遅角側判定値Ｄ1 よりも大きいと判定された場合には、ステップ７０８に進み、点火遅角限界フラグをオンする。これにより、図６の燃焼モード決定ルーチンによって、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであっても、燃焼モードが成層燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換えられ、成層燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
【０１２３】
その後、ノッキングが抑制されて遅角補正量学習値ＧＩＧが減量され、ステップ７０７で遅角補正量学習値ＧＩＧが遅角側判定値Ｄ1 以下になったと判定された時点で、ステップ７０８に進み、点火遅角限界フラグをオフする。これにより、図６の燃焼モード決定ルーチンによって、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであれば、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから成層燃焼モードに戻される。
【０１２４】
図１５に示す分配率補正量学習ルーチンは、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードのとき、及び、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層燃焼モードであっても、ノッキングを抑制するために成層２回噴射燃焼モードに切り換えられているときに、所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ８０１で、定常運転状態が所定時間以上継続したか否かを判定する。定常状態が所定時間以上継続していなければ、以降の学習処理（ステップ８０２〜８０９）を実行することなく本ルーチンを終了する。
【０１２５】
もし、ステップ８０１で定常運転状態が所定時間以上継続したと判定されれば、ステップ８０２以降の学習処理を実行して、燃料分配率の分配率補正量ＫＫＮの学習値ＧＫ（分配率補正量学習値ＧＫ）を更新する。この分配率補正量学習値ＧＫは、図１７に示すように、エンジン回転速度Ｎｅと負荷とをパラメータとする運転領域毎に設定され、次回の分配率補正量ＫＫＮの算出に反映される。
【０１２６】
分配率補正量ＫＫＮの学習処理を行う場合は、まずステップ８０２で、分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ1 よりも大きいか否かを判定する。分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ1 よりも大きければ、ステップ８０３に進み、現在のエンジン運転状態（Ｎｅ，負荷）に対応した運転領域の分配率補正量学習値ＧＫに所定量α5 を加算して、その運転領域の分配率補正量学習値ＧＫを更新した後、ステップ８０６に進む。
ＧＫ(i) ＝ＧＫ(i-1) ＋α5
【０１２７】
これに対して、ステップ８０２で、分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ1 以下であると判定された場合には、ステップ８０４に進み、分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ2 よりも小さいか否かを判定する。ここで、所定値Ｂ2 は所定値Ｂ1 よりも小さい値に設定されている。
【０１２８】
このステップ８０４で、分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ2 よりも小さいと判定された場合は、ステップ８０５に進み、現在のエンジン運転状態（Ｎｅ，負荷）に対応した運転領域の分配率補正量学習値ＧＫから所定量β5 だけ減算して、その運転領域の分配率補正量学習値ＧＫを更新した後、ステップ８０６に進む。
ＧＫ(i) ＝ＧＫ(i-1) −β5
【０１２９】
尚、分配率補正量ＫＫＮが所定値Ｂ2 から所定値Ｂ1 までの範囲内（Ｂ2 ≦ＫＫＮ≦Ｂ1 ）と判定された場合には、現在のエンジン運転状態（Ｎｅ，負荷）に対応した運転領域の分配率補正量学習値ＧＫを補正せずに、ステップ８０６に進む。
【０１３０】
このステップ８０６では、分配率補正量学習値ＧＫの上下限チェックを行って、分配率補正量学習値ＧＫが下限側ガード値Ｅ1 と上限側ガード値Ｅ2 の範囲を越えていればその範囲内に制限した後、ステップ８０７に進み、分配率補正量学習値ＧＫが減量側判定値Ｆ1 よりも大きいか否かを判定する。
【０１３１】
その結果、分配率補正量学習値ＧＫが減量側判定値Ｆ1 よりも大きいと判定された場合には、ステップ８０８に進み、燃料分配率補正限界フラグをオンする。これにより、図６の燃焼モード決定ルーチンによって、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードであっても、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えられ、成層２回噴射燃焼モードでは抑制しきれないノッキングを抑制できるようにする。
【０１３２】
その後、ノッキングが抑制されて分配率補正量学習値ＧＫが減量され、ステップ８０７で分配率補正量学習値ＧＫが減量側判定値Ｆ1 以下になったと判定されたときに、ステップ８０８に進み、燃料分配率補正限界フラグをオフする。これにより、図６の燃焼モード決定ルーチンによって、エンジン運転状態に応じて選択した燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードであれば、燃焼モードが均質燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに戻される。
【０１３３】
以上説明した本実施形態（３）のノッキング抑制制御を図１８のタイムチャートを用いて説明する。エンジン運転中にノッキングが検出される毎に、そのノッキングの検出レベルに応じて点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが設定されて、点火時期が遅角補正され、ノッキングが抑制される。そして、ノッキングが検出されない期間は、燃費・出力の向上を狙って、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮが徐々に減量され、点火時期が徐々に進角される。
【０１３４】
更に、定常運転状態が所定時間継続する毎に、点火時期の遅角補正量ＩＧＫＮを学習し、その学習値ＧＩＧを更新する。そして、この点火時期の遅角補正量学習値ＧＩＧが遅角側判定値Ｄ1 を越えると、点火遅角限界フラグがオンされる。このようにして、例えば成層燃焼モード運転中に点火遅角限界フラグがオンされると、燃焼モードが成層燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換えられる。また、この成層２回噴射燃焼モード運転中に点火遅角限界フラグがオンされると、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えられる。
【０１３５】
その後、遅角補正量学習値ＧＩＧが遅角側判定値Ｄ1 以下になると、点火遅角限界フラグがオフされる。このようにして、例えば均質燃焼モード運転中に点火遅角限界フラグがオフされると、燃焼モードが均質燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換えられる。また、成層２回噴射燃焼モード運転中に点火遅角限界フラグがオフされると、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから成層燃焼モードに切り換えられる。
【０１３６】
また、成層２回噴射燃焼モード運転中は、定常運転状態が所定時間継続する毎に、燃料分配率補正量ＫＫＮを学習し、その学習値ＧＫが減量側判定値Ｆ1 を越えると、燃料噴射分配率補正限界フラグがオンされる。これにより、燃焼モードが成層２回噴射燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えられる。その後、分配率補正量学習値ＧＫが減量側判定値Ｆ1 以下になると、燃料噴射分配率補正限界フラグがオフされ、燃焼モードが均質燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに戻される。
【０１３７】
遅角補正量学習値ＧＩＧや分配率補正量学習値ＧＫの更新は、定常運転状態が所定時間継続するするまで行われないため、これらの学習値ＧＩＧ，ＧＫの更新周期は遅角補正量ＩＧＫＮや分配率補正量ＫＮＫの演算周期よりもかなり長くなる。このため、本実施形態（３）のように、遅角補正量学習値ＧＩＧや分配率補正量学習値ＧＫを所定の判定値Ｄ1 ，Ｆ1 と比較して燃焼モードを切り換えるようにすれば、燃焼モードが頻繁に切り換わるチャタリング現象を回避することができる。
【０１３８】
尚、本実施形態（３）は、成層燃焼モード運転中に、圧縮行程の燃料噴射時期の遅角補正量を学習し、その学習値が所定の遅角側判定値を越えたときに、成層燃焼モードから成層２回噴射燃焼モードに切り換えるようにしても良い。また、成層２回噴射燃焼モード運転中に、吸気行程の燃料噴射時期の遅角補正量を学習し、その学習値が所定の遅角側判定値を越えたときに、成層２回噴射燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えるようにしても良い。
【０１３９】
また、成層燃焼モード運転中に、点火時期や燃料噴射時期の遅角補正量学習値が所定の遅角側判定値を越えたときに、成層燃焼モードから均質燃焼モードに切り換えるようにしても良い。
また、点火時期、燃料噴射時期、燃料分配率の補正量学習値が、所定のガード値を越えたときに、燃焼モードを切り換えるようにしても良い。
【０１４０】
尚、図１のシステム構成例では、ノックセンサ３２でノッキングを検出するようにしたが、例えば、燃焼時に筒内で発生するイオン電流を点火プラグ等で検出してそのイオン電流からノッキングを検出するようにしたり、或は、筒内圧力を検出する筒内圧力センサの出力に基づいてノッキングを検出するようにしても良い等、ノッキング検出手段は種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】実施形態（１）の燃焼モード決定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図３】実施形態（１）の成層燃焼モード時の点火時期演算ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図４】実施形態（１）の成層燃焼モード時の燃料噴射時期演算ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図５】実施形態（１）のノッキング抑制制御の実行例を示すタイムチャート
【図６】実施形態（２）の燃焼モード決定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図７】実施形態（２）の成層燃焼モード時の点火時期演算ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図８】実施形態（２）の成層２回噴射燃焼モード時の燃料噴射量演算ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図９】成層燃焼モードと成層２回噴射燃焼モードにおける圧縮行程中の点火プラグ周辺の燃料濃度の変化特性を説明する図
【図１０】実施形態（２）の成層２回噴射燃焼モード時の燃料噴射時期演算ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】実施形態（２）の点火時期補正の実行例を示すタイムチャート
【図１２】実施形態（２）の燃料分配率補正の実行例を示すタイムチャート
【図１３】実施形態（２）の燃料噴射時期補正の実行例を示すタイムチャート
【図１４】実施形態（３）の点火時期の遅角補正量学習ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１５】実施形態（３）の分配率補正量学習ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１６】実施形態（３）の点火時期の遅角補正量学習値のマップを概念的に示す図
【図１７】実施形態（３）の分配率補正量学習値のマップを概念的に示す図
【図１８】実施形態（３）の点火時期の遅角補正量学習値による燃料モード切換の実行例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２５…排気管、３０…ＥＣＵ（成層燃焼モード用ノッキング抑制制御手段，燃焼モード切換手段，成層２回噴射燃焼モード用ノッキング抑制制御手段）、３２…ノックセンサ（ノッキング検出手段）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a knocking suppression control device for an internal combustion engine in which fuel is injected into a cylinder in a compression stroke to perform stratified combustion.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there is an increasing demand for in-cylinder injection engines that combine low fuel consumption, low exhaust emissions, and high output. General in-cylinder injection engines improve fuel efficiency by injecting a small amount of fuel directly into the cylinder during the compression stroke to form a stratified mixture and stratified combustion at low loads. When the load is high, the engine output is increased by increasing the fuel injection amount and directly injecting it into the cylinder during the intake stroke to form a homogeneous mixture and perform homogeneous combustion.
[0003]
In this in-cylinder injection engine, knocking may occur even in the stratified combustion mode operation in which the air-fuel ratio becomes super lean. In an intake port injection type engine that is the most common engine in the past, when knocking occurs, the ignition timing is retarded to suppress knocking.
[0004]
However, during the stratified charge combustion mode operation of the direct injection engine, stratified charge combustion is realized by igniting the fuel injected in the compression stroke in accordance with the timing when it flows in the vicinity of the spark plug. If the ignition timing is retarded in order to suppress this, the ignition timing is deviated from the timing at which the injected fuel flows in the vicinity of the spark plug, which may lead to misfire and deterioration of exhaust emissions.
[0005]
In order to solve this problem, as shown in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-1877851), the ignition timing is retarded as knocking suppression control, and the fuel injection amount in the compression stroke is increased to increase the ignition timing. It has been proposed to compensate for the deviation.
[0006]
Alternatively, as shown in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-241626), the fuel injection amount in the compression stroke is increased, or the increased fuel amount is injected in two steps, the compression stroke and the expansion stroke. Therefore, it has been proposed to suppress knocking by lowering the combustion temperature.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-187851 (first page to second page, etc.)
[Patent Document 2]
JP-A-11-241626 (second page, etc.)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In both knocking suppression controls of these two Patent Documents 1 and 2, the fuel injection amount is increased. If the fuel injection amount is increased during the stratified combustion mode operation, the original purpose of the stratified combustion mode operation is achieved. There is a drawback that the effect of reducing fuel consumption is reduced.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances. Therefore, the object of the present invention is to suppress knocking without causing misfire or deterioration of exhaust emission, and to perform stratified combustion mode operation even during knocking suppression control. An object of the present invention is to provide a knocking suppression control device for an internal combustion engine that can maintain the fuel saving effect.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the knocking suppression control device for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention uses the knocking suppression control means for the stratified combustion mode when knocking is detected by the knocking detection means during the stratified combustion mode operation. Reducing the ignition timing and correcting the fuel injection timing to suppress knocking The first feature is further provided with combustion mode switching means for switching between a stratified combustion mode and a stratified two-injection combustion mode in which fuel is injected into the cylinder in each of an intake stroke and a compression stroke and weakly stratified combustion is performed. When the correction amount or the correction result of at least one of the ignition timing and the fuel injection timing by the knocking suppression control means for the stratified combustion mode exceeds a predetermined determination value during the stratified combustion mode operation, the stratified combustion mode starts. Switching to the stratified double injection combustion mode is a second feature. In this way, during the stratified combustion mode operation, while correcting the retard of the ignition timing to suppress knocking, the fuel injection timing is corrected according to the retard correction amount of the ignition timing, It is possible to correct the relationship between the fuel injection timing and the ignition timing during the stratified combustion mode operation so that the fuel can be ignited in accordance with the timing at which the injected fuel flows in the vicinity of the spark plug. Therefore, during operation in the stratified combustion mode, it is possible to prevent misfiring and deterioration of exhaust emission by correcting the retard of the fuel injection timing while suppressing knocking by correcting the retard of the ignition timing. In addition, since it is not necessary to increase the fuel injection amount when suppressing knocking during the stratified charge combustion mode operation, the fuel economy saving effect of the stratified charge combustion mode operation can also be maintained.
[0011]
In this case, as in claim 2, during the stratified combustion mode operation, the correction amount or the correction result of at least one of the ignition timing and the fuel injection timing by the knocking suppression control may be limited by a predetermined correction guard value. good. In this way, the correction amount or correction result of the ignition timing and fuel injection timing for suppressing knocking can be limited to a range in which the stratified combustion state does not deteriorate.
[0012]
Some in-cylinder injection internal combustion engines set a stratified double injection combustion mode having intermediate characteristics between the stratified combustion mode and the homogeneous combustion mode. In this stratified double injection combustion mode, fuel is injected into the cylinder in the intake stroke and the compression stroke, respectively, so that intermediate combustion (weak stratified combustion) between homogeneous combustion and stratified combustion is performed. Generally, in the stratified two-injection combustion mode, the range in which the ignition timing and the fuel injection timing can be corrected becomes wider than in the stratified combustion mode, so that knocking is more easily suppressed than in the stratified combustion mode.
[0013]
With this in mind, the claims In the invention according to 1, When the correction amount or correction result of at least one of the ignition timing and the fuel injection timing by the knocking suppression control during the stratified combustion mode operation exceeds a predetermined determination value, the stratified combustion mode is switched to the stratified double injection combustion mode. Like switching Have . That is, when the correction amount or the correction result for suppressing knocking during the stratified combustion mode operation exceeds a predetermined determination value (for example, when it is limited by the correction guard value), knocking is continued in the stratified combustion mode. Therefore, the stratified double injection combustion mode is switched. Thereby, knocking that cannot be suppressed in the stratified combustion mode can also be suppressed. In addition, the stratified two-injection combustion mode has a smaller reduction in fuel consumption than the homogeneous combustion mode, and can achieve a certain fuel consumption saving effect.
[0014]
Claims 3 As described above, when knocking is detected during the stratified double injection combustion mode operation, the distribution ratio between the fuel injected in the intake stroke and the fuel injected in the compression stroke by the stratified double injection combustion mode knocking suppression control means (hereinafter, “ The knocking may be suppressed by correcting at least one of the fuel injection rate in the intake stroke, the fuel injection timing in the intake stroke, and the ignition timing. In the stratified double injection combustion mode, knocking can be suppressed by correcting the fuel distribution ratio (the fuel injection amount in the intake stroke) and the fuel injection timing in the intake stroke in addition to the ignition timing. When correcting the fuel distribution ratio (the fuel injection amount in the intake stroke), the knocking is suppressed by reducing the fuel injection amount in the intake stroke to a level that does not self-ignite, or vice versa. It is also possible to suppress knocking by increasing the fuel injection amount and lowering the in-cylinder gas temperature by the vaporization heat of the injected fuel in the intake stroke.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<< Embodiment (1) >>
Hereinafter, an embodiment (1) of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 12 of the direct injection engine 11 that is an in-cylinder internal combustion engine, and an air flow meter 14 that detects the intake air amount is provided downstream of the air cleaner 13. Is provided. A throttle valve 16 driven by a motor 15 such as a DC motor is provided on the downstream side of the air flow meter 14, and an opening degree (throttle opening degree) of the throttle valve 16 is detected by a throttle opening degree sensor 17.
[0025]
A surge tank 18 is provided on the downstream side of the throttle valve 16, and an intake pipe pressure sensor 19 for detecting the intake pipe pressure is provided in the surge tank 18. The surge tank 18 is provided with an intake manifold 20 that introduces air into each cylinder of the engine 11, and the air flow (swirl flow or tumble flow) in the cylinder of the engine 11 is controlled by the intake manifold 20 of each cylinder. An airflow control valve 31 is provided.
[0026]
A fuel injection valve 21 that directly injects fuel into the cylinder is attached to an upper portion of each cylinder of the engine 11. A spark plug 22 is attached to the cylinder head of the engine 11 for each cylinder, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by the spark discharge of each spark plug 22. Further, a knock sensor 32 (knocking detection means) for detecting knocking, a cooling water temperature sensor 23 for detecting cooling water temperature, and a crank angle sensor 24 for detecting engine rotation speed are attached to the cylinder block of the engine 11. Yes.
[0027]
On the other hand, the exhaust pipe 25 of the engine 11 is provided with an upstream catalyst 26 and a downstream catalyst 27 for purifying the exhaust gas, and an air-fuel ratio or lean / rich of the exhaust gas is detected on the upstream side of the upstream catalyst 26. An exhaust gas sensor 28 (air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) is provided. In the present embodiment (1), a three-way catalyst for purifying CO, HC, NOx and the like in the exhaust gas is provided near the stoichiometric air-fuel ratio as the upstream catalyst 26, and a NOx occlusion reduction type catalyst is provided as the downstream catalyst 27. It has been. This NOx occlusion reduction type catalyst occludes NOx in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, and reduces and purifies the occluded NOx when the air-fuel ratio becomes near the stoichiometric air-fuel ratio or becomes rich. Has characteristics.
[0028]
Further, a part of the exhaust gas is recirculated to the intake side between the downstream side of the upstream catalyst 26 in the exhaust pipe 25 and the surge tank 18 on the downstream side of the throttle valve 16 in the intake pipe 12. An EGR pipe 33 is connected, and an EGR valve 34 for controlling the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) is provided in the middle of the EGR pipe 33. Further, the accelerator sensor 36 detects the amount of depression of the accelerator pedal 35 (accelerator operation amount).
[0029]
Outputs of the various sensors described above are input to an engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 30. The ECU 30 is mainly composed of a microcomputer, and executes various control programs stored in a built-in ROM (storage medium), so that the fuel injection amount of the fuel injection valve 21 and the fuel are controlled according to the engine operating state. The injection timing, the ignition timing of the spark plug 22 and the like are controlled.
[0030]
At that time, the ECU 30 executes the combustion mode determination routine shown in FIG. 2 to switch to any one of the stratified combustion mode, the homogeneous combustion mode, and the stratified double injection combustion mode according to the engine operating state. Set. In the stratified charge combustion mode, a small amount of fuel is directly injected into the cylinder in the compression stroke, and a stratified mixture is formed in the vicinity of the spark plug 22 for stratified charge combustion, thereby improving fuel efficiency. On the other hand, in the homogeneous combustion mode, the engine output is increased by increasing the fuel injection amount and directly injecting it into the cylinder during the intake stroke to form a homogeneous mixture and performing homogeneous combustion. Further, in the stratified double injection combustion mode, a smaller amount of fuel is directly injected into the cylinder in the intake stroke and the compression stroke than in the homogeneous combustion mode, and intermediate combustion (weak stratified combustion) between homogeneous combustion and stratified combustion is performed. Thus, the intermediate characteristics between the stratified combustion mode and the homogeneous combustion mode are obtained. The stratified double injection combustion mode may be omitted and the combustion mode may be switched between the stratified combustion mode and the homogeneous combustion mode.
[0031]
Further, the ECU 30 performs the ignition timing calculation routine in the stratified combustion mode shown in FIG. 3 and the fuel injection timing calculation routine in the stratified combustion mode shown in FIG. Is detected, the ignition timing is retarded to prevent knocking, and the fuel injection timing of the compression stroke is retarded in accordance with the ignition timing retarded correction so that the injected fuel is injected into the spark plug 22. The timing of flowing in the vicinity is adjusted to the ignition timing. The ignition timing calculation routine in the stratified combustion mode in FIG. 3 and the fuel injection timing calculation routine in the stratified combustion mode in FIG. 4 serve as the stratified combustion mode knocking suppression control means in the claims.
[0032]
Hereinafter, processing contents of each routine executed by the ECU 30 will be described.
The combustion mode determination routine shown in FIG. 2 is executed at a predetermined cycle after an ignition switch (not shown) is turned on. When this routine is started, first, in step 101, a combustion mode determination map is searched, and the stratified combustion mode, the homogeneous combustion mode, the stratified combustion mode are determined according to the current engine operating state (for example, the engine speed Ne and the required torque). One of the two-injection combustion modes is selected.
[0033]
In this combustion mode determination map, the stratified combustion mode is selected with priority on fuel economy in the low rotation and low torque regions, while the homogeneous combustion mode is selected with priority on engine output in the high rotation and high torque regions. Is set to In the middle rotation and middle torque regions, the stratified two-injection combustion mode having intermediate characteristics between the stratified combustion mode and the homogeneous combustion mode is selected.
[0034]
In a system that omits the stratified double injection combustion mode, the stratified combustion mode is selected for the combustion mode determination map in the low rotation, low torque region, and the homogeneous combustion mode is selected in the medium / high rotation, medium / high torque region. May be set to be selected.
[0035]
Thereafter, the process proceeds to step 102, where it is determined whether or not the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified combustion mode. If the stratified combustion mode has been selected, the routine proceeds to step 103, where the combustion mode is set to the stratified combustion mode.
[0036]
On the other hand, if it is determined in step 102 that the stratified combustion mode is not selected, the routine proceeds to step 104, where it is determined whether or not the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified double injection combustion mode. To do. If the stratified two-injection combustion mode is selected, the process proceeds to step 105 and the combustion mode is set to the stratified two-injection combustion mode.
[0037]
If it is determined in step 102 that the stratified combustion mode has not been selected, and if it has been determined in step 104 that the stratified double injection combustion mode has not been selected, the routine proceeds to step 106 where the combustion mode is made homogeneous. Set to combustion mode.
[0038]
The ignition timing calculation routine in the stratified combustion mode shown in FIG. 3 is executed at a predetermined cycle during the stratified combustion mode operation. When this routine is started, first, at step 201, a map of the base ignition timing IGbase is searched to obtain the base ignition timing IGbase according to the current engine operating state (for example, engine speed Ne and load).
[0039]
Thereafter, the process proceeds to step 202, where it is determined whether or not knocking has occurred based on the output of the knock sensor 32. If knocking has not occurred, the process proceeds to step 203 where knocking is performed with the aim of improving fuel consumption and output. In order to advance the ignition timing to the position immediately before it occurs, the retard correction amount IGKN with respect to the base ignition timing IGbase is reduced by a predetermined amount α1 according to the following equation.
IGKN (i) = IGKN (i-1) -α1
[0040]
On the other hand, if it is determined in step 202 that knocking has occurred, the process proceeds to step 204 where the base ignition timing IGbase is calculated by the following equation in order to retard the ignition timing and suppress knocking. Is increased by a predetermined amount β1.
IGKN (i) = IGKN (i-1) + β1
[0041]
Here, as the detection level of knocking is larger, it is preferable that the predetermined amount β1 is set larger to increase the retardation correction amount IGKN. Of course, the predetermined amount β1 may be a fixed value (for example, β1 = α1) in order to simplify the arithmetic processing.
[0042]
After decreasing or increasing the retardation correction amount IGKN in the above step 203 or 204, the process proceeds to step 205, where the upper and lower limits of the retardation correction amount IGKN are checked, and the retardation correction amount IGKN is set to the retard side and advance side. If the correction guard value is exceeded, guard processing is performed, and the retardation correction amount IGKN is limited within the range of the retardation and advance correction guard values so that normal stratified combustion can be maintained.
[0043]
Thereafter, the routine proceeds to step 206, where the base ignition timing IGbase is retarded by the retard correction amount IGKN according to the following equation to obtain the final ignition timing IG.
IG = IGbase-IGKN (i)
[0044]
In this routine, after checking the upper and lower limits of the retard correction amount IGKN calculated in step 203 or 204, the base ignition timing IGbase is retarded with the retard correction amount IGKN to obtain the ignition timing IG. However, after the base ignition timing IGbase is retarded by the retardation correction amount IGKN calculated in step 203 or 204 to obtain the ignition timing IG, the upper and lower limits of the ignition timing IG may be checked. .
[0045]
The fuel injection timing calculation routine in the stratified combustion mode shown in FIG. 4 is executed at a predetermined cycle during the stratified combustion mode operation. When this routine is started, first, at step 301, a map of the base fuel injection timing INJbase is searched, and the base fuel injection timing of the compression stroke according to the current engine operating state (for example, engine speed Ne and load). Find INJbase.
[0046]
Thereafter, the process proceeds to step 302, and in order to adjust the timing at which the injected fuel flows in the vicinity of the spark plug 22 to the ignition timing, the base fuel injection timing INJbase is retarded by the retardation compensation amount INJKN according to the following formula, and finally Determine the fuel injection timing INJ for the correct compression stroke.
INJ = INJbase-INJKN (i)
[0047]
Here, the retardation correction amount INJKN with respect to the base fuel injection timing INJbase may be set to the same value (INJKN = IGKN) as the ignition timing retardation correction amount IGKN, or the retardation correction amount INJKN is The timing retard correction amount IGKN may be obtained by multiplying a correction coefficient, or may be obtained from a table or the like according to the ignition timing retard correction amount IGKN.
[0048]
Thereafter, the process proceeds to step 303, where the upper and lower limits of the fuel injection timing INJ are checked. If the fuel injection timing INJ exceeds the upper and lower correction guard values, a guard process is performed, and the fuel injection timing INJ is set to normal. In order to maintain stratified combustion, the upper limit side and the lower limit side are limited within the range of the correction guard value.
[0049]
In this routine, after the base fuel injection timing INJbase is retarded by the retard correction amount INJKN to obtain the fuel injection timing INJ, the upper and lower limits of the fuel injection timing INJ are checked. After checking the upper and lower limits of the correction amount INJKN, the base fuel injection timing INJbase may be retarded with the retardation correction amount INJKN to obtain the fuel injection timing INJ.
[0050]
According to the present embodiment (1) described above, as shown in FIG. 5, every time knocking is detected during the stratified combustion mode operation, the ignition timing retardation correction amount IGKN is set in accordance with the knocking detection level. The ignition timing is retarded to increase the retard timing, and the fuel injection timing retard correction amount INJKN is set in accordance with the ignition timing retard correction amount IGKN to retard the compression stroke fuel injection timing. Thus, during the stratified combustion mode operation, while the knocking is suppressed by the ignition timing retardation correction, the injected fuel is in the vicinity of the spark plug 22 by the fuel injection timing retardation correction in accordance with the ignition timing retardation correction. The timing of flowing can be matched to the ignition timing. As a result, during the stratified combustion mode operation, misfire or deterioration of exhaust emission due to the ignition timing retardation correction for suppressing knocking can be prevented by the fuel injection timing retardation correction. In addition, since it is not necessary to increase the fuel injection amount when knocking is suppressed during the stratified combustion mode operation, the fuel economy saving effect of the stratified combustion mode operation can also be maintained.
[0051]
<< Embodiment (2) >>
Next, Embodiment (2) of this invention is demonstrated using FIG. 6 thru | or FIG.
Generally, the correctable range of the ignition timing and the fuel injection timing becomes wider in the order of the stratified combustion mode, the stratified double injection combustion mode, and the homogeneous combustion mode. Therefore, the stratified double injection combustion mode knocks more than the stratified combustion mode. In addition, the homogeneous combustion mode is more likely to suppress knocking than the stratified double injection combustion mode.
[0052]
Therefore, in the present embodiment (2), during the stratified combustion mode operation, when the ignition timing retardation correction amount IGKN for suppressing knocking exceeds a predetermined correction guard value, knocking is performed in the stratified combustion mode. By determining that the combustion cannot be suppressed and switching the combustion mode from the stratified combustion mode to the stratified double injection combustion mode, knocking that cannot be suppressed in the stratified combustion mode can be suppressed.
[0053]
In addition, when knocking is detected during the stratified double injection combustion mode operation, the distribution ratio (fuel distribution ratio) of the fuel injected in the intake stroke and the fuel injected in the compression stroke (fuel distribution ratio) and the fuel injection timing in the intake stroke are corrected. Knocking is suppressed, but if the fuel distribution rate correction amount KKN or the retard correction amount AIKN of the fuel injection timing in the intake stroke exceeds a predetermined correction guard value, knocking is not performed in the stratified double injection combustion mode. By judging that the combustion mode cannot be suppressed and switching the combustion mode from the stratified double injection combustion mode to the homogeneous combustion mode, knocking that cannot be suppressed in the stratified double injection combustion mode can be suppressed.
[0054]
Hereinafter, processing contents of each routine executed by the ECU 30 in the present embodiment (2) will be described.
The combustion mode determination routine shown in FIG. 6 adds the processing of step 102a between steps 102 and 103 of the combustion mode determination routine of FIG. 2 described in the embodiment (1), and between steps 104 and 105. The process of step 104a is added, and the process of each other step is the same as that of FIG. This routine is the scope of the claims. Burning The firing mode selector Stepped To play a role.
[0055]
In this routine, when it is determined in step 102 that the combustion mode selected in accordance with the engine operating state is the stratified combustion mode, the routine proceeds to step 102a, where it is determined whether or not an ignition retard limit flag, which will be described later, is on. . If the ignition retard limit flag is off, the routine proceeds to step 103, where the combustion mode is set to the stratified combustion mode.
[0056]
On the other hand, if it is determined in step 102a that the ignition delay limit flag is turned on, or if it is determined in step 104 that the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified double injection combustion mode. In step 104a, it is determined whether a fuel injection delay limit flag or a fuel distribution ratio correction limit flag, which will be described later, is on. If both the fuel injection delay limit flag and the fuel distribution ratio correction limit flag are off, the routine proceeds to step 105, and even if the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified combustion mode, the combustion mode is set to stratified 2 Set to single injection combustion mode.
[0057]
On the other hand, when it is determined in step 104a that the fuel injection delay limit flag or the fuel distribution ratio correction limit flag is turned on, the process proceeds to step 106, and the combustion mode selected according to the engine operating state is determined. Even in the stratified combustion mode or the stratified double injection combustion mode, the combustion mode is set to the homogeneous combustion mode.
[0058]
The ignition timing calculation routine in the stratified combustion mode shown in FIG. 7 is executed at a predetermined cycle when the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified combustion mode. When this routine is started, first, after calculating the base ignition timing IGbase corresponding to the current engine operating state (for example, the engine speed Ne and the load), it is determined whether or not knocking has occurred (step 401). 402). If knocking has not occurred, the retardation correction amount IGKN with respect to the base ignition timing IGbase is decreased by a predetermined amount α1 (step 403). If knocking has occurred, the retardation correction amount IGKN with respect to the base ignition timing IGbase. Is increased by a predetermined amount β1 (step 404).
[0059]
After the retard correction amount IGKN is decreased or increased in step 403 or 404, the process proceeds to step 405, where it is determined whether or not the retard correction amount IGKN is greater than or equal to the upper limit correction guard value A1 (retard angle limit value A1). judge. As a result, when it is determined that the retard correction amount IGKN is equal to or greater than the upper limit correction guard value A1, the process proceeds to step 406, where the retard correction amount IGKN is guarded with the upper limit correction guard value A1. (IGKN = A1), the retard correction amount IGKN is limited to a range in which normal stratified combustion can be maintained, and then the routine proceeds to step 407 where the ignition retard limit flag is turned on.
[0060]
When the ignition delay limit flag is turned on, it is determined that knocking cannot be suppressed if the stratified combustion mode is maintained, and the combustion mode is switched from the stratified combustion mode to the stratified double injection combustion mode. Thereby, knocking that cannot be suppressed in the stratified combustion mode can be suppressed.
Thereafter, the routine proceeds to step 412, where the base ignition timing IGbase is retarded by the retard correction amount IGKN to obtain the final ignition timing IG.
[0061]
Thereafter, knocking is suppressed, the retard correction amount IGKN is decreased, and if it is determined in step 405 that the retard correction amount IGKN is smaller than the upper limit correction guard value A1, the ignition retard limit flag is turned on / off. In order to give hysteresis to the off switching characteristic (the switching characteristic between the stratified combustion mode and the stratified double injection combustion mode), the routine proceeds to step 408, where it is determined whether or not the retardation correction amount IGKN is equal to or less than a predetermined value B1. . The predetermined value B1 is set to a value slightly smaller than the upper limit correction guard value A1.
[0062]
Even if the retard correction amount IGKN becomes smaller than the upper limit correction guard value A1, the ignition retard limit flag is kept on until the retard correction amount IGKN becomes equal to or less than the predetermined value B1, and then the retard When the correction amount IGKN becomes equal to or less than the predetermined value B1, the routine proceeds to step 409, where the ignition retard limit flag is turned off.
[0063]
When the ignition retardation limit flag is turned off, if the combustion mode selected according to the engine operating state by the combustion mode determination routine of FIG. 6 is the stratified combustion mode, the combustion mode is changed from the stratified double injection combustion mode to the stratified combustion mode. Return to mode.
[0064]
Thereafter, the routine proceeds to step 410, where it is determined whether or not the retardation correction amount IGKN is equal to or less than the lower limit correction guard value C1. When the retardation correction amount IGKN is within the range between the upper limit correction guard value A1 and the lower limit correction guard value C1 (A1>IGKN> C1), the retardation correction amount IGKN calculated in step 403 or 404 is used. It adopts as it is, and proceeds to step 412 to obtain the final ignition timing IG.
[0065]
On the other hand, if it is determined that the retard correction amount IGKN is equal to or less than the lower limit correction guard value C1, the process proceeds to step 411, where the retard correction amount IGKN is guarded with the lower limit correction guard value C1 ( IGKN = C1), the retard correction amount IGKN is limited to a range in which normal stratified combustion can be maintained, and then the routine proceeds to step 412 to determine the final ignition timing IG.
[0066]
The fuel injection amount calculation routine in the stratified two-injection combustion mode shown in FIG. 8 is performed when the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified two-injection combustion mode and the combustion selected according to the engine operating state. Even if the mode is the stratified charge combustion mode, it is executed at a predetermined cycle when the mode is switched to the stratified double injection combustion mode in order to suppress knocking.
[0067]
When this routine is started, first, in step 501, a map of the base fuel distribution ratio Kbase is searched to obtain the fuel distribution ratio Kbase according to the current engine operating state (for example, engine speed Ne and load). The fuel distribution ratio Kbase is a ratio of the fuel injection amount QI in the intake stroke to the total fuel injection amount Qtotal (fuel injection amount QI in the intake stroke + fuel injection amount QC in the compression stroke).
[0068]
In general, as the load (intake air amount) of the engine 11 increases, the flow rate of air sucked into the cylinder increases, and accordingly, the fuel concentration in the vicinity of the spark plug 22 becomes a combustible region (see FIG. 9). ) Becomes shorter, and the period during which the ignition timing can be changed (retard angle correction or advance angle correction) is shortened. As described above, if the period during which the ignition timing can be changed in the high load region is shortened, the range in which the ignition timing can be retarded when knocking occurs becomes narrow, resulting in a reduction in the knocking suppression effect in the high load region.
[0069]
Therefore, the characteristics of the map of the base fuel distribution ratio Kbase are set such that the base fuel distribution ratio Kbase (fuel ratio of intake stroke injection) increases as the load (intake air amount) of the engine 11 increases. If the base fuel distribution ratio Kbase (the fuel ratio of the intake stroke injection) is increased, the fuel concentration in the vicinity of the spark plug 22 can be increased to some extent from the beginning of the compression stroke (see FIG. 9). The period in which the fuel concentration in the vicinity becomes the combustible region can be extended, and the period in which the ignition timing can be changed (retard angle correction or advance angle correction) can be extended. As a result, a range in which the ignition timing can be retarded when knocking occurs even in a high load region can be secured, and a reduction in the knocking suppression effect in the high load region can be prevented.
[0070]
After calculating the base fuel distribution ratio Kbase, the process proceeds to step 502, where it is determined whether knocking has occurred. If knocking has not occurred, the process proceeds to step 503, where the distribution to the base fuel distribution ratio Kbase is as follows. The rate correction amount KKN is reduced by a predetermined amount α2.
KKN (i) = KKN (i-1) -α2
[0071]
On the other hand, if it is determined in step 502 that knocking has occurred, the process proceeds to step 504 to reduce the fuel injection amount QI in the intake stroke and suppress knocking, based on the following equation: The distribution rate correction amount KKN with respect to the fuel distribution rate Kbase is increased by a predetermined amount β2.
KKN (i) = KKN (i-1) + β2
[0072]
The predetermined amount β2 may be a fixed value (for example, β2 = α2), but the predetermined amount β2 may be increased to increase the distribution rate correction amount KKN as the knocking detection level increases.
[0073]
The fuel distribution rate K (the fuel injection amount QI in the intake stroke) decreases as the distribution rate correction amount KKN increases in the processing of step 512 described later. Therefore, the fuel injection amount QI in the intake stroke is increased by increasing the distribution rate correction amount KKN. Knocking can be suppressed by reducing the amount to a level that does not self-ignite.
[0074]
After the distribution rate correction amount KKN is decreased or increased in step 503 or 504, the process proceeds to step 505, where it is determined whether or not the distribution rate correction amount KKN is equal to or greater than the upper limit correction guard value A2. As a result, if it is determined that the distribution rate correction amount KKN is equal to or greater than the upper limit correction guard value A2, the process proceeds to step 506, where the distribution rate correction amount KKN is guarded with the upper limit correction guard value A2. (KKN = A2), the distribution rate correction amount KKN is limited to a range in which normal stratified double injection combustion can be maintained, and then the routine proceeds to step 507, where the fuel distribution rate correction limit flag is turned on.
[0075]
When the fuel distribution ratio correction limit flag is turned on, it is determined that knocking cannot be suppressed in the stratified double injection combustion mode, and the combustion mode is switched from the stratified double injection combustion mode to the homogeneous combustion mode. Thereby, knocking that cannot be suppressed in the stratified double injection combustion mode can be suppressed.
[0076]
Thereafter, the process proceeds to step 512, and the final fuel distribution ratio K is obtained by subtracting the distribution ratio correction amount KKN from the base fuel distribution ratio Kbase.
K = Kbase-KKN (i)
[0077]
In the present embodiment (2), during the stratified double injection combustion mode operation, the base fuel distribution ratio Kbase (fuel ratio of intake stroke injection) increases as the load (intake air amount) increases. Therefore, the final fuel distribution ratio K also increases as the load (intake air amount) increases.
[0078]
Thereafter, the process proceeds to step 513, where the total fuel injection amount Qtotal is multiplied by the fuel distribution rate K to obtain the fuel injection amount QI of the intake stroke, and the total fuel injection amount Qtotal is multiplied by the fuel distribution rate (1-K). Thus, the fuel injection amount QC in the compression stroke is obtained.
QI = Qtotal × K
QC = Qtotal x (1-K)
[0079]
Thereafter, knocking is suppressed, the distribution rate correction amount KKN is decreased, and when it is determined in step 505 that the distribution rate correction amount KKN is smaller than the upper limit correction guard value A2, the fuel distribution rate correction limit flag is turned on. In order to provide hysteresis for the / off switching characteristics (switching characteristics between the stratified double injection combustion mode and the homogeneous combustion mode), the routine proceeds to step 508, where it is determined whether or not the distribution rate correction amount KKN is equal to or less than a predetermined value B2. To do. This predetermined value B2 is set to a value slightly smaller than the upper limit correction guard value A2.
[0080]
Even if the distribution rate correction amount KKN becomes smaller than the upper limit correction guard value A2, the fuel distribution rate correction limit flag is kept on until the distribution rate correction amount KKN becomes equal to or smaller than the predetermined value B2, and then the distribution is corrected. When the rate correction amount KKN becomes equal to or less than the predetermined value B2, the routine proceeds to step 509, where the fuel distribution rate correction limit flag is turned off.
[0081]
When the fuel distribution ratio correction limit flag is turned off, if the combustion mode selected in accordance with the engine operating state by the combustion mode determination routine of FIG. 6 is the stratified double injection combustion mode, the combustion mode is stratified from the homogeneous combustion mode. The mode is returned to the double injection combustion mode.
[0082]
Thereafter, the process proceeds to step 510, where it is determined whether or not the distribution rate correction amount KKN is equal to or smaller than the lower limit correction guard value C2. When the distribution rate correction amount KKN is within the range between the upper limit correction guard value A2 and the lower limit correction guard value C2 (A2>KKN> C2), the distribution rate correction amount KKN calculated in step 503 or 504 is used. The process proceeds to step 512, and the final fuel distribution ratio K is calculated. Then, the process proceeds to step 513, where the fuel injection amount QI for the intake stroke and the fuel injection amount QC for the compression stroke are calculated.
[0083]
On the other hand, if it is determined that the distribution rate correction amount KKN is equal to or lower than the lower limit correction guard value C2, the process proceeds to step 511, where the distribution rate correction amount KKN is guarded with the lower limit correction guard value C2 ( KKN = C2), the distribution rate correction amount KKN is limited to a range in which normal stratified double injection combustion can be maintained, and then the process proceeds to step 512, the final fuel distribution ratio K is calculated, and then the process proceeds to step 513. An intake stroke fuel injection amount QI and a compression stroke fuel injection amount QC are calculated.
[0084]
In this routine, when knocking is detected, the fuel distribution rate K is reduced (increase the distribution rate correction amount KKN), and the fuel injection amount QI in the intake stroke is reduced to a level at which self-ignition is not caused. Although knocking is suppressed, on the contrary, when knocking is detected, the fuel distribution rate K is increased (the distribution rate correction amount KKN is decreased), and the fuel injection amount QI in the intake stroke is reduced. The knocking may be suppressed by increasing the amount and lowering the in-cylinder temperature by the vaporization heat of the injected fuel in the intake stroke.
[0085]
Further, when the knocking is detected, the case where the fuel injection amount QI in the intake stroke is decreased and the case where the fuel injection amount QI is increased may be switched according to the engine operating state or the like.
[0086]
The fuel injection timing calculation routine in the stratified two-injection combustion mode shown in FIG. 10 is performed when the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified two-injection combustion mode and the combustion selected according to the engine operating state. Even when the mode is the stratified combustion mode, it is executed at a predetermined cycle when the mode is switched to the stratified double injection combustion mode in order to suppress knocking. When this routine is started, first, in step 601, a map of the fuel injection timing ACbase in the compression stroke is retrieved, and fuel injection in the compression stroke according to the current engine operating state (for example, engine speed Ne and load). Find the ACbase.
[0087]
Thereafter, the process proceeds to step 602, and a map of the base fuel injection timing AIbase of the intake stroke is searched, and the base fuel injection timing AIbase of the intake compression stroke according to the current engine operating state (for example, the engine speed Ne and load) is determined. Ask.
[0088]
Thereafter, the process proceeds to step 603, where it is determined whether knocking has occurred. If knocking has not occurred, the routine proceeds to step 604, where the retardation correction amount AIKN with respect to the base fuel injection timing AIbase of the intake compression stroke is reduced by a predetermined amount α3 according to the following equation.
AIKN (i) = AIKN (i-1) -α3
[0089]
On the other hand, if it is determined in step 603 that knocking has occurred, the routine proceeds to step 605, where the retardation correction amount AIKN with respect to the base fuel injection timing AIbase of the intake compression stroke is set to a predetermined amount β3 by the following equation. Just increase the amount.
AIKN (i) = AIKN (i-1) + β3
[0090]
The predetermined amount β3 may be a fixed value (for example, β3 = α3), but the predetermined amount β3 may be increased to increase the retard correction amount AIKN as the detection level of knocking is increased.
[0091]
After the retard correction amount AIKN is decreased or increased in step 604 or 605, the process proceeds to step 606, and it is determined whether or not the retard correction amount AIKN is equal to or greater than the upper limit correction guard value A3 (retard angle limit value A3). judge. As a result, if it is determined that the retardation correction amount AIKN is equal to or greater than the upper limit correction guard value A3, the routine proceeds to step 607, where the retardation correction amount AIKN is guarded with the upper limit correction guard value A3. (AIKN = A3), the retard correction amount AGKN is limited to a range in which normal stratified double injection combustion can be maintained, and then the routine proceeds to step 608 where the fuel injection retard limit flag is turned on.
[0092]
When the fuel injection delay limit flag is turned on, it is determined that knocking cannot be suppressed in the stratified double injection combustion mode, and the combustion mode is switched from the stratified double injection combustion mode to the homogeneous combustion mode. Thereby, knocking that cannot be suppressed in the stratified double injection combustion mode can be suppressed.
[0093]
Thereafter, the routine proceeds to step 613, where the base fuel injection timing AIbase of the intake stroke is retarded by the retard correction amount AIKN to obtain the final fuel injection timing AI of the intake stroke.
AI = AIbase−AIKN (i)
[0094]
Thereafter, knocking is suppressed and the retardation correction amount AIKN is decreased. When it is determined in step 606 that the retardation correction amount AIKN is smaller than the upper limit correction guard value A3, the fuel injection retardation limit flag is turned on. In order to give hysteresis to the / off switching characteristics (switching characteristics between the stratified two-injection combustion mode and the homogeneous combustion mode), the routine proceeds to step 609, where it is determined whether or not the retardation correction amount AIKN is equal to or less than a predetermined value B3. To do. This predetermined value B3 is set to a value slightly smaller than the upper limit correction guard value A3.
[0095]
Even if the retard correction amount AIKN becomes smaller than the upper limit correction guard value A3, the fuel injection retard limit flag is kept on until the retard correction amount AIKN becomes equal to or less than the predetermined value B3. When the angle correction amount AIKN becomes equal to or smaller than the predetermined value B3, the routine proceeds to step 610, where the fuel injection delay limit flag is turned off.
[0096]
When the fuel injection delay limit flag is turned off, if the combustion mode selected according to the engine operating state by the combustion mode determination routine of FIG. 6 is the stratified double injection combustion mode, the combustion mode is changed from the homogeneous combustion mode to the stratified 2 mode. The mode is returned to the single injection combustion mode.
[0097]
Thereafter, the routine proceeds to step 611, where it is determined whether or not the retardation correction amount AIKN is equal to or smaller than the lower limit correction guard value C3. When the retardation correction amount AIKN is within the range between the upper limit correction guard value A3 and the lower limit correction guard value C3 (A3>AIKN> C3), the retardation correction amount AIKN calculated in step 604 or 605 is used. The process is adopted as it is, and the process proceeds to step 613 to obtain the fuel injection timing AI of the final intake stroke.
[0098]
On the other hand, if it is determined that the retardation correction amount AIKN is less than or equal to the lower limit correction guard value C3, the process proceeds to step 612, and the retardation correction amount AIKN is guarded with the lower limit correction guard value C3 ( AIKN = C3), the retardation correction amount AIKN is limited to a range in which normal stratified double injection combustion can be maintained, and then the routine proceeds to step 613, where the fuel injection timing AI of the final intake stroke is obtained.
[0099]
The fuel injection amount calculation routine in the stratified two-injection combustion mode in FIG. 8 and the fuel injection timing calculation routine in the stratified two-injection combustion mode in FIG. Acts as a control means.
[0100]
The knocking suppression control of the present embodiment (2) described above will be described using the time charts of FIGS. As shown in the time chart of FIG. 11, every time knocking is detected during engine operation, the ignition timing retard correction amount IGKN is set according to the knocking detection level, and the ignition timing is retarded. Knocking is suppressed. During a period in which knocking is not detected, the ignition timing retardation correction amount IGKN is gradually decreased and the ignition timing is gradually advanced with the aim of improving fuel consumption and output.
[0101]
When knocking occurs during the stratified combustion mode operation and the ignition timing retardation correction amount IGKN exceeds the upper limit correction guard value A1, the ignition retardation limit flag is turned on. At this time, it is determined that knocking cannot be suppressed if the stratified combustion mode is maintained, and the combustion mode is switched from the stratified combustion mode to the stratified double injection combustion mode. Thereby, knocking that cannot be suppressed in the stratified combustion mode can be suppressed.
[0102]
Thereafter, when knocking is suppressed and the retard correction amount IGKN is reduced below the predetermined value B1, the ignition retard limit flag is turned off. At this point, the combustion mode is returned from the stratified double injection combustion mode to the stratified combustion mode.
[0103]
Further, as shown in the time chart of FIG. 12, every time knocking is detected during the stratified double injection combustion mode operation, the distribution rate correction amount KKN is increased in accordance with the knocking detection level, and the fuel in the intake stroke By reducing the fuel distribution ratio K with respect to the injection amount QI, the fuel injection amount QI in the intake stroke is reduced so as not to self-ignite. As a result, knocking is suppressed and the output torque is maintained by increasing the fuel injection amount QC in the compression stroke by the reduction amount of the fuel injection amount QI in the intake stroke.
[0104]
Further, during the stratified two-injection combustion mode operation, as shown in the time chart of FIG. 13, every time knocking is detected, the injection timing retardation correction amount AIKN of the intake stroke is increased according to the knocking detection level. Then, the fuel injection timing AI of the intake stroke is retarded, and during the period when knocking is not detected, the fuel injection timing AI of the intake stroke is advanced by gradually decreasing the injection timing retard correction amount AIKN of the intake stroke.
[0105]
As described above, during the stratified double injection combustion mode operation, the fuel injection timing AI in the intake stroke is corrected according to the presence or absence of knocking, but the fuel injection timing AC in the compression stroke is not corrected.
[0106]
Then, as shown in the time chart of FIG. 12, when the distribution rate correction amount KKN exceeds the upper limit correction guard value A2 during the stratified double injection combustion mode operation, the fuel distribution rate correction limit flag is turned on. At this point (or when the fuel injection delay angle limit flag is turned on when the injection timing retardation correction amount AIKN exceeds the upper limit correction guard value A3), knocking is suppressed in the stratified double injection combustion mode. It is determined that the combustion cannot be completed, and the combustion mode is switched from the stratified double injection combustion mode to the homogeneous combustion mode. Thereby, knocking that cannot be suppressed in the stratified double injection combustion mode can be suppressed.
[0107]
Thereafter, when knocking is suppressed and the distribution rate correction amount KKN is reduced below the predetermined value B2, the fuel distribution rate correction limit flag is turned off. At this time (or when the fuel injection retardation limit flag is turned off when the injection timing retardation correction amount AIKN becomes equal to or smaller than the predetermined value B3), the combustion mode is returned from the homogeneous combustion mode to the stratified double injection combustion mode. .
[0108]
As described above, in the present embodiment (2), the combustion mode is switched in the order of the stratified combustion mode → the stratified double injection combustion mode → the homogeneous combustion mode according to the knocking suppression condition, so that the knocking that cannot be suppressed in the stratified combustion mode In addition, knocking that cannot be suppressed in the stratified double injection combustion mode can also be suppressed.
[0109]
Moreover, in the present embodiment (2), the determination value for switching the combustion mode (determination value for switching on / off of the ignition delay limit flag, the fuel distribution ratio correction limit flag, and the fuel injection delay limit flag) is used. Since the hysteresis is provided, the chattering phenomenon in which the combustion mode is frequently switched can be avoided.
[0110]
Further, in the present embodiment (2), during the stratified double injection combustion mode operation, the base fuel distribution ratio Kbase (the fuel ratio of the intake stroke injection) is set to increase as the load (intake air amount) increases. Therefore, it is possible to secure a period during which the ignition timing can be changed (retard angle correction or advance angle correction) even in a high load range. As a result, a range in which the ignition timing can be retarded when knocking occurs even in a high load region can be secured, and a reduction in the knocking suppression effect in the high load region can be prevented.
[0111]
In this embodiment (2), during the stratified charge combustion mode operation, when the retard correction amount of the fuel injection timing of the compression stroke exceeds a predetermined correction guard value, the stratified charge combustion mode is switched from the stratified charge combustion mode. You may make it switch to. Further, during the stratified combustion mode operation, when the retard correction amount of the ignition timing or the fuel injection timing exceeds a predetermined correction guard value, the stratified combustion mode may be switched to the homogeneous combustion mode.
[0112]
In the present embodiment (2), the combustion mode is switched when the correction amount of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel distribution ratio exceeds a predetermined correction guard value. The combustion mode may be switched when the fuel distribution rate correction result (corrected value) exceeds a predetermined guard value.
[0113]
Further, the combustion mode may be switched when the correction amount or the correction result of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel distribution ratio exceeds a determination value set separately from the guard value.
Further, when knocking is detected during the stratified combustion mode operation, the stratified combustion mode may be switched to the homogeneous combustion mode.
[0114]
<< Embodiment (3) >>
In the embodiment (2), the combustion mode is switched when the ignition timing retardation correction amount or the fuel distribution rate distribution rate correction amount exceeds a predetermined correction guard value. The present invention shown in As a reference example related to In the embodiment (3), the ignition timing retardation correction amount and the fuel distribution rate distribution rate correction amount are learned, and the combustion mode is switched when those learned values exceed a predetermined determination value. .
[0115]
The ignition timing retardation correction amount learning routine shown in FIG. 14 is executed at a predetermined cycle when the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified combustion mode. It is. When this routine is started, first, in step 701, it is determined whether or not the steady operation state has continued for a predetermined time or more. At this time, whether or not the vehicle is in a steady operation state is determined based on, for example, whether or not the amount of change in required torque, engine speed, intake air amount, etc. is within a predetermined range. If the steady operation state has not continued for a predetermined time or more, this routine is terminated without executing the subsequent learning process (steps 702 to 709).
[0116]
If it is determined in step 701 that the steady operation state has continued for a predetermined time or longer, a learning process after step 702 is executed, and a learning value GIG (retarding correction amount learning value of the ignition timing retardation correction amount IGKN) is executed. GIG) is updated. As shown in FIG. 16, this retard correction amount learning value GIG is set for each operation region using the engine speed Ne and the load as parameters, and is reflected in the next calculation of the retard correction amount IGKN.
[0117]
When the ignition timing retardation correction amount IGKN is learned, it is first determined in step 702 whether or not the ignition timing retardation correction amount IGKN is larger than the predetermined value K1 (retard angle side). If the retard correction amount IGKN is larger than the predetermined value K1, the routine proceeds to step 703, where the predetermined amount α4 is added to the retard correction amount learning value GIG in the operation region corresponding to the current engine operating state (Ne, load). Then, after updating the retard correction amount learning value GIG of the operation region, the process proceeds to step 706.
GIG (i) = GIG (i-1) + α4
[0118]
On the other hand, if it is determined in step 702 that the ignition timing retardation correction amount IGKN is equal to or less than the predetermined value K1, the routine proceeds to step 704, where the ignition timing retardation correction amount IGKN is greater than the predetermined value K2. It is determined whether it is small (advance side). Here, the predetermined value K2 is set to a value smaller than the predetermined value K1.
[0119]
If it is determined in step 704 that the retardation correction amount IGKN is smaller than the predetermined value K2, the process proceeds to step 705, where the retardation correction amount learning of the operation region corresponding to the current engine operating state (Ne, load) is performed. After a predetermined amount β4 is subtracted from the value GIG to update the retard correction amount learning value GIG for that operating region, the process proceeds to step 706.
GIG (i) = GIG (i-1) -β4
[0120]
When it is determined that the ignition timing retardation correction amount IGKN is within the range from the predetermined value K2 to the predetermined value K1 (K2≤IGKN≤K1), it corresponds to the current engine operating state (Ne, load). The process proceeds to step 706 without correcting the retard angle correction amount learning value GIG of the driving region.
[0121]
In this step 706, the upper and lower limits of the retard correction amount learning value GIG are checked, and if the retard correction amount learning value GIG exceeds the lower limit guard value C1 and upper limit guard value C2, it is within that range. After the restriction, the routine proceeds to step 707, where it is determined whether or not the retard correction amount learning value GIG is larger than the retard side determination value D1.
[0122]
As a result, if it is determined that the retard correction amount learning value GIG is larger than the retard side determination value D1, the routine proceeds to step 708, where the ignition retard limit flag is turned on. Thereby, even if the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified combustion mode by the combustion mode determination routine of FIG. 6, the combustion mode is switched from the stratified combustion mode to the stratified double injection combustion mode, and the stratified combustion It is possible to suppress knocking that cannot be suppressed in the mode.
[0123]
After that, knocking is suppressed and the retard correction amount learning value GIG is decreased, and when it is determined in step 707 that the retard correction amount learning value GIG is equal to or less than the retard side determination value D1, the process proceeds to step 708. Turn off the ignition delay limit flag. Thereby, if the combustion mode selected according to the engine operating state by the combustion mode determination routine of FIG. 6 is the stratified combustion mode, the combustion mode is returned from the stratified double injection combustion mode to the stratified combustion mode.
[0124]
In the distribution rate correction amount learning routine shown in FIG. 15, the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified double injection combustion mode, and the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified combustion mode. However, when switching to the stratified double injection combustion mode to suppress knocking, it is executed at a predetermined cycle. It is. When this routine is started, first, in step 801, it is determined whether or not the steady operation state has continued for a predetermined time or more. If the steady state has not continued for a predetermined time or more, this routine is terminated without executing the subsequent learning process (steps 802 to 809).
[0125]
If it is determined in step 801 that the steady operation state has continued for a predetermined time or longer, a learning process after step 802 is executed, and a learning value GK (distribution rate correction amount learning) of the fuel distribution rate distribution rate correction amount KKN is executed. Value GK) is updated. As shown in FIG. 17, the distribution rate correction amount learning value GK is set for each operation region using the engine speed Ne and the load as parameters, and is reflected in the next calculation of the distribution rate correction amount KKN.
[0126]
When learning processing of the distribution rate correction amount KKN is performed, first, at step 802, it is determined whether or not the distribution rate correction amount KKN is larger than a predetermined value B1. If the distribution rate correction amount KKN is larger than the predetermined value B1, the routine proceeds to step 803, where the predetermined amount α5 is added to the distribution rate correction amount learning value GK in the operation region corresponding to the current engine operating state (Ne, load). Then, after updating the distribution rate correction amount learning value GK of the operation region, the process proceeds to step 806.
GK (i) = GK (i-1) + α5
[0127]
On the other hand, if it is determined in step 802 that the distribution rate correction amount KKN is equal to or smaller than the predetermined value B1, the process proceeds to step 804, where it is determined whether or not the distribution rate correction amount KKN is smaller than the predetermined value B2. judge. Here, the predetermined value B2 is set to a value smaller than the predetermined value B1.
[0128]
If it is determined in step 804 that the distribution rate correction amount KKN is smaller than the predetermined value B2, the process proceeds to step 805, where the distribution rate correction amount learning of the operation region corresponding to the current engine operating state (Ne, load) is performed. After a predetermined amount β5 is subtracted from the value GK to update the distribution rate correction amount learning value GK for the operation region, the process proceeds to step 806.
GK (i) = GK (i-1) -β5
[0129]
If it is determined that the distribution rate correction amount KKN is within the range from the predetermined value B2 to the predetermined value B1 (B2≤KKN≤B1), the operating range corresponding to the current engine operating state (Ne, load) The process proceeds to step 806 without correcting the distribution rate correction amount learning value GK.
[0130]
In this step 806, the upper and lower limits of the distribution rate correction amount learned value GK are checked, and if the distribution rate correction amount learned value GK exceeds the range between the lower limit guard value E1 and the upper limit guard value E2, it is within that range. After the restriction, the process proceeds to step 807, and it is determined whether or not the distribution rate correction amount learning value GK is larger than the decrease side determination value F1.
[0131]
As a result, when it is determined that the distribution rate correction amount learning value GK is larger than the decrease side determination value F1, the routine proceeds to step 808, where the fuel distribution rate correction limit flag is turned on. Thereby, even if the combustion mode selected according to the engine operating state is the stratified double injection combustion mode by the combustion mode determination routine of FIG. 6, the combustion mode is switched from the stratified double injection combustion mode to the homogeneous combustion mode. Further, knocking that cannot be suppressed in the stratified two-injection combustion mode can be suppressed.
[0132]
Thereafter, knocking is suppressed and the distribution rate correction amount learning value GK is decreased. When it is determined in step 807 that the distribution rate correction amount learning value GK is equal to or less than the decrease side determination value F1, the process proceeds to step 808, where Turn off the distribution rate correction limit flag. Thereby, if the combustion mode selected according to the engine operating state by the combustion mode determination routine of FIG. 6 is the stratified double injection combustion mode, the combustion mode is returned from the homogeneous combustion mode to the stratified double injection combustion mode.
[0133]
The knocking suppression control of the present embodiment (3) described above will be described using the time chart of FIG. Each time knocking is detected during engine operation, the ignition timing retardation correction amount IGKN is set according to the knocking detection level, the ignition timing is retarded, and knocking is suppressed. During a period in which knocking is not detected, the ignition timing retardation correction amount IGKN is gradually decreased and the ignition timing is gradually advanced with the aim of improving fuel consumption and output.
[0134]
Further, every time the steady operation state continues for a predetermined time, the ignition timing retardation correction amount IGKN is learned, and the learning value GIG is updated. When the ignition timing retard correction amount learning value GIG exceeds the retard side determination value D1, the ignition retard limit flag is turned on. Thus, for example, when the ignition retard limit flag is turned on during the stratified combustion mode operation, the combustion mode is switched from the stratified combustion mode to the stratified double injection combustion mode. When the ignition retard limit flag is turned on during the stratified double injection combustion mode operation, the combustion mode is switched from the stratified double injection combustion mode to the homogeneous combustion mode.
[0135]
Thereafter, when the retard correction amount learning value GIG becomes equal to or less than the retard side determination value D1, the ignition retard limit flag is turned off. Thus, for example, when the ignition retard limit flag is turned off during the homogeneous combustion mode operation, the combustion mode is switched from the homogeneous combustion mode to the stratified double injection combustion mode. When the ignition retard limit flag is turned off during the stratified double injection combustion mode operation, the combustion mode is switched from the stratified double injection combustion mode to the stratified combustion mode.
[0136]
Further, during the stratified two-injection combustion mode operation, the fuel distribution rate correction amount KKN is learned every time the steady operation state continues for a predetermined time, and if the learned value GK exceeds the decrease side determination value F1, the fuel injection distribution is performed. The rate correction limit flag is turned on. As a result, the combustion mode is switched from the stratified double injection combustion mode to the homogeneous combustion mode. Thereafter, when the distribution rate correction amount learning value GK becomes equal to or less than the decrease side determination value F1, the fuel injection distribution rate correction limit flag is turned off, and the combustion mode is returned from the homogeneous combustion mode to the stratified double injection combustion mode.
[0137]
Since the update of the retard correction amount learning value GIG and the distribution rate correction amount learn value GK is not performed until the steady operation state continues for a predetermined time, the update period of these learning values GIG and GK is the retard correction amount IGKN. Or the distribution rate correction amount KNK is considerably longer than the calculation cycle. For this reason, if the combustion mode is switched by comparing the retard correction amount learning value GIG and the distribution rate correction amount learning value GK with the predetermined determination values D1 and F1 as in the present embodiment (3), the combustion is performed. A chattering phenomenon in which the mode is frequently switched can be avoided.
[0138]
In this embodiment (3), during the stratified combustion mode operation, the retard correction amount of the fuel injection timing of the compression stroke is learned, and when the learned value exceeds a predetermined retarded side determination value, the stratification is performed. The combustion mode may be switched to the stratified double injection combustion mode. Further, during the stratified double injection combustion mode operation, the retard correction amount of the fuel injection timing of the intake stroke is learned, and when the learned value exceeds a predetermined retarded side determination value, the stratified double injection combustion mode is operated. May be switched to the homogeneous combustion mode.
[0139]
In addition, during the stratified combustion mode operation, when the retard angle correction amount learning value of the ignition timing or the fuel injection timing exceeds a predetermined retard side determination value, the stratified combustion mode may be switched to the homogeneous combustion mode. .
Further, the combustion mode may be switched when the correction amount learning value of the ignition timing, the fuel injection timing, and the fuel distribution ratio exceeds a predetermined guard value.
[0140]
In the system configuration example of FIG. 1, knocking is detected by the knock sensor 32. For example, the ionic current generated in the cylinder during combustion is detected by a spark plug and the knocking is detected from the ionic current. The knocking detection means can be variously modified such that the knocking may be detected based on the output of the in-cylinder pressure sensor that detects the in-cylinder pressure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire engine control system according to an embodiment (1) of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing of a combustion mode determination routine of the embodiment (1).
FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow of an ignition timing calculation routine in the stratified charge combustion mode of the embodiment (1).
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing of a fuel injection timing calculation routine in the stratified combustion mode of the embodiment (1).
FIG. 5 is a time chart showing an execution example of knocking suppression control of the embodiment (1).
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing of a combustion mode determination routine of the embodiment (2).
FIG. 7 is a flowchart showing a processing flow of an ignition timing calculation routine in the stratified charge combustion mode of the embodiment (2).
FIG. 8 is a flowchart showing a flow of processing of a fuel injection amount calculation routine in a stratified double injection combustion mode of the embodiment (2).
FIG. 9 is a view for explaining the change characteristics of the fuel concentration around the spark plug during the compression stroke in the stratified combustion mode and the stratified double injection combustion mode.
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of processing of a fuel injection timing calculation routine in a stratified double injection combustion mode of the embodiment (2).
FIG. 11 is a time chart showing an execution example of ignition timing correction of the embodiment (2).
FIG. 12 is a time chart showing an execution example of fuel distribution ratio correction in the embodiment (2).
FIG. 13 is a time chart showing an execution example of fuel injection timing correction of the embodiment (2).
FIG. 14 is a flowchart showing a process flow of an ignition timing retardation correction amount learning routine according to the embodiment (3).
FIG. 15 is a flowchart showing a flow of processing of a distribution rate correction amount learning routine of the embodiment (3).
FIG. 16 is a diagram conceptually showing a map of an ignition timing retard correction amount learning value in the embodiment (3).
FIG. 17 is a diagram conceptually showing a map of a distribution rate correction amount learning value in the embodiment (3).
FIG. 18 is a time chart showing an execution example of fuel mode switching by the ignition timing retard correction amount learning value of the embodiment (3).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Intake pipe, 16 ... Throttle valve, 21 ... Fuel injection valve, 22 ... Spark plug, 25 ... Exhaust pipe, 30 ... ECU (knocking suppression control means for stratified combustion mode) , Burning The firing mode selector Dan Knock suppression control for double injection combustion mode Step) 32 ... Knock sensor (knocking detection means).

Claims (3)

圧縮行程で筒内に燃料を噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードで運転する内燃機関のノッキング抑制制御装置において、
内燃機関のノッキングを検出するノッキング検出手段と、
前記成層燃焼モード運転中に前記ノッキング検出手段でノッキングを検出したときに、点火時期を遅角補正すると共に燃料噴射時期を遅角補正してノッキングを抑制する成層燃焼モード用ノッキング抑制制御手段と、
前記成層燃焼モードと、吸気行程と圧縮行程でそれぞれ筒内に燃料を噴射して弱成層燃焼させる成層２回噴射燃焼モードとを切り換える燃焼モード切換手段とを備え、
前記燃焼モード切換手段は、前記成層燃焼モード運転中に前記成層燃焼モード用ノッキング抑制制御手段による点火時期と燃料噴射時期のうちの少なくとも一方の補正量又は補正結果が所定の判定値を越えたときに、前記成層燃焼モードから前記成層２回噴射燃焼モードに切り換えることを特徴とする内燃機関のノッキング抑制制御装置。In a knocking suppression control device for an internal combustion engine that operates in a stratified combustion mode in which fuel is injected into a cylinder in a compression stroke and stratified combustion is performed,
Knocking detection means for detecting knocking of the internal combustion engine;
A stratified combustion mode knocking suppression control unit that , when detecting knocking by the knocking detection unit during the stratified combustion mode operation, retards the ignition timing and retards the fuel injection timing to suppress knocking ; and
Combustion mode switching means for switching between the stratified combustion mode and a stratified double injection combustion mode in which fuel is injected into the cylinder in the intake stroke and the compression stroke to weakly stratify combustion,
The combustion mode switching means, when the correction amount or correction result of at least one of the ignition timing and the fuel injection timing by the stratified combustion mode knocking suppression control means exceeds a predetermined determination value during the stratified combustion mode operation In addition, the knocking suppression control device for an internal combustion engine , wherein the stratified combustion mode is switched to the stratified double injection combustion mode . 前記成層燃焼モード用ノッキング抑制制御手段は、点火時期と燃料噴射時期のうちの少なくとも一方の補正量又は補正結果を所定の補正ガード値で制限することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のノッキング抑制制御装置。  The internal combustion engine according to claim 1, wherein the stratified combustion mode knocking suppression control means limits a correction amount or a correction result of at least one of an ignition timing and a fuel injection timing by a predetermined correction guard value. Knocking suppression control device. 前記成層２回噴射燃焼モード運転中に前記ノッキング検出手段でノッキングを検出したときに、吸気行程で噴射する燃料と圧縮行程で噴射する燃料の分配率（以下「燃料分配率」という）、吸気行程の燃料噴射時期、点火時期のうちの少なくとも１つ補正してノッキングを抑制する成層２回噴射燃焼モード用ノッキング抑制制御手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のノッキング抑制制御装置。Distribution ratio of fuel injected in the intake stroke and fuel injected in the compression stroke (hereinafter referred to as “fuel distribution ratio”), intake stroke when knocking is detected by the knock detection means during the stratified double injection combustion mode operation timing of fuel injection, at least one correction to an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a suppressing double injection stratified combustion mode for knocking suppression control means knocking out the ignition timing Knocking suppression control device.
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