[go: up one dir, main page]

JP5477498B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP5477498B2
JP5477498B2 JP2013109230A JP2013109230A JP5477498B2 JP 5477498 B2 JP5477498 B2 JP 5477498B2 JP 2013109230 A JP2013109230 A JP 2013109230A JP 2013109230 A JP2013109230 A JP 2013109230A JP 5477498 B2 JP5477498 B2 JP 5477498B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
injection
amount
fuel
injection amount
internal combustion
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
Application number
JP2013109230A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013155751A (en
Inventor
智哉 森
秀明 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2013109230A priority Critical patent/JP5477498B2/en
Publication of JP2013155751A publication Critical patent/JP2013155751A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5477498B2 publication Critical patent/JP5477498B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

エンジン始動時のように暖機完了前の条件で、吸気行程での燃料噴射により燃焼室全体に空燃比がストイキよりリーンな混合気を形成すると共に、圧縮行程での燃焼室内への燃料噴射により点火栓周りに空燃比がストイキよりリッチな混合気を形成して、排気温度上昇用の成層燃焼を行なう直噴式内燃機関が知られている(特許文献1)。   Under the conditions before the warm-up is completed, such as when the engine is started, the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric mixture in the entire combustion chamber by the fuel injection in the intake stroke, and the fuel is injected into the combustion chamber in the compression stroke. There is known a direct injection internal combustion engine in which an air-fuel ratio is formed around a spark plug and an air-fuel ratio is richer than stoichiometric, and stratified combustion is performed to increase the exhaust gas temperature (Patent Document 1).

この内燃機関では、吸気行程時の燃料噴射量と圧縮行程時の燃料噴射量との双方をフィードバック補正係数により増減補正することによって、燃焼室内の平均空燃比をストイキとする空燃比フィードバック制御が行われる。   In this internal combustion engine, air-fuel ratio feedback control is performed in which the average air-fuel ratio in the combustion chamber is stoichiometrically corrected by increasing and decreasing both the fuel injection amount during the intake stroke and the fuel injection amount during the compression stroke using a feedback correction coefficient. Is called.

特開2001−82220号公報JP 2001-82220 A

しかしながら、上記従来の内燃機関の制御方法では、トルク感度が高い圧縮行程時の燃料噴射量も増減補正されるため、トルク段差が生じるといった問題がある。   However, the conventional control method for an internal combustion engine has a problem that a torque step is generated because the fuel injection amount during the compression stroke with high torque sensitivity is also corrected.

本発明が解決しようとする課題は、トルク段差の発生を抑制できる内燃機関の制御装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can suppress the occurrence of a torque step.

本発明は、圧縮行程にて行われる第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量をゼロにした状態で、燃焼室内の混合気が目標空燃比になるように第1噴射の噴射量を制御するステップを実行したのち、第1噴射と第2噴射との噴射量比が目標噴射量比になるように第2噴射の噴射量を補正するステップを実行することによって上記課題を解決する。   The present invention sets the injection amount of the first injection so that the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes the target air-fuel ratio in a state where the change amount per unit time of the injection amount of the second injection performed in the compression stroke is zero. After executing the control step, the above problem is solved by executing the step of correcting the injection amount of the second injection so that the injection amount ratio of the first injection and the second injection becomes the target injection amount ratio.

本発明によれば、トルク感度が高い第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量をゼロにした状態で第1噴射の噴射量を制御したのち、第1噴射と第2噴射との噴射量比が目標噴射量比になるように第2噴射の噴射量を補正するので、トルク段差の発生を抑制することができる。   According to the present invention, after controlling the injection amount of the first injection in a state where the change amount per unit time of the injection amount of the second injection having high torque sensitivity is zero, the injection of the first injection and the second injection Since the injection amount of the second injection is corrected so that the amount ratio becomes the target injection amount ratio, occurrence of a torque step can be suppressed.

以下、本発明を内燃機関の制御装置に適用した場合の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、後述する第1実施形態〜第3実施形態に共通する内燃機関システムを最初に説明し、そのあとに各実施形態を説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments in the case where the present invention is applied to a control device for an internal combustion engine will be described below with reference to the drawings. In addition, the internal combustion engine system common to 1st Embodiment-3rd Embodiment mentioned later is demonstrated first, and each embodiment is described after that.

図1は、本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示すブロック図であり、内燃機関1の吸気通路11には、エアーフィルタ12、吸入空気流量Qaを検出するエアフローメータ13、吸入空気流量Qaを制御するスロットルバルブ14およびインテークマニホールド15が設けられている。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention. In an intake passage 11 of the internal combustion engine 1, an air filter 12, an air flow meter 13 for detecting an intake air flow rate Qa, A throttle valve 14 and an intake manifold 15 for controlling the intake air flow rate Qa are provided.

スロットルバルブ14には、当該スロットルバルブ14の開度を、DCモータ等のアクチュエータにより制御することができるスロットルバルブ制御装置31が設けられている。このスロットルバルブ制御装置31は、運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルクを達成するように、コントロールユニット50からの駆動信号に基づき、スロットルバルブ14の開度を電子制御する。   The throttle valve 14 is provided with a throttle valve control device 31 that can control the opening degree of the throttle valve 14 by an actuator such as a DC motor. The throttle valve control device 31 electronically controls the opening degree of the throttle valve 14 based on the drive signal from the control unit 50 so as to achieve the required torque calculated based on the driver's accelerator pedal operation amount and the like.

また、内燃機関1の各気筒の燃焼室16に臨ませて、燃料噴射バルブ17が設けられている。燃料噴射バルブ17は、後述するコントロールユニット50において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、燃料ポンプ18から圧送されてプレッシャレギュレータ19により所定圧力に制御された燃料を燃焼室16内に直接噴射する。   Further, a fuel injection valve 17 is provided facing the combustion chamber 16 of each cylinder of the internal combustion engine 1. The fuel injection valve 17 is driven to open by a drive pulse signal set in a control unit 50 to be described later, and fuel that is pumped from the fuel pump 18 and controlled to a predetermined pressure by the pressure regulator 19 is directly injected into the combustion chamber 16. To do.

点火プラグ20は、各気筒の燃焼室16に臨んで装着され、コントロールユニット50からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。   The spark plug 20 is mounted facing the combustion chamber 16 of each cylinder, and ignites the intake air-fuel mixture based on an ignition signal from the control unit 50.

一方、排気通路21には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出することにより排気、ひいては吸入混合気の空燃比を検出する空燃比センサ22が設けられ、その検出信号はコントロールユニット50へ出力される。この空燃比センサ22は、リッチ・リーン出力する酸素センサであっても良いし、空燃比をリニアに広域に亘って検出する広域空燃比センサであってもよい。   On the other hand, the exhaust passage 21 is provided with an air-fuel ratio sensor 22 that detects exhaust gas by detecting a specific component in the exhaust gas, for example, oxygen concentration, and thus the air-fuel ratio of the intake air-fuel mixture, and the detection signal is sent to the control unit 50. Is output. The air-fuel ratio sensor 22 may be an oxygen sensor that performs rich / lean output, or a wide-area air-fuel ratio sensor that linearly detects the air-fuel ratio over a wide area.

また、排気通路21には、排気を浄化するための排気浄化触媒24が設けられている。この排気浄化触媒24としては、ストイキ(理論空燃比,λ=1、空気重量/燃料重量=14.7)近傍において排気中の一酸化炭素COと炭化水素HCを酸化するとともに、窒素酸化物NOxの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素COと炭化水素HCの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。   The exhaust passage 21 is provided with an exhaust purification catalyst 24 for purifying the exhaust. The exhaust purification catalyst 24 oxidizes carbon monoxide CO and hydrocarbon HC in the exhaust in the vicinity of stoichiometric (theoretical air-fuel ratio, λ = 1, air weight / fuel weight = 14.7), and nitrogen oxide NOx. It is possible to use a three-way catalyst that can purify the exhaust gas by reducing the above, or an oxidation catalyst that oxidizes carbon monoxide CO and hydrocarbon HC in the exhaust gas.

排気通路21の排気浄化触媒24の下流側には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出し、リッチ・リーン出力する下流側酸素センサ25が設けられ、その検出信号はコントロールユニット50へ出力される。ここでは、下流側酸素センサ25の検出値により、空燃比センサ22の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を補正することで、空燃比センサ22の劣化等に伴う制御誤差を抑制する等のために(いわゆるダブル空燃比センサシステム採用のために)、下流側酸素センサ25を設けて構成したが、空燃比センサ22の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を行なわせるだけで良い場合には、下流側酸素センサ25を省略することができる。   On the downstream side of the exhaust purification catalyst 24 in the exhaust passage 21, there is provided a downstream oxygen sensor 25 that detects a specific component in the exhaust gas, for example, oxygen concentration, and performs rich and lean output, and the detection signal is output to the control unit 50. Is done. Here, in order to suppress a control error associated with deterioration of the air-fuel ratio sensor 22 or the like by correcting the air-fuel ratio feedback control based on the detection value of the air-fuel ratio sensor 22 based on the detection value of the downstream oxygen sensor 25. Although the downstream oxygen sensor 25 is provided (in order to adopt a so-called double air-fuel ratio sensor system), if the air-fuel ratio feedback control based on the detected value of the air-fuel ratio sensor 22 only needs to be performed, the downstream side oxygen sensor 25 is provided. The oxygen sensor 25 can be omitted.

内燃機関1のクランク軸26にはクランク角センサ27が設けられ、コントロールユニット50は、クランク角センサ27から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、機関回転速度Neを検出することができる。   The crankshaft 26 of the internal combustion engine 1 is provided with a crank angle sensor 27, and the control unit 50 counts a crank unit angle signal output from the crank angle sensor 27 in synchronization with the engine rotation for a predetermined time, or By measuring the cycle of the crank reference angle signal, the engine speed Ne can be detected.

内燃機関1の冷却ジャケット28には、水温センサ29が当該冷却ジャケット28に臨んで設けられ、冷却ジャケット28内の冷却水温度Twを検出し、これをコントロールユニット50へ出力する。   The cooling jacket 28 of the internal combustion engine 1 is provided with a water temperature sensor 29 facing the cooling jacket 28, detects the cooling water temperature Tw in the cooling jacket 28, and outputs it to the control unit 50.

また、スロットルバルブ14の開度を検出するスロットルセンサ30が設けられて、その検出信号をコントロールユニット50へ出力する。なお、スロットルセンサ30はアイドルスイッチとしても機能させることができる。   Further, a throttle sensor 30 for detecting the opening of the throttle valve 14 is provided, and the detection signal is output to the control unit 50. The throttle sensor 30 can also function as an idle switch.

なお、図1において32はマフラである。   In FIG. 1, 32 is a muffler.

既述したように、各種センサ類13,22,25,27,29,30からの検出信号は、CPU,ROM,RAM,A/D変換器及び入出力インタフェース等を含んで構成されるマイクロコンピュータからなるコントロールユニット50に入力され、当該コントロールユニット50は、センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて、スロットルバルブ制御装置31を介してスロットルバルブ14の開度を制御し、燃料噴射バルブ17を駆動して燃料噴射量を制御し、点火時期を設定して当該点火時期で点火プラグ20を点火させる制御を行う。   As described above, the detection signals from the various sensors 13, 22, 25, 27, 29, and 30 include a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, and the like. The control unit 50 controls the opening degree of the throttle valve 14 via the throttle valve control device 31 according to the operation state detected based on the signals from the sensors. The fuel injection valve 17 is driven to control the fuel injection amount, the ignition timing is set, and the ignition plug 20 is ignited at the ignition timing.

また、低・中負荷領域などの所定運転状態では、燃焼室16内に圧縮行程で燃料を噴射して、燃焼室16内の点火プラグ20の周辺に可燃混合気を層状に形成して成層燃焼を行なうことができる一方、高負荷領域などの他の運転状態では、燃焼室16内に吸気行程で燃料を噴射して、シリンダ全体に略均質な混合比の混合気を形成して均質燃焼を行なうことができるように、燃料の噴射タイミングについても、運転状態などに応じて変更可能に構成されている。   In a predetermined operation state such as a low / medium load region, fuel is injected into the combustion chamber 16 during the compression stroke, and a flammable air-fuel mixture is formed in the vicinity of the spark plug 20 in the combustion chamber 16 to form a stratified combustion. On the other hand, in other operating conditions such as a high load region, the fuel is injected into the combustion chamber 16 during the intake stroke to form an air-fuel mixture having a substantially uniform mixing ratio over the entire cylinder, thereby performing homogeneous combustion. As can be done, the fuel injection timing can also be changed according to the operating state.

なお、燃料噴射バルブ17が本発明の燃料噴射手段、コントロールユニット50が本発明の制御手段にそれぞれ対応する。   The fuel injection valve 17 corresponds to the fuel injection means of the present invention, and the control unit 50 corresponds to the control means of the present invention.

さて、本実施形態に係るコントロールユニット50は、始動開始から排気浄化触媒24が活性化するまでの間に、大気中への炭化水素HCの排出を抑制しながら、排気浄化触媒24の早期活性化を図るようにするために、キースイッチ33など各種センサからの入力信号を受け、たとえば以下の制御を実行する。なお本例では、排気温度上昇用の成層燃焼を行う際に、燃焼室16内の平均空燃比をほぼストイキとするので、この燃焼形態を成層ストイキ燃焼と称する。ただし、燃焼室16内の平均空燃比をストイキよりもリーンな混合気にしても構わない。   Now, the control unit 50 according to the present embodiment activates the exhaust purification catalyst 24 at an early stage while suppressing the emission of hydrocarbons HC to the atmosphere between the start of starting and the activation of the exhaust purification catalyst 24. In order to achieve the above, input signals from various sensors such as the key switch 33 are received, and for example, the following control is executed. In this example, when the stratified combustion for raising the exhaust gas temperature is performed, the average air-fuel ratio in the combustion chamber 16 is almost stoichiometric, and this combustion mode is called stratified stoichiometric combustion. However, the average air-fuel ratio in the combustion chamber 16 may be an air-fuel mixture that is leaner than stoichiometric.

図2はこの成層ストイキ燃焼行程のうち吸入行程で行われる第1噴射の状態を示す断面図、図3は成層ストイキ燃焼行程のうち圧縮行程で行われる第2噴射の状態を示す断面図、図4は成層ストイキ燃焼行程のうち第1噴射及び第2噴射が行われた後の点火直前の状態を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of the first injection performed in the intake stroke in the stratified stoichiometric combustion stroke, and FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of the second injection performed in the compression stroke in the stratified stoichiometric combustion stroke. 4 is a cross-sectional view showing a state immediately before ignition after the first injection and the second injection are performed in the stratified stoichiometric combustion stroke.

すなわち、本例に係る成層ストイキ燃焼は、たとえば1燃焼サイクル当たりの吸入空気量で略完全燃焼させることができるトータル燃料量、換言すればほぼストイキを達成するのに必要な燃料重量のうち、たとえば約50%〜約90%の燃料重量を、図2に示すように吸気行程で燃焼室16内に噴射し(本発明の第1噴射に対応する。)、燃焼室16内全体にストイキよりも比較的リーンな均質混合気を形成すると共に、残りの約50%〜約10%の燃料重量を、図3に示すように圧縮行程で燃焼室16内に噴射し(本発明の第2噴射に対応する。)、点火プラグ20の周りにストイキよりも比較的リッチな混合気を層状に形成して、圧縮上死点後の点火によって燃焼させる(図4参照)。   That is, the stratified stoichiometric combustion according to the present example is, for example, of the total fuel amount that can be almost completely combusted with the intake air amount per combustion cycle, in other words, out of the fuel weight necessary to achieve almost stoichiometric, for example, A fuel weight of about 50% to about 90% is injected into the combustion chamber 16 in the intake stroke (corresponding to the first injection of the present invention) as shown in FIG. A relatively lean homogeneous mixture is formed and the remaining fuel weight of about 50% to about 10% is injected into the combustion chamber 16 in the compression stroke as shown in FIG. 3 (in the second injection of the present invention). The air-fuel mixture that is relatively richer than the stoichiometric gas is layered around the spark plug 20 and burned by ignition after compression top dead center (see FIG. 4).

なおこれに代えて、この成層ストイキ燃焼形態は、吸気行程中に燃焼室16内に形成されるストイキ(A/F=14.7)よりもリーンな混合気の空燃比を16〜28とし、圧縮行程中の燃料噴射により点火プラグ20の周りに形成されるストイキよりもリッチな混合気の空燃比が9〜13となるように、吸気行程中の燃料噴射量と、圧縮行程中の燃料噴射量との比(以下分割比という)を設定するようにしてもよい。また、第1噴射を圧縮行程の前半に噴射したり、あるいは第2噴射を点火時期前の膨張行程に噴射しても構わない。   In place of this, this stratified stoichiometric combustion mode sets the air-fuel ratio of the air-fuel mixture leaner than stoichiometric (A / F = 14.7) formed in the combustion chamber 16 during the intake stroke to 16 to 28, The fuel injection amount during the intake stroke and the fuel injection during the compression stroke are set so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture richer than the stoichiometry formed around the spark plug 20 by the fuel injection during the compression stroke becomes 9-13. A ratio to the amount (hereinafter referred to as a division ratio) may be set. Further, the first injection may be injected in the first half of the compression stroke, or the second injection may be injected in the expansion stroke before the ignition timing.

そして、各混合気層の空燃比を上記のような範囲としつつ、燃焼室16内の平均空燃比がストイキとなるように、空燃比センサ22さらには下流側酸素センサ25の検出値に基づいて、空燃比フィードバック制御を行なう。   Then, based on the detection value of the air-fuel ratio sensor 22 and further the downstream oxygen sensor 25 so that the average air-fuel ratio in the combustion chamber 16 becomes stoichiometric while the air-fuel ratio of each air-fuel mixture is in the above range. Then, air-fuel ratio feedback control is performed.

こうした成層ストイキ燃焼によれば、従来の均質ストイキ燃焼と比較して、排気温度を上昇させることができるだけでなく、燃焼室16から排気通路21に排出される未燃炭化水素HC量を減少させることができる。   According to such stratified stoichiometric combustion, it is possible not only to raise the exhaust gas temperature but also to reduce the amount of unburned hydrocarbon HC discharged from the combustion chamber 16 to the exhaust passage 21 as compared with the conventional homogeneous stoichiometric combustion. Can do.

すなわち、成層ストイキ燃焼によれば、従来の燃焼形態、つまり均質燃焼だけ、成層燃焼だけ、或いは、これらに対し更に追加燃料を燃焼後期以降(点火時期後の膨張行程以降や排気行程中)に噴射する燃焼形態などで暖機を行なわせる場合に比べて、始動開始から排気浄化触媒24が活性化するまでの間に、大気中へのHCの排出を抑制しながら、排気浄化触媒24の早期活性化を促進できる。   That is, according to the stratified stoichiometric combustion, the conventional combustion mode, that is, only the homogeneous combustion, only the stratified combustion, or further, additional fuel is injected after the later combustion stage (after the expansion stroke after the ignition timing or during the exhaust stroke). Compared to the case where the engine is warmed up in a combustion mode or the like, the exhaust purification catalyst 24 is activated early while suppressing the emission of HC into the atmosphere between the start of start and the activation of the exhaust purification catalyst 24. Can be promoted.

次に、本例に係る成層ストイキ燃焼を開始するに至るまでの制御と、当該成層ストイキ燃焼の制御を図5及び図6に示すフローチャートに基づいて説明する。   Next, the control until the start of stratified stoichiometric combustion according to this example and the control of the stratified stoichiometric combustion will be described based on the flowcharts shown in FIGS.

図5は、冷機状態にある内燃機関の始動から排気浄化触媒24が活性化温度に達して定常燃焼を行うまでの制御手順を示すフローチャート、図6は図5のステップS7のサブルーチンを示すフローチャートである。ここまでは第1実施形態及び第2実施形態に共通の制御手順である。   FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure from the start of the internal combustion engine in a cold state until the exhaust purification catalyst 24 reaches the activation temperature and performs steady combustion, and FIG. 6 is a flowchart showing a subroutine of step S7 in FIG. is there. Up to this point, the control procedure is common to the first embodiment and the second embodiment.

まず、図5のステップS1では、キースイッチ33のイグニッション信号がONとなったか否かを判断し、ONであればステップS2へ進み、OFFであれば本フローを終了する。続くステップS2では、キースイッチ33のスタート信号がONとなったか否かを判断する。すなわち、スターターモータによるクランキング要求があるか否かを判断し、スタート信号がONであれば、始動クランキング要求があるとしてステップS3へ進み、OFFであれば未だクランキング要求はないと判断して、ステップD1へ戻る。ステップS3では、スターターモータの駆動を開始して、内燃機関1をクランキングする。   First, in step S1 of FIG. 5, it is determined whether or not the ignition signal of the key switch 33 is turned on. If it is turned on, the process proceeds to step S2, and if it is turned off, this flow is terminated. In the subsequent step S2, it is determined whether or not the start signal of the key switch 33 is turned on. That is, it is determined whether or not there is a cranking request by the starter motor. If the start signal is ON, it is determined that there is a start cranking request and the process proceeds to step S3. Then, the process returns to step D1. In step S3, the starter motor is started to crank the internal combustion engine 1.

ステップS4では、始動のための燃料噴射を行なわせて内燃機関1の運転を行なわせる。このステップS4では、たとえば図2に示す吸気行程での直接燃料噴射を行って(直噴均質燃焼)内燃機関1を始動させる。なお、これに代えて内燃機関1の始動当初から成層ストイキ燃焼(ステップS7)を実行することもできる。   In step S4, the internal combustion engine 1 is operated by performing fuel injection for starting. In this step S4, for example, direct fuel injection in the intake stroke shown in FIG. 2 is performed (direct injection homogeneous combustion), and the internal combustion engine 1 is started. Alternatively, stratified stoichiometric combustion (step S7) can be performed from the beginning of the internal combustion engine 1.

次のステップS5では、排気浄化触媒24が活性温度に達したか否かを判断する。この判断は、直接的に排気浄化触媒24の温度又は出口温度を温度センサで検出することで判断することができるが、本例では排気通路21に臨んで設けられた下流側酸素センサ25が活性化していないか否かを判断することで代替している。すなわち、排気浄化触媒24が活性化しているか否かは、下流側酸素センサ25の検出値号の変化の様子に基づいて判断する。   In the next step S5, it is determined whether or not the exhaust purification catalyst 24 has reached the activation temperature. This determination can be made by directly detecting the temperature or outlet temperature of the exhaust purification catalyst 24 with a temperature sensor. In this example, the downstream oxygen sensor 25 provided facing the exhaust passage 21 is activated. It is substituted by judging whether or not it has become. That is, whether or not the exhaust purification catalyst 24 is activated is determined based on the change in the detection value number of the downstream oxygen sensor 25.

またこれに代えて、機関水温を水温センサ29で検出し又はエンジンオイルの油温等を油温センサで検出して排気浄化触媒24の温度或いは出口温度を推定し、その結果に基づいて排気浄化触媒24の活性化を判断することもできる。   Alternatively, the engine water temperature is detected by the water temperature sensor 29 or the oil temperature of the engine oil is detected by the oil temperature sensor to estimate the temperature of the exhaust purification catalyst 24 or the outlet temperature, and the exhaust purification is performed based on the result. The activation of the catalyst 24 can also be determined.

排気浄化触媒24の温度が活性温度より低く未活性であればステップS6へ進む。一方、内燃機関1を再始動した場合のように、排気浄化触媒24が活性温度より高く活性化している場合は、触媒の活性化を促進するための制御は必要ないのでステップS9へ進み、燃費改善等のために、運転状態に応じて従来と同様の燃焼形態で燃焼を行なわせて、本フローを終了する。   If the temperature of the exhaust purification catalyst 24 is lower than the activation temperature and inactive, the process proceeds to step S6. On the other hand, when the exhaust purification catalyst 24 is activated higher than the activation temperature as in the case where the internal combustion engine 1 is restarted, control for accelerating the activation of the catalyst is not necessary, so that the process proceeds to step S9 and fuel consumption is increased. For improvement and the like, combustion is performed in the same combustion mode as in the past according to the operation state, and this flow is finished.

排気浄化触媒24が未活性である場合には、ステップS6において、成層ストイキ燃焼への移行許可条件が成立したか否かを判定する。具体的には、燃焼室16の温度状態を推定し、燃焼室温度が所定温度以上となって触媒活性化促進等のための成層ストイキ燃焼を行なわせても良好な着火性、燃焼性、延いては機関安定性(機関運転性)等が得られると判断されるときに、成層ストイキ燃焼への移行許可条件が成立したと判定する。   If the exhaust purification catalyst 24 is inactive, it is determined in step S6 whether a condition for permitting transition to stratified stoichiometric combustion is satisfied. Specifically, even if the temperature state of the combustion chamber 16 is estimated and the combustion chamber temperature becomes equal to or higher than a predetermined temperature and stratified stoichiometric combustion is performed to promote catalyst activation or the like, good ignitability, combustibility, and elongation are achieved. If it is determined that engine stability (engine operability) or the like is obtained, it is determined that the condition for permitting transition to stratified stoichiometric combustion is satisfied.

ステップS6の判定がYESの場合には、後述する触媒活性化促進等のための成層ストイキ燃焼を行なわせても良好な着火性、燃焼性、延いては機関安定性等が得られるとして、ステップS7へ進む。   If the determination in step S6 is YES, it is assumed that even if stratified stoichiometric combustion for promoting catalyst activation, which will be described later, is performed, good ignitability, combustibility, and engine stability are obtained. Proceed to S7.

これに対し、ステップS6の判定がNOの場合には、後述する触媒活性化促進のための成層ストイキ燃焼を行なわせると、燃焼室温度が所定より低温であるために、成層混合気の霧化・気化促進などが良好に行なわれなくなり、これにより着火性、燃焼安定性、延いては機関安定性等が低下するおそれがあるとして、成層ストイキ燃焼への移行を禁止して、吸気行程での直接燃料噴射(直噴均質燃焼)を継続すべく、ステップS4へ戻る。   On the other hand, when the determination in step S6 is NO, if stratified stoichiometric combustion for promoting catalyst activation described later is performed, the temperature of the combustion chamber is lower than a predetermined value, so that the stratified mixture is atomized.・ Vaporization promotion etc. will not be performed well, and this may reduce ignitability, combustion stability and eventually engine stability, etc., prohibiting the transition to stratified stoichiometric combustion, and in the intake stroke In order to continue the direct fuel injection (direct injection homogeneous combustion), the process returns to step S4.

ステップS6の成層ストイキ燃焼の許可条件が成立した場合、すなわち触媒が活性化していない場合で触媒活性化促進が必要であると共に、燃焼室温度が所定温度以上であり成層混合気の生成が良好に行なえる場合は、ステップS7において、触媒活性化促進のための成層ストイキ燃焼への移行を許可して、成層ストイキ燃焼を行なわせる。この成層ストイキ燃焼の詳細は後述する。   When the permission condition for the stratified stoichiometric combustion in step S6 is satisfied, that is, when the catalyst is not activated, the catalyst activation needs to be promoted, and the combustion chamber temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, so that the stratified mixture is generated well. If yes, in step S7, the shift to the stratified stoichiometric combustion for promoting the catalyst activation is permitted and the stratified stoichiometric combustion is performed. Details of the stratified stoichiometric combustion will be described later.

次に、ステップS8では、ステップS5と同様にして、排気浄化触媒24が活性化したか、すなわち暖機完了か否かを判断する。排気浄化触媒24が活性化していればステップS9へ進み、未活性であればステップS7へ戻り、排気浄化触媒24が活性化するまで、成層ストイキ燃焼を継続する。   Next, in step S8, similarly to step S5, it is determined whether the exhaust purification catalyst 24 has been activated, that is, whether warm-up has been completed. If the exhaust purification catalyst 24 is activated, the process proceeds to step S9, and if not activated, the process returns to step S7, and stratified stoichiometric combustion is continued until the exhaust purification catalyst 24 is activated.

ステップS9では、運転状態に応じ、所望の排気性能、或いは燃費性能、或いは運転性能(出力性能、安定性など)等を達成し得る燃焼形態へ移行させた後、本フローを終了する。この場合の燃焼形態としては、均質ストイキ燃焼、均質リーン燃焼或いは成層リーン燃焼などがある。   In step S9, after shifting to a combustion mode that can achieve desired exhaust performance, fuel efficiency performance, driving performance (output performance, stability, etc.) or the like according to the operating state, this flow is ended. Examples of the combustion mode in this case include homogeneous stoichiometric combustion, homogeneous lean combustion, and stratified lean combustion.

次に、ステップS7の成層ストイキ燃焼時における燃料噴射量制御を、図6及び図9を参照しながら説明する。図9は、吸気行程で行われる第1噴射と圧縮行程で行われる第2噴射の時間的変位を示すタイムチャートである。   Next, the fuel injection amount control during the stratified stoichiometric combustion in step S7 will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a time chart showing temporal displacements of the first injection performed in the intake stroke and the second injection performed in the compression stroke.

まず本例の成層ストイキ燃焼は、制御開始時の安定性を確保するため、第1の噴射である吸気行程における燃料噴射を予め決められた燃料噴射量V1で行うとともに、第2の噴射である圧縮行程での燃料噴射を予め決められた燃料噴射量V2で行う(ステップS71)。これら初期値である燃料噴射量V1,V2は固定値であり、その燃料噴射量比V1/V2は内燃機関1に応じた適切な分割比率(噴射量比)になるように設定することが好ましい。この固定値の燃料噴射量V1,V2による成層ストイキ燃焼は、本発明の第1ステップに相当し、ステップS72にて空燃比フィードバック制御の許可が成立するまで継続される。なお、ステップS72の空燃比フィードバック制御の成立条件は特に限定されないが、空燃比センサ22が活性化する所定時間の経過等により規定することができる。   First, the stratified stoichiometric combustion of this example is the second injection while performing the fuel injection in the intake stroke, which is the first injection, at the predetermined fuel injection amount V1 in order to ensure the stability at the start of the control. Fuel injection in the compression stroke is performed with a predetermined fuel injection amount V2 (step S71). These initial fuel injection amounts V1 and V2 are fixed values, and the fuel injection amount ratio V1 / V2 is preferably set to be an appropriate division ratio (injection amount ratio) according to the internal combustion engine 1. . The stratified stoichiometric combustion with the fixed fuel injection amounts V1 and V2 corresponds to the first step of the present invention, and is continued until permission of air-fuel ratio feedback control is established in step S72. The conditions for establishing the air-fuel ratio feedback control in step S72 are not particularly limited, but can be defined by elapse of a predetermined time during which the air-fuel ratio sensor 22 is activated.

空燃比フィードバック制御が許可されるとステップS73へ進み、本発明の第2ステップである空燃比フィードバック制御に移行する。ステップS73では、エアフローメータ13の出力信号から求められる吸入空気流量Qaと、クランク角センサ27の出力信号から求められる機関回転速度Neとから基本燃料噴射量Tpを式1により演算する。   When the air-fuel ratio feedback control is permitted, the process proceeds to step S73, and the process proceeds to the air-fuel ratio feedback control which is the second step of the present invention. In step S 73, the basic fuel injection amount Tp is calculated by Equation 1 from the intake air flow rate Qa obtained from the output signal of the air flow meter 13 and the engine speed Ne obtained from the output signal of the crank angle sensor 27.

[式1]Tp=c×Qa/Ne(cは定数)
次のステップS74では、ステップS73で演算された基本燃料噴射量Tpを、低水温時に機関安定性等のためにリッチ側に補正する水温補正係数Kwや、始動及び始動後増量補正係数Kasなどを含む各種補正係数COEFを用いて式2のように補正し、有効燃料噴射量CTiを演算する。
[Formula 1] Tp = c × Qa / Ne (c is a constant)
In the next step S74, a water temperature correction coefficient Kw for correcting the basic fuel injection amount Tp calculated in step S73 to the rich side for engine stability at a low water temperature, an increase correction coefficient Kas after starting and starting, etc. Using various correction coefficients COEF included, correction is made as shown in Equation 2 to calculate the effective fuel injection amount CTi.

[式2]CTi=Tp×COEF
次のステップS75では、第1噴射である吸気行程での有効燃料噴射量CTi(HB)を、分割比(噴射量比)Kspを用いて式3により設定する。
[Formula 2] CTi = Tp × COEF
In the next step S75, the effective fuel injection amount CTi (HB) in the intake stroke that is the first injection is set by Equation 3 using the division ratio (injection amount ratio) Ksp.

[式3]CTi(HB)=CTi×Ksp
ここで、上記分割比Kspは、第1噴射である吸気行程での燃料噴射量CTiHと、第2噴射である圧縮行程での燃料噴射量CTiSとを合計した総燃料噴射量(=CTiH+CTiS)における吸気行程での燃料噴射量CTiHの割合として設定される。したがって、第2噴射である圧縮行程での燃料噴射量CTiSの総燃料噴射量に対する分割比は、1−Kspとなる。なお、この分割比Kspは固定値であってもよいし、運転状態に応じて可変設定してもよい。以下の説明においては分割比Kspを固定値とする。
[Formula 3] CTi (HB) = CTi × Ksp
Here, the division ratio Ksp is a total fuel injection amount (= CTiH + CTiS) obtained by summing the fuel injection amount CTiH in the intake stroke as the first injection and the fuel injection amount CTiS in the compression stroke as the second injection. It is set as a ratio of the fuel injection amount CTiH in the intake stroke. Therefore, the division ratio of the fuel injection amount CTiS in the compression stroke that is the second injection to the total fuel injection amount is 1-Ksp. The division ratio Ksp may be a fixed value or may be variably set according to the operating state. In the following description, the division ratio Ksp is a fixed value.

ステップS76では、第2噴射である圧縮行程での有効燃料噴射量CTi(SB)を、上述したとおり式4により設定する。   In step S76, the effective fuel injection amount CTi (SB) in the compression stroke that is the second injection is set according to the equation 4 as described above.

[式4]CTi(SB)=CTi×(1−Ksp)
次のステップS77では、燃料噴射量が少ない方の第2噴射である圧縮行程での有効燃料噴射量CTi(SB)が、燃料噴射バルブ17によって噴射可能な最小噴射量TImin以上であるか否かを判定する。なお、第1噴射である吸気行程での有効燃料噴射量CTi(HB)の燃料噴射量の方が少ない場合には、この値CTi(HB)が最小噴射量TImin以上であるか否かを判定する。
[Formula 4] CTi (SB) = CTi × (1−Ksp)
In the next step S77, whether or not the effective fuel injection amount CTi (SB) in the compression stroke, which is the second injection with the smaller fuel injection amount, is equal to or greater than the minimum injection amount TImin that can be injected by the fuel injection valve 17. Determine. When the fuel injection amount of the effective fuel injection amount CTi (HB) in the intake stroke as the first injection is smaller, it is determined whether or not this value CTi (HB) is equal to or greater than the minimum injection amount TImin. To do.

ステップS77で最小噴射量TImin未満と判定されたときは、圧縮行程での燃料噴射が実質的に行なえず、正常な成層ストイキ燃焼が行なえないと判断し、ステップS78へ進んで成層ストイキ燃焼を中止し、他の燃焼に切り換える。   If it is determined in step S77 that the injection amount is less than the minimum injection amount TImin, it is determined that fuel injection in the compression stroke cannot be substantially performed, and normal stratified stoichiometric combustion cannot be performed, and the routine proceeds to step S78 to stop stratified stoichiometric combustion. Then, switch to another combustion.

一方、ステップS77で最小噴射量TImin以上であると判定されたときは、ステップS79へ進んで、排気浄化触媒24の上流側に設けられた空燃比センサ22の空燃比検出結果に基づいて、空燃比フィードバック補正係数αを比例積分(PI)制御等により増減して設定する。   On the other hand, when it is determined in step S77 that the fuel injection amount is not less than the minimum injection amount TImin, the process proceeds to step S79, where the air-fuel ratio detection result of the air-fuel ratio sensor 22 provided upstream of the exhaust purification catalyst 24 is determined. The fuel ratio feedback correction coefficient α is set to be increased or decreased by proportional integral (PI) control or the like.

ステップS80では、ステップS79で設定された空燃比フィードバック補正係数αによって、第1噴射である吸気行程での有効燃料噴射量CTi(HB)を補正して、最終的な吸気行程での燃料噴射量CTiHを式5により演算する。   In step S80, the effective fuel injection amount CTi (HB) in the intake stroke as the first injection is corrected by the air-fuel ratio feedback correction coefficient α set in step S79, and the fuel injection amount in the final intake stroke is corrected. CTiH is calculated by Equation 5.

なお、後述するように第2噴射である圧縮行程での燃料噴射量については、単位時間当たりの変化量を制限することから、第1噴射である吸気行程での燃料噴射量についてのフィードバックゲインを通常より大きくし、ストイキへの収束時間を短縮することが望ましい。   As will be described later, since the amount of change per unit time is limited for the fuel injection amount in the compression stroke that is the second injection, a feedback gain for the fuel injection amount in the intake stroke that is the first injection is set. It is desirable to make it larger than usual to shorten the convergence time to stoichiometry.

[式5]CTiH=CTi(HB)×α
ステップS81では、最終的な圧縮行程での燃料噴射量CTiSを式6により演算する。
[Formula 5] CTiH = CTi (HB) × α
In step S81, the fuel injection amount CTiS in the final compression stroke is calculated by Equation 6.

ここで、第1噴射と第2噴射に関しトルク感度の観点からみると、第2噴射の噴射量は第1噴射の噴射量に比べてトルク感度が高い。すなわち、第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量が大きいと、第1噴射に比べて相対的に、体感するトルク段差も大きくなる。このトルク段差を抑制するために、本発明では第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量を制限することとしている。   Here, from the viewpoint of torque sensitivity regarding the first injection and the second injection, the injection amount of the second injection has higher torque sensitivity than the injection amount of the first injection. That is, when the amount of change per unit time of the injection amount of the second injection is large, the torque level difference experienced is also relatively large compared to the first injection. In order to suppress this torque step, in the present invention, the amount of change per unit time of the injection amount of the second injection is limited.

《第1実施形態》
第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量を制限する第1実施形態に係る制御手順を図7に示す。図7は、図6のステップS81のサブルーチンを示すフローチャートである。
<< First Embodiment >>
FIG. 7 shows a control procedure according to the first embodiment for limiting the amount of change per unit time of the injection amount of the second injection. FIG. 7 is a flowchart showing a subroutine of step S81 in FIG.

本例のステップS811では、空燃比フィードバック補正係数αによって、第2噴射である圧縮行程での有効燃料噴射量CTi(SB)を補正して、最終的な圧縮行程での燃料噴射量CTiSを式6により演算する。   In step S811 of this example, the effective fuel injection amount CTi (SB) in the compression stroke that is the second injection is corrected by the air-fuel ratio feedback correction coefficient α, and the fuel injection amount CTiS in the final compression stroke is calculated by the equation. 6 is calculated.

[式6]CTiS=CTi(SB)×α
次のステップS812では、ステップS811で演算された燃料噴射量CTiSnと、前回の燃料噴射量CTiSn-1とを比較して単位時間当たりの噴射量の変化量ΔCTiSを演算する。
[Formula 6] CTiS = CTi (SB) × α
In the next step S812, the fuel injection amount CTiSn calculated in step S811 is compared with the previous fuel injection amount CTiSn-1 to calculate the injection amount change amount ΔCTiS per unit time.

そして、ステップS813では、ステップS812で演算された単位時間当たりの噴射量の変化量ΔCTiSが、予め設定された所定値K1より大きいか否かを判定し、変化量ΔCTiSが所定値K1以下である場合はステップS815へ進み、ステップS811で演算された噴射量CTiSで第2噴射を行う。   In step S813, it is determined whether or not the change amount ΔCTiS of the injection amount per unit time calculated in step S812 is greater than a predetermined value K1, and the change amount ΔCTiS is equal to or less than the predetermined value K1. In this case, the process proceeds to step S815, and the second injection is performed with the injection amount CTiS calculated in step S811.

これに対し、ステップS813において変化量ΔCTiSが所定値K1より大きいと判定された場合はステップS814へ進む。   On the other hand, if it is determined in step S813 that the change amount ΔCTiS is greater than the predetermined value K1, the process proceeds to step S814.

ステップS814では、第2噴射の噴射量の変化量ΔCTiSは所定値K1を超える値であるが、これを所定値K1に制限した噴射量で第2噴射を行う。すなわち、第2噴射においては単位時間当たりの変化量ΔCTiSがどのように変動しようとも最大K1に制限し、最終的な第2噴射の噴射量を決定する。   In step S814, the change amount ΔCTiS of the injection amount of the second injection exceeds the predetermined value K1, and the second injection is performed with an injection amount that is limited to the predetermined value K1. That is, in the second injection, no matter how the change amount ΔCTiS per unit time varies, the maximum injection amount of the second injection is determined by limiting to the maximum K1.

図9の第2ステップに第1噴射と第2噴射の噴射量の時間的変位を示すが、第1噴射は単位時間当たりの噴射量の変化量が大きい場合もあるのに対し、第2噴射は単位時間当たりの噴射量の変化量が最大K1に制限される。   The second step of FIG. 9 shows the temporal displacement of the injection amounts of the first injection and the second injection. The first injection may have a large change amount of the injection amount per unit time, whereas the second injection The change amount of the injection amount per unit time is limited to the maximum K1.

その結果、第1噴射の噴射量と第2噴射の噴射量が所定の分割比(噴射量比)を維持しつつ、第2噴射は緩やかな変化でストイキに漸近することになる。これにより、トルク感度の高い第2噴射の変化量が小さくなるのでトルク段差の発生を抑制することができる。   As a result, the injection amount of the first injection and the injection amount of the second injection maintain a predetermined division ratio (injection amount ratio), while the second injection gradually approaches a stoichiometric change. Thereby, since the variation | change_quantity of 2nd injection with high torque sensitivity becomes small, generation | occurrence | production of a torque level | step difference can be suppressed.

《第2実施形態》
第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量を制限する第2実施形態に係る制御手順を図8に示す。図8は図6のステップS81のサブルーチンを示すフローチャートである。また図10及び図11は第2実施形態に係る制御の第1噴射と第2噴射の時間的変位を示すタイムチャートであり、図10は初期値に対して燃料噴射量が減少する場合を示し、図11は初期値に対して燃料噴射量が増加する場合を示す。
<< Second Embodiment >>
FIG. 8 shows a control procedure according to the second embodiment for limiting the amount of change per unit time of the injection amount of the second injection. FIG. 8 is a flowchart showing a subroutine of step S81 in FIG. 10 and 11 are time charts showing temporal displacements of the first injection and the second injection of the control according to the second embodiment, and FIG. 10 shows a case where the fuel injection amount decreases with respect to the initial value. FIG. 11 shows a case where the fuel injection amount increases with respect to the initial value.

本例のステップS8110では、第2噴射である圧縮行程での燃料噴射量CTiSをたとえば一定値V2に固定した状態で第2噴射を時間t1〜t2まで継続する。一方、第1噴射である吸気行程での燃料噴射量CTiHは上述した図6のステップS78の空燃比フィードバック制御により演算され、時間t1〜時間t2の間、演算された噴射量で第1噴射を継続すると、時間t2において第1噴射と第2噴射の燃料噴射量の合計が目標空燃比(ストイキ)となる。   In step S8110 of this example, the second injection is continued from time t1 to time t2 in a state where the fuel injection amount CTiS in the compression stroke that is the second injection is fixed at, for example, a constant value V2. On the other hand, the fuel injection amount CTiH in the intake stroke, which is the first injection, is calculated by the air-fuel ratio feedback control in step S78 of FIG. 6 described above, and the first injection is performed with the calculated injection amount from time t1 to time t2. If it continues, the sum of the fuel injection amounts of the first injection and the second injection becomes the target air-fuel ratio (stoichiometric) at time t2.

ステップS8120では、第1噴射による空燃比フィードバック制御によりストイキになったか否かを判定し、ストイキの場合はステップS8130へ進む。   In step S8120, it is determined whether or not stoichiometric has occurred due to air-fuel ratio feedback control by the first injection. If stoichiometric, the process proceeds to step S8130.

ステップS8130では、時間t2において達成されている第1噴射と第2噴射の合計噴射量がストイキの噴射量となっていることから、この噴射量と、第1噴射と第2噴射との分割比(噴射量比)とから第2噴射の噴射量CTiS、具体的には現在の噴射量に対する増減量を演算する。   In step S8130, since the total injection amount of the first injection and the second injection achieved at time t2 is the stoichiometric injection amount, the split ratio between this injection amount and the first injection and the second injection From the (injection amount ratio), the injection amount CTiS of the second injection, specifically, the increase / decrease amount with respect to the current injection amount is calculated.

ステップS8140では、ステップS8130で演算された第2噴射の増減量が増加か減少かを判定し、図11に示すように増加である場合はステップS8150へ進み、図10に示すように減少である場合はステップS8160へ進む。   In step S 8140, it is determined whether the increase / decrease amount of the second injection calculated in step S 8130 is an increase or decrease. If it is an increase as shown in FIG. 11, the process proceeds to step S 8150 and is decreased as shown in FIG. In that case, the process advances to step S8160.

ここで、第2噴射の増減量が増加である場合は、混合気がストイキよりリーンの状態からリッチ側へ移行させる制御であり、第2噴射の増減量が減少である場合、すなわち混合気がストイキよりリッチの状態からリーン側へ移行させる制御に比べ相対的に、トルク感度が小さい。したがって、第2噴射の単位時間当たりの噴射量の増加量(補正量)を大きくしてもトルク段差はさほど生じない。   Here, when the increase / decrease amount of the second injection is increased, the mixture is controlled to shift from the lean state to the rich side from the stoichiometric state. When the increase / decrease amount of the second injection is decreased, that is, the mixture is The torque sensitivity is relatively small compared to the control to shift from the richer state to the lean side than stoichiometric. Therefore, even if the increase amount (correction amount) of the injection amount per unit time of the second injection is increased, the torque step does not occur so much.

本例ではこうした観点から、ステップS8140により第2噴射の増減量が減少、すなわち単位時間当たりの増減量が負である場合は、ステップS8160にて単位時間当たりの増加量をΔK3に設定して第2噴射を行う。   In this example, from this point of view, if the increase / decrease amount of the second injection is decreased in step S8140, that is, if the increase / decrease amount per unit time is negative, the increase amount per unit time is set to ΔK3 in step S8160. 2 injections are performed.

これに対して、ステップS8140により第2噴射の増減量が増加、すなわち単位時間当たりの増減量が正である場合は、ステップS8150にて単位時間当たりの増加量を、ΔK3より大きいΔK2に設定して第2噴射を行う。これにより、ストイキ及び目標分割比(燃料噴射比)に達するまでの時間が短縮される。   On the other hand, if the increase / decrease amount of the second injection is increased in step S8140, that is, if the increase / decrease amount per unit time is positive, the increase amount per unit time is set to ΔK2 larger than ΔK3 in step S8150. The second injection is performed. As a result, the time required to reach the stoichiometric ratio and the target split ratio (fuel injection ratio) is shortened.

以上説明したように、本例に係る内燃機関の制御装置によれば、第2噴射である圧縮行程での燃料噴射量の単位時間当たりの変化量を制限するので、トルク段差の発生を抑制することができる。   As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the present example, the amount of change per unit time of the fuel injection amount in the compression stroke that is the second injection is limited, so that the occurrence of a torque step is suppressed. be able to.

この制限は、成層ストイキ燃焼の第2ステップである空燃比フィードバック制御が開始された直後から実行されるので、トルク段差の発生を時間軸全体にわたって抑制することができる。   Since this restriction is executed immediately after the air-fuel ratio feedback control, which is the second step of stratified stoichiometric combustion, is started, the occurrence of a torque step can be suppressed over the entire time axis.

また、第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量をゼロにした状態で第1噴射の噴射量制御のみによってストイキにし、このストイキを維持したまま第2噴射の噴射量を目標噴射量比に基づいて補正することにより、よりトルク段差の発生を抑制することができる。また、制御フローも単純化され演算負荷が軽減される。   Further, the amount of change per unit time of the second injection is made zero by only the injection amount control of the first injection, and the injection amount of the second injection is set to the target injection amount ratio while maintaining this stoichiometry. By correcting based on the above, generation of a torque step can be further suppressed. In addition, the control flow is simplified and the calculation load is reduced.

さらに、上記補正の増減量に応じて単位時間当たりの補正量を設定することで、ストイキに達するまでの時間を短縮することができる。   Furthermore, by setting the correction amount per unit time in accordance with the increase / decrease amount of the correction, it is possible to shorten the time until the stoichiometry is reached.

本発明に係る内燃機関の制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of a control device for an internal combustion engine according to the present invention. 本発明に係る内燃機関の制御装置で実行される成層ストイキ燃焼行程のうち吸入行程で行われる第1噴射の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the 1st injection performed by an intake stroke among the stratified stoichiometric combustion stroke performed with the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention. 本発明に係る内燃機関の制御装置で実行される成層ストイキ燃焼行程のうち圧縮行程で行われる第2噴射の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the 2nd injection performed by a compression stroke among the stratified stoichiometric combustion strokes performed with the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention. 本発明に係る内燃機関の制御装置で実行される成層ストイキ燃焼行程のうち第1噴射及び第2噴射が行われた後の点火直前の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state just before ignition after 1st injection and 2nd injection are performed among the stratified stoichiometric combustion strokes performed with the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on this invention. 図1に示すコントロールユニットで行われる制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure performed with the control unit shown in FIG. 図5のステップS7のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of step S7 of FIG. 本発明の第1実施形態に係る制御手順を示すものであって図6のステップS81のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure which concerns on 1st Embodiment of this invention, and shows the subroutine of FIG.6 S81. 本発明の第2実施形態に係る制御手順を示すものであって図6のステップS81のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure which concerns on 2nd Embodiment of this invention, Comprising: The subroutine of step S81 of FIG. 本発明の第1実施形態に係る制御の第1噴射と第2噴射の時間的変位を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the time displacement of the 1st injection of control and the 2nd injection concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る制御の第1噴射と第2噴射の時間的変位(噴射量が減少)を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the time displacement (the amount of injection decreases) of the 1st injection of control and the 2nd injection concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係る制御の第1噴射と第2噴射の時間的変位(噴射量)が増加を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the time displacement (injection amount) of the 1st injection and the 2nd injection of control concerning a 2nd embodiment of the present invention to increase.

1…内燃機関
11…吸気通路
12…エアーフィルタ
13…エアフローメータ
14…スロットルバルブ
15…インテークマニホールド
16…燃焼室
17…燃料噴射バルブ(燃料噴射手段)
18…燃料ポンプ
19…プレッシャレギュレータ
20…点火プラグ
21…排気通路
22…空燃比センサ
24…排気浄化触媒
25…下流側酸素センサ
26…クランク軸
27…クランク角センサ
28…冷却ジャケット
29…水温センサ
30…スロットルセンサ
31…スロットルバルブ制御装置
32…マフラ
50…コントロールユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 11 ... Intake passage 12 ... Air filter 13 ... Air flow meter 14 ... Throttle valve 15 ... Intake manifold 16 ... Combustion chamber 17 ... Fuel injection valve (fuel injection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Fuel pump 19 ... Pressure regulator 20 ... Spark plug 21 ... Exhaust passage 22 ... Air-fuel ratio sensor 24 ... Exhaust gas purification catalyst 25 ... Downstream oxygen sensor 26 ... Crankshaft 27 ... Crank angle sensor 28 ... Cooling jacket 29 ... Water temperature sensor 30 ... Throttle sensor 31 ... Throttle valve control device 32 ... Muffler 50 ... Control unit

Claims (4)

内燃機関の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射手段に対し、暖機完了前に、前記燃焼室内全体に混合気を形成する第1噴射を行い、前記燃焼室に装着される点火プラグの周りに混合気を層状に形成する第2噴射を行う制御を実行する制御装置であって、
前記暖機完了前の第1ステップにおいて、前記第1噴射の噴射量と前記第2噴射の噴射量とをそれぞれ一定値に設定し、
前記第1ステップに続く第2ステップにおいて、前記燃焼室内の混合気が目標空燃比になるように、前記第1噴射の噴射量と前記第2噴射の噴射量とを制御する制御手段を備えた内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、
前記第2ステップにおいて、
前記第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量をゼロにした状態で、前記燃焼室内の混合気が前記目標空燃比になるように前記第1噴射の噴射量を制御するステップを実行したのち、
前記第1噴射と前記第2噴射との噴射量比が前記目標噴射量比になるように前記第2噴射の噴射量を補正するステップを実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。
A fuel injection means for directly injecting fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine performs a first injection that forms an air-fuel mixture in the entire combustion chamber before the completion of warm-up, and around an ignition plug attached to the combustion chamber A control device that executes control for performing the second injection to form the air-fuel mixture in layers,
In the first step before the warm-up is completed, the injection amount of the first injection and the injection amount of the second injection are set to constant values, respectively.
In a second step following the first step, control means is provided for controlling the injection amount of the first injection and the injection amount of the second injection so that the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes a target air-fuel ratio. In a control device for an internal combustion engine,
The control means includes
In the second step,
The step of controlling the injection amount of the first injection so that the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes the target air-fuel ratio in a state where the amount of change per unit time of the injection amount of the second injection is zero is executed. Later
A control apparatus for an internal combustion engine, wherein a step of correcting an injection amount of the second injection so that an injection amount ratio between the first injection and the second injection becomes the target injection amount ratio is executed.
請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記第1ステップから前記第2ステップへの移行直後から、前記第2噴射の噴射量の単位時間当たりの変化量をゼロにすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The control device for an internal combustion engine, wherein the control means sets the change amount per unit time of the injection amount of the second injection to zero immediately after the transition from the first step to the second step.
請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記目標空燃比に対する前記第1噴射及び前記第2噴射の噴射量の単位時間当たりの増減量に応じて、前記第2噴射の噴射量の補正の単位時間当たりの変化量を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The control means determines a change amount per unit time of correction of the injection amount of the second injection according to an increase / decrease amount per unit time of the injection amount of the first injection and the second injection with respect to the target air-fuel ratio. A control device for an internal combustion engine, characterized by being changed.
請求項3に記載の内燃機関の制御装置において、
前記制御手段は、前記単位時間当たりの増減量が正である場合は、前記単位時間当たりの増減量が負である場合に比べて、前記補正の単位時間当たりの変化量を大きくすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
The control means increases the amount of change per unit time of the correction when the amount of increase / decrease per unit time is positive compared to when the amount of increase / decrease per unit time is negative. A control device for an internal combustion engine.
JP2013109230A 2013-05-23 2013-05-23 Control device for internal combustion engine Expired - Fee Related JP5477498B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013109230A JP5477498B2 (en) 2013-05-23 2013-05-23 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013109230A JP5477498B2 (en) 2013-05-23 2013-05-23 Control device for internal combustion engine

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008332472A Division JP5375085B2 (en) 2008-12-26 2008-12-26 Control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013155751A JP2013155751A (en) 2013-08-15
JP5477498B2 true JP5477498B2 (en) 2014-04-23

Family

ID=49051167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013109230A Expired - Fee Related JP5477498B2 (en) 2013-05-23 2013-05-23 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5477498B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6206151B2 (en) * 2013-12-11 2017-10-04 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection control device for internal combustion engine
JP6172190B2 (en) * 2015-03-23 2017-08-02 マツダ株式会社 Fuel injection control device for direct injection engine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3755351B2 (en) * 1999-09-16 2006-03-15 日産自動車株式会社 Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP4324297B2 (en) * 1999-12-22 2009-09-02 富士重工業株式会社 In-cylinder injection engine control device
JP3797278B2 (en) * 2002-04-26 2006-07-12 トヨタ自動車株式会社 Fuel injection control device for in-cylinder internal combustion engine
JP4862592B2 (en) * 2006-09-29 2012-01-25 マツダ株式会社 Spark ignition gasoline engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013155751A (en) 2013-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4023115B2 (en) Control device for direct-injection spark ignition engine
US7159566B2 (en) Control method and apparatus for direct injection spark ignited internal combustion engine
JP3584738B2 (en) In-cylinder direct injection spark ignition engine
US7181902B2 (en) Coordinated engine control for lean NOx trap regeneration
JP2018091267A (en) Controller of internal combustion engine
JP3799898B2 (en) In-cylinder injection engine control device
JP4893499B2 (en) In-cylinder direct injection spark ignition internal combustion engine control device and control method
JP6171746B2 (en) Engine start control device
JP5477498B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP4032859B2 (en) Control device for direct-injection spark ignition engine
JP3743277B2 (en) Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP3820770B2 (en) In-cylinder direct injection spark ignition engine
JP4000926B2 (en) Control device and control method for direct-injection spark ignition engine
JP3731403B2 (en) Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP4075341B2 (en) Control device for direct injection spark ignition engine
JP3726580B2 (en) Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP3755351B2 (en) Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP5375085B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP3812301B2 (en) Control device for direct-injection spark-ignition internal combustion engine
JP3724369B2 (en) Control device for direct-injection spark ignition engine
JP2010163930A (en) Control device of direct-injection spark ignition internal combustion engine
JP4388258B2 (en) Control device for direct-injection spark ignition engine
JP7428066B2 (en) engine equipment
JP4061870B2 (en) Control device for direct injection spark ignition engine
JP4175184B2 (en) Control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130523

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: 20140114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140127

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5477498

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees