JP4366607B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、燃焼モードの切り替えが可能であるとともに可変バルブタイミング手段によりバルブオーバラップ量を変更可能な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine capable of switching a combustion mode and changing a valve overlap amount by a variable valve timing means.
近年、理論空燃比(ストイキ)よりも希薄側(リーン)の空燃比での燃焼が可能であって、運転状態に合わせて当該リーン燃焼モードと通常のストイキ燃焼モードとを切り替え可能な筒内噴射型内燃機関等の希薄燃焼内燃機関(リーンバーンエンジン)が知られている。
また、吸気バルブの開弁時期や排気バルブの閉弁時期を変更し、バルブオーバラップ量を変更可能な可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関も一般に知られている。なお、通常、当該バルブオーバラップ量は内燃機関の回転数と体積効率に基づくマップに応じて制御される。
In recent years, in-cylinder injection can be performed at a leaner (lean) air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), and can switch between the lean combustion mode and the normal stoichiometric combustion mode according to the operating state A lean burn internal combustion engine (lean burn engine) such as a type internal combustion engine is known.
An internal combustion engine having a variable valve timing mechanism that can change the valve overlap amount by changing the intake valve opening timing or the exhaust valve closing timing is also generally known. Normally, the valve overlap amount is controlled according to a map based on the rotational speed and volumetric efficiency of the internal combustion engine.
ここで、リーンバーンエンジンに可変バルブタイミング機構が備えられている場合、燃焼モードが切り替わると、トルクは維持されていても体積効率が変化するためバルブオーバラップ量も変更される。
一般には、体積効率の低いストイキ燃焼モードではバルブオーバラップ量は多く、体積効率の高いリーン燃焼モードではバルブオーバラップ量は少なく制御される。
Here, when the lean burn engine is provided with a variable valve timing mechanism, when the combustion mode is switched, the volumetric efficiency changes even if the torque is maintained, so that the valve overlap amount is also changed.
In general, the valve overlap amount is controlled to be large in the stoichiometric combustion mode with low volume efficiency, and the valve overlap amount is controlled to be small in the lean combustion mode with high volume efficiency.
しかし、例えばストイキ燃焼モードからリーン燃焼モードへの切替時の制御では、まず吸入空気量を増加させることで空燃比を徐々にリーン側に向かわせるが、燃料噴射時期はある程度空燃比がリーンになるまで吸気行程での噴射に維持され、それに伴い点火時期も比較的進角側に維持される。このとき、吸入空気量が増加することで体積効率が増加し、バルブオーバラップ量は徐々に減らされていくが、特に吸気行程での燃料噴射、つまり均一混合でのリーン燃焼運転はバルブオーバラップによる排気還流(以下、内部EGRという)に対し燃焼が不安定になりやすく、体積効率に基づくマップにしたがってバルブオーバラップ量を変化させていたのでは内部EGRの減少が間に合わず、EGR過多による燃焼の遅延や失火を招きトルク低下等を生じさせるという問題がある。 However, for example, in the control at the time of switching from the stoichiometric combustion mode to the lean combustion mode, first, the air-fuel ratio is gradually turned to the lean side by increasing the intake air amount, but the air-fuel ratio becomes lean to some extent at the fuel injection timing. The injection is maintained in the intake stroke until the ignition timing is relatively advanced. At this time, the volumetric efficiency increases as the intake air amount increases, and the valve overlap amount is gradually reduced. In particular, fuel injection in the intake stroke, that is, lean combustion operation with uniform mixing, is valve overlap. Combustion is likely to become unstable with respect to exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as internal EGR) due to combustion, and if the valve overlap amount is changed according to a map based on volumetric efficiency, internal EGR cannot be reduced in time, and combustion due to excessive EGR There is a problem that the torque is lowered or the misfire is caused and the torque is reduced.
一方、リーン燃焼モードからストイキ燃焼モードへの切替時については、通常リーン燃焼モードでは排気通路から吸気通路への排気還流(以下、外部EGRという)の量が比較的多く設定されており、当該燃焼モードの切替時には外部EGR量を制御するEGRバルブにより当該外部EGR量を減少させるが、これには遅れが生じてしまうため、外部EGR量の多い状態が維持されてしまう。これに加え、体積効率の減少によりバルブオーバラップ量を増加させると、内部EGR量も増加してしまう。当該内部EGRは外部EGRよりも応答性が高いため、燃焼室内はEGR過多となり、ここでも燃焼の遅延や失火を招きトルク低下等を生じさせるという問題がある。 On the other hand, when switching from the lean combustion mode to the stoichiometric combustion mode, in the normal lean combustion mode, the amount of exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as external EGR) from the exhaust passage to the intake passage is set to be relatively large. At the time of switching the mode, the external EGR amount is reduced by the EGR valve that controls the external EGR amount. However, since this causes a delay, a state in which the external EGR amount is large is maintained. In addition to this, when the valve overlap amount is increased due to a decrease in volumetric efficiency, the internal EGR amount also increases. Since the internal EGR has higher responsiveness than the external EGR, the EGR is excessive in the combustion chamber, and there is also a problem that the combustion is delayed or misfire occurs, resulting in a decrease in torque.
そこで、燃焼モードを切り替える際に、切り替え先の燃焼モードに対応したバルブタイミングの目標値が燃焼安定側目標値となる場合は、要求燃焼モードが切り替わったときに直ちにバルブタイミングの目標値を切り替え、一方、切り替え前の燃焼モードに対応したバルブタイミングの目標値の方が燃焼安定目標値となる場合は、実燃焼モードが切り替わった時点でバルブタイミングを目標値に切り替える技術が開示されている(特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に開示された技術では、燃焼モード切替時に均質(ストイキ)燃焼モードに対応したバルブオーバラップ量と、成層(リーン)燃焼モードに対応したバルブオーバラップ量とを比較し、燃焼安定側のバルブオーバラップ量を選択しているだけであり、燃焼モード切替時における燃焼の遅延や失火を確実に防止することができるものではない。
However, the technique disclosed in
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、燃焼モード切替時における燃焼の遅延や失火を抑制しトルク低下を防止することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to control an internal combustion engine capable of suppressing a delay in combustion and a misfire at the time of switching a combustion mode and preventing a torque drop. Is to provide.
上記した目的を達成するために、請求項1の内燃機関の制御装置では、理論空燃比より希薄側の空燃比で燃焼を行う第1の燃焼モードと該第1の燃焼モードより過濃側の空燃比で燃焼を行う第2の燃焼モードとを切替可能な内燃機関の制御装置であって、前記第1の燃焼モードと前記第2の燃焼モードとの切り替えの制御を行う燃焼モード切替制御手段と、前記内燃機関の吸気バルブの開弁時期及び排気バルブの閉弁時期の少なくとも一方のタイミングを変更可能な可変バルブタイミング手段と、該可変バルブタイミング手段によりバルブオーバラップ量を制御するバルブオーバラップ量制御手段とを備え、該バルブオーバラップ量制御手段は、前記第1の燃焼モードでの運転時には第1のバルブオーバラップ量とし、前記第2の燃焼モードでの運転時には前記第1のバルブオーバラップ量よりも多い第2のバルブオーバラップ量とし、該第1の燃焼モードと該第2の燃焼モードとの切替時には前記第1のバルブオーバラップ量よりも少ない第3のバルブオーバラップ量となるよう制御することを特徴としている。
In order to achieve the above-described object, in the control apparatus for an internal combustion engine according to
つまり、第1の燃焼モードと第2の燃焼モードとの切替が可能な内燃機関に可変バルブタイミング手段を備え、第1の燃焼モード及び第2の燃焼モードのそれぞれに対応させた第1のバルブオーバラップ量及び第2のバルブオーバラップ量を設定するとともに、当該第1の燃焼モード時と第2の燃焼モードの切替時に対応した第1のバルブオーバラップ量及び第2のバルブオーバラップ量より少ない第3のバルブオーバラップ量を設定する。 That is, the internal combustion engine capable of switching between the first combustion mode and the second combustion mode is provided with variable valve timing means, and the first valve corresponding to each of the first combustion mode and the second combustion mode. The overlap amount and the second valve overlap amount are set, and the first valve overlap amount and the second valve overlap amount corresponding to the first combustion mode and the second combustion mode are switched. A small third valve overlap amount is set.
請求項2の内燃機関の制御装置では、前記可変バルブタイミング手段は、前記内燃機関の吸気バルブの開弁時期及び排気バルブの閉弁時期の両方のタイミングを変更可能であることを特徴としている。
つまり、吸気バルブ及び排気バルブの両方のバルブタイミングを変更可能とする。
The control apparatus for an internal combustion engine according to
That is, the valve timing of both the intake valve and the exhaust valve can be changed.
上記手段を用いる本発明の請求項1の内燃機関の制御装置によれば、第1の燃焼モードと第2の燃焼モードとの切替時に当該第1の燃焼モード時及び第2の燃焼モード時のバルブオーバラップ量よりも少ない第3のバルブオーバラップ量とすることで、燃焼モード切替時における内部EGRの量を大幅に低減することができる。
これにより、燃焼モード切替時における燃焼の遅延や失火を抑制しトルク低下を防止することができる。
According to the control apparatus for an internal combustion engine of the first aspect of the present invention using the above means, at the time of switching between the first combustion mode and the second combustion mode, the first combustion mode and the second combustion mode By setting the third valve overlap amount to be smaller than the valve overlap amount, the amount of internal EGR at the time of switching the combustion mode can be greatly reduced.
As a result, combustion delay and misfire during combustion mode switching can be suppressed and torque reduction can be prevented.
請求項2の内燃機関の制御装置によれば、吸気バルブの開弁時期及び排気バルブの閉弁時期の両方が変更可能であることで、バルブオーバラップ量の変化量を大幅に得ることができ、燃焼モード切替時における内部EGRを大幅に軽減し、燃焼の遅延や失火を十分に抑制しトルク低下をより確実に防止することができる。
According to the control apparatus for an internal combustion engine of
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1を参照すると、本発明に係る内燃機関の制御装置の概略構成図が示されている。
エンジン1(内燃機関)は、筒内噴射型の4サイクル直列4気筒型エンジンであり、図1にはそのうちの1つの気筒についての縦断面が示されている。なお、他の気筒についても同様の構成をしているものとして図示及び説明を省略する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of a control device for an internal combustion engine according to the present invention.
The engine 1 (internal combustion engine) is an in-cylinder injection type four-cycle in-line four-cylinder engine, and FIG. 1 shows a longitudinal section of one of the cylinders. In addition, illustration and description are abbreviate | omitted as what has the same structure also about another cylinder.
図1に示すように、エンジン1はシリンダブロック2にシリンダヘッド4が載置されて構成されている。
シリンダブロック2に形成されているシリンダ10内には上下摺動可能にピストン12が設けられている。当該ピストン12は上面に凹部を有した形状をなしており、コンロッド14を介してクランクシャフト16に連結されている。
As shown in FIG. 1, the
A
また、シリンダ10に対応して、シリンダヘッド4の下面には所謂ペントルーフ型の斜面が形成されおり、当該シリンダヘッド下面、シリンダ10、ピストン12上面に囲まれて燃焼室20が形成されている。
シリンダヘッド4には燃焼室20内に直接燃料を噴射可能な燃料噴射弁22と、燃焼室20内の混合気に点火を行う点火プラグ24とが設けられている。
In correspondence with the
The
また、シリンダヘッド4下面の一方の斜面からはシリンシリンダヘッド4上面に向かって吸気ポート30が形成されており、シリンダヘッド4下面の他方の斜面からはシリンダヘッド4の他方の斜面からシリンダヘッド4の側面に向かって排気ポート32が形成されている。
そして、シリンダヘッド4上面には吸気ポート30と連通するように吸気マニホールド34が接続されており、シリンダヘッド4側面には排気ポート32と連通するように排気マニホールド36が接続されている。
An
An
吸気マニホールド34には吸気上流側にサージタンク38が接続されており、当該サージタンク38より吸気上流側には吸気量を調節する電子スロットルバルブ40が設けられている。
一方、排気マニホールド36には排気下流側に排気管42が接続されている。
また、吸気マニホールド34及び排気マニホールド36には、吸気マニホールド34内と排気マニホールド36内を連通するようにEGR通路44が接続されている。当該EGR通路44にはEGRバルブ46が設けられており、当該EGRバルブ46は、排気マニホールド42内からEGR通路44を通り吸気マニホールド32内へと還流される外部EGRガスの量を調節する機能を有している。
A
On the other hand, an
An EGR
また、シリンダヘッド4には、燃焼室20と吸気ポート30との連通及び遮断を行う吸気バルブ50、燃焼室20と排気ポート32との連通及び遮断を行う排気バルブ52がそれぞれ設けられている。
そして、シリンダヘッド4上部には当該吸気バルブ50及び排気バルブ52を駆動するカム54、56を有したカムシャフト58、60がそれぞれ設けられている。
In addition, the
Camshafts 58 and 60 having
当該各カムシャフト58、60の一端には可変バルブタイミング機構(以下、VVTともいう)62、64(可変バルブタイミング手段)が設けられている。
当該VVT62、64は、例えば、カムシャフト58、60を駆動するカムスプロケットに油圧式アクチュエータを内蔵しており、この油圧式アクチュエータへの作動油圧の給排により、カム回転位相角を自在に進角及び遅角させることが可能である。当該作動油圧の給排は、例えばオイルコントロールバルブ(OCV)66、68により行うことができ、当該OCV66、68は各VVT62、64に設けられ、それぞれの油圧式アクチュエータに対して作動油圧の給排を行うことが可能である。また、当該OCV66、68は車両に搭載されている電子コントロールユニット(ECU)70(バルブオーバラップ量制御手段)によって制御される。
One end of each of the
The VVTs 62 and 64 include, for example, a hydraulic actuator built in a cam sprocket that drives the
ECU70はOCV66、68を介してVVT62、64を制御し、吸気バルブ50の開弁時期及び排気バルブ52の閉弁時期を変更させることでバルブオーバラップ量を制御する機能を有している。例えば、吸気バルブ50の開弁時期を進角させ、排気バルブ52の閉弁時期を遅角させることでバルブオーバラップ量を増加させ、吸気バルブ50の開弁時期を遅角させ排気バルブ52の閉弁時期を進角させることでバルブオーバラップ量を減少させる。なお、通常は当該バルブオーバラップ量が多いほど内部EGRの量も増加する傾向にある。
The
さらに、当該ECU70は、燃料噴射弁22、点火プラグ24、電子スロットルバルブ40、EGRバルブ46等の各種装置とも電気的に接続されており、これら各種装置の制御が可能である。
例えば、当該ECU70は、上記エンジン1について、空燃比(A/F)を理論空燃比(ストイキ)(A/F14.7)よりも希薄側の所定の空燃比(例えばA/F35)とし圧縮行程中に燃料噴射を行い層状燃焼させるリーン燃焼モード(第1の燃焼モード)と、空燃比を理論空燃比近傍とし吸気行程中に燃料噴射を行い均一混合燃焼させるストイキ燃焼モード(第2の燃焼モード)の2つの燃焼モードの切替制御を行う機能も有している(燃焼モード切替制御手段)。
Further, the ECU 70 is also electrically connected to various devices such as the
For example, the
また、当該ECU70には、エンジン回転数と体積効率に応じたバルブオーバラップ量の制御マップが記憶されており、当該マップに基づいて上記リーン燃焼モードに対応し比較的少ないバルブオーバラップ量であるリーン燃焼モード用VOLl(例えばクランク角でみて30〜50°)、及びストイキ燃焼モードに対応し比較的多いバルブオーバラップ量であるストイキ燃焼モード用VOLs(例えばクランク角でみて55°)が設定されている。さらに、ECU70には、上記マップとは関係なくリーン燃焼モードとストイキ燃焼モードとの切替時に対応させ、上記リーン燃焼モード用VOLlよりも少ない極少量のバルブオーバラップ量である燃焼モード切替時用VOLc(クランク角でみて0〜10°)が設定されている。
Further, the
以下、本発明に係る内燃機関の制御装置の燃焼モードの切替制御について説明する。
図2、3を参照すると本発明の内燃機関の制御装置における燃焼モード切替制御ルーチンのフローチャートが示されており、図4を参照すると本発明の内燃機関の制御装置における燃焼モード切替制御を行った際の各状態を時系列的に示したタイムチャートが示されている。以下当該図4を参照しながら図2、3のフローチャートに沿って説明する。
Hereinafter, the combustion mode switching control of the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described.
2 and 3 show a flowchart of a combustion mode switching control routine in the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention. Referring to FIG. 4, the combustion mode switching control is performed in the control apparatus for an internal combustion engine of the present invention. The time chart which showed each state at the time in time series is shown. Hereinafter, description will be given along the flowcharts of FIGS.
まずステップ1において、エンジン1がストイキ燃焼モードで運転中であるか否かを判別する。当該判別結果が真(Yes)である場合は、ステップS2に進む。
ステップS2では、リーン燃焼モード切替条件が成立しているか否かを判別する。詳しくは、当該リーン燃焼モード切替条件は、車速、エンジン負荷、スロットル開度、冷却水温度等により設定されているものであり、例えば低中負荷の定常運転時等に当該条件が成立するよう設定されている。そして、当該判別結果が偽(No)である場合は、当該ルーチンをリターンして上記の手順を繰り返し実行する。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合、即ちストイキ燃焼モードでの運転中にリーン燃焼モード切替条件が成立した場合は、ステップS3に進む。
First, in
In step S2, it is determined whether or not a lean combustion mode switching condition is satisfied. Specifically, the lean combustion mode switching condition is set based on the vehicle speed, engine load, throttle opening, cooling water temperature, etc., and is set so that the condition is satisfied, for example, at the time of steady operation at low to medium loads. Has been. If the determination result is false (No), the routine is returned and the above procedure is repeated. On the other hand, when the determination result is true (Yes), that is, when the lean combustion mode switching condition is satisfied during the operation in the stoichiometric combustion mode, the process proceeds to step S3.
ステップS3では、このときストイキ燃焼モード用VOLsであるバルブオーバラップ量を極少量の燃焼モード切替時用VOLcとするように、OCV66、68を介しVVT62、64により吸気バルブ50の開弁時期及び排気バルブ52の閉弁時期を制御しバルブオーバラップ量を減少させる。このとき、VVT62、64を同時に制御して吸気バルブ50の開弁時期及び排気バルブ52の閉弁時期を制御しているため、VVT62、64のどちらか一方のみを制御した場合と比較して応答性が優れる。
In step S3, the valve opening timing of the
続くステップS4では、スロットル開度を徐々に開弁させていくことでA/Fの補正係数をリーン側へとテーリングさせる。なお、このときスロットル開度を開弁させていくことで体積効率Evは上昇するが、バルブオーバラップ量は上記エンジン回転数と体積効率に基づいたマップと関係なく上記ステップS3で減少させた燃焼モード切替時用VOLcに維持される。 In the subsequent step S4, the A / F correction coefficient is tailed to the lean side by gradually opening the throttle opening. At this time, the volumetric efficiency Ev is increased by opening the throttle opening, but the valve overlap amount is reduced in the step S3 regardless of the map based on the engine speed and the volumetric efficiency. The VOLc for mode switching is maintained.
そして、ステップS5では、A/F補正係数が所定の空燃比領域に達したか否かを判別する。当該所定の空燃比領域は、燃料噴射について吸気行程噴射から圧縮行程噴射へ、圧縮行程噴射から吸気行程噴射への切替が可能な空燃比領域である。当該判別結果が偽(No)である場合は、上記ステップS4に戻りA/F補正係数のテーリングを維持する。当該判別結果が真(Yes)となった場合はステップS6に進む。なお、ここまでの制御は図4に示すt1からt2の期間に対応している。 In step S5, it is determined whether or not the A / F correction coefficient has reached a predetermined air-fuel ratio region. The predetermined air-fuel ratio region is an air-fuel ratio region in which the fuel injection can be switched from the intake stroke injection to the compression stroke injection and from the compression stroke injection to the intake stroke injection. If the determination result is false (No), the process returns to step S4 to maintain tailing of the A / F correction coefficient. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S6. The control so far corresponds to the period from t1 to t2 shown in FIG.
ステップS6では、吸気行程で噴射していた燃料噴射時期を圧縮行程での噴射に切り替える。
続いて、ステップS7において、ストイキ燃焼モードに対応して進角側にある点火時期をリーン燃焼モードに対応した遅角側の点火時期に切り替える。
そして、ステップS8では、A/F補正係数をさらにリーン側にテーリングさせる。
In step S6, the fuel injection timing that was injected in the intake stroke is switched to the injection in the compression stroke.
Subsequently, in step S7, the ignition timing on the advance side corresponding to the stoichiometric combustion mode is switched to the ignition timing on the retard side corresponding to the lean combustion mode.
In step S8, the A / F correction coefficient is further tailed to the lean side.
次に、ステップS9では、A/F補正係数がリーン燃焼モードの目標値(A/F35)に達したか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、上記ステップS8に戻りA/F補正係数のテーリングを維持する。当該判別結果が真(Yes)となった場合は、ステップS10に進む。なお、ここまでの制御は図4に示すt2からt3の期間に対応している。 Next, in step S9, it is determined whether or not the A / F correction coefficient has reached the target value (A / F35) for the lean combustion mode. If the determination result is false (No), the process returns to step S8 to maintain tailing of the A / F correction coefficient. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S10. The control so far corresponds to the period from t2 to t3 shown in FIG.
ステップS10では、このとき燃焼モード切替時用VOLcであるバルブオーバラップ量を、OCV66、68を介してVVT62、64を制御し、上記リーン燃焼モード用VOLlまで増加させ当該ルーチンを抜ける。なお、当該制御と同時にEGRバルブ46を開弁し、外部EGRの量を増加させる。
一方、上記ステップS1での判別結果が偽(No)である場合、即ちリーン燃焼モードで運転している場合には、ステップS20に進む。
In step S10, the valve overlap amount, which is the combustion mode switching VOLc at this time, is controlled by the VVTs 62 and 64 via the
On the other hand, if the determination result in step S1 is false (No), that is, if the vehicle is operating in the lean combustion mode, the process proceeds to step S20.
ステップS20では、ストイキ燃焼モード切替条件が成立しているか否かを判別する。当該ストイキ燃焼モード切替条件は、例えば高負荷の加速時等に当該条件が成立するよう設定されている。そして、当該判別結果が偽(No)である場合は、当該ルーチンをリターンして上記の手順を繰り返し実行し、当該判別結果が真(Yes)となった場合は、ステップS21に進む。 In step S20, it is determined whether or not a stoichiometric combustion mode switching condition is satisfied. The stoichiometric combustion mode switching condition is set such that the condition is satisfied, for example, at the time of acceleration of a high load. If the determination result is false (No), the routine is returned and the above procedure is repeated, and if the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S21.
ステップS21では、このときリーン燃焼モード用VOLlであるバルブオーバラップ量を極少量の燃焼モード切替時用VOLcとするように、OCV66、68を介しVVT62、64により吸気バルブ50の開弁時期及び排気バルブ52の閉弁時期を制御しバルブオーバラップ量を減少させる。このときも上記ステップS3と同様に、VVT62、64を同時に制御して吸気バルブ50の開弁時期及び排気バルブ52の閉弁時期を制御しているため、VVT62、64のどちらか一方のみを制御した場合と比較して応答性が優れる。
In step S21, the valve opening timing of the
続くステップS22では、スロットル開度を徐々に閉弁させていくことでA/F補正係数をストイキ側へとテーリングさせる。なお、このときスロットル開度を閉弁させていくことで体積効率Evは減少するが、バルブオーバラップ量は上記エンジン回転数と体積効率に基づいたマップと関係なく上記ステップS21で減少させた燃焼モード切替時用VOLcに維持される。燃焼モード切替時用VOLcは上記エンジン回転数と体積効率に基づいたマップと関係なく維持される。 In the subsequent step S22, the A / F correction coefficient is tailed to the stoichiometric side by gradually closing the throttle opening. At this time, the volumetric efficiency Ev is reduced by closing the throttle opening, but the valve overlap amount is reduced in the step S21 regardless of the map based on the engine speed and the volumetric efficiency. The VOLc for mode switching is maintained. The combustion mode switching VOLc is maintained regardless of the map based on the engine speed and volumetric efficiency.
そして、ステップS23では、A/F補正係数が所定の空燃比領域に達したか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、ステップS22に戻りA/F補正係数のテーリングを維持する。一方、当該判別結果が真(Yes)である場合はステップS24に進む。なお、ここまでの制御は図4に示すt4からt5の期間に対応している。
ステップS24では、圧縮行程で噴射していた燃料噴射時期を吸気行程での噴射に切り替える。
In step S23, it is determined whether or not the A / F correction coefficient has reached a predetermined air-fuel ratio region. If the determination result is false (No), the process returns to step S22 to maintain the tailing of the A / F correction coefficient. On the other hand, if the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S24. The control so far corresponds to the period from t4 to t5 shown in FIG.
In step S24, the fuel injection timing that was injected in the compression stroke is switched to the injection in the intake stroke.
続いて、ステップS25において、リーン燃焼モードに対応して遅角側にある点火時期をストイキ燃焼モードに対応した進角側の点火時期に切り替える。
そして、ステップS26では、A/F補正係数をさらにストイキ側にテーリングさせる。
次に、ステップS27では、A/F補正係数がストイキ燃焼モードの目標値(A/F14.7)に達したか否かを判別する。当該判別結果が偽(No)である場合は、上記ステップS26に戻りA/F補正係数のテーリングを維持する。当該判別結果が真(Yes)となった場合は、ステップS28に進む。なお、ここまでの制御は図4に示すt5からt6の期間に対応している。
Subsequently, in step S25, the ignition timing on the retard side corresponding to the lean combustion mode is switched to the ignition timing on the advance side corresponding to the stoichiometric combustion mode.
In step S26, the A / F correction coefficient is further tailed to the stoichiometric side.
Next, in step S27, it is determined whether or not the A / F correction coefficient has reached the target value (A / F 14.7) for the stoichiometric combustion mode. If the determination result is false (No), the process returns to step S26 to maintain tailing of the A / F correction coefficient. If the determination result is true (Yes), the process proceeds to step S28. The control so far corresponds to the period from t5 to t6 shown in FIG.
ステップS28では、このとき燃焼モード切替時用VOLcであるバルブオーバラップ量を、OCV66、68を介してVVT62、64を制御し、上記ストイキ燃焼モード用VOLsまで増加させ当該ルーチンを抜ける。なお、当該制御と同時にEGRバルブ46を閉弁し、外部EGRの量を減少させる。
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置ではリーン燃焼モード及びストイキ燃焼モードのそれぞれにおいて、エンジン回転数と体積効率のマップに基づきリーン燃焼モード用VOLl及びストイキ燃焼モード用VOLsを設定するとともに、当該マップと関係なく当該リーン燃焼モードとストイキ燃焼モードとの切替時に対応し極少量のバルブオーバラップ量である燃焼モード切替時用VOLcを設定する。
In step S28, the valve overlap amount, which is the combustion mode switching VOLc at this time, is controlled by the VVTs 62 and 64 via the
As described above, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, in each of the lean combustion mode and the stoichiometric combustion mode, the lean combustion mode VOLl and the stoichiometric combustion mode VOLs are set based on the map of the engine speed and the volumetric efficiency. At the same time, regardless of the map, the combustion mode switching VOLc, which is a very small valve overlap amount, is set corresponding to the switching between the lean combustion mode and the stoichiometric combustion mode.
そして、燃焼モード切替時には当該燃焼モード切替時用VOLcとすることで、ストイキ燃焼モードからリーン燃焼モードへの切替時においては従来よりも早期に内部EGRを低減させることができ、リーン燃焼モードからストイキ燃焼モードへの切替時においては応答性に優れた内部EGRを低減させることで外部EGRの遅れを補うことができる。
これにより、燃焼モード切替時におけるEGRの量を大幅に低減することができ、燃焼の遅延や失火を抑制しトルクの低下を防止することができる。
By switching to the combustion mode switching VOLc when the combustion mode is switched, the internal EGR can be reduced earlier than before when switching from the stoichiometric combustion mode to the lean combustion mode. At the time of switching to the combustion mode, the delay of the external EGR can be compensated by reducing the internal EGR having excellent responsiveness.
As a result, the amount of EGR at the time of switching the combustion mode can be greatly reduced, combustion delay and misfire can be suppressed, and torque reduction can be prevented.
以上で本発明に係る内燃機関の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、燃焼室内に直接燃料を噴射可能な所謂筒内噴射型エンジンであるが、リーン燃焼モードでの運転が可能であれば所謂吸気管噴射型エンジンであっても構わない。
Although the description of the embodiment of the control device for an internal combustion engine according to the present invention has been completed, the embodiment is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, a so-called in-cylinder injection type engine that can inject fuel directly into the combustion chamber may be used, but a so-called intake pipe injection type engine may be used as long as the operation in the lean combustion mode is possible.
また、上記実施形態では、第2の燃焼モードの空燃比をストイキとしているが、第1の燃焼モードよりもリッチ側の空燃比であればよい。
また、上記実施形態では、燃焼モード切替時用VOLcを極少量のバルブオーバラップ量としているが、当該バルブオーバラップ量は0であっても構わない。
In the above embodiment, the air-fuel ratio in the second combustion mode is stoichiometric. However, the air-fuel ratio may be richer than that in the first combustion mode.
In the above embodiment, the combustion mode switching VOLc is set to a very small valve overlap amount, but the valve overlap amount may be zero.
1 エンジン(内燃機関)
22 燃料噴射弁
24 点火プラグ
50 吸気バルブ
52 排気バルブ
54、56 カム
58、60 カムシャフト
62、64 可変バルブタイミング機構(VVT)(可変バルブタイミング手段)
66、68 オイルコントロールバルブ(OCV)
70 ECU(燃焼モード切替制御手段、バルブオーバラップ量制御手段)
1 engine (internal combustion engine)
22
66, 68 Oil control valve (OCV)
70 ECU (combustion mode switching control means, valve overlap amount control means)
Claims (2)
前記第1の燃焼モードと前記第2の燃焼モードとの切り替えの制御を行う燃焼モード切替制御手段と、
前記内燃機関の吸気バルブの開弁時期及び排気バルブの閉弁時期の少なくとも一方のタイミングを変更可能な可変バルブタイミング手段と、
該可変バルブタイミング手段によりバルブオーバラップ量を制御するバルブオーバラップ量制御手段とを備え、
該バルブオーバラップ量制御手段は、前記第1の燃焼モードでの運転時には第1のバルブオーバラップ量とし、前記第2の燃焼モードでの運転時には前記第1のバルブオーバラップ量よりも多い第2のバルブオーバラップ量とし、該第1の燃焼モードと該第2の燃焼モードとの切替時には前記第1のバルブオーバラップ量よりも少ない第3のバルブオーバラップ量となるよう制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 Control of an internal combustion engine capable of switching between a first combustion mode in which combustion is performed at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and a second combustion mode in which combustion is performed at an air-fuel ratio richer than the first combustion mode A device,
Combustion mode switching control means for controlling switching between the first combustion mode and the second combustion mode;
Variable valve timing means capable of changing the timing of at least one of the opening timing of the intake valve and the closing timing of the exhaust valve of the internal combustion engine;
A valve overlap amount control means for controlling the valve overlap amount by the variable valve timing means,
The valve overlap amount control means sets the first valve overlap amount during operation in the first combustion mode, and is greater than the first valve overlap amount during operation in the second combustion mode. The valve overlap amount is set to 2 and the control is performed so that the third valve overlap amount is smaller than the first valve overlap amount when switching between the first combustion mode and the second combustion mode. A control device for an internal combustion engine characterized by the above.
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