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JPH11270381A - Air-fuel ratio control device of internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device of internal combustion engine

Info

Publication number
JPH11270381A
JPH11270381A JP10072954A JP7295498A JPH11270381A JP H11270381 A JPH11270381 A JP H11270381A JP 10072954 A JP10072954 A JP 10072954A JP 7295498 A JP7295498 A JP 7295498A JP H11270381 A JPH11270381 A JP H11270381A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air
fuel ratio
enrichment
fuel
fuel 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.)
Pending
Application number
JP10072954A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Fukazawa
修 深沢
Naoyuki Kamiya
直行 神谷
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP10072954A priority Critical patent/JPH11270381A/en
Publication of JPH11270381A publication Critical patent/JPH11270381A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enrich an air-fuel ratio favorably in responsiveness at the time of temporarily changing the air-fuel ratio over to rich while lean-driving a cylinder injection engine. SOLUTION: This control device restrain a change of an air system such as intake air quantity, swirl current strength, EGR quantity, etc., by fixing throttle opening, swirl control valve opening, EGR valve opening by a current control value or controlling them to the closing side only by fine quantity α0-α2. Thereafter, fuel injection quantity is increased by changing fuel injection timing from a compression process (stratified charge combustion) over to an air intake process (homogeneous combustion) where a corrective range of ignition timing is extensive. Consequently, an air-fuel ratio of air-fuel mixture speedily changes in accordance with a change of the fuel injection quantity, and the air-fuel ratio is enriched favorably in responsiveness for a demand for enrichment. Additionally, at the time of changing it over to enrichment, it is possible to improve drivability by delaying the ignition timing and restraining a torque change in accordance with a change of the air-fuel ratio.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料を気筒内に直
接噴射する筒内噴射式の内燃機関において、空燃比を一
時的にリーンからリッチへ切り換える時の制御方式を改
良した内燃機関の空燃比制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-cylinder injection type internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder, and an improved control system for temporarily switching the air-fuel ratio from lean to rich. The present invention relates to a fuel ratio control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、低燃費、低排気エミッション、高
出力の特長を兼ね備えた筒内噴射エンジンの需要が急増
している。この筒内噴射エンジンは、空燃比をリーンに
して、酸素過剰状態で燃料を燃焼させるため、排気中の
NOx量(窒素酸化物量)が増大する。この対策とし
て、筒内噴射エンジンでは、排気管にNOx吸蔵型のリ
ーンNOx触媒を設置することが多い。このリーンNO
x触媒は、排気中の酸素濃度が高いリーン運転中に、排
気中のNOxを吸着し、空燃比がリッチに切り換えられ
て排気中の酸素濃度が低下した時に、吸着したNOxを
還元浄化して放出する。従って、リーンNOx触媒のN
Ox浄化性能を維持するためには、リーン運転中に、時
々、リッチ運転に切り換える必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for an in-cylinder injection engine having features of low fuel consumption, low exhaust emission, and high output has been rapidly increasing. This in-cylinder injection engine makes the air-fuel ratio lean and burns fuel in an excess oxygen state, so that the NOx amount (nitrogen oxide amount) in the exhaust gas increases. As a countermeasure, in a direct injection engine, a NOx storage type lean NOx catalyst is often installed in an exhaust pipe. This lean NO
The x catalyst adsorbs NOx in the exhaust during lean operation in which the oxygen concentration in the exhaust gas is high, and reduces and purifies the adsorbed NOx when the air-fuel ratio is switched to rich and the oxygen concentration in the exhaust gas drops. discharge. Therefore, the N of the lean NOx catalyst
In order to maintain the Ox purification performance, it is necessary to switch to the rich operation from time to time during the lean operation.

【0003】また、ブレーキの制動力を増大させるブレ
ーキブースタは、吸気管負圧によって作動するが、リー
ン運転中は、吸気管の負圧が小さく、ブレーキブースタ
の制動倍力効果が低下するため、リーン運転中に、時
々、リッチ運転に切り換えて吸気管負圧を増加させてブ
レーキブースタ内の負圧を確保する必要がある。
A brake booster for increasing the braking force of the brake is operated by the negative pressure of the intake pipe. However, during lean operation, the negative pressure of the intake pipe is small, and the braking booster effect of the brake booster is reduced. During the lean operation, it is necessary to switch to the rich operation from time to time to increase the negative pressure in the intake pipe to secure the negative pressure in the brake booster.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、リーンNO
x触媒が劣化した場合やNOx排出量が非常に多い場合
には、空燃比をすばやくリッチ化して、短時間でリーン
/リッチの切換えを繰り返す必要がある。更に、ブレー
キブースタの負圧確保のためのリッチ化の途中で運転者
がブレーキ操作した時には、ブレーキブースタの負圧が
不十分であるため、十分な制動倍力効果が得られない可
能性があり、この点からも、空燃比をすばやくリッチ化
する必要がある。
However, lean NO
If the x catalyst has deteriorated or the amount of NOx emission is very large, it is necessary to quickly make the air-fuel ratio rich and repeat the lean / rich switching in a short time. Furthermore, when the driver operates the brake during enrichment to ensure the negative pressure of the brake booster, there is a possibility that a sufficient braking booster effect may not be obtained because the negative pressure of the brake booster is insufficient. From this point, it is necessary to quickly enrich the air-fuel ratio.

【0005】従来の空燃比制御では、空燃比をリッチ化
する際に、スロットル弁等を閉じ側に制御して筒内充填
空気量を減少させることでリッチ化するようにしている
が、このような空気系の切換えは遅れがあるため、リッ
チ化の要求に対して応答性良く空燃比をリッチ化するこ
とができないという欠点がある。
In the conventional air-fuel ratio control, when enriching the air-fuel ratio, the air-fuel ratio is enriched by controlling the throttle valve or the like to the closed side to reduce the amount of air charged in the cylinder. Since there is a delay in switching the air system, there is a disadvantage that the air-fuel ratio cannot be enriched with good responsiveness to the enrichment request.

【0006】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、リーンからリッチへ
の切換えを応答性良く行うことができ、リーンNOx触
媒のNOx浄化性能やブレーキ性能を向上することがで
きる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and accordingly, an object thereof is to enable switching from lean to rich with good responsiveness, and to improve NOx purification performance and braking performance of a lean NOx catalyst. It is an object of the present invention to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that can improve the air-fuel ratio.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の内燃機関の空燃比制御装置によ
れば、空燃比制御手段は、リッチ化要求手段からリッチ
化の要求が出された時に、スロットル弁等の空気系制御
弁の開度を保持又は微少に閉じ側に制御しながら燃料噴
射時期を吸気行程に切り換え且つ燃料噴射量を増量し
て、空燃比をリーンからリッチに切り換える。ここで、
リッチとは、リーン運転時よりも混合気が濃いことを意
味し、従って、リッチに切り換える際に、理論空燃比付
近の空燃比、或はそれよりも若干薄い空燃比、理論空燃
比より濃い空燃比のいずれに切り換えても良く、要は、
リーン運転時よりも濃い空燃比に切り換えれば良い。
In order to achieve the above object, according to the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine of the first aspect of the present invention, the air-fuel ratio control means requests the enrichment from the enrichment requesting means. Is output, the fuel injection timing is switched to the intake stroke and the fuel injection amount is increased while the opening of the air system control valve such as the throttle valve is maintained or slightly closed, and the air-fuel ratio is changed from lean to lean. Switch to rich. here,
The term "rich" means that the air-fuel mixture is richer than in the lean operation.Therefore, when switching to rich, the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio, or the air-fuel ratio slightly lower than that, or the air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio You can switch to any of the fuel ratios.
What is necessary is just to switch to an air-fuel ratio that is richer than during the lean operation.

【0008】本発明では、空燃比をリーンからリッチに
切り換える際に、遅れのある空気系を固定又はその変化
量を微少にして、燃料噴射量を増量することで、リッチ
に切り換える。燃料噴射量の増量は、空気系の切換えと
は異なり、応答遅れなく行うことができるので、リーン
からリッチへの切換えをすばやく行うことができ、リー
ンNOx触媒のNOx浄化性能やブレーキ性能を向上す
ることができる。更に、本発明では、リッチへの切換え
時に、燃料噴射時期を吸気行程に切り換えるため、燃焼
状態が成層燃焼から均質燃焼に切り換えられる。均質燃
焼では、成層燃焼よりも混合気の状態が安定するため、
点火時期の調整範囲を拡大できると共に、吸排気弁の開
閉タイミングや開閉時間の調整範囲も拡大でき、点火時
期、吸排気弁の開閉タイミングや開閉時間の制御による
内燃機関のトルク制御を容易に行うことができる。
In the present invention, when switching the air-fuel ratio from lean to rich, the air-fuel ratio is switched to rich by fixing the air system with a delay or minimizing the change amount thereof and increasing the fuel injection amount. Unlike the switching of the air system, the increase of the fuel injection amount can be performed without a response delay, so that the switching from lean to rich can be performed quickly, and the NOx purification performance and the brake performance of the lean NOx catalyst are improved. be able to. Further, in the present invention, when switching to rich, the fuel injection timing is switched to the intake stroke, so that the combustion state is switched from stratified combustion to homogeneous combustion. In homogeneous combustion, the state of the mixture is more stable than in stratified combustion,
The range of adjustment of the ignition timing can be expanded and the range of adjustment of the opening / closing timing and opening / closing time of the intake / exhaust valves can also be expanded. be able to.

【0009】ところで、リッチへの切換えを急激に行う
と、内燃機関の出力トルクが急変してトルクショックが
発生し、ドライバビリティが低下する。この対策とし
て、特開平7−166913号公報に示すように、空燃
比を徐々にリッチ化したり、或は、特開平8−1894
05号公報に示すように、空気系の変化の遅れに合わせ
て燃料噴射時期を遅らせることが提案されている。しか
し、これらいずれの公知技術も、リッチへの切換えに比
較的長い時間を要するため、空燃比をすばやくリッチ化
することができない。
By the way, when the switching to the rich state is performed abruptly, the output torque of the internal combustion engine changes abruptly, causing a torque shock and reducing drivability. As a countermeasure against this, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-166913, the air-fuel ratio is gradually enriched, or
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 05-2005, it has been proposed to delay the fuel injection timing in accordance with the delay in the change of the air system. However, any of these known techniques requires a relatively long time to switch to rich, so that the air-fuel ratio cannot be quickly enriched.

【0010】そこで、請求項2のように、吸気弁と排気
弁の少なくとも一方の開閉タイミング、開閉時間、点火
プラグの点火時期の少なくとも1つを制御する機関制御
手段を備えたシステムでは、前記請求項1のようにして
リッチ化の応答性を確保した上で、前記リッチ化要求手
段からリッチ化の要求が出された時にトルク補正手段に
よって前記機関制御手段をトルク減少方向に作動させて
リッチ化によるトルク変化を抑えるようにしても良い。
前述したように、リッチに切り換える際に、燃料噴射時
期を吸気行程に切り換えて均質燃焼に切り換え、それに
よって、点火時期の調整範囲や、吸排気弁の開閉タイミ
ング、開閉時間の調整範囲を拡大できるため、リッチ化
によるトルク変化に対して、広範囲のトルク補正が可能
となる。
Therefore, in a system according to a second aspect of the present invention, there is provided a system including engine control means for controlling at least one of the opening / closing timing, opening / closing time, and ignition timing of an ignition plug of at least one of an intake valve and an exhaust valve. After ensuring the responsiveness of the enrichment as described in the item 1, when the enrichment requesting unit issues a request for enrichment, the torque correction unit operates the engine control unit in the torque decreasing direction to enrich the enrichment. May be suppressed.
As described above, when switching to rich, the fuel injection timing is switched to the intake stroke to switch to homogeneous combustion, whereby the adjustment range of the ignition timing, the opening and closing timing of the intake and exhaust valves, and the adjusting range of the opening and closing time can be expanded. Therefore, a wide range of torque correction can be performed with respect to a change in torque due to enrichment.

【0011】この場合、リッチ化によるトルク変化は、
燃料噴射量の増量が多くなるほど大きくなるため、請求
項3のように、燃料噴射量の増量分に応じてトルク補正
量を設定することが好ましい。このようにすれば、リッ
チ化によるトルク変化分を抑える適正なトルク補正量を
精度良く設定することができる。
In this case, the change in torque due to enrichment is
Since the larger the increase in the fuel injection amount, the larger the increase, the torque correction amount is preferably set according to the increase in the fuel injection amount. By doing so, it is possible to accurately set an appropriate amount of torque correction that suppresses a change in torque due to enrichment.

【0012】また、燃料噴射量の増量が実施されてか
ら、実際にトルク変化として現れるまでには、若干の時
間遅れがある。この点を考慮して、請求項4のように、
トルク補正の開始時期と終了時期をリッチ化要求による
燃料噴射量の増量開始時期と増量終了時期から所定期間
遅らせると良い。このようにすれば、トルク変化の遅れ
を考慮した、より正確なトルク補正を行うことができ
る。
Further, there is a slight time delay from when the fuel injection amount is increased to when it actually appears as a torque change. Considering this point, as in claim 4,
It is preferable that the start time and the end time of the torque correction are delayed for a predetermined period from the start time and the end time of the increase in the fuel injection amount due to the enrichment request. By doing so, more accurate torque correction can be performed in consideration of the delay in torque change.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】[実施形態(1)]以下、本発明
の実施形態(1)を図1乃至図3に基づいて説明する。
まず、図1に基づいてエンジン制御系システム全体の概
略構成を説明する。筒内噴射式の内燃機関である筒内噴
射エンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリ
ーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側
に、ステップモータ14によって開度調節されるスロッ
トル弁15(空気系制御弁)が設けられている。ステッ
プモータ14がエンジン電子制御回路(以下「ECU」
と表記する)16からの出力信号に基づいて駆動される
ことで、スロットル弁15の開度(スロットル開度)が
制御され、そのスロットル開度に応じて各気筒ヘの吸入
空気量が調節される。スロットル弁15の近傍には、ス
ロットル開度を検出するスロットルセンサ17が設けら
れている。
[Embodiment (1)] An embodiment (1) of the present invention will be described below with reference to FIGS.
First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. An air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of an intake pipe 12 of a direct injection engine 11 which is a direct injection internal combustion engine, and a throttle valve whose opening is adjusted by a step motor 14 is provided downstream of the air cleaner 13. 15 (pneumatic control valve) is provided. The step motor 14 is connected to an engine electronic control circuit (hereinafter referred to as “ECU”).
The throttle valve 15 is controlled based on the output signal from the throttle valve 16 (throttle opening), and the amount of intake air to each cylinder is adjusted according to the throttle opening. You. A throttle sensor 17 for detecting a throttle opening is provided near the throttle valve 15.

【0014】このスロットル弁15の下流側には、サー
ジタンク19が設けられ、このサージタンク19に、エ
ンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド
20が接続されている。各気筒の吸気マニホールド20
内には、それぞれ第1吸気路21と第2吸気路22が仕
切り形成され、これら第1吸気路21と第2吸気路22
が、エンジン11の各気筒に形成された2つの吸気ポー
ト23にそれぞれ連結されている。各気筒の第2吸気路
22内には、スワールコントロール弁24(空気系制御
弁)が配置されている。各気筒のスワールコントロール
弁24は、共通のシャフト25を介してステップモータ
26に連結されている。このステップモータ26がEC
U16からの出力信号に基づいて駆動されることで、ス
ワールコントロール弁24の開度が制御され、その開度
に応じて各気筒内のスワール流強度が調整される。ステ
ップモータ26には、スワールコントロール弁24の開
度を検出するスワールコントロール弁センサ27が取り
付けられている。
A surge tank 19 is provided downstream of the throttle valve 15, and an intake manifold 20 for introducing air into each cylinder of the engine 11 is connected to the surge tank 19. Intake manifold 20 for each cylinder
A first intake path 21 and a second intake path 22 are respectively formed in the inside of the first intake path 21 and the second intake path 22.
Are connected to two intake ports 23 formed in each cylinder of the engine 11, respectively. A swirl control valve 24 (pneumatic control valve) is arranged in the second intake passage 22 of each cylinder. The swirl control valve 24 of each cylinder is connected to a step motor 26 via a common shaft 25. This step motor 26 is EC
By driving based on the output signal from U16, the opening of the swirl control valve 24 is controlled, and the swirl flow intensity in each cylinder is adjusted according to the opening. A swirl control valve sensor 27 for detecting the opening of the swirl control valve 24 is attached to the step motor 26.

【0015】また、エンジン11の各気筒の上部には、
燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁28が取り付け
られている。燃料タンク(図示せず)から燃料配管45
を通して燃料デリバリパイプ29に送られてくる燃料
は、各気筒の燃料噴射弁28から燃焼室内に噴射され、
吸気ポート23から導入される吸入空気と混合して混合
気が形成される。燃料デリバリパイプ29には、燃料の
圧力を検出する燃圧センサ30が取り付けられている。
The upper part of each cylinder of the engine 11
A fuel injection valve 28 for directly injecting fuel into the cylinder is provided. From a fuel tank (not shown) to a fuel pipe 45
The fuel sent to the fuel delivery pipe 29 through the is injected into the combustion chamber from the fuel injection valve 28 of each cylinder,
The mixture with the intake air introduced from the intake port 23 forms an air-fuel mixture. A fuel pressure sensor 30 for detecting the pressure of the fuel is attached to the fuel delivery pipe 29.

【0016】更に、エンジン11のシリンダヘッドに
は、各気筒毎に点火プラグ(図示せず)が取り付けら
れ、各点火プラグが点火することで、燃焼室内の混合気
が着火する。また、気筒判別センサ32は、特定気筒
(例えば第1気筒)が吸気上死点に達した時に出力パル
スを発生し、クランク角センサ33は、エンジン11の
クランクシャフトが一定クランク角(例えば30℃A)
回転する毎に出力パルスを発生する。これらの出力パル
スによって、クランク角やエンジン回転数NEが検出さ
れ、気筒判別が行われる。
Further, an ignition plug (not shown) is attached to the cylinder head of the engine 11 for each cylinder, and each ignition plug ignites to ignite an air-fuel mixture in the combustion chamber. The cylinder discrimination sensor 32 generates an output pulse when a specific cylinder (for example, the first cylinder) reaches the intake top dead center. The crank angle sensor 33 detects that the crankshaft of the engine 11 has a constant crank angle (for example, 30 ° C.). A)
An output pulse is generated each time the motor rotates. From these output pulses, the crank angle and the engine speed NE are detected, and cylinder discrimination is performed.

【0017】一方、エンジン11の排気ポート35に
は、排気マニホールド36を介して排気管37が接続さ
れている。この排気管37には、理論空燃比付近で排気
を浄化する三元触媒38とNOx吸蔵型のリーンNOx
触媒39とが直列に配置されている。このリーンNOx
触媒39は、排気中の酸素濃度が高いリーン運転中に、
排気中のNOxを吸着し、空燃比がリッチに切り換えら
れて排気中の酸素濃度が低下した時に、吸着したNOx
を還元浄化して放出する。このリーンNOx触媒39の
下流側には、リーンNOx触媒39から流出する排気中
のNOx濃度を検出するNOx濃度センサ(図示せず)
が設置され、排気中のNOx濃度から推定したリーンN
Ox触媒39のNOx吸着量が所定値より多くなった時
に、後述するようにして一時的に空燃比がリーンからリ
ッチに切り換えられる。
On the other hand, an exhaust pipe 37 is connected to an exhaust port 35 of the engine 11 via an exhaust manifold 36. The exhaust pipe 37 has a three-way catalyst 38 for purifying exhaust gas near a stoichiometric air-fuel ratio and a NOx storage type lean NOx.
The catalyst 39 is arranged in series. This lean NOx
During the lean operation in which the oxygen concentration in the exhaust gas is high, the catalyst 39
When the NOx in the exhaust gas is adsorbed and the air-fuel ratio is switched to rich and the oxygen concentration in the exhaust gas drops, the adsorbed NOx
Is reduced and purified. On the downstream side of the lean NOx catalyst 39, a NOx concentration sensor (not shown) for detecting the concentration of NOx in the exhaust gas flowing out of the lean NOx catalyst 39
Is installed, and lean N estimated from NOx concentration in exhaust gas
When the NOx adsorption amount of the Ox catalyst 39 becomes larger than a predetermined value, the air-fuel ratio is temporarily switched from lean to rich as described later.

【0018】また、排気管37のうちの三元触媒38の
上流側とサージタンク19との間には、排気の一部を還
流させるEGR配管40が接続され、このEGR配管4
0の途中に、EGR量(排気還流量)を制御するEGR
弁41(空気系制御弁)が設けられている。また、アク
セルペダル18には、アクセル開度を検出するアクセル
センサ42が設けられている。サージタンク19には、
ブレーキブースタ(図示せず)が接続され、吸気管負圧
がブレーキブースタ内に導入されるようになっている。
このブレーキブースタには、内部の負圧を検出する負圧
センサ(図示せず)が取り付けられ、ブレーキブースタ
の負圧が所定値より低下した時に、後述するようにして
一時的に空燃比がリーンからリッチに切り換えられる。
An EGR pipe 40 for recirculating a part of the exhaust gas is connected between the upstream side of the three-way catalyst 38 in the exhaust pipe 37 and the surge tank 19.
EGR controlling the EGR amount (exhaust gas recirculation amount) in the middle of 0
A valve 41 (pneumatic control valve) is provided. Further, the accelerator pedal 18 is provided with an accelerator sensor 42 for detecting an accelerator opening. In the surge tank 19,
A brake booster (not shown) is connected, and the intake pipe negative pressure is introduced into the brake booster.
A negative pressure sensor (not shown) for detecting an internal negative pressure is attached to the brake booster, and when the negative pressure of the brake booster falls below a predetermined value, the air-fuel ratio temporarily decreases as described later. Is switched to rich.

【0019】上述した各種センサの出力信号は、ECU
16に入力される。このECU16は、マイクロコンピ
ュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶
媒体)に記憶された制御プログラムに従い、各種センサ
出力に基づき、前述したステップモータ14,26、E
GR弁41、燃料噴射弁28、点火プラグの動作を制御
する。例えば、低・中負荷運転時は、空燃比がリーンと
なるように少量の燃料を圧縮行程で噴射し、点火プラグ
の周辺に部分的に濃いめの混合気を形成して成層燃焼さ
せ、筒内全体としての空燃比をリーンとする(リーン運
転)。高負荷運転時は、理論空燃比付近又はそれよりも
若干リッチとなるように燃料噴射量を増量し、燃料を吸
気行程で噴射して均質燃焼させる(リッチ運転)。
The output signals of the various sensors described above are supplied to the ECU
16 is input. The ECU 16 is mainly composed of a microcomputer, and controls the aforementioned step motors 14, 26, E based on various sensor outputs in accordance with a control program stored in a built-in ROM (storage medium).
The operation of the GR valve 41, the fuel injection valve 28, and the spark plug is controlled. For example, during low / medium load operation, a small amount of fuel is injected in the compression stroke so that the air-fuel ratio becomes lean, a partially rich mixture is formed around the ignition plug, and stratified combustion is performed. The air-fuel ratio as a whole is made lean (lean operation). During high load operation, the fuel injection amount is increased so as to be near or slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and fuel is injected in the intake stroke to perform homogeneous combustion (rich operation).

【0020】また、ECU16は、図2及び図3に示す
空燃比制御用のルーチンを実行することで、エンジン運
転中に空燃比のリッチ化の要求が有るか否かを判定し、
リッチ化要求が有る場合には、一時的に空燃比をリッチ
化する。以下、各プログラムの処理内容について説明す
る。
The ECU 16 executes an air-fuel ratio control routine shown in FIGS. 2 and 3 to determine whether there is a request for enrichment of the air-fuel ratio during engine operation.
If there is a request for enrichment, the air-fuel ratio is temporarily enriched. Hereinafter, the processing contents of each program will be described.

【0021】図2に示す空燃比制御ルーチンは、所定ク
ランク角毎又は所定時間毎又は点火毎(噴射毎)に繰り
返し実行される。本ルーチンが起動されると、まずステ
ップ100で、リッチ化の要求が有るか否かを判定す
る。このリッチ化要求の判定は、図3に示すリッチ化要
求判定ルーチンに従って実行される。具体的には、ステ
ップ200で、リーンNOx触媒39のNOx吸着量が
所定値Lよりも多いか否かを判定し、NOx吸着量が所
定値Lよりも多ければ、ステップ203に進み、リッチ
化要求有りと判定する。ここで、所定値Lは、リーンN
Ox触媒39を通過した排気中のNOx濃度が所定値よ
り高くなるNOx吸着量に設定される。NOx吸着量
は、リーンNOx触媒39の下流側に設置したNOx濃
度センサ(図示せず)の検出値から推定したり、或は、
リーン運転時間やリーンNOx触媒39の触媒温度(排
気温度)等の運転状態から推定しても良い。
The air-fuel ratio control routine shown in FIG. 2 is repeatedly executed at every predetermined crank angle, every predetermined time, or every ignition (each injection). When this routine is started, first, at step 100, it is determined whether or not there is a request for enrichment. The determination of the enrichment request is performed in accordance with the enrichment request determination routine shown in FIG. Specifically, in step 200, it is determined whether or not the NOx adsorption amount of the lean NOx catalyst 39 is larger than a predetermined value L. If the NOx adsorption amount is larger than the predetermined value L, the process proceeds to step 203, where the enrichment is performed. It is determined that there is a request. Here, the predetermined value L is the lean N
The NOx adsorption amount at which the NOx concentration in the exhaust gas passing through the Ox catalyst 39 becomes higher than a predetermined value is set. The NOx adsorption amount is estimated from a detection value of a NOx concentration sensor (not shown) provided on the downstream side of the lean NOx catalyst 39, or
It may be estimated from operating conditions such as the lean operating time and the catalyst temperature (exhaust gas temperature) of the lean NOx catalyst 39.

【0022】一方、上記ステップ200で、リーンNO
x触媒39のNOx吸着量が所定値L以下と判定された
場合には、ステップ201に進み、ブレーキブースタ
(図示せず)内の負圧が所定値Mよりも低下したか否か
を判定し、負圧が所定値Mよりも低下していれば、ステ
ップ203に進み、リッチ化要求有りと判定する。ここ
で、所定値Mは、ブレーキブースタの十分な制動倍力効
果が得られなくなる負圧に設定される。ブレーキブース
タ内の負圧は、ブレーキブースタに設けた負圧センサ
(図示せず)で直接検出したり、或は、ブレーキの作動
回数や運転状態から推定するようにしても良い。
On the other hand, in step 200, the lean NO
When it is determined that the NOx adsorption amount of the x catalyst 39 is equal to or less than the predetermined value L, the process proceeds to step 201, and it is determined whether the negative pressure in the brake booster (not shown) has dropped below the predetermined value M. If the negative pressure is lower than the predetermined value M, the routine proceeds to step 203, where it is determined that there is a request for enrichment. Here, the predetermined value M is set to a negative pressure at which a sufficient boosting effect of the brake booster cannot be obtained. The negative pressure in the brake booster may be directly detected by a negative pressure sensor (not shown) provided in the brake booster, or may be estimated from the number of times of operation of the brake or the driving state.

【0023】上述したステップ200,201の判定が
両方とも「No」と判定された場合は、空燃比をリッチ
化する必要がないので、ステップ202に進み、リッチ
化要求無しと判定される。以上説明したリッチ化要求判
定ルーチンは、特許請求の範囲でいうリッチ化要求手段
としての役割を果たす。
If the determinations in steps 200 and 201 are both "No", it is not necessary to enrich the air-fuel ratio, so the process proceeds to step 202, where it is determined that there is no enrichment request. The enrichment request determination routine described above plays a role as an enrichment request means referred to in the claims.

【0024】このリッチ化要求判定ルーチンを実行した
結果、リッチ化要求無しと判定された場合には、図2の
ステップ100からステップ104に進み、燃料噴射弁
28の燃料噴射時期を圧縮行程に切り換える(又は引き
続き圧縮行程に維持する)。この後、ステップ105
で、スロットル開度TA、スワールコントロール弁開度
SCV、EGR弁開度EGR及びパージ弁開度PRG
を、エンジン回転数NE、エンジン負荷、燃焼方式(成
層燃焼か均質燃焼か)等に応じて設定して、本ルーチン
を終了する。
As a result of executing the enrichment request determination routine, if it is determined that there is no enrichment request, the process proceeds from step 100 to step 104 in FIG. 2 to switch the fuel injection timing of the fuel injection valve 28 to the compression stroke. (Or continue in the compression stroke). Thereafter, step 105
The throttle opening TA, the swirl control valve opening SCV, the EGR valve opening EGR, and the purge valve opening PRG
Is set in accordance with the engine speed NE, the engine load, the combustion method (stratified combustion or homogeneous combustion), and the like, and this routine ends.

【0025】これに対し、ステップ100で、リッチ化
要求有りと判定された場合には、ステップ101に進
み、空気系をそのまま保持するために、スロットル開度
TA、スワールコントロール弁開度SCV、EGR弁開
度EGR及びパージ弁開度PRGを次式に示すように固
定する。 TA(i) =TA(i-1) SCV(i) =SCV(i-1) EGR(i) =EGR(i-1) PRG(i) =PRG(i-1) ここで、(i) は今回値、(i-1) は前回値である。これに
より、気筒内に充填される空気量、気筒内の混合気のス
ワール流強度、EGR量、パージ流量が固定される。
On the other hand, if it is determined in step 100 that there is a request for enrichment, the process proceeds to step 101, where the throttle opening TA, swirl control valve opening SCV, EGR are set to maintain the air system as it is. The valve opening EGR and the purge valve opening PRG are fixed as shown in the following equation. TA (i) = TA (i-1) SCV (i) = SCV (i-1) EGR (i) = EGR (i-1) PRG (i) = PRG (i-1) where (i) Is the current value and (i-1) is the previous value. As a result, the amount of air charged into the cylinder, the swirl flow intensity of the air-fuel mixture in the cylinder, the EGR amount, and the purge flow rate are fixed.

【0026】そして、次のステップ102で、燃料噴射
弁28の燃料噴射時期を圧縮行程から吸気行程に切り換
えた後、ステップ103で、燃料噴射量を増量して空燃
比をリッチに切り換えて、本ルーチンを終了する。ここ
で、リッチとは、リーン運転時よりも混合気が濃いこと
を意味し、従って、リッチに切り換える際に、理論空燃
比付近の空燃比、或はそれよりも若干薄い空燃比、理論
空燃比より濃い空燃比のいずれに切り換えても良く、要
は、リーン運転時よりも濃い空燃比に切り換えれば良
い。尚、ステップ100〜103の処理が特許請求の範
囲でいう空燃比制御手段としての役割を果たす。
Then, in the next step 102, the fuel injection timing of the fuel injection valve 28 is switched from the compression stroke to the intake stroke. In step 103, the fuel injection amount is increased and the air-fuel ratio is switched to rich, and End the routine. Here, the term "rich" means that the air-fuel mixture is richer than in the lean operation. Therefore, when switching to rich, the air-fuel ratio near the stoichiometric air-fuel ratio, or the air-fuel ratio slightly lower than that, or the stoichiometric air-fuel ratio The air-fuel ratio may be switched to any of the richer air-fuel ratios. In short, the air-fuel ratio may be switched to a richer air-fuel ratio than during the lean operation. Incidentally, the processing of steps 100 to 103 plays a role as an air-fuel ratio control means referred to in the claims.

【0027】以上説明した実施形態(1)によれば、燃
料噴射量の増量は、空気系の切換えとは異なり、応答遅
れなく行うことができる点に着目し、リッチ化要求に応
じて空燃比をリーンからリッチに切り換える際に、遅れ
のある空気系を固定して、燃料噴射量を増量してリッチ
に切り換えるようにしたので、リーンからリッチへの切
換えを応答性良く行うことができて、リーンNOx触媒
39のNOx浄化性能やブレーキブースタの制動倍力効
果を向上することができる。
According to the embodiment (1) described above, it is noted that the fuel injection amount can be increased without a response delay unlike the air system switching, and the air-fuel ratio is increased in response to the enrichment request. When switching from lean to rich, the air system with a delay is fixed and the fuel injection amount is increased to switch to rich, so that switching from lean to rich can be performed with good responsiveness, The NOx purification performance of the lean NOx catalyst 39 and the braking booster effect of the brake booster can be improved.

【0028】尚、図2のステップ101の処理に代え
て、図2中の括弧内のステップ101aに示すように、
スロットル開度TA、スワールコントロール弁開度SC
V、EGR弁開度EGR及びパージ弁開度PRGを、そ
れぞれ微少量(α0 〜α3 )だけ閉じ側に制御するよう
にしても良い(図7中の破線参照)。この場合でも、空
気系の変化を微少に抑えることができ、空燃比を応答性
良くリッチに切り換えることができる。
It should be noted that instead of the processing of step 101 in FIG. 2, as shown in step 101a in parentheses in FIG.
Throttle opening TA, swirl control valve opening SC
V, the EGR valve opening EGR and the purge valve opening PRG may be controlled to be closed by a very small amount (α0 to α3), respectively (see the broken line in FIG. 7). Even in this case, the change in the air system can be suppressed to a very small value, and the air-fuel ratio can be switched richly with good responsiveness.

【0029】また、上記実施形態(1)では、NOx浄
化性能やブレーキブースタの制動倍力効果を確保するた
めに、空燃比のリッチ化を要求するようにしているが、
これ以外に、例えば触媒の早期暖機、エアコン・ヒータ
能力向上等のために、空燃比のリッチ化を要求するよう
にしても良い。
Further, in the above embodiment (1), the air-fuel ratio is required to be enriched in order to secure the NOx purification performance and the braking boosting effect of the brake booster.
In addition to this, for example, in order to quickly warm up the catalyst and improve the air-conditioner / heater capacity, the air-fuel ratio may be required to be enriched.

【0030】[実施形態(2)]ところで、空燃比のリ
ーンからリッチへの切換えを急激に行うと、エンジント
ルクが急変してトルクショックが発生し、ドライバビリ
ティが低下する。そこで、本発明の実施形態(2)で
は、ECU16によって、図4に示す空燃比制御ルーチ
ンを点火毎に実行することで、次のようにしてリッチに
切り換える時にトルク補正を行う。
[Embodiment (2)] By the way, when the air-fuel ratio is rapidly switched from lean to rich, the engine torque changes abruptly, causing a torque shock and reducing drivability. Therefore, in the embodiment (2) of the present invention, the ECU 16 executes the air-fuel ratio control routine shown in FIG. 4 for each ignition so as to perform the torque correction when switching to rich as follows.

【0031】図4に示す空燃比制御ルーチンでは、ステ
ップ300で、リッチ化要求有りと判定されると、前記
図2のステップ101〜103と同じく、空気系を保持
して燃料噴射時期を吸気行程に切り換えて均質燃焼に切
り換え、燃料噴射量を増量することで、リッチに切り換
える(ステップ301〜303)。この後、リッチ化
(燃料噴射量の増量)に伴うトルク上昇を抑えるため
に、ステップ304に進み、トルク補正を行う。このト
ルク補正は、点火時期を遅角してトルク上昇を抑えるよ
うにする。この際、点火時期の遅角量は、図5に示す燃
料噴射量の増量分をパラメータとするマップを検索し
て、現在の燃料噴射量の増量分に応じて設定される。図
7に破線Aで示す点火時期のタイムチャートは、燃料噴
射量の増量分に応じて点火時期を遅角させた例を示す。
In the air-fuel ratio control routine shown in FIG. 4, when it is determined in step 300 that there is a request for enrichment, the air system is maintained and the fuel injection timing is changed to the intake stroke as in steps 101 to 103 in FIG. (Steps 301 to 303). Thereafter, in order to suppress an increase in torque due to enrichment (increase in fuel injection amount), the process proceeds to step 304, where torque correction is performed. In this torque correction, the ignition timing is retarded to suppress an increase in torque. At this time, the ignition timing retard amount is set according to the current fuel injection amount increase by searching a map using the increase amount of the fuel injection amount shown in FIG. 5 as a parameter. The timing chart of the ignition timing indicated by the broken line A in FIG. 7 shows an example in which the ignition timing is retarded in accordance with the increase in the fuel injection amount.

【0032】一般に、燃料噴射量の増量分が多くなるほ
ど、トルク上昇量が大きくなり、また、点火時期の遅角
量が大きくなるほど、トルク抑制効果が大きくなるた
め、図5の点火時期の遅角量のマップの特性は、燃料噴
射量の増量分が多くなるほど、点火時期の遅角量が大き
くなるように設定されている。この点火時期の遅角量の
マップは、予め、実験データや理論式によって設定さ
れ、ECU16のROMに記憶されている。上記ステッ
プ304の処理が特許請求の範囲でいうトルク補正手段
として機能する。また、ECU16によって点火時期を
遅角補正する機能が特許請求の範囲でいう機関制御手段
に相当する。
In general, as the amount of increase in the fuel injection amount increases, the torque increase amount increases, and as the ignition timing retard amount increases, the torque suppressing effect increases. The characteristics of the map of the amount are set such that the greater the increase in the fuel injection amount, the greater the retard amount of the ignition timing. The map of the retard amount of the ignition timing is set in advance by experimental data and theoretical formulas, and is stored in the ROM of the ECU 16. The processing of step 304 functions as a torque correction unit referred to in the claims. Further, the function of retarding the ignition timing by the ECU 16 corresponds to the engine control means in the claims.

【0033】その後、リッチ化の要求が無くなると、ス
テップ305,306に進み、前記図2のステップ10
4,105と同じく、圧縮行程噴射に戻して、エンジン
運転状態に応じた通常の空気系の制御に復帰し、更にス
テップ307で、通常の点火時期制御に戻してトルク補
正を解除し、本ルーチンを終了する。
Thereafter, when there is no longer any request for enrichment, the process proceeds to steps 305 and 306, and step 10 in FIG.
In the same manner as in steps 4 and 105, the process returns to the compression stroke injection, returns to normal control of the air system according to the engine operating condition, and further returns to normal ignition timing control in step 307 to cancel the torque correction. To end.

【0034】以上説明した実施形態(2)では、前記実
施形態(1)と同様に、リッチ化の応答性を確保した上
で、リッチ化要求が出された時に、燃料噴射量の増量分
に応じて点火時期を遅角させるので、リッチ化によるト
ルク変化を抑えることができて、ドライバビリティを向
上させることができる。また、圧縮行程噴射(成層燃
焼)時は、可燃混合気が点火プラグの周辺に偏在する短
い期間に点火する必要があるため、点火時期の補正可能
範囲が極めて狭いが、上記実施形態(2)では、吸気行
程噴射(均質燃焼)に切り換えてから点火時期を遅角補
正するので、点火時期の補正可能範囲が広がり、トルク
補正の補正幅を拡大することができ、リッチ化によるト
ルク変化に対して、広範囲のトルク補正が可能となる。
In the above-described embodiment (2), similar to the above-described embodiment (1), the response of the enrichment is ensured, and when the enrichment request is issued, the increase in the fuel injection amount is performed. Since the ignition timing is retarded accordingly, a change in torque due to enrichment can be suppressed, and drivability can be improved. In the compression stroke injection (stratified combustion), the flammable air-fuel mixture needs to be ignited in a short period in which it is unevenly distributed around the spark plug. Therefore, the correctable range of the ignition timing is extremely narrow. Then, after switching to the intake stroke injection (homogeneous combustion), the ignition timing is retarded, so that the range of possible correction of the ignition timing is widened and the correction width of the torque correction can be expanded. Thus, a wide range of torque correction can be performed.

【0035】尚、上記実施形態(2)では、リッチに切
り換える時に、点火時期を遅角補正してトルク変化を抑
えるようにしたが、吸気弁、排気弁の少なくとも一方の
開閉タイミングを可変する可変バルブタイミング機構を
搭載したシステムに本発明を適用する場合には、リッチ
に切り換える時に、吸気弁、排気弁の少なくとも一方の
開閉タイミング及び/又は開閉時間(作動角)を燃料噴
射量の増量分に応じて補正することで、リッチ化による
トルク変化を抑えるようにしても良い(この場合、可変
バルブタイミング機構が特許請求の範囲でいう機関制御
手段となる)。勿論、吸排気弁の開閉タイミング及び/
又は開閉時間の補正と点火時期の遅角補正とを組み合わ
せてリッチ化によるトルク変化を抑えるようにしても良
い。また、図4のステップ301を図2の101aに変
更しても良い。
In the above-mentioned embodiment (2), when the switching is made rich, the ignition timing is retarded to suppress the torque change. However, the variable timing for changing the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve. When the present invention is applied to a system equipped with a valve timing mechanism, at the time of rich switching, the opening / closing timing and / or opening / closing time (operating angle) of at least one of the intake valve and the exhaust valve is set to the increased amount of the fuel injection amount. By making corrections accordingly, the change in torque due to enrichment may be suppressed (in this case, the variable valve timing mechanism serves as engine control means described in the claims). Of course, the opening and closing timing of the intake and exhaust valves and / or
Alternatively, the change in torque due to enrichment may be suppressed by combining the correction of the opening and closing time and the correction of the retardation of the ignition timing. Further, step 301 in FIG. 4 may be changed to 101a in FIG.

【0036】[実施形態(3)]ところで、燃料噴射量
の増量が実施されてから、実際にトルク変化として現れ
るまでには、若干の時間遅れがある。この点を考慮し
て、本発明の実施形態(3)では、ECU16によって
図6に示す空燃比制御ルーチンを点火毎に実行すること
で、トルク補正の開始時期と終了時期をリッチ化要求に
よる燃料噴射量の増量開始時期と増量終了時期から所定
期間遅らせるようにしている。
[Embodiment (3)] By the way, there is a slight time delay from when the fuel injection amount is increased to when it actually appears as a torque change. In consideration of this point, in the embodiment (3) of the present invention, the ECU 16 executes the air-fuel ratio control routine shown in FIG. The injection amount increase start time and the increase end time are delayed by a predetermined period.

【0037】図6の空燃比制御ルーチンでは、まずステ
ップ400で、リッチ化要求有りと判定されると、ステ
ップ401で、増量解除後カウンタCINJのカウント
値を0にリセットする。この増量解除後カウンタCIN
Jは、燃料噴射量の増量が解除されてからの点火回数を
カウントするカウンタであり、点火毎にカウントアップ
される。そして、ステップ402〜404に進み、前記
図2のステップ101〜103と同じく、空気系を保持
して燃料噴射時期を吸気行程に切り換えて均質燃焼に切
り換え、燃料噴射量を増量することで、リッチに切り換
える。
In the air-fuel ratio control routine shown in FIG. 6, first, at step 400, when it is determined that there is a request for enrichment, at step 401, the count value of the counter CINJ after the increase is canceled is reset to zero. After this increase is released, the counter CIN
J is a counter that counts the number of ignitions after the increase in the fuel injection amount is canceled, and is incremented for each ignition. Then, the process proceeds to steps 402 to 404, similarly to steps 101 to 103 in FIG. 2 described above, while maintaining the air system, switching the fuel injection timing to the intake stroke, switching to homogeneous combustion, and increasing the fuel injection amount, thereby increasing the rich fuel injection amount. Switch to.

【0038】この後、ステップ405で、トルク補正を
開始するのに適正なタイミングであるか否かを判定する
ために、増量開始後カウンタCSAのカウント値が所定
点火回数KCSAよりも大きいか否かを判定する。ここ
で、増量開始後カウンタCSAは、燃料噴射量の増量が
開始されてからの点火回数をカウントするカウンタであ
り、点火毎にカウントアップされる。所定点火回数KC
SAは、燃料噴射量の増量が開始されてから実際にトル
ク変化が現れるまでに要する時間を考慮して設定され
る。
Thereafter, at step 405, it is determined whether or not the count value of the counter CSA after the start of the increase is larger than the predetermined number of ignitions KCSA in order to determine whether or not the timing is appropriate for starting the torque correction. Is determined. Here, the counter CSA after the start of the increase is a counter that counts the number of ignitions after the increase of the fuel injection amount is started, and is incremented for each ignition. Predetermined ignition count KC
SA is set in consideration of the time required from the start of increasing the fuel injection amount to the actual change in torque.

【0039】増量開始後カウンタCSAのカウント値が
KCSA以下で、まだ、トルク補正を開始するのに適正
なタイミングでない時には、トルク補正を開始せずに、
本ルーチンを終了する。そして、増量開始後カウンタC
SAのカウント値がKCSAを越えた時に、トルク補正
開始の適正タイミングであると判断し、ステップ406
に進み、前記図4のステップ304と同じ方法で点火時
期を遅角して、トルク補正を実行する。
If the count value of the counter CSA is equal to or less than KCSA after the start of the increase and it is not yet a proper timing to start the torque correction, the torque correction is not started.
This routine ends. Then, the counter C after the increase is started
When the SA count value exceeds KCSA, it is determined that it is the appropriate timing to start torque correction, and step 406 is performed.
Then, the ignition timing is retarded in the same manner as in step 304 of FIG. 4 to execute the torque correction.

【0040】その後、本ルーチンを起動した時に、ステ
ップ400で、リッチ化要求無しと判定されると、ステ
ップ407に進み、増量開始後カウンタCSAのカウン
ト値を0にリセットして、ステップ408,409で、
前記図2のステップ104,105と同じく、圧縮行程
噴射に戻して、エンジン運転状態に応じた通常の空気系
の制御に復帰する。この後、ステップ410で、トルク
補正を解除するのに適正なタイミングであるか否かを判
定するために、増量解除後カウンタCINJのカウント
値が所定点火回数KCSAよりも大きいか否かを判定す
る。
Thereafter, when this routine is started, if it is determined in step 400 that there is no enrichment request, the process proceeds to step 407, where the count value of the counter CSA after the increase is started is reset to 0, and steps 408, 409 so,
As in steps 104 and 105 in FIG. 2, the control returns to the compression stroke injection and returns to the normal control of the air system according to the engine operating state. Thereafter, in step 410, it is determined whether or not the count value of the post-increase release counter CINJ is greater than a predetermined ignition count KCSA in order to determine whether or not the timing is appropriate to release the torque correction. .

【0041】増量解除後カウンタCINJのカウント値
がKCSA以下で、まだ、トルク補正を解除するのに適
正なタイミングでない時には、トルク補正を解除せず、
そのままトルク補正を継続する。そして、増量解除後カ
ウンタCINJのカウント値がKCSAを越えた時に、
トルク補正解除の適正タイミングであると判断し、ステ
ップ411に進み、通常の点火時期制御に戻してトルク
補正を解除し、本ルーチンを終了する。尚、図6のステ
ップ402を図2の101aに変更しても良い。
When the count value of the counter CINJ is equal to or less than KCSA and the timing is not appropriate for releasing the torque correction, the torque correction is not released.
Continue the torque correction as it is. Then, when the count value of the counter CINJ exceeds KCSA after the cancellation of the increase,
It is determined that it is the appropriate timing for canceling the torque correction, and the process proceeds to step 411 to return to the normal ignition timing control, cancel the torque correction, and end this routine. Step 402 in FIG. 6 may be changed to 101a in FIG.

【0042】以上説明した空燃比制御ルーチンを実行し
た場合の一例を図7を用いて説明する。エンジン運転中
に、リッチ化要求が発生すると、スロットル開度、スワ
ールコントロール弁開度、EGR弁開度及びパージ弁開
度を固定して、空気系の状態を保持する。その上で、燃
料噴射時期を圧縮行程(成層燃焼)から吸気行程(均質
燃焼)に切り換えて燃料噴射量を増量する。これによ
り、混合気の空燃比は燃料噴射量の変化に応じて速やか
に変化し、リッチ化の要求に対して応答性良く空燃比が
リッチ化される。その後、増量開始後カウンタCSAの
カウント値がKCSAを越えた時点で、点火時期を一点
鎖線Bで示すように遅角する。このようにして、燃料噴
射量の増量によるトルク変化が実際に発生するタイミン
グでトルク補正を開始して、リッチへの切換えによるト
ルク変化を抑える。
An example in which the above-described air-fuel ratio control routine is executed will be described with reference to FIG. When a request for enrichment occurs during the operation of the engine, the throttle opening, swirl control valve opening, EGR valve opening, and purge valve opening are fixed, and the state of the air system is maintained. Then, the fuel injection timing is switched from the compression stroke (stratified combustion) to the intake stroke (homogeneous combustion) to increase the fuel injection amount. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture changes quickly in accordance with the change in the fuel injection amount, and the air-fuel ratio is enriched with good responsiveness to a request for enrichment. Thereafter, when the count value of the counter CSA exceeds KCSA after the start of the increase, the ignition timing is retarded as indicated by a dashed line B. In this manner, the torque correction is started at the timing when the torque change due to the increase in the fuel injection amount actually occurs, and the torque change due to the switching to the rich state is suppressed.

【0043】その後、空燃比のリッチ化の要求が無くな
ると、燃料噴射時期を吸気行程に切り換え、燃料噴射量
を減量して空燃比をリーンに戻すと共に、スロットル開
度、スワールコントロール弁開度、EGR弁開度及びパ
ージ弁開度の制御を通常制御に戻す。その後、増量解除
後カウンタCINJのカウント値がKCSAを越えた時
点で、点火時期の制御を一点鎖線Bで示すように通常制
御に戻し、燃料噴射量の減量によるトルク変化が実際に
発生するタイミングでトルク補正を解除して、リーンへ
の切換えによるトルク変化を抑える。
Thereafter, when the request for enrichment of the air-fuel ratio is eliminated, the fuel injection timing is switched to the intake stroke, the fuel injection amount is reduced to return the air-fuel ratio to lean, and the throttle opening, swirl control valve opening, The control of the EGR valve opening and the purge valve opening is returned to the normal control. Thereafter, when the count value of the counter CINJ exceeds the KCSA after the release of the increase, the control of the ignition timing is returned to the normal control as shown by the dashed line B, and the timing at which the torque change due to the decrease of the fuel injection amount actually occurs is performed. Cancels torque correction and suppresses torque change due to switching to lean.

【0044】このように、実際にトルク変化が発生する
適正なタイミングでトルク補正の開始及び解除を実施す
ることで、正確なトルク補正を実現することができ、ト
ルク変化を極めて小さく抑えることが可能となる。
As described above, by starting and canceling the torque correction at an appropriate timing when a torque change actually occurs, accurate torque correction can be realized, and the torque change can be suppressed to a very small value. Becomes

【0045】尚、上記実施形態(3)では、リッチ化に
伴うトルク補正の開始時期と終了時期を点火回数で設定
したが、例えば、クランク角、時間、噴射回数のいずれ
かで設定するようにしても良い。
In the above embodiment (3), the start timing and the end timing of the torque correction accompanying the enrichment are set by the number of ignitions, but may be set by any one of the crank angle, the time and the number of injections. May be.

【0046】また、上記各実施形態(1)〜(3)で
は、リッチに切り換える際に、全ての空気系制御弁(ス
ロットル弁15、スワールコントロール弁24、EGR
弁41及びパージ弁)の開度を保持又は微少に閉じ側に
制御するようにしたが、燃焼状態や空燃比への影響が少
ない一部の空気系制御弁については、必ずしも、開度を
保持又は微少に閉じ側に制御しなくても良い。
In each of the above embodiments (1) to (3), when the air conditioner is switched to the rich mode, all the air system control valves (throttle valve 15, swirl control valve 24, EGR
The opening degree of the valve 41 and the purge valve) is maintained or controlled to be slightly closed. However, the opening degree is not necessarily maintained for some air-based control valves having little effect on the combustion state and the air-fuel ratio. Alternatively, it is not necessary to slightly control the closing side.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態(1)におけるエンジン制御
系システム全体の概略構成を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an entire engine control system according to an embodiment (1) of the present invention.

【図2】実施形態(1)の空燃比制御ルーチンの処理の
流れを示すフローチャート
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing of an air-fuel ratio control routine according to the embodiment (1).

【図3】実施形態(1)のリッチ化要求判定ルーチンの
処理の流れを示すフローチャート
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of processing of a routine for determining a rich request in the embodiment (1).

【図4】本発明の実施形態(2)における空燃比制御ル
ーチンの処理の流れを示すフローチャート
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of processing of an air-fuel ratio control routine according to the embodiment (2) of the present invention.

【図5】燃料噴射量増量分と点火時期の遅角量との関係
を規定するマップを示す図
FIG. 5 is a diagram showing a map that defines a relationship between a fuel injection amount increase and an ignition timing retard amount;

【図6】本発明の実施形態(3)における空燃比制御ル
ーチンの処理の流れを示すフローチャート
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing of an air-fuel ratio control routine according to the embodiment (3) of the present invention.

【図7】実施形態(2),(3)の空燃比制御ルーチン
を実行した場合の一例を示すタイムチャート
FIG. 7 is a time chart showing an example when the air-fuel ratio control routine according to the embodiments (2) and (3) is executed;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、15…ス
ロットル弁(空気系制御弁)、16…ECU(空燃比制
御手段,リッチ化要求手段,トルク補正手段,機関制御
手段)、24…スワールコントロール弁(空気系制御
弁)、28…燃料噴射弁、37…排気管、39…リーン
NOx触媒、41…EGR弁(空気系制御弁)。
11: engine (internal combustion engine), 12: intake pipe, 15: throttle valve (air system control valve), 16: ECU (air-fuel ratio control means, enrichment request means, torque correction means, engine control means), 24: swirl Control valve (pneumatic control valve), 28: fuel injection valve, 37: exhaust pipe, 39: lean NOx catalyst, 41: EGR valve (pneumatic control valve).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 41/34 F02D 41/34 E 43/00 301 43/00 301A 301E 301Z F02P 5/15 F02P 5/15 B ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 41/34 F02D 41/34 E 43/00 301 43/00 301A 301E 301Z F02P 5/15 F02P 5/15 B

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気筒内に燃料を直接噴射し、リーン混合
気を燃焼させる筒内噴射式の内燃機関の空燃比制御装置
において、 気筒内に空気を導入する空気系を制御するスロットル弁
等の空気系制御弁と、 機関運転中に空燃比を一時的にリーンからリッチへ切り
換えるように要求するリッチ化要求手段と、 前記リッチ化要求手段からリッチ化の要求が出された時
に前記空気系制御弁の開度を保持又は微少に閉じ側に制
御しながら燃料噴射時期を吸気行程に切り換え且つ燃料
噴射量を増量する空燃比制御手段とを備えていることを
特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
An air-fuel ratio control device for an in-cylinder injection type internal combustion engine for directly injecting fuel into a cylinder and burning a lean mixture, wherein a throttle valve or the like for controlling an air system for introducing air into the cylinder is provided. An air system control valve, enrichment requesting means for requesting that the air-fuel ratio be temporarily switched from lean to rich during engine operation, and the air system control when the enrichment request is issued from the enrichment requesting means. Air-fuel ratio control means for switching the fuel injection timing to the intake stroke and increasing the fuel injection amount while maintaining or slightly controlling the opening of the valve to the closed side. apparatus.
【請求項2】 吸気弁と排気弁の少なくとも一方の開閉
タイミング、開閉時間、点火プラグの点火時期の少なく
とも1つを制御する機関制御手段と、 前記リッチ化要求手段からリッチ化の要求が出された時
に前記機関制御手段をトルク減少方向に作動させてリッ
チ化によるトルク変動を抑えるトルク補正手段とを備え
ていることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の空
燃比制御装置。
2. An engine control means for controlling at least one of opening / closing timing, opening / closing time, and ignition timing of a spark plug of at least one of an intake valve and an exhaust valve; and a request for enrichment is issued from the enrichment requesting means. 2. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: a torque correcting unit that operates the engine control unit in a torque decreasing direction to suppress a torque fluctuation due to enrichment.
【請求項3】 前記トルク補正手段は、リッチ化要求に
よる燃料噴射量の増量分に応じてトルク補正量を設定す
ることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の空燃比
制御装置。
3. The air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the torque correction means sets the torque correction amount in accordance with an increase in the fuel injection amount due to the enrichment request.
【請求項4】 前記トルク補正手段は、トルク補正の開
始時期と終了時期をリッチ化要求による燃料噴射量の増
量開始時期と増量終了時期から所定期間遅らせることを
特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関の空燃比制
御装置。
4. The method according to claim 2, wherein the torque correction means delays the start time and the end time of the torque correction by a predetermined period from the start time and the end time of increasing the fuel injection amount in response to the enrichment request. An air-fuel ratio control device for an internal combustion engine according to the above.
JP10072954A 1998-03-23 1998-03-23 Air-fuel ratio control device of internal combustion engine Pending JPH11270381A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001248472A (en) * 2000-03-01 2001-09-14 Mitsubishi Motors Corp Control device for internal combustion engine
JP2017110505A (en) * 2015-12-14 2017-06-22 トヨタ自動車株式会社 Brake negative pressure control device for vehicle
JP2020037909A (en) * 2018-09-04 2020-03-12 トヨタ自動車株式会社 Exhaust purification system for internal combustion engine

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A521 Written amendment

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Effective date: 20060130