JP4453187B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
Control device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP4453187B2 JP4453187B2 JP2000319469A JP2000319469A JP4453187B2 JP 4453187 B2 JP4453187 B2 JP 4453187B2 JP 2000319469 A JP2000319469 A JP 2000319469A JP 2000319469 A JP2000319469 A JP 2000319469A JP 4453187 B2 JP4453187 B2 JP 4453187B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- stratified
- knocking
- ignition timing
- injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、筒内噴射火花点火式内燃機関のように、圧縮行程での燃料噴射による成層リーン燃焼と吸気行程での燃料噴射による均質燃焼との間で燃焼形態を切り換える内燃機関においては、窒素酸化物(NOx )の排出量低減等を意図して、同機関の排気の一部を排気系から吸気系に再循環させるようにしたものが知られている。
【0003】
こうした内燃機関にあっては、排気系から吸気系に排気を流す排気再循環通路(EGR通路)にEGRバルブが設けられ、このEGRバルブを機関運転状態に応じて設定される要求開度へと制御することで再循環排気量(EGR量)が調節される。EGRバルブの要求開度は、NOx 排出量を低減するためにEGR量を均質燃焼時よりも成層リーン燃焼時で多くする必要があることから、成層リーン燃焼時よりも均質燃焼時の方が閉じ側の開度に設定される。
【0004】
従って、成層リーン燃焼運転中に均質燃焼への切換要求がなされると、EGRバルブの要求開度が成層リーン燃焼に対応した開度から均質燃焼に対応した開度へと変化し、この要求開度の変化に応じてEGRバルブが閉じ側に制御される。ただし、このようにEGRバルブを閉じ側に制御したとしても、しばらくの間はEGR通路等に残留する排気が引き続き吸気系に流れるため、切換直後の均質燃焼時にEGR量が要求される値よりも多くなって失火が生じ易くなる。
【0005】
そこで、例えば特開平8−189405号公報や特開平9−195839号公報に記載されるように、成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求に応じて、まずEGRバルブを均質燃焼時の要求開度へと閉じ側に制御し、その後に所定遅延時間が経過してから燃料噴射形態を圧縮行程噴射から吸気行程噴射へと切り換えて均質燃焼を実行することも考えられる。このように均質燃焼の実行を遅延させることで、燃焼形態が実際に均質燃焼へと切り換えられたときにEGR量が要求される値よりも過度に多くなって失火が生じ易くなるのを抑制することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記所定遅延時間が経過するまでの間は、成層リーン燃焼が行われているにも係わらず、EGRバルブが均質燃焼時の要求開度へと制御され、EGR量が成層リーン燃焼時に要求される値に対して不足する。このように成層リーン燃焼時にEGR量が不足するとNOx エミッションが悪化するため、上記のような所定遅延時間については可能な限り短い時間に設定することが好ましい。
【0007】
しかし、この所定遅延時間を短くし過ぎると、同所定時間経過後に燃焼形態が均質燃焼に切り換えられたとき、EGR量が均質燃焼時に要求される値まで少なくなっておらず、EGR量の過多により失火が生じてドライバビリティが悪化するおそれがある。
【0008】
このように、ドライバビリティやNOx エミッションがそれぞれ最適な状態となるよう上記所定遅延時間を設定しようとしても、この所定遅延時間を短くするとドライバビリティに関して不利になり、同所定遅延時間を長くするとNOx エミッションに関して不利になるため、ドライバビリティの悪化抑制とNOx エミッションの悪化抑制との両立は困難なものとなっていた。
【0009】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、成層リーン燃焼から均質燃焼に切り換える際に、再循環排気量(EGR量)の過多に起因するドライバビリティ悪化の抑制と、EGR量の不足に起因するNOx エミッションの悪化抑制との両立を図ることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、排気系から吸気系に再循環する排気の量をEGRバルブの開度制御によって調節するとともに、圧縮行程での燃料噴射による成層リーン燃焼と吸気行程での燃料噴射による均質燃焼との間で燃焼形態が切り換えられる筒内噴射火花点火式内燃機関に適用され、成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求に基づき、燃料噴射形態を圧縮行程噴射から吸気行程噴射に切り換えて均質燃焼を実行する内燃機関の制御装置において、成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求がなされたとき、前記EGRバルブの開度を成層リーン燃焼時の要求開度から均質燃焼時の要求開度へと切り換えるバルブ制御手段と、前記切換要求に基づく圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切り換えに先立ち、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との両方による成層ストイキ燃焼を所定時間実行する燃焼制御手段とを備え、前記成層ストイキ燃焼のための吸気行程噴射と圧縮行程噴射とによる燃料噴射量は、それらの合計が混合気の空燃比を理論空燃比とする値になるよう調整されるようにした。
【0011】
成層ストイキ燃焼では、圧縮行程噴射によって点火プラグ周りに燃料が集められるため、排気が点火プラグ周りに過度に多く存在して失火が生じることは抑制され、この失火によってドライバビリティが悪化することも抑制される。また、成層ストイキ燃焼では、成層リーン燃焼時ほどNOx 排出量が多くならないため、排気再循環量の不足によるNOx エミッションの悪化が生じにくくなる。上記の構成によれば、こうした成層ストイキ燃焼が成層リーン燃焼から均質燃焼への切換過程で実行されるため、この切換過程においてドライバビリティの悪化抑制とNOx エミッションの悪化抑制との両立を図ることができる。
【0012】
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記燃焼制御手段は、前記バルブ制御手段によって前記EGRバルブの開度が成層リーン燃焼時の要求開度から均質燃焼時の要求開度へと切り換えられてから所定時間経過後に前記成層ストイキ燃焼を実行するものとした。
【0013】
上記の構成によれば、EGRバルブの開度が成層リーン燃焼時の要求開度から均質燃焼時の要求開度に切り換えられ、排気再循環量が均質燃焼に適した量へと変化する過程において成層ストイキ燃焼が実行される。このように成層ストイキ燃焼が行われるため、排気再循環量が上記のように変化する過程において、点火プラグ周りでの排気過多による失火を確実に抑制することができる。
【0014】
請求項3記載の発明では、請求項1又は2記載の発明において、前記成層ストイキ燃焼を実行したときにノッキングの生じる可能性が有るか否かを判断する判断手段と、前記判断手段によってノッキングの生じる可能性が有る旨判断されたときには、ノッキングの生じる可能性が無い旨判断されたときに比べ、前記成層ストイキ燃焼時の点火時期を遅角側に設定する点火時期設定手段とを更に備えた。
【0015】
成層ストイキ燃焼時には、点火プラグから離れた部分にも燃料濃度の比較的高い混合気が存在するため、その部分で異常燃焼が生じ易くなり、ノッキング耐性が劣るようになる。しかし、上記の構成によれば、成層ストイキ燃焼の実行時にノッキングが生じる可能性があるときには、成層ストイキ燃焼時の点火時期が遅角側に設定されることにより燃焼室内での温度上昇が抑制され、点火プラグから離れた部分での異常燃焼、及びそれに伴うノッキングの発生が抑制されるようになる。
【0016】
なお、成層ストイキ燃焼の実行時にノッキングの生じる可能性のある状況としては、例えば内燃機関の燃料としてオクタン価の低い燃料が用いられている場合があげられる。このような状況のとき、点火時期設定手段により設定される成層ストイキ燃焼時の点火時期は、内燃機関の燃料としてオクタン価の高い燃料が用いられている場合に比べて遅角側に設定される。
【0017】
請求項4記載の発明では、請求項3記載の発明において、前記点火時期設定手段は、前記成層ストイキ燃焼の実行時にノッキングの生じる可能性が有るとき、前記成層ストイキ燃焼時の点火時期を機関運転状態に基づき算出される点火時期遅角量の分だけ遅角側に設定するものとした。
【0018】
上記の構成によれば、成層ストイキ燃焼時における点火時期の遅角量を機関運転状態に応じて最適に設定することができ、点火時期を過度に遅角側に設定するのを抑制することができる。
【0019】
請求項5記載の発明では、請求項3又は4記載の発明において、内燃機関の点火時期は、成層リーン燃焼時若しくは均質燃焼時にノッキング発生の有無に応じて増減する補正値によってノッキングが抑制されるよう進角側若しくは遅角側に補正されるものであって、前記判断手段は、前記補正値を記憶した値である点火時期学習値の大きさに応じて、前記成層ストイキ燃焼の実行時にノッキングの生じる可能性が有るか否かを判断するものとした。
【0020】
点火時期学習値の大きさは成層リーン燃焼時若しくは均質燃焼時にノッキング発生の有無に応じて変化することから、点火時期学習値はノッキングが発生する可能性の大きさに対応したパラメータとなる。上記の構成によれば、この点火時期学習値の大きさに応じて成層ストイキ燃焼の実行時にノッキングの生じる可能性があるか否かが判断されるため、当該判断を的確なものとすることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車に搭載される筒内噴射火花点火式エンジンに適用した一実施形態を図1〜図5に従って説明する。
【0022】
図1に示されるエンジン11は、吸気通路32及び排気通路33が接続された燃焼室16内に直接燃料を噴射供給する燃料噴射弁40と、燃焼室16内の混合気に対し点火を行って混合気を燃焼させる点火プラグ41とを備えている。そして、燃焼室16内での混合気の燃焼に基づきエンジン11のピストン12が往復移動し、この往復移動がコネクティングロッド13によってクランクシャフト14の回転へと変換される。また、燃焼室16内で燃焼した後の混合気は、排気として排気通路33に送り出される。
【0023】
エンジン11の吸気通路32及び排気通路33には、排気通路33内の排気の一部を吸気通路32に流すEGR通路42が接続されている。EGR通路42を通じて排気通路33から吸気通路32に再循環される排気の量(EGR量)は、EGR通路42に設けられたEGRバルブ43の開度を制御することによって調節される。そして、上記のような排気の再循環を行うことにより、燃焼温度が下がって窒素酸化物(NOx )の生成が抑制され、エンジン11のNOx エミッションが低減される。
【0024】
また、エンジン11の吸気通路32において、その下流端に近い部分は二つに分岐した状態で燃焼室16に接続され、分岐した一方の吸気通路32には燃焼室16内におけるガスの流動状態を変更するための気流制御弁48が設けられている。そして、気流制御弁48が開かれると吸気通路32の空気流通面積が大きくなってエンジン11の吸気抵抗が低減され、気流制御弁48が閉じられると吸気通路32の空気流通面積が小さくなって燃焼室16に吸入される空気の流速が早くなる。
【0025】
このように構成されたエンジン11の各種運転制御、即ち燃料噴射制御、点火時期制御、EGR制御、気流制御弁の開閉制御といった制御は、電子制御装置(以下、ECU92という)92によって行われる。ECU92には、上記燃料噴射弁40及びEGRバルブ43が接続されるとともに、エンジン11でのノッキング発生の有無を検出するノックセンサ11c、クランクシャフト14の回転に対応したパルス状の信号を出力するクランクポジションセンサ14c、自動車のアクセルペダル25の踏込量(アクセル踏込量ACCP)を検出するためのアクセルポジションセンサ26、吸気通路32においてスロットルバルブ(図示せず)よりも下流側の圧力(吸気圧PM)を検出するためのバキュームセンサ36、点火プラグ41の点火時期を制御するイグナイタ41a、及び気流制御弁48を開閉するアクチュエータ49等が接続されている。
【0026】
ECU92は、混合気の燃焼形態をエンジン運転状態に応じて成層リーン燃焼と均質燃焼との間で切り換える。成層リーン燃焼運転では、圧縮行程での燃料噴射により点火プラグ41周りのみに可燃混合気が存在した状態で混合気の燃焼が行われるため、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンとして燃費を改善することが可能になる。また、均質燃焼運転では、吸気行程での燃料噴射により燃料が空気に対して均等に混合された状態で混合気の燃焼が行われるため、混合気全体の燃料濃度を高めて高出力を得ることが可能になる。
【0027】
こうした成層リーン燃焼と均質燃焼とでは燃焼室16内での混合気の形態が互いに異なるため、エンジン運転状態が同一である条件のもとでも、それぞれの燃焼形態に適した燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及びEGRバルブ43の開度等は互いに異なるものとなる。従って、ECU92は、実行される燃焼形態に適した燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、及びEGRバルブ43の開度等が得られるよう、燃料噴射弁40、イグナイタ41a、及びEGRバルブ43等を制御する。
【0028】
そして、燃焼形態の切り換えに対応したEGRバルブ43の開度の切り換えは、ECU92を通じて設定されるEGR用モードMODE1の値、例えば「0(成層リーン燃焼)」、「1(均質燃焼)」のように設定される値に応じて行われる。また、燃焼形態の切り換えに対応した燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期の切り換えは、ECU92を通じて設定される噴射・点火用モードMODE2の値、例えば上記と同じく「0(成層リーン燃焼)」、「1(均質燃焼)」のように設定される値に応じて行われる。
【0029】
ここで、燃焼形態を成層リーン燃焼から均質燃焼に切り換える手順の概要について図2(a)〜(c)のタイムチャートを参照して説明する。なお、図2において、(a)及び(b)はEGR用モードMODE1及び噴射・点火用モードMODE2の切換態様を示すものであり、(c)はEGRバルブ43の開度の切換態様を示すものである。
【0030】
成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求が有ると、ECU92は、EGR用モードMODE1を図2(a)に示すように「0」から「1」へと切り換え、その後に所定の時間t1が経過した時点で噴射・点火用モードMODE2を図2(b)に示すように「0」から「1」に切り換える。
【0031】
EGR用モードMODE1が「0」から「1」へと切り換えられると、ECU92は、図2(c)に示されるようにEGRバルブ43の開度を成層リーン燃焼時の要求開度から均質燃焼時の要求開度に制御する。EGRバルブ43の要求開度は均質燃焼時に比べて成層リーン燃焼時に大となるが、これは均質燃焼時よりも成層リーン燃焼時にNOx 排出量が多くなる傾向があり、こうした傾向をとるNOx 排出量を的確に低減するためである。従って、成層リーン燃焼から均質燃焼に切り換えられる際には、EGRバルブ43の開度が閉じ側に変化してEGR量が徐々に少なくなる。
【0032】
一方、噴射・点火用モードMODE2が「1」であるときには、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期が均質燃焼時に適した状態とされる。これにより、吸気行程で所定量の燃料噴射が行われるとともに、燃料が空気に均等に混合した状態の混合気に対し点火が行われ、同混合気が燃焼するようになる。こうした均質燃焼をEGRバルブ43の開度が均質燃焼時の要求開度に切り換えた直後に実行した場合、EGRバルブ43の開度の切り換えに対しEGR量が減少するのに応答遅れがあることから、切換直後の均質燃焼時にはEGRが過多になって失火が生じるおそれがある。
【0033】
そのため、このような失火を抑制する手法として、EGRバルブ43の開度の切り換えに対し、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期の切り換えを所定時間だけ遅らせることが考えられる。ただし、この場合、上記所定時間が経過するまでの間は成層リーン燃焼が続いているにも係わらず、EGR量が均質燃焼時に適した値に向けて徐々に減少するため、EGR量の不足によるNOx エミッションの悪化は避けられない。
【0034】
NOx エミッションの観点からすれば、上記所定時間を可能な限り短く設定することが好ましいが、この所定時間を短くし過ぎると上記のような失火が生じてドライバビリティが悪化してしまう。従って、ドライバビリティやNOx エミッションをそれぞれ最適な状態となるよう上記所定時間を設定しようとしても、同所定時間の長短に伴いドライバビリティとNOx エミッションとのいずれが不利になるため、ドライバビリティの悪化抑制とNOx エミッションの悪化抑制との両立を図ることは困難であった。
【0035】
こうした実情を鑑み、本実施形態では、噴射・点火用モードMODE2が「0」から「1」に切り換えられたとき、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との両方による成層ストイキ燃焼を実行し、それを所定時間続けた後に吸気行程噴射による均質燃焼を実行する。
【0036】
上記のような成層ストイキ燃焼では、圧縮行程噴射により点火プラグ41周りに燃料が集められるため、EGR量が過多であっても排気が点火プラグ41周りに過度に多く存在して失火に繋がることは抑制される。また、成層ストイキ燃焼では、成層リーン燃焼時ほどNOx 排出量が多くならないため、EGR量の不足に伴うNOx エミッションの悪化が生じにくくなる。こうした成層ストイキ燃焼が成層リーン燃焼から均質燃焼への切換過程で実行されるため、この切換過程においてドライバビリティの悪化抑制とNOx エミッションの悪化抑制との両立を図ることができるようになる。
【0037】
次に、燃焼形態を成層リーン燃焼から均質燃焼へと切り換える手順の詳細について、燃焼形態切換ルーチンを示す図3及び図4のフローチャートを参照して説明する。この燃焼形態切換ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【0038】
燃焼形態切換ルーチンの処理として、まず成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求が有った直後が否かが判断される(S101)。そして、当該切換要求が有った直後であれば、EGR用モードMODE1が「0(成層リーン燃焼)」から「1(均質燃焼)」に切り換えられるとともに、気流制御弁48を開弁状態に固定すべくアクチュエータ49が制御される(S102,S103)。なお、ここで気流制御弁48を開弁状態に固定するのは、成層リーン燃焼は気流制御弁48の閉弁による燃焼室16内のガス流の助けをかりることなく実行されるものであり、燃焼形態を切り換える際にはトルクショック抑制の観点から燃焼室16内でのガスの流動状態を変更しない方が好ましいためである。
【0039】
EGR用モードMODE1が「1」に切り換えられると、EGRバルブ43の開度が成層リーン燃焼時の要求開度から均質燃焼時の要求開度へと閉じ側に制御される(S104,S105)。そして、EGR用モードMODE1が「1」になってから時間t1が経過した時点であるか否かが判断され(S106)、肯定判定であれば噴射・点火用モードMODE2が「0(成層リーン燃焼)」から「1(均質燃焼)」に切り換えられる(S107)。この噴射・点火用モードMODE2が「0」である間は、圧縮行程噴射による成層リーン燃焼が実行された状態となっている。更に、ステップS107の処理が実行された後、成層ストイキ燃焼を実行するか否かの判断に用いられる成層ストイキフラグFが「1(実行)」に設定される(S108)。
【0040】
成層ストイキ燃焼は、後述する成層ストイキ燃焼実行ルーチン(図5)に基づき、成層ストイキフラグFに応じて実行又は停止される。即ち、噴射・点火用モードMODE2が「0」から「1」に切り換えられることに基づき、成層ストイキフラグFが図2(d)に示されるように「1(実行)」に設定されると、圧縮行程噴射と吸気行程噴射との両方による成層ストイキ燃焼が開始される。従って、成層ストイキ燃焼は、成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求に基づき、EGRバルブ43の開度が均質燃焼時の要求開度に切り換えられてから時間t1が経過した後に実行されるようになる。
【0041】
噴射・点火用モードMODE2が「1」に切り換えられると、噴射・点火用モードMODE2が「1」になってから所定の時間t2が経過した時点であるか否かが判断され(S109,S110)、肯定判定であれば気流制御弁48の開弁状態での固定が解除される(S111)。こうした気流制御弁48の固定解除が行われたとき、エンジン運転状態が気流制御弁48を閉弁することが好ましい運転領域にあれば、ECU92を通じたアクチュエータ49の駆動制御によって気流制御弁48が図2(e)に示されるように閉弁される。
【0042】
更に、噴射・点火用モードMODE2が「1」であるときには、噴射・点火用モードMODE2が「1」になってから所定の時間t3(t3>t2)が経過したか否かが判断される(S112)。そして、この時間t3が経過した旨判断されると、成層ストイキフラグFが「0(停止)」に設定される(S113)。こうして成層ストイキフラグFが図2(d)に示されるように「1」から「0」に切り換えられると、後述する成層ストイキ燃焼実行ルーチン(図5)に基づき成層ストイキ燃焼が停止される。なお、上記時間t3は、上記時間t2が経過した時点で気流制御弁48の開閉状態が変化した場合に、それ伴う燃焼室16内でのガス流動状態の変動が収束するのに必要な時間以上に設定される。
【0043】
このように成層ストイキ燃焼が停止されると、噴射・点火用モードMODE2が「1(均質燃焼)」であることに基づき吸気行程噴射による均質燃焼が開始される。従って、成層ストイキ燃焼は、燃料噴射形態が成層リーン燃焼を行うための圧縮行程噴射から均質燃焼を行うための吸気行程噴射への切り換えに先立って実行されることとなる。
【0044】
次に、成層ストイキ燃焼を実行する手順について、成層ストイキ燃焼実行ルーチンを示す図5のフローチャートを参照して説明する。この成層ストイキ燃焼実行ルーチンは、ECU92を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【0045】
成層ストイキ燃焼実行ルーチンの処理として、まず成層ストイキフラグFが「1(実行)」であるか否かが判断される(S201)。そして、肯定判定であれば成層ストイキ燃焼を行うためのステップS202以降の処理が実行され、否定判定であれば一連の処理が一旦終了される。従って、成層ストイキ燃焼は、成層ストイキフラグFが「1」であるときに実行され、同フラグFが「0」であるときに停止されるようになる。
【0046】
成層ストイキフラグFが「1」である旨判断されると、吸気行程と圧縮行程との両方で燃料噴射が行われる(S202)。この吸気行程噴射と圧縮行程噴射とによる燃料噴射噴射量は、それらの合計が例えば混合気の空燃比を理論空燃比とする値になるよう調整される。また、圧縮行程噴射の燃料噴射時期は例えば実験によって予め定められる所定の時期とされ、吸気行程噴射の燃料噴射時期は例えば均質燃焼時の吸気行程噴射と同じ時期にされる。その後、成層ストイキ燃焼時の点火時期を制御するためのステップS203以降の処理が実行される。
【0047】
成層ストイキ燃焼時における点火時期の制御には、エンジン運転状態に応じてマップから算出される点火時期指令値SAtが用いられる。この点火時期指令値SAtは、クランクポジションセンサ14cの検出信号から求められるエンジン回転数NEと、最大機関負荷に対する現在の負荷割合を示す値である負荷率KLとに基づきマップを参照して算出される。こうしたマップとしては、気流制御弁48の開弁時に対応したものと閉弁時に対応したものとの二種類が用意され、例えば均質燃焼時に気流制御弁48の開閉状態に対応した均質燃焼用の点火時期指令値を算出するための二種類のマップがそのまま用いられる。
【0048】
従って、成層ストイキ燃焼時には、均質燃焼時に用いられる二種類のマップのうちから気流制御弁48の開閉状態に対応したマップが選択され、このマップを参照してエンジン回転数NE及び負荷率KLに応じた成層ストイキ燃焼時の点火時期指令値SAtが設定される(S203)。なお、負荷率KLは、バキュームセンサ36の検出信号から求められる吸気圧PMやアクセルポジションセンサ26の検出信号から求められるアクセル踏込量ACCPなど、エンジン11の吸入空気量に対応するパラメータと、エンジン回転数NEとに基づき算出される。
【0049】
ところで、成層ストイキ燃焼時には、燃焼室16内の点火プラグ41から離れた位置に吸気行程噴射による燃料が分布して比較的燃料濃度の高い混合気が存在することから、その位置で異常燃焼が発生し易くなり、ノッキング耐性が劣るようになる。従って、エンジン11の燃料としてオクタン価の低いものを使用しているときなどには、オクタン価の高い燃料を使用しているときに比べてノッキングが生じ易くなる。
【0050】
ステップS204〜S206の処理では、使用燃料がオクタン価の低いものか否かなど、成層ストイキ燃焼時にノッキングが生じる可能性が有るか否かを判断し、その可能性があれば点火時期指令値SAtを遅角側の値に再設定してノッキング発生を抑制する。成層ストイキ燃焼時におけるノッキング発生の可能性の有無は、成層リーン燃焼若しくは均質燃焼時にノッキング発生を抑制すべく増減する点火時期の補正量Hを記憶した値である学習値RTDを用いて判断される。
【0051】
ここで、成層リーン燃焼時及び均質燃焼時でのノッキング抑制のための点火時期制御について説明する。
成層リーン燃焼時及び均質燃焼時には、エンジン運転状態に応じて算出される点火時期指令値に基づき点火時期が制御されるが、これら点火時期指令値はノッキング発生の有無に応じて増減する補正量Hによって補正される。そして、ノッキング発生が有る場合には補正量Hが大きくされて点火時期指令値が遅角側に補正され、ノッキング発生が無い場合には補正量Hが小さくされて点火時期指令値が進角側に補正される。このようにノッキング発生に伴い点火時期を遅角側に補正することで、燃焼室16内の温度上昇が抑制されて異常燃焼によるノッキングの発生が抑制される。
【0052】
上記のように成層リーン燃焼時に増減する補正量H、及び均質燃焼時に増減する補正量Hのそれぞれは、所定条件のもとで学習値RTDとしてECU92の記憶部に記憶される。これら学習値RTDは成層リーン燃焼時若しくは均質燃焼時にノッキングが多発するほど大きい値になるため、これらの学習値RTDが大きいほど成層ストイキ燃焼の実行時にノッキングが発生する可能性は高くなる。従って、学習値RTDの大きさに基づき、成層ストイキ燃焼の実行時にノッキングの発生する可能性が有るか否かを判断することができる。
【0053】
そして、成層ストイキ燃焼を実行するときには、ノッキングの発生する可能性があるか否かを、上記学習値RTDが所定値a以上か否かに基づき判断する(S204)。この学習値RTDが所定値a以上であって成層ストイキ燃焼時にノッキングの発生する可能性が有る旨判断されると、負荷率KL及びエンジン回転数NEに基づき点火時期遅角量Rが算出され(S205)、ステップS203の処理で設定された点火時期指令値SAtが点火時期遅角量Rの分だけ遅角側に再設定される(S206)。一方、学習値RTDが所定値a未満であって成層ストイキ燃焼時にノッキングの発生する可能性は無い旨判断された場合には、上記のような点火時期指令値SAtの再設定が行われることはない。
【0054】
成層ストイキ燃焼時においては、こうして設定された点火時期指令値SAtに基づきイグナイタ41aを駆動するこことで点火時期が制御される(S207)。成層ストイキ燃焼時の点火時期は、図2(f)に示されるように気流制御弁48の開閉状態に応じて変化するとともに、ノッキングの発生する可能性がある場合(二点鎖線)には、ノッキングの発生する可能性の無い場合(実線)に比べて遅角側に設定される。そして、このような点火時期の遅角量(図中の二点鎖線と実線との幅)は、負荷率KLとエンジン回転数NEとに応じて最適となるようにされる。
【0055】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求に基づき、燃料噴射形態が成層リーン燃焼のための圧縮行程噴射から均質燃焼のための吸気行程噴射に切り換えられるのに先立ち、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との両方による成層ストイキ燃焼が所定時間(時間t3の間)実行される。成層ストイキ燃焼時には、圧縮行程噴射により点火プラグ41周りに燃料が集められることからEGR量の過多に伴う失火が抑制されるとともに、成層リーン燃焼時ほどNOx 排出量が多くならないためにEGR量の不足に伴うNOx エミッション悪化や燃焼音増大が起こりにくくなる。こうした成層ストイキ燃焼が成層リーン燃焼から均質燃焼への切換過程で実行されるため、この切換過程においてドライバビリティ悪化の抑制と、EGRの不足に伴うNOx エミッション悪化や燃焼音増大の抑制とを両立することができる。
【0056】
(2)また、成層ストイキ燃焼は、成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求があってから所定時間(時間t1)経過後に実行される。そのため、EGRバルブ43の開度が成層リーン燃焼時の要求開度から均質燃焼時の要求開度へと閉じ側に切り換えられ、EGR量が均質燃焼時に適した値へと減少する過程で成層ストイキ燃焼が実行される。このように成層ストイキ燃焼が実行されるため、EGR量が均質燃焼時に適した値へと減少する過程において、点火プラグ41周りでの排気過多による失火を確実に抑制することができる。
【0057】
(3)成層ストイキ燃焼時には、吸気行程噴射により燃焼室16内の点火プラグ41から離れた部分にも比較的燃料濃度の高い混合気が存在するため、その部分で異常燃焼が生じ易くなり、ノッキング耐性が劣るようになる。しかし、成層ストイキ燃焼を実行するとき、ノッキングの発生する可能性が有る場合には、この可能性が無い場合に比べて点火時期が遅角側に設定され、燃焼室16内の温度上昇の抑制が図られる。そのため、例えばエンジン11の燃料としてオクタン価の低いものを使用しているときなど、ノッキングの発生し易い状況で成層ストイキ燃焼を実行する場合でも、点火プラグ41から離れた部分での異常燃焼、及びそれに伴うノッキングの発生を的確に抑制することができる。
【0058】
(4)上記のような成層ストイキ燃焼時での点火時期の遅角量は、負荷率KL及びエンジン回転数NEといったエンジン運転状態に応じて設定される。そのため、上記遅角量をエンジン運転状態に応じて最適に設定することができ、成層ストイキ燃焼時の点火時期を過度に遅角側に設定してまうのを抑制することができる。
【0059】
(5)成層ストイキ燃焼が実行されるときにノッキングの発生する可能性が有るか否かは、成層リーン燃焼時若しくは均質燃焼時でのノッキング発生の有無に応じて増減する点火時期の補正量Hを記憶した値である学習値RTDの大きさに基づき判断される。この学習値RTDは、成層リーン燃焼時若しくは均質燃焼時でのノッキング発生の有無に応じて変化することから、ノッキングが発生する可能性の大きさに対応したパラメータとなる。従って、この学習値RTDの大きさに基づいて成層ストイキ燃焼を実行するときにノッキングの発生する可能性が有るか否かを判断することにより、当該判断を的確なものとすることができる。
【0060】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・成層ストイキ燃焼時にノッキング抑制のために点火時期を遅角側に設定する際の遅角量を、必ずしも負荷率KL及びエンジン回転数NEといったエンジン運転状態に応じて設定する必要はない。例えば、的確にノッキング発生を抑制可能な一定の遅角量によって、成層ストイキ燃焼時の点火時期を遅角側に設定することも考えられる。
【0061】
・成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求があってから所定時間(時間t1)が経過した後に成層ストイキ燃焼を開始するのではなく、例えば上記切換要求があったときに成層ストイキ燃焼を開始してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のエンジン制御装置が適用されるエンジン全体を示す略図。
【図2】成層リーン燃焼から均質燃焼への切り換えに伴う、EGR用モード、噴射・点火用モード、EGRバルブの開度、成層ストイキフラグ、気流制御弁、及び点火時期の切換態様を示すタイムチャート。
【図3】成層リーン燃焼から均質燃焼に燃焼形態を切り換える手順を示すフローチャート。
【図4】成層リーン燃焼から均質燃焼に燃焼形態を切り換える手順を示すフローチャート。
【図5】成層ストイキ燃焼を実行する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
11…エンジン、11c…ノックセンサ、14c…クランクポジションセンサ、25…アクセルペダル、26…アクセルポジションセンサ、32…吸気通路、33…排気通路、36…バキュームセンサ、40…燃料噴射弁、41…点火プラグ、41a…イグナイタ、42…EGR通路、43…EGRバルブ、92…電子制御装置(ECU)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an internal combustion engine that switches the combustion mode between stratified lean combustion by fuel injection in a compression stroke and homogeneous combustion by fuel injection in an intake stroke, such as an in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine, nitrogen oxidation It is known that a part of the exhaust of the same engine is recirculated from the exhaust system to the intake system in order to reduce the amount of emission of NOx (NOx).
[0003]
In such an internal combustion engine, an EGR valve is provided in an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) through which exhaust gas flows from the exhaust system to the intake system, and the EGR valve is set to a required opening set according to the engine operating state. By controlling, the recirculation exhaust amount (EGR amount) is adjusted. Since the required opening of the EGR valve needs to be increased during stratified lean combustion than during homogeneous combustion in order to reduce NOx emissions, it is more closed during homogeneous combustion than during stratified lean combustion. Set to the opening on the side.
[0004]
Therefore, when a request for switching to homogeneous combustion is made during the stratified lean combustion operation, the required opening of the EGR valve changes from the opening corresponding to stratified lean combustion to the opening corresponding to homogeneous combustion. The EGR valve is controlled to the closing side according to the change in the degree. However, even if the EGR valve is controlled to be closed as described above, the exhaust gas remaining in the EGR passage or the like continues to flow into the intake system for a while, so that the EGR amount is less than the required value during homogeneous combustion immediately after switching. Increasing misfire is likely.
[0005]
Therefore, for example, as described in JP-A-8-189405 and JP-A-9-195839, in response to a request for switching from stratified lean combustion to homogeneous combustion, first, the EGR valve is set to a required opening during homogeneous combustion. It is also conceivable to perform the homogeneous combustion by switching the fuel injection mode from the compression stroke injection to the intake stroke injection after a predetermined delay time elapses thereafter. By delaying the execution of the homogeneous combustion in this way, it is possible to suppress the possibility that misfire is likely to occur because the EGR amount is excessively larger than the required value when the combustion mode is actually switched to the homogeneous combustion. be able to.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, until the predetermined delay time elapses, the stratified lean combustion is performed, but the EGR valve is controlled to the required opening degree during the homogeneous combustion, and the EGR amount is required during the stratified lean combustion. Insufficiency against the value to be generated. In this way, if the EGR amount is insufficient during stratified lean combustion, NOx emission deteriorates. Therefore, it is preferable to set the predetermined delay time as short as possible.
[0007]
However, if the predetermined delay time is too short, when the combustion mode is switched to homogeneous combustion after the lapse of the predetermined time, the EGR amount does not decrease to the value required at the homogeneous combustion, and the EGR amount is excessive. Misfire may occur and drivability may deteriorate.
[0008]
As described above, even if the predetermined delay time is set so that drivability and NOx emission are optimal, reducing the predetermined delay time is disadvantageous in terms of drivability, and increasing the predetermined delay time results in NOx emission. Therefore, it has been difficult to achieve both reduction in drivability and NOx emissions.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to suppress deterioration in drivability due to excessive recirculation exhaust amount (EGR amount) when switching from stratified lean combustion to homogeneous combustion. Another object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can achieve both the suppression of deterioration of NOx emission caused by an insufficient EGR amount.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the invention, the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust system to the intake system is adjusted by controlling the opening of the EGR valve, and stratified lean combustion by fuel injection in the compression stroke is performed. Applied to in-cylinder injection spark-ignition internal combustion engines, where the combustion mode is switched between homogeneous combustion by fuel injection in the intake stroke, and the fuel injection mode is compression stroke injection based on a request to switch from stratified lean combustion to homogeneous combustion In the control device for an internal combustion engine that performs homogeneous combustion by switching from intake stroke injection to intake stroke injection, when a request for switching from stratified lean combustion to homogeneous combustion is made, the opening degree of the EGR valve is changed from the requested opening degree during stratified lean combustion. Prior to switching from the compression stroke injection to the intake stroke injection based on the switching request, the intake stroke is switched to the required opening degree during homogeneous combustion. It includes both the stratified stoichiometric combustion by the morphism and the compression stroke injection and combustion control means for executing a predetermined timeThe fuel injection amount by the intake stroke injection and the compression stroke injection for the stratified stoichiometric combustion is adjusted so that the sum thereof becomes a value in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the stoichiometric air-fuel ratio.
[0011]
In stratified stoichiometric combustion, fuel is collected around the spark plug by compression stroke injection, so it is possible to suppress the occurrence of misfire due to an excessive amount of exhaust gas around the spark plug, and to suppress the deterioration of drivability due to this misfire. Is done. In stratified stoichiometric combustion, NOx emissions do not increase as much as during stratified lean combustion, and therefore, NOx emissions are less likely to deteriorate due to insufficient exhaust gas recirculation. According to the above configuration, since the stratified stoichiometric combustion is performed in the switching process from the stratified lean combustion to the homogeneous combustion, it is possible to achieve both suppression of drivability deterioration and NOx emission deterioration in the switching process. it can.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the combustion control means is configured such that the valve control means causes the opening degree of the EGR valve to change from a required opening degree during stratified lean combustion to a required opening degree during homogeneous combustion. The stratified stoichiometric combustion is performed after a predetermined time has elapsed since switching to the above.
[0013]
According to the above configuration, in the process in which the opening degree of the EGR valve is switched from the required opening degree in stratified lean combustion to the required opening degree in homogeneous combustion, and the exhaust gas recirculation amount changes to an amount suitable for homogeneous combustion. Stratified stoichiometric combustion is performed. Since stratified stoichiometric combustion is performed in this manner, misfire due to excessive exhaust around the spark plug can be reliably suppressed in the process in which the exhaust gas recirculation amount changes as described above.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a determination means for determining whether or not there is a possibility of knocking when the stratified stoichiometric combustion is performed, and the determination means And an ignition timing setting means for setting the ignition timing at the time of the stratified stoichiometric combustion to a retarded angle side when compared with the time when it is determined that there is no possibility of occurrence of knocking. .
[0015]
At the time of stratified stoichiometric combustion, an air-fuel mixture having a relatively high fuel concentration exists also in a part away from the spark plug, so abnormal combustion is likely to occur in that part, and knocking resistance becomes poor. However, according to the above configuration, when there is a possibility that knocking may occur during the execution of stratified stoichiometric combustion, the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion is set to the retard side, thereby suppressing the temperature rise in the combustion chamber. Thus, abnormal combustion at a portion away from the spark plug and the occurrence of knocking associated therewith are suppressed.
[0016]
An example of a situation where knocking may occur during the execution of stratified stoichiometric combustion is a case where a fuel having a low octane number is used as a fuel for an internal combustion engine. In such a situation, the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion set by the ignition timing setting means is set on the retarded side as compared with the case where fuel having a high octane number is used as the fuel for the internal combustion engine.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the ignition timing setting means determines the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion when there is a possibility that knocking may occur during execution of the stratified stoichiometric combustion. The ignition timing retard amount calculated based on the state is set to the retard side.
[0018]
According to the above configuration, the retard amount of the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion can be optimally set according to the engine operating state, and it is possible to suppress the ignition timing from being excessively retarded. it can.
[0019]
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 3 or 4, wherein the ignition timing of the internal combustion engine is suppressed by a correction value that increases or decreases depending on whether knocking occurs during stratified lean combustion or homogeneous combustion. The determination means is knocked during execution of the stratified stoichiometric combustion according to the magnitude of the ignition timing learning value that is a value stored with the correction value. It was decided to determine whether or not there is a possibility of occurrence.
[0020]
Since the magnitude of the ignition timing learning value varies depending on whether knocking occurs during stratified lean combustion or homogeneous combustion, the ignition timing learning value is a parameter corresponding to the magnitude of the possibility of knocking. According to the above configuration, since it is determined whether or not there is a possibility of knocking during the execution of stratified stoichiometric combustion according to the magnitude of the ignition timing learned value, the determination may be made accurate. it can.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an in-cylinder injection spark ignition engine mounted on an automobile will be described with reference to FIGS.
[0022]
The
[0023]
Connected to the
[0024]
Further, in the
[0025]
Various operation controls of the
[0026]
The
[0027]
In such stratified lean combustion and homogeneous combustion, since the form of the air-fuel mixture in the
[0028]
The switching of the opening degree of the
[0029]
Here, an outline of a procedure for switching the combustion mode from stratified lean combustion to homogeneous combustion will be described with reference to the time charts of FIGS. 2A and 2B show switching modes of the EGR mode MODE1 and the injection / ignition mode MODE2, and FIG. 2C shows the switching mode of the opening degree of the
[0030]
When there is a request for switching from stratified lean combustion to homogeneous combustion, the
[0031]
When the EGR mode MODE1 is switched from “0” to “1”, the
[0032]
On the other hand, when the injection / ignition mode MODE2 is “1”, the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing are in a state suitable for homogeneous combustion. As a result, a predetermined amount of fuel is injected during the intake stroke, ignition is performed on the air-fuel mixture in a state where the fuel is evenly mixed with air, and the air-fuel mixture is combusted. When such homogeneous combustion is executed immediately after the opening degree of the
[0033]
Therefore, as a technique for suppressing such misfire, it is conceivable to delay the switching of the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing by a predetermined time with respect to the switching of the opening degree of the
[0034]
From the viewpoint of NOx emission, it is preferable to set the predetermined time as short as possible. However, if the predetermined time is set too short, misfire as described above occurs and drivability deteriorates. Therefore, even if you try to set the above-mentioned predetermined time so that drivability and NOx emissions are optimal, both the drivability and NOx emissions will be disadvantageous as the predetermined time increases and decreases, and drivability deterioration will be suppressed. It was difficult to achieve a balance between NOx emissions and deterioration of NOx emissions.
[0035]
In view of such circumstances, in the present embodiment, when the injection / ignition mode MODE2 is switched from “0” to “1”, stratified stoichiometric combustion is performed by both the intake stroke injection and the compression stroke injection. After continuing for a predetermined time, homogeneous combustion is performed by intake stroke injection.
[0036]
In the stratified stoichiometric combustion as described above, fuel is collected around the spark plug 41 by the compression stroke injection. Therefore, even if the EGR amount is excessive, an excessive amount of exhaust gas exists around the spark plug 41, leading to misfire. It is suppressed. In stratified stoichiometric combustion, NOx emissions do not increase as much as during stratified lean combustion, so that NOx emissions are less likely to deteriorate due to insufficient EGR. Since such stratified stoichiometric combustion is performed in the switching process from stratified lean combustion to homogeneous combustion, it is possible to achieve both suppression of drivability deterioration and suppression of NOx emission deterioration in this switching process.
[0037]
Next, details of the procedure for switching the combustion mode from stratified lean combustion to homogeneous combustion will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 3 and 4 showing the combustion mode switching routine. This combustion mode switching routine is executed, for example, by interruption at predetermined intervals through the
[0038]
As the process of the combustion mode switching routine, it is first determined whether or not there is a request for switching from stratified lean combustion to homogeneous combustion (S101). Immediately after the request for switching is made, the
[0039]
When the EGR mode MODE1 is switched to “1”, the opening degree of the
[0040]
The stratified stoichiometric combustion is executed or stopped according to the stratified stoichiometric flag F based on a stratified stoichiometric combustion execution routine (FIG. 5) described later. That is, based on the fact that the injection / ignition mode MODE2 is switched from “0” to “1”, the stratified stoichiometric flag F is set to “1 (execute)” as shown in FIG. Stratified stoichiometric combustion by both the compression stroke injection and the intake stroke injection is started. Therefore, the stratified stoichiometric combustion is executed after the time t1 has elapsed since the opening degree of the
[0041]
When the injection / ignition mode MODE2 is switched to “1”, it is determined whether or not a predetermined time t2 has elapsed since the injection / ignition mode MODE2 became “1” (S109, S110). If the determination is affirmative, the
[0042]
Furthermore, when the injection / ignition mode MODE2 is “1”, it is determined whether or not a predetermined time t3 (t3> t2) has elapsed since the injection / ignition mode MODE2 became “1” ( S112). When it is determined that the time t3 has elapsed, the stratified stoichiometric flag F is set to “0 (stop)” (S113). When the stratified stoichiometric flag F is switched from “1” to “0” as shown in FIG. 2D, the stratified stoichiometric combustion is stopped based on the stratified stoichiometric combustion execution routine (FIG. 5) described later. Note that the time t3 is equal to or longer than the time necessary for convergence of fluctuations in the gas flow state in the
[0043]
When the stratified stoichiometric combustion is stopped in this way, the homogeneous combustion by the intake stroke injection is started based on the injection / ignition mode MODE2 being “1 (homogeneous combustion)”. Therefore, the stratified stoichiometric combustion is executed prior to switching from the compression stroke injection for performing the stratified lean combustion to the intake stroke injection for performing the homogeneous combustion.
[0044]
Next, the procedure for executing the stratified stoichiometric combustion will be described with reference to the flowchart of FIG. 5 showing the stratified stoichiometric combustion execution routine. This stratified stoichiometric combustion execution routine is executed through the
[0045]
As processing of the stratified stoichiometric combustion execution routine, first, it is determined whether or not the stratified stoichiometric flag F is “1 (execution)” (S201). And if it is affirmation determination, the process after step S202 for performing stratified stoichiometric combustion will be performed, and if it is negative determination, a series of processes will be once complete | finished. Therefore, the stratified stoichiometric combustion is executed when the stratified stoichiometric flag F is “1”, and is stopped when the flag F is “0”.
[0046]
If it is determined that the stratified stoichiometric flag F is “1”, fuel injection is performed in both the intake stroke and the compression stroke (S202). The amount of fuel injection injected by the intake stroke injection and the compression stroke injection is adjusted so that the sum thereof becomes, for example, a value in which the air-fuel ratio of the mixture is the stoichiometric air-fuel ratio. Further, the fuel injection timing of the compression stroke injection is set to a predetermined timing determined in advance by experiments, for example, and the fuel injection timing of the intake stroke injection is set to the same timing as the intake stroke injection at the time of homogeneous combustion, for example. Thereafter, the processing after step S203 for controlling the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion is executed.
[0047]
For controlling the ignition timing during stratified stoichiometric combustion, an ignition timing command value SAt calculated from a map according to the engine operating state is used. This ignition timing command value SAt is calculated with reference to a map based on the engine speed NE obtained from the detection signal of the
[0048]
Accordingly, at the time of stratified stoichiometric combustion, a map corresponding to the open / closed state of the
[0049]
By the way, at the time of stratified stoichiometric combustion, fuel from the intake stroke injection is distributed at a position away from the spark plug 41 in the
[0050]
In the processing of steps S204 to S206, it is determined whether or not there is a possibility of knocking during stratified stoichiometric combustion, such as whether or not the fuel used has a low octane number. If there is such a possibility, the ignition timing command value SAt is set. Reset to the retarded value to suppress knocking. Whether or not knocking may occur during stratified stoichiometric combustion is determined using a learning value RTD that is a value that stores a correction amount H of the ignition timing that increases or decreases to suppress knocking during stratified lean combustion or homogeneous combustion. .
[0051]
Here, ignition timing control for suppressing knocking during stratified lean combustion and homogeneous combustion will be described.
At the time of stratified lean combustion and homogeneous combustion, the ignition timing is controlled based on the ignition timing command value calculated according to the engine operating state. The ignition timing command value is increased or decreased depending on whether knocking occurs or not. It is corrected by. Then, when knocking occurs, the correction amount H is increased and the ignition timing command value is corrected to the retard side, and when knocking does not occur, the correction amount H is decreased and the ignition timing command value is advanced. It is corrected to. In this way, by correcting the ignition timing to the retard side as knocking occurs, the temperature rise in the
[0052]
As described above, the correction amount H that increases or decreases during stratified lean combustion and the correction amount H that increases or decreases during homogeneous combustion are stored in the storage unit of the
[0053]
Then, when executing stratified stoichiometric combustion, it is determined whether or not there is a possibility of knocking based on whether or not the learning value RTD is equal to or greater than a predetermined value a (S204). When it is determined that the learning value RTD is equal to or greater than the predetermined value a and there is a possibility that knocking may occur during stratified stoichiometric combustion, an ignition timing retardation amount R is calculated based on the load factor KL and the engine speed NE ( In step S205, the ignition timing command value SAt set in step S203 is reset to the retard side by the ignition timing retard amount R (S206). On the other hand, when it is determined that the learning value RTD is less than the predetermined value a and there is no possibility of knocking during stratified stoichiometric combustion, the ignition timing command value SAt as described above is reset. Absent.
[0054]
During stratified stoichiometric combustion, the ignition timing is controlled by driving the
[0055]
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) Based on a request to switch from stratified lean combustion to homogeneous combustion, prior to switching the fuel injection mode from compression stroke injection for stratified lean combustion to intake stroke injection for homogeneous combustion, intake stroke injection and compression Stratified stoichiometric combustion with both stroke injection is performed for a predetermined time (during time t3). During stratified stoichiometric combustion, fuel is collected around the spark plug 41 by compression stroke injection, so misfire due to excessive EGR amount is suppressed, and NOx emissions do not increase as much as during stratified lean combustion, resulting in insufficient EGR amount. As a result, NOx emission deterioration and combustion noise increase are less likely to occur. Since this stratified stoichiometric combustion is performed in the switching process from stratified lean combustion to homogeneous combustion, both the suppression of drivability deterioration and the suppression of NOx emission deterioration and combustion noise increase due to EGR shortage are compatible. be able to.
[0056]
(2) Further, the stratified stoichiometric combustion is executed after a predetermined time (time t1) has elapsed since a request for switching from stratified lean combustion to homogeneous combustion is made. Therefore, the opening of the
[0057]
(3) At the time of stratified stoichiometric combustion, an air-fuel mixture having a relatively high fuel concentration exists also in a portion away from the spark plug 41 in the
[0058]
(4) The retardation amount of the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion as described above is set according to the engine operating state such as the load factor KL and the engine speed NE. Therefore, the retard amount can be optimally set according to the engine operating state, and the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion can be prevented from being excessively set to the retard side.
[0059]
(5) Whether or not knocking may occur when stratified stoichiometric combustion is performed is determined by an ignition timing correction amount H that increases or decreases depending on whether knocking occurs during stratified lean combustion or homogeneous combustion. Is determined based on the magnitude of the learning value RTD, which is a value stored as. Since the learning value RTD changes depending on whether knocking occurs during stratified lean combustion or homogeneous combustion, the learning value RTD is a parameter corresponding to the magnitude of the possibility of knocking. Therefore, the determination can be made accurate by determining whether or not there is a possibility of knocking when performing the stratified stoichiometric combustion based on the magnitude of the learned value RTD.
[0060]
In addition, this embodiment can also be changed as follows, for example.
The retard amount when the ignition timing is set to the retard side to suppress knocking during stratified stoichiometric combustion does not necessarily need to be set according to the engine operating state such as the load factor KL and the engine speed NE. For example, it is conceivable to set the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion to the retarded angle side by a certain retarded amount that can accurately suppress the occurrence of knocking.
[0061]
・ The stratified stoichiometric combustion is not started when a predetermined time (time t1) has elapsed since the request for switching from the stratified lean combustion to the homogeneous combustion has elapsed. May be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an entire engine to which an engine control apparatus of an embodiment is applied.
FIG. 2 is a time chart showing switching modes of an EGR mode, an injection / ignition mode, an EGR valve opening, a stratified stoichiometric flag, an air flow control valve, and an ignition timing in accordance with switching from stratified lean combustion to homogeneous combustion. .
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for switching the combustion mode from stratified lean combustion to homogeneous combustion.
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for switching the combustion mode from stratified lean combustion to homogeneous combustion.
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for executing stratified stoichiometric combustion.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
成層リーン燃焼から均質燃焼への切換要求がなされたとき、前記EGRバルブの開度を成層リーン燃焼時の要求開度から均質燃焼時の要求開度へと切り換えるバルブ制御手段と、
前記切換要求に基づく圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切り換えに先立ち、吸気行程噴射と圧縮行程噴射との両方による成層ストイキ燃焼を所定時間実行する燃焼制御手段と、
を備え、
前記成層ストイキ燃焼のための吸気行程噴射と圧縮行程噴射とによる燃料噴射量は、それらの合計が混合気の空燃比を理論空燃比とする値になるよう調整される
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。The amount of exhaust gas recirculated from the exhaust system to the intake system is adjusted by controlling the opening degree of the EGR valve, and the combustion mode between stratified lean combustion by fuel injection in the compression stroke and homogeneous combustion by fuel injection in the intake stroke Is applied to an in-cylinder injection spark ignition type internal combustion engine, and based on a request to switch from stratified lean combustion to homogeneous combustion, the fuel injection mode is switched from compression stroke injection to intake stroke injection to perform homogeneous combustion. In the control device,
Valve control means for switching the opening degree of the EGR valve from the required opening degree during stratified lean combustion to the required opening degree during homogeneous combustion when a switching request from stratified lean combustion to homogeneous combustion is made;
Combustion control means for executing stratified stoichiometric combustion by both intake stroke injection and compression stroke injection for a predetermined time prior to switching from compression stroke injection to intake stroke injection based on the switching request;
With
The fuel injection amount by the intake stroke injection and the compression stroke injection for the stratified stoichiometric combustion is adjusted so that the sum thereof becomes a value in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is the stoichiometric air-fuel ratio.
A control device for an internal combustion engine.
請求項1記載の内燃機関の制御装置。The combustion control means executes the stratified stoichiometric combustion after a predetermined time has elapsed since the opening degree of the EGR valve is switched from the required opening degree during stratified lean combustion to the required opening degree during homogeneous combustion by the valve control means. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1.
前記成層ストイキ燃焼を実行したときにノッキングの生じる可能性が有るか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によってノッキングの生じる可能性が有る旨判断されたときには、ノッキングの生じる可能性が無い旨判断されたときに比べ、前記成層ストイキ燃焼時の点火時期を遅角側に設定する点火時期設定手段と、
を更に備える内燃機関の制御装置。The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
Determining means for determining whether or not there is a possibility of knocking when the stratified stoichiometric combustion is performed;
Ignition timing setting for setting the ignition timing at the time of stratified stoichiometric combustion to the retarded side when the determination means determines that there is a possibility of knocking compared to when it is determined that there is no possibility of knocking Means,
An internal combustion engine control device further comprising:
請求項3記載の内燃機関の制御装置。When there is a possibility that knocking may occur during the execution of the stratified stoichiometric combustion, the ignition timing setting means retards the ignition timing at the stratified stoichiometric combustion by an ignition timing retarded amount calculated based on the engine operating state. 4. The control device for an internal combustion engine according to claim 3, wherein the control device is set on the side.
前記判断手段は、前記補正値を記憶した値である点火時期学習値の大きさに応じて、前記成層ストイキ燃焼の実行時にノッキングの生じる可能性が有るか否かを判断する
請求項3又は4記載の内燃機関の制御装置。The ignition timing of the internal combustion engine is corrected to the advance side or the retard side so that knocking is suppressed by a correction value that increases or decreases according to the presence or absence of knocking at the time of stratified lean combustion or homogeneous combustion,
The determination means determines whether or not there is a possibility of knocking during execution of the stratified stoichiometric combustion, according to the magnitude of an ignition timing learning value that is a value storing the correction value. The internal combustion engine control device described.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000319469A JP4453187B2 (en) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | Control device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000319469A JP4453187B2 (en) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | Control device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002130007A JP2002130007A (en) | 2002-05-09 |
JP4453187B2 true JP4453187B2 (en) | 2010-04-21 |
Family
ID=18797921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000319469A Expired - Fee Related JP4453187B2 (en) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | Control device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4453187B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002054486A (en) * | 2000-08-10 | 2002-02-20 | Honda Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
JP4063197B2 (en) | 2003-11-11 | 2008-03-19 | トヨタ自動車株式会社 | Injection control device for internal combustion engine |
DE102004043595B4 (en) * | 2004-09-06 | 2014-10-09 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating a direct injection internal combustion engine with an exhaust gas recirculation and apparatus for carrying out the method |
DE102005045858A1 (en) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Siemens Ag | Process for the regeneration of a NOx storage catalyst |
JP2017008839A (en) * | 2015-06-23 | 2017-01-12 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
-
2000
- 2000-10-19 JP JP2000319469A patent/JP4453187B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002130007A (en) | 2002-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6354264B1 (en) | Control system for self-ignition type gasoline engine | |
JP3233039B2 (en) | Control device for in-cylinder injection spark ignition internal combustion engine | |
JP5348242B2 (en) | Internal combustion engine control system | |
EP0824188B1 (en) | Control apparatus for an in-cylinder injection internal combustion engine | |
JP3569120B2 (en) | Combustion control device for lean burn internal combustion engine | |
JP3971004B2 (en) | Combustion switching control device for internal combustion engine | |
JP2007016685A (en) | Internal combustion engine control device | |
EP2514944B1 (en) | Control device for engine | |
JP3198957B2 (en) | Output fluctuation suppression control device for lean burn internal combustion engine | |
JP4178386B2 (en) | Control device for knocking suppression of internal combustion engine | |
WO2019230406A1 (en) | Control device of internal combustion engine and control method of internal combustion engine | |
JP2005214102A (en) | Control device of cylinder injection internal combustion engine | |
JP2003013784A (en) | Control device of direct injection spark ignition type internal combustion engine | |
JP2002047973A (en) | Fuel injection controller of direct injection engine | |
JP4453187B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP3845866B2 (en) | Fuel injection control device for in-cylinder internal combustion engine | |
JP4424248B2 (en) | In-cylinder injection internal combustion engine control device | |
JP3648864B2 (en) | Lean combustion internal combustion engine | |
JP5110119B2 (en) | Control device for multi-cylinder internal combustion engine | |
JP2010168931A (en) | Ignition timing control device for spark ignition type internal combustion engine | |
JP3677953B2 (en) | Fuel supply control device for internal combustion engine | |
JP4339599B2 (en) | In-cylinder injection internal combustion engine control device | |
JP4337247B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2007077842A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2006132399A (en) | Control device and control method for an engine with supercharger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090602 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090727 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100112 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100125 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4453187 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130212 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140212 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |