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JP2000205004A - Control device for cylinder injection type engine - Google Patents

Control device for cylinder injection type engine

Info

Publication number
JP2000205004A
JP2000205004A JP11005051A JP505199A JP2000205004A JP 2000205004 A JP2000205004 A JP 2000205004A JP 11005051 A JP11005051 A JP 11005051A JP 505199 A JP505199 A JP 505199A JP 2000205004 A JP2000205004 A JP 2000205004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
combustion
engine
state
recirculation
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
JP11005051A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihiro Imada
道宏 今田
Masayuki Tetsuno
雅之 鐵野
Kiyotaka Mamiya
清孝 間宮
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor 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 Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP11005051A priority Critical patent/JP2000205004A/en
Publication of JP2000205004A publication Critical patent/JP2000205004A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce NOx while improving an acceleration performance and a combustibility during deceleration. SOLUTION: This control device has an EGR valve basic control quantity setting means 59 as a means for controlling an EGR quantity, an EGR valve control quantity computing means 60, and an EGR valve control means 61. The EGR valve basic control quantity setting means 59 sets the basic control quantity of an EGR valve 38 according to a running mode. The EGR valve control quantity computing means 60 detects an accelerating stage or a decelerating stage from a change rate of an accelerator opening, and sets a correction factor so as to reduce and correct the basic control quantity given by the EGR valve basic control quantity setting means 59. When a running mode is stoichiometric, the last control quantity is computed by applying the correction factor to the basic control quantity. The EGR valve control means 61 controls the lift quantity of the EGR valve 38 by outputting a control signal proportional to the last control quantity.

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、排気ガスの一部を
再び吸気系統に導入する排気ガス還流手段を備えたエン
ジンの制御装置において、特に、燃料を直接燃焼室内に
噴射するインジェクタを備えた筒内噴射式エンジンの制
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 a control device for an engine provided with an exhaust gas recirculation means for introducing a part of exhaust gas back into an intake system. In particular, the invention provides an injector for directly injecting fuel into a combustion chamber. The present invention relates to a control device for a direct injection engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、NOxの排出を減少させるべ
く、排気ガスの一部を再び吸気系統に導入する排気ガス
還流手段を備えたエンジンは知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an engine provided with an exhaust gas recirculation means for introducing a part of exhaust gas into an intake system again in order to reduce NOx emission.

【0003】特に近年、燃料を直接燃焼室に噴射するイ
ンジェクタを備え、低負荷時に、インジェクタから圧縮
行程後期に燃料を噴射することで点火プラグまわりに混
合気が偏在する状態として成層燃焼を行わせ、これによ
り燃焼安定性を確保しつつ空燃比をリーンにして燃費改
善を図るとともに、高負荷時には、吸気行程で燃料を噴
射することで燃料を拡散させて均一燃焼を行い、これに
より空燃比を理論空燃比もしくはリッチにして高いエン
ジン出力を得るようにした筒内噴射火花点火式エンジン
(以下、筒内噴射式エンジンという)が開発されてお
り、この種のエンジンについても、排気ガス還流手段を
備えて排気ガスの一部を再び吸気系統に導入することが
行われている。例えば、特開平9−32651号公報に
は、均一燃焼のストイキオ領域および成層燃焼領域にお
いて排気ガスの一部を再び吸気系統に導入するエンジン
が開示されている。
In recent years, in particular, an injector for directly injecting fuel into the combustion chamber has been provided, and when the load is low, the fuel is injected from the injector late in the compression stroke, whereby stratified charge combustion is performed in a state where the air-fuel mixture is unevenly distributed around the ignition plug. In this way, while maintaining combustion stability, the air-fuel ratio is made lean to improve fuel efficiency, and at high load, the fuel is diffused by injecting fuel in the intake stroke to perform uniform combustion, thereby increasing the air-fuel ratio. An in-cylinder injection spark ignition engine (hereinafter, referred to as an in-cylinder injection engine) has been developed in which a high stoichiometric air-fuel ratio or rich engine output is obtained, and this type of engine also employs an exhaust gas recirculation means. In some cases, a part of the exhaust gas is introduced again into the intake system. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-32651 discloses an engine in which part of exhaust gas is again introduced into an intake system in a stoichiometric region and a stratified combustion region of uniform combustion.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気ガス還
流手段を備えたこの種のエンジンでは、一般に、エンジ
ン回転数と実吸気量とに基づき、予め作成されているマ
ップから排気ガスの還流量(EGR量)を決定するよう
にしているが、最近では、エンジンの過渡時、つまり加
速時および減速時を検出し、過渡時についてEGR量を
抑えることにより加速性の向上や減速時の燃焼性の改善
を図ることが考えられている。
In this type of engine provided with exhaust gas recirculation means, the recirculation amount of exhaust gas (generally, based on the engine speed and the actual intake air amount) is obtained from a map prepared in advance. (EGR amount) is determined, but recently, the transient state of the engine, that is, the time of acceleration and deceleration is detected, and the EGR amount is suppressed in the transient state to improve the acceleration performance and the combustion performance at the time of deceleration. It is considered to improve.

【0005】すなわち、加速時には、アクセルペダルを
踏み込んでから吸気充填量が目標値に達するまでにはタ
イムラグがあり、これにより加速初期のトルク増加が緩
慢となりスムーズな加速が得られ難い。しかし、上記の
ように加速時のEGR量を減量すると、燃焼室に導入さ
れる吸気ガス中の新気の割合が高まり、これによりトル
クの速やかな増加が期待できる。一方、減速時には、ス
ロットル弁が閉じられて吸気充填量が減少するため、既
に還流されている排気ガスが燃焼室内に滞留し易くな
り、これにさらに排気ガスが還流されて燃焼室内の新気
の割合が著しく低下するいわゆるオーバーEGRとなっ
て失火等の燃焼不良が生じ易くなる。しかし、上記のよ
うに減速時のEGR量を減量させれば、オーバーEGR
となり難くなり、減速時の失火等の燃焼性の悪化防止が
期待できる。
That is, at the time of acceleration, there is a time lag from when the accelerator pedal is depressed until the intake air charge reaches the target value. As a result, the increase in torque in the initial stage of acceleration is slow, and it is difficult to obtain smooth acceleration. However, when the amount of EGR during acceleration is reduced as described above, the proportion of fresh air in the intake gas introduced into the combustion chamber increases, whereby a rapid increase in torque can be expected. On the other hand, at the time of deceleration, the throttle valve is closed and the intake charge decreases, so that the already recirculated exhaust gas tends to stay in the combustion chamber, and the exhaust gas is further recirculated and the fresh air in the combustion chamber is regenerated. A so-called over-EGR in which the ratio is remarkably reduced is likely to cause poor combustion such as misfire. However, if the amount of EGR during deceleration is reduced as described above, over EGR
Therefore, it is possible to expect prevention of deterioration of combustibility such as misfire during deceleration.

【0006】従って、上記のような筒内噴射式エンジン
においても、同様にエンジンの過渡時を検知して、過渡
時のEGR量を減量することにより加速性の向上や減速
時の燃焼性の改善を図ることが考えられる。
Accordingly, even in the above-described in-cylinder injection type engine, the transient state of the engine is similarly detected, and the EGR amount during the transient state is reduced, thereby improving the acceleration performance and the combustion property during the deceleration. It is conceivable to aim for.

【0007】しかし、筒内噴射式エンジンは上述のよう
に成層燃焼と均一燃焼とに燃焼状態が切替えられるた
め、過渡時に一律にEGR量を抑えると、発明の実施の
形態中で詳しく説明するように、単にNOxの低減効果
が損なわれるだけで必ずしも有効でない場合が生じる。
そのため、筒内噴射式エンジンにおいては、上記のよう
に加速性の向上や減速時の燃焼性の改善を図る一方で、
NOxの排出を可及的に低減し得るようにEGR量を調
整する必要がある。
However, since the combustion state of the in-cylinder injection engine is switched between stratified combustion and uniform combustion as described above, if the EGR amount is uniformly suppressed during a transition, it will be described in detail in an embodiment of the invention. In some cases, the effect of reducing NOx is simply impaired and not always effective.
Therefore, in the cylinder injection engine, while improving the acceleration performance and the combustion performance during deceleration as described above,
It is necessary to adjust the EGR amount so that the emission of NOx can be reduced as much as possible.

【0008】本発明は、筒内噴射式エンジンにおいて、
加速性の向上や減速時の燃焼性の改善を図りつつNOx
の低減を良好に達成することができるエンジンの制御装
置を提供することを目的としている。
The present invention relates to a direct injection type engine.
NOx while improving acceleration and combustion during deceleration
It is an object of the present invention to provide an engine control device capable of satisfactorily reducing the engine speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、燃料を燃焼室内に直接噴射するインジェ
クタを備え、圧縮行程に燃料を噴射して成層燃焼を行わ
せる成層燃焼状態と、吸気行程に燃料を噴射して均一燃
焼を行わせる均一燃焼状態とに燃焼状態を切替え可能に
構成されるとともに、エンジンの排気系から吸気系へ排
気ガスを還流する排気ガス還流手段と、排気ガスの還流
量を調節可能な還流量調節手段とを備えた筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、エンジンの運転状態に応じ
て排気ガスの還流量を設定する還流量設定手段と、燃焼
状態が成層燃焼か均一燃焼かを判別可能な判別手段と、
運転状態の過渡時を検出する過渡時検出手段と、上記判
別手段による判別結果および過渡時検出手段の検出結果
に基づき、燃焼状態が均一燃焼状態にあり、かつ運転状
態が過渡時にある場合にのみ還流量設定手段により設定
された還流量を減量補正する補正手段と、還流量設定手
段により設定された還流量又は補正手段による補正後の
還流量に基づいて還流量調節手段を制御する還流制御手
段とを備えているものである(請求項1)。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises an injector for directly injecting fuel into a combustion chamber, and a stratified combustion state in which fuel is injected during a compression stroke to perform stratified combustion. An exhaust gas recirculation means for recirculating exhaust gas from the exhaust system of the engine to the intake system, and an exhaust system, wherein the combustion state can be switched to a uniform combustion state in which fuel is injected during the intake stroke to perform uniform combustion. In a control device for a direct injection type engine having a recirculation amount adjusting means capable of adjusting a gas recirculation amount, a recirculation amount setting means for setting a recirculation amount of exhaust gas according to an operation state of the engine, and a combustion state. Determining means for determining whether stratified combustion or uniform combustion;
Only when the combustion state is in a uniform combustion state and the operation state is in a transient state, based on the transient state detecting means for detecting the transient state of the operating state and the detection result of the determining means and the detection result of the transient state detecting means. Correction means for reducing the reflux amount set by the reflux amount setting means, and reflux control means for controlling the reflux amount adjusting means based on the reflux amount set by the reflux amount setting means or the reflux amount corrected by the correction means. (Claim 1).

【0010】このエンジンの制御装置によれば、基本的
には、還流量設定手段により設定された還流量に基づい
て排気ガスが還流されるが、運転状態が過渡時にある場
合には、還流量設定手段により設定された還流量が減量
補正される。但し、運転状態が過渡時であっても、燃焼
状態が成層燃焼状態である場合には還流量の減量補正は
行われず、均一燃焼状態である場合にのみ還流量の減量
補正が行われる。
According to this engine control device, the exhaust gas is basically recirculated based on the recirculation amount set by the recirculation amount setting means. The amount of recirculation set by the setting means is reduced and corrected. However, even when the operating state is in a transitional state, when the combustion state is a stratified combustion state, the reduction of the recirculation amount is not performed, and only when the combustion state is a uniform combustion state, the reduction of the recirculation amount is performed.

【0011】上記のような構成においては、上記過渡時
として加速時が検出された場合に還流量設定手段により
設定された還流量を減量補正するように補正手段を構成
してもよいし(請求項2)、また、上記過渡時として減
速時が検出された場合に還流量設定手段により設定され
た還流量を減量補正するように補正手段を構成してもよ
い(請求項3)。
In the above configuration, the correction means may be configured to correct the amount of recirculation set by the recirculation amount setting means when the acceleration is detected as the transient time. Item 2) The correction means may be configured to correct the amount of recirculation set by the recirculation amount setting means to decrease the amount of recirculation when the time of deceleration is detected as the transient time (claim 3).

【0012】上記還流量設定手段による排気ガスの還流
量の設定については、均一燃焼状態ではエンジンの負荷
に応じて吸気量が変化するが、成層燃焼状態ではエンジ
ンの負荷に応じて吸気量が変化するとは限らず、そのた
め、燃焼状態が均一燃焼状態のときにはエンジン回転数
と吸気量とに基づいて排気ガスの還流量を設定し、成層
燃焼状態のときにはエンジンの回転数とアクセル開度に
関連する情報とに基づいて排気ガスの還流量を設定すれ
ばよい(請求項4)。
With respect to the setting of the recirculation amount of the exhaust gas by the recirculation amount setting means, the intake air amount changes according to the engine load in the uniform combustion state, but the intake air amount changes according to the engine load in the stratified combustion state. However, the recirculation amount of the exhaust gas is set based on the engine speed and the intake air amount when the combustion state is the uniform combustion state, and is related to the engine speed and the accelerator opening when the stratified combustion state is performed. The recirculation amount of the exhaust gas may be set based on the information (claim 4).

【0013】なお、成層燃焼時の吸気量を均一燃焼時の
吸気量に比べて増加させる吸気量制御手段を設けるよう
にすれば、成層燃焼時には、空燃比を良好にリーンとし
た状態で燃焼を行わせることができる(請求項5)。こ
の場合、成層燃焼時の吸気圧力がエンジンの略全負荷時
の圧力となるように吸気量を制御するように吸気量制御
手段を構成することができ(請求項6)、より具体的に
は、吸気圧力がエンジンの略全負荷時の圧力となるよう
にスロットル弁をエンジンの回転数に応じた開度に制御
するように吸気量制御手段を構成することができる(請
求項7)。
If the intake air amount control means for increasing the intake air amount during stratified combustion compared to the intake air amount during uniform combustion is provided, combustion can be performed in a state where the air-fuel ratio is satisfactorily lean during the stratified combustion. It can be performed (claim 5). In this case, the intake air amount control means can be configured to control the intake air amount so that the intake air pressure at the time of stratified combustion becomes a pressure at substantially the full load of the engine (claim 6). The intake air amount control means can be configured to control the throttle valve to an opening degree corresponding to the engine speed so that the intake pressure becomes a pressure at substantially full load of the engine.

【0014】特に、成層燃焼時には、空燃比が理論空燃
比よりもリーンとなる状態で燃焼を行わせ、均一燃焼時
には、空燃比が略理論空燃比となる状態で燃焼を行わせ
るようにすれば(請求項8)、均一燃焼時に良好に加速
性能を向上させることができ、また、減速時の燃焼性を
効果的に改善することが可能となる。また、NOxの排
出を可及的に低減することができる。
In particular, during stratified charge combustion, combustion is performed with the air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and during uniform combustion, combustion is performed with the air-fuel ratio substantially at the stoichiometric air-fuel ratio. (Claim 8) Acceleration performance can be favorably improved at the time of uniform combustion, and the combustibility at the time of deceleration can be effectively improved. Further, the emission of NOx can be reduced as much as possible.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。図1は本発明に係るエンジンの制御
装置を適用した筒内噴射式エンジンの全体構造を概略的
に示したものである。この図において、エンジン本体1
0は複数の気筒12を有し、各気筒12には、そのシリ
ンダボアに挿入されたピストン14の上方に燃焼室15
が形成されており、この燃焼室15には吸気ポート及び
排気ポートが開口し、これらのポートは吸気弁17及び
排気弁18によってそれぞれ開閉されるようになってい
る。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the overall structure of a direct injection engine to which an engine control device according to the present invention is applied. In this figure, the engine body 1
0 has a plurality of cylinders 12, each of which has a combustion chamber 15 above a piston 14 inserted into its cylinder bore.
An intake port and an exhaust port are opened in the combustion chamber 15, and these ports are opened and closed by an intake valve 17 and an exhaust valve 18, respectively.

【0016】上記燃焼室15の中央部には点火プラグ2
0が配設され、そのプラグ先端が燃焼室15内に臨んで
いる。また、燃焼室15内には側方からインジェクタ2
2の先端部が臨み、このインジェクタ22から燃焼室1
5内に直接燃料が噴射されるようになっている。上記イ
ンジェクタ22には図外の高圧燃料ポンプ、プレッシャ
レギュレータ等を具備する燃料回路が接続され、各気筒
のインジェクタ22に燃料が供給されるとともにその燃
圧が圧縮行程における筒内圧力よりも高い所定圧力とな
るように燃料回路が構成されている。
At the center of the combustion chamber 15 is a spark plug 2
0 is disposed, and the plug tip faces the combustion chamber 15. Further, the injector 2 is inserted into the combustion chamber 15 from the side.
2 comes to the front, and the injector 22
5 is directly injected with fuel. A fuel circuit including a high-pressure fuel pump, a pressure regulator, and the like (not shown) is connected to the injector 22. Fuel is supplied to the injector 22 of each cylinder, and the fuel pressure is higher than the in-cylinder pressure in the compression stroke. The fuel circuit is configured such that

【0017】上記エンジン本体10には吸気通路24及
び排気通路34が接続されている。上記吸気通路24に
は、その上流側から順に、エアクリーナ25、エアフロ
ーセンサ26、モータ27により駆動されるスロットル
弁28及びサージタンク30が設けられている。サージ
タンク30の下流には気筒別の独立吸気通路が設けら
れ、各独立吸気通路が吸気ポートに連通している。当実
施形態では、各独立吸気通路の下流側部分が第1,第2
の通路31a,31bに分岐し、その下流の2つの吸気
ポートが燃焼室に開口するとともに、第2の通路31b
にスワール生成用のコントロール弁32(以下、S弁3
2と呼ぶ)が設けられている。
An intake passage 24 and an exhaust passage 34 are connected to the engine body 10. The intake passage 24 is provided with an air cleaner 25, an air flow sensor 26, a throttle valve 28 driven by a motor 27, and a surge tank 30 in this order from the upstream side. An independent intake passage for each cylinder is provided downstream of the surge tank 30, and each independent intake passage communicates with an intake port. In this embodiment, the downstream portion of each of the independent intake passages is the first and second portions.
Into two passages 31a and 31b, two intake ports downstream thereof open to the combustion chamber, and the second passage 31b
The control valve 32 for swirl generation (hereinafter referred to as S valve 3)
2).

【0018】上記S弁32はアクチュエータ33により
駆動されて開閉作動するもので、このS弁32により第
2の通路31bが閉じられたときは第1の通路31aを
通る吸気によって燃焼室15内にスワールが生成され、
S弁32が開かれるにつれてスワールが弱められるよう
になっている。
The S-valve 32 is driven by an actuator 33 to open and close. When the S-valve 32 closes the second passage 31b, the S-valve 32 enters the combustion chamber 15 by intake air passing through the first passage 31a. A swirl is generated,
The swirl is weakened as the S valve 32 is opened.

【0019】上記排気通路34には排気ガス浄化用の触
媒35が設けられている。当実施形態のエンジンに設け
られる触媒35はリーン運転状態でもNOx浄化性能を
有するものであり、例えば、リーン運転状態のときに排
気中のNOxを吸蔵して、そのNOxを理論空燃比もし
くはこれよりリッチな空燃比の運転状態となったとき還
元させるNOx吸蔵触媒が用いられる。
The exhaust passage 34 is provided with a catalyst 35 for purifying exhaust gas. The catalyst 35 provided in the engine of the present embodiment has NOx purification performance even in the lean operation state. For example, the catalyst 35 stores NOx in the exhaust gas in the lean operation state and converts the NOx to the stoichiometric air-fuel ratio or higher. A NOx storage catalyst that reduces when an operation state with a rich air-fuel ratio is established is used.

【0020】さらに、排気通路34と吸気通路24との
間には、排気ガスを還流させるためのEGR通路37が
形成され、このEGR通路37に、排気ガスの還流量
(EGR量)を調節するEGR弁38が介設されてい
る。つまり、このEGR通路37等により本発明の排気
ガス還流手段が構成され、EGR弁38により本発明の
還流量調節手段が構成されている。
Further, an EGR passage 37 for recirculating exhaust gas is formed between the exhaust passage 34 and the intake passage 24, and the amount of exhaust gas recirculation (EGR amount) is adjusted in the EGR passage 37. An EGR valve 38 is provided. That is, the EGR passage 37 and the like constitute exhaust gas recirculation means of the present invention, and the EGR valve 38 constitutes recirculation amount adjusting means of the present invention.

【0021】このエンジンには、上記エアフローセンサ
26の他、さらにサージタンク30内の吸気負圧を検出
するブーストセンサ40、スロットル開度を検出するス
ロットル開度センサ41、エンジン回転数を検出する回
転数センサ42、アクセル開度(アクセル操作量)を検
出するアクセル開度センサ43、吸気温を検出する吸気
温センサ44、大気圧を検出する大気圧センサ45、エ
ンジン冷却水温を検出する水温センサ46、排気ガス中
の酸素濃度の検出によって空燃比を検出するO2 センサ
47、EGR弁のリフト量を検出するEGR弁リフトセ
ンサ48、インジェクタ22に与えられる燃料の燃圧を
検出する燃圧センサ49等のセンサ類が装備され、これ
らセンサの出力信号(検出信号)がECU(コントロー
ルユニット)50に入力されている。
In addition to the air flow sensor 26, the engine further includes a boost sensor 40 for detecting the intake negative pressure in the surge tank 30, a throttle opening sensor 41 for detecting the throttle opening, and a rotation for detecting the engine speed. Number sensor 42, accelerator opening sensor 43 for detecting accelerator opening (accelerator operation amount), intake air temperature sensor 44 for detecting intake air temperature, atmospheric pressure sensor 45 for detecting atmospheric pressure, water temperature sensor 46 for detecting engine cooling water temperature , EGR valve lift sensor 48 for detecting the lift amount of the O 2 sensor 47, EGR valve for detecting the air-fuel ratio by detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, such as fuel pressure sensor 49 for detecting the fuel pressure of fuel supplied to the injector 22 Sensors are provided, and output signals (detection signals) of these sensors are transmitted to an ECU (control unit) 50. It has been input.

【0022】上記ECU50は、インジェクタ22から
の燃料噴射量及び噴射タイミングを制御するとともに、
スロットル弁28を駆動するモータ27に制御信号を出
力することによりスロットル弁28の制御を行ない、ま
た、点火回路21に制御信号を出力することにより点火
時期を制御し、さらに、アクチュエータ33に制御信号
を出力することによりS弁32の制御も行ない、また、
EGR弁38の制御も行なうようになっている。
The ECU 50 controls the fuel injection amount and the injection timing from the injector 22,
The control of the throttle valve 28 is performed by outputting a control signal to the motor 27 that drives the throttle valve 28, the ignition timing is controlled by outputting the control signal to the ignition circuit 21, and the control signal is transmitted to the actuator 33. Is output to control the S valve 32, and
The control of the EGR valve 38 is also performed.

【0023】当実施形態の筒内噴射式エンジンの基本的
な制御としては、上記インジェクタ22からの燃料噴射
形態(噴射時期及び空燃比等)が異なる各種運転モード
が選択可能とされ、運転領域によって運転モードが変更
されるようになっている。
As basic control of the direct injection engine of this embodiment, various operation modes in which the fuel injection form (injection timing, air-fuel ratio, etc.) from the injector 22 is different can be selected, and depending on the operation region. The operation mode is changed.

【0024】具体的には、後にも説明するように、低負
荷低回転側の所定領域が成層燃焼領域、それ以外の領域
が均一燃焼領域とされる(図4参照)。そして、成層燃
焼領域では、上記インジェクタ22から圧縮行程の後期
に燃料が噴射されることにより、点火プラグ20付近に
混合気が偏在する成層状態で燃焼が行なわれるような成
層燃焼モードとされ、この場合、スロットル弁28の開
度が大きくされて吸入空気量が多くされることにより燃
焼室全体の空燃比としては大幅なリーン状態(例えば3
0以上)とされる。一方、均一燃焼領域では、上記イン
ジェクタ22から吸気行程の前期に燃料が噴射されるこ
とにより、燃焼室15全体に均一に混合気が拡散する状
態で燃焼が行なわれる均一燃焼モードとされる。この均
一燃焼領域では空気過剰率λがλ=1、つまり理論空燃
比(A/F=14.7)とされる。なお、図3中に斜線
で示すように、均一燃焼領域のうちで、アクセル全開域
やその付近の高負荷域及び高回転域に、空燃比を理論空
燃比よりもリッチ(λ<1)に設定するエンリッチ領域
を設けるようにしてもよい。
More specifically, as will be described later, a predetermined region on the low-load, low-rotation side is a stratified combustion region, and the other region is a uniform combustion region (see FIG. 4). In the stratified combustion region, fuel is injected from the injector 22 at a later stage of the compression stroke, so that a stratified combustion mode is set such that combustion is performed in a stratified state in which the air-fuel mixture is unevenly distributed near the ignition plug 20. In this case, the opening degree of the throttle valve 28 is increased and the amount of intake air is increased, so that the air-fuel ratio of the entire combustion chamber is significantly lean (for example, 3).
0 or more). On the other hand, in the uniform combustion region, the fuel is injected from the injector 22 in the first half of the intake stroke, so that the combustion is performed in a state in which the air-fuel mixture is uniformly diffused throughout the combustion chamber 15. In this uniform combustion region, the excess air ratio λ is λ = 1, that is, the stoichiometric air-fuel ratio (A / F = 14.7). As shown by the hatched lines in FIG. 3, in the uniform combustion region, the air-fuel ratio is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio (λ <1) in the full-load region of the accelerator and in the high-load region and high-speed region near the accelerator region. An enriched region to be set may be provided.

【0025】図2は上記ECU50に機能的に含まれる
手段の構成を示している。上記ECU50は、吸気温セ
ンサ44及び大気圧センサ45からの信号に基づいて吸
気密度状態を検出する吸気密度状態検出手段51を有す
るとともに、アクセル開度センサ43及び回転数センサ
42からの信号に基づき、上記吸気密度状態を加味し
て、目標負荷に相当する値を設定する目標負荷設定手段
52を有している。
FIG. 2 shows the structure of the means functionally included in the ECU 50. The ECU 50 has intake density state detecting means 51 for detecting an intake density state based on signals from an intake air temperature sensor 44 and an atmospheric pressure sensor 45, and based on signals from an accelerator opening sensor 43 and a rotation speed sensor 42. And a target load setting means 52 for setting a value corresponding to the target load in consideration of the intake air density state.

【0026】上記目標負荷設定手段52は、アクセル開
度accel及びエンジン回転数neに応じて予め設定したマ
ップから仮想体積効率を求めるとともに、この仮想体積
効率に対し、吸気密度状態検出手段51で求められた吸
気の密度を加味して仮想充填効率を求める。これにより
空燃比を理論空燃比に保つ標準運転条件を想定した場合
の要求エンジントルクに見合う充填効率を仮想充填効率
として求める。
The target load setting means 52 calculates the virtual volume efficiency from a map set in advance according to the accelerator opening accel and the engine speed ne, and calculates the virtual volume efficiency by the intake density state detecting means 51. The virtual charging efficiency is determined by taking into account the density of the intake air obtained. As a result, the charging efficiency corresponding to the required engine torque assuming the standard operating condition for maintaining the air-fuel ratio at the stoichiometric air-fuel ratio is obtained as the virtual charging efficiency.

【0027】なお、仮想体積効率については、予めベン
チテスト等により標準大気状態下で、かつ空燃比を理論
空燃比に保った標準運転条件下において要求される出力
性能が得られるように、アクセル開度accel及びエンジ
ン回転数neと仮想体積効率との対応関係が定められ、そ
の対応関係がマップとしてECU50内のメモリに記憶
されており、このメモリから実際のアクセル開度accel
及びエンジン回転数neに応じた仮想体積効率が求められ
る。
The virtual volume efficiency is determined by opening the accelerator so that the required output performance can be obtained beforehand under standard atmospheric conditions by bench tests or the like and under standard operating conditions in which the air-fuel ratio is maintained at the stoichiometric air-fuel ratio. The correspondence between the degree accel and the engine speed ne and the virtual volume efficiency is determined, and the correspondence is stored in a memory in the ECU 50 as a map, and the actual accelerator opening degree accel is obtained from this memory.
And a virtual volume efficiency corresponding to the engine speed ne is required.

【0028】そして、さらに目標負荷設定手段52は、
上記仮想充填効率からこれに対応した値である目標図示
平均有効圧力を求め、これを目標負荷とする。この場
合、仮想充填効率から第1の目標図示平均有効圧力Piob
jを求める一方、仮想充填効率になまし処理を施し、こ
のなまし処理後の仮想充填効率から第2の目標図示平均
有効圧力Piobjdを求めるようになっている。
The target load setting means 52 further comprises:
From the virtual charging efficiency, a target indicated average effective pressure, which is a value corresponding thereto, is obtained, and this is set as a target load. In this case, the first target indicated mean effective pressure Piob is calculated from the virtual filling efficiency.
On the other hand, while j is obtained, an averaging process is performed on the virtual filling efficiency, and a second target indicated mean effective pressure Piobjd is obtained from the virtual filling efficiency after the averaging process.

【0029】図2に示すECU50は、さらに、基本的
な運転モードmodsの設定を行う運転モード設定手段53
を有している。
The ECU 50 shown in FIG. 2 further includes an operation mode setting means 53 for setting basic operation mode mods.
have.

【0030】運転モード設定手段53は、第1の目標図
示平均有効圧力Piobjとエンジン回転数neとに応じて基
本的な運転モードmodsを設定する。すなわち、図4に示
すように、第1の目標図示平均有効圧力Piobjが所定の
低負荷側閾値より低く、かつ、エンジン回転数が低い領
域(成層燃焼領域)では成層燃焼モードとし、それ以外
の領域(均一燃焼領域)ではλ=1の均一燃焼運転モー
ド(以下、ストイキオモードと呼ぶ)とする。
The operation mode setting means 53 sets a basic operation mode mods according to the first target indicated mean effective pressure Piobj and the engine speed ne. That is, as shown in FIG. 4, the first target indicated mean effective pressure Piobj is lower than the predetermined low-load-side threshold and the engine speed is low (stratified combustion region), and the stratified combustion mode is set. In the region (uniform combustion region), a uniform combustion operation mode with λ = 1 (hereinafter referred to as a stoichiometric mode) is set.

【0031】さらにECU50は、エンジン出力に関係
する各種制御パラメータの値を決定する制御手段を有
し、当実施形態では、スロットル弁28で調節される吸
入空気量、EGR弁38で調節されるEGR量、S弁3
2で調節されるスワール、インジェクタ22からの燃料
噴射量、燃料噴射時期及び点火プラグ20の点火時期が
制御パラメータとされ、これら制御パラメータの値が目
標負荷及びエンジン回転数ne等に応じて決定される。こ
の場合、制御パラメータのうちの低速応答と高速応答と
の応答性を調整すべく、低速応答系の制御値を決定する
ための目標負荷としては第1の目標図示平均有効圧力Pi
objが用いられ、高速応答系の制御値を決定するための
目標負荷としては第2の目標図示平均有効圧力Piobjdが
用いられる。
Further, the ECU 50 has control means for determining values of various control parameters related to the engine output. In this embodiment, the intake air amount adjusted by the throttle valve 28 and the EGR adjusted by the EGR valve 38 are used. Quantity, S valve 3
The swirl, the fuel injection amount from the injector 22, the fuel injection timing, and the ignition timing of the ignition plug 20, which are adjusted in 2, are used as control parameters, and the values of these control parameters are determined according to the target load, the engine speed ne, and the like. You. In this case, the first target indicated mean effective pressure Pi is set as the target load for determining the control value of the low-speed response system in order to adjust the response between the low-speed response and the high-speed response among the control parameters.
obj is used, and the second target indicated mean effective pressure Piobjd is used as the target load for determining the control value of the high-speed response system.

【0032】すなわち、上記各制御パラメータのうちで
吸入空気量、EGR量及びスワールはそれぞれスロット
ル弁28、EGR弁38及びS弁32の作動に対する応
答性が比較的低い低速応答系であって、これらの制御量
であるスロットル開度、EGR弁38の制御量及びS弁
32の開度は第1の目標図示平均有効圧力Piobjとエン
ジン回転数ne等に応じて決定される。一方、燃料噴射
量、燃料噴射時期及び点火時期は制御信号に速やかに応
答する高速応答系であって、これら燃料噴射量、燃料噴
射時期及び点火時期は第2の目標図示平均有効圧力Piob
jdとエンジン回転数ne等に応じて決定されるようになっ
ている。
That is, among the above control parameters, the intake air amount, the EGR amount, and the swirl are low-speed response systems having relatively low responsiveness to the operation of the throttle valve 28, the EGR valve 38, and the S valve 32, respectively. , The control amount of the EGR valve 38 and the opening of the S valve 32 are determined according to the first target indicated mean effective pressure Piobj, the engine speed ne, and the like. On the other hand, the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing are a high-speed response system that responds quickly to the control signal, and the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing are set to the second target indicated average effective pressure Piob.
It is determined according to jd and the engine speed ne.

【0033】具体的に説明すると、吸入空気量制御のた
めの手段(すなわち、本発明の吸気量制御手段)として
は目標空燃比設定手段54、目標充填効率演算手段55
及びスロットル開度演算手段56を有している。上記目
標空燃比設定手段54は、吸入空気量制御用の目標空燃
比afwbを、上記運転モード設定手段53で設定される運
転モード別に設定するものであり、成層燃焼モードでは
第1の目標図示平均有効圧力Piobjとエンジン回転数ne
とに応じ、予め作成されているマップから目標空燃比af
wbを求め、ストイキオモードでは目標空燃比afwbを理論
空燃比(λ=1)とするようになっている。
More specifically, as means for controlling the intake air amount (that is, the intake amount control means of the present invention), the target air-fuel ratio setting means 54 and the target charging efficiency calculating means 55 are used.
And a throttle opening calculating means 56. The target air-fuel ratio setting means 54 sets the target air-fuel ratio afwb for controlling the intake air amount for each operation mode set by the operation mode setting means 53. In the stratified combustion mode, the first target indicated average value Effective pressure Piobj and engine speed ne
In accordance with the target air-fuel ratio af
In the stoichiometric mode, the target air-fuel ratio afwb is set to the stoichiometric air-fuel ratio (λ = 1).

【0034】上記目標充填効率演算手段55は、第1の
目標図示平均有効圧力Piobjもしくはこれに対応する仮
想充填効率から、リーン運転される場合の目標空燃比の
空気過剰率分(afwb/14.7)と燃費改善効果分とを
加味して目標充填効率を求める。つまり、上記仮想充填
効率は理論空燃比で運転される状態を想定した目標負荷
に対応する値であり、これに対し、リーン運転時に同等
の燃料噴射量を確保するには上記空気過剰率分を加味す
る必要があるが、このようにして理論空燃比の場合と同
等の燃料噴射量を確保すると、リーン運転時は熱効率が
高められて燃費が改善されるので、その分だけトルクが
理論空燃比の場合と比べて高くなってしまう。そこで、
目標負荷に対応するトルクを得るため、上記空気過剰率
分を加味するほかに、燃費改善効果分も加味するように
したものである。なお、燃費改善効果分を加味するに際
しては、燃費改善効果分に見合う程度に目標充填効率を
減少方向に補正する。
The target charging efficiency calculating means 55 calculates the excess air ratio (afwb / 14...) Of the target air-fuel ratio in the lean operation from the first target indicated average effective pressure Piobj or the virtual charging efficiency corresponding thereto. The target filling efficiency is obtained by taking into account 7) and the fuel efficiency improvement effect. In other words, the virtual charging efficiency is a value corresponding to a target load assuming a state of operating at the stoichiometric air-fuel ratio. On the other hand, in order to secure the same fuel injection amount during the lean operation, the above-described excess air ratio is required. Although it is necessary to take this into account, securing the same fuel injection amount as in the case of the stoichiometric air-fuel ratio in this way increases the thermal efficiency during lean operation and improves fuel efficiency. Will be higher than in the case of. Therefore,
In order to obtain a torque corresponding to the target load, in addition to the above-mentioned excess air ratio, the fuel efficiency improvement effect is also taken into account. When taking into account the fuel efficiency improvement effect, the target filling efficiency is corrected in the decreasing direction to an extent commensurate with the fuel efficiency improvement effect.

【0035】スロットル開度演算手段56は、上記目標
充填効率から吸気密度に応じた補正を行うことで目標体
積効率を求め、この目標体積効率及びエンジン回転数ne
に応じてスロットル開度を決定する。この場合、成層燃
焼モードに、常に吸気圧力がエンジンの全負荷時の圧力
となるようにスロットル開度を決定するようにしてもよ
い。
The throttle opening calculating means 56 obtains a target volume efficiency by performing a correction according to the intake density from the target charging efficiency, and obtains the target volume efficiency and the engine speed ne.
The throttle opening is determined according to. In this case, the throttle opening may be determined in the stratified combustion mode so that the intake pressure always becomes the pressure when the engine is fully loaded.

【0036】EGR量制御のための手段としてはEGR
弁基本制御量設定手段59と、EGR弁制御量演算手段
60と、EGR弁制御手段61とを有している。
As means for controlling the EGR amount, EGR
It has a basic valve control amount setting means 59, an EGR valve control amount calculating means 60, and an EGR valve control means 61.

【0037】上記EGR弁基本制御量設定手段59は、
EGR弁38の基本制御量pbase(すなわち、EGR量
の基本値)を上記運転モード設定手段53で設定される
運転モードmods別に設定するものであり、成層燃焼モー
ドでは第1の目標図示平均有効圧力Piobj(アクセル開
度に関連する情報)とエンジン回転数neとに応じ、予め
作成されているマップから基本制御量pbaseを求め、ス
トイキオモードではエアフローセンサ26の出力に基づ
いて求められる実吸気量とエンジン回転数neとに応じ、
予め作成されているマップから基本制御量pbaseを求め
る。つまり、このEGR弁基本制御量設定手段59によ
り本発明の還流量設定手段が構成されている。
The EGR valve basic control amount setting means 59 includes:
The basic control amount pbase of the EGR valve 38 (that is, the basic value of the EGR amount) is set for each operation mode mods set by the operation mode setting means 53. In the stratified charge combustion mode, the first target indicated average effective pressure is set. A basic control amount pbase is obtained from a map prepared in advance according to Piobj (information related to the accelerator opening) and the engine speed ne. In the stoichiometric mode, an actual intake air amount obtained based on an output of the air flow sensor 26 And the engine speed ne,
A basic control amount pbase is obtained from a map created in advance. That is, the EGR valve basic control amount setting means 59 constitutes the recirculation amount setting means of the present invention.

【0038】EGR弁制御量演算手段60は、EGR弁
38の最終制御量ptを求めるもので、図3に示すよう
に、EGRフィードバック係数演算手段60aと、EG
R弁最終制御量演算手段60bとを有している。
The EGR valve control amount calculating means 60 calculates the final control amount pt of the EGR valve 38. As shown in FIG. 3, the EGR feedback coefficient calculating means 60a and the EG
R valve final control amount calculating means 60b.

【0039】EGRフィードバック係数演算手段60a
は、運転モードmodsを判別し、運転モードmodsが成層燃
焼モードの場合には、現実の吸気量が目標吸気量となる
ように、現実の吸気量に基づきEGR弁38の制御量pt
をフィードバック制御すべく、第1の目標図示平均有効
圧力Piobjと目標空燃比afwbとから目標吸気量を求め、
エアフローセンサ26の出力に基づいて求められる実吸
気量とこの目標吸気量との偏差に基づいてEGRフィー
ドバック係数ptfbを演算する。
EGR feedback coefficient calculating means 60a
Determines the operation mode mods, and when the operation mode mods is the stratified combustion mode, the control amount pt of the EGR valve 38 based on the actual intake air amount so that the actual intake air amount becomes the target intake air amount.
To obtain a target intake air amount from the first target indicated mean effective pressure Piobj and the target air-fuel ratio afwb,
An EGR feedback coefficient ptfb is calculated based on a difference between the actual intake air amount obtained based on the output of the air flow sensor 26 and the target intake air amount.

【0040】EGR弁最終制御量演算手段60bは、ア
クセル開度accelの変化率から運転状態の過渡時、すな
わち加速時又は減速時を検出し、運転状態が過渡時にあ
るときには、EGR弁基本制御量設定手段59により求
められた基本制御量pbaseを減量補正すべく補正係数を
設定する。この場合、過渡状態に適した補正係数とし
て、加速時には加速減量補正係数paccを、減速時には減
速減量補正係数pdecをそれぞれ設定する。そして、運転
モードmodsを判別し、運転モードmodsが成層燃焼モード
の場合には、EGR弁基本制御量設定手段59で求めら
れた基本制御量pbaseにEGRフィードバック補正係数p
tfbを加味してEGR弁38の最終制御量ptを演算し、
一方、運転モードmodsがストイキオモードの場合には、
EGR弁基本制御量設定手段59で求められた基本制御
量pbaseにEGRフィードバック補正係数ptfb、上記減
量補正係数pacc又はpdecを加味してEGR弁38の最終
制御量ptを演算する。すなわち、このEGR弁制御量演
算手段により、本発明の判別手段、過渡時検出手段及び
補正手段が構成されている。
The EGR valve final control amount calculating means 60b detects the transient state of the operating state, that is, the acceleration or deceleration, from the rate of change of the accelerator opening accel. When the operating state is in the transient state, the EGR valve basic control amount is calculated. A correction coefficient is set so that the basic control amount pbase obtained by the setting means 59 is corrected to be reduced. In this case, as a correction coefficient suitable for a transient state, an acceleration decrease correction coefficient pacc is set during acceleration, and a deceleration decrease correction coefficient pdec is set during deceleration. Then, the operation mode mods is determined. If the operation mode mods is the stratified charge combustion mode, the EGR feedback correction coefficient pbase is added to the basic control amount pbase obtained by the EGR valve basic control amount setting means 59.
A final control amount pt of the EGR valve 38 is calculated in consideration of tfb,
On the other hand, when the operation mode mods is the stoichiometric mode,
A final control amount pt of the EGR valve 38 is calculated by adding the EGR feedback correction coefficient ptfb and the above-mentioned decrease correction coefficient pacc or pdec to the basic control amount pbase obtained by the EGR valve basic control amount setting means 59. That is, the EGR valve control amount calculating means constitutes the determining means, the transient detecting means and the correcting means of the present invention.

【0041】EGR弁制御手段61は、本発明の還流制
御手段を構成するもので、上記EGR弁制御量演算手段
60において求められた制御量ptに比例した制御信号を
出力して上記EGR弁38を制御する。
The EGR valve control means 61 constitutes the recirculation control means of the present invention. The EGR valve control means 61 outputs a control signal proportional to the control amount pt obtained by the EGR valve control amount calculating means 60 to output the EGR valve 38. Control.

【0042】S弁開度制御のための手段としてはS弁開
度設定手段62を有している。このS弁開度設定手段6
2は、S弁開度を上記運転モード設定手段53で設定さ
れる運転モードmods別に、各モードで要求されるスワー
ルが得られるように設定するものであり、成層燃焼モー
ドでは第1の目標図示平均有効圧力Piobjとエンジン回
転数neとに応じ、予め作成されているマップからS弁開
度を求め、ストイキオモードでは実充填効率ceとエンジ
ン回転数neに応じ、予め作成されているマップからS弁
開度を求めるようになっている。
As means for controlling the S-valve opening, an S-valve opening setting means 62 is provided. This S valve opening setting means 6
2 sets the S valve opening for each operation mode mods set by the operation mode setting means 53 so as to obtain the swirl required in each mode. In the stratified combustion mode, the first target diagram is set. According to the average effective pressure Piobj and the engine speed ne, the S-valve opening is obtained from a map created in advance, and in the stoichiometric mode, from the map created in advance according to the actual charging efficiency ce and the engine speed ne. The S valve opening is determined.

【0043】インジェクタ22からの燃料噴射を制御す
る手段としては、目標空燃比作成手段63、運転モード
設定手段64、分割比設定手段65、噴射量演算手段6
6、噴射時期設定手段67及び噴射制御手段68を有し
ている。
The means for controlling the fuel injection from the injector 22 includes a target air-fuel ratio creating means 63, an operation mode setting means 64, a split ratio setting means 65, and an injection amount calculating means 6.
6, an injection timing setting means 67 and an injection control means 68 are provided.

【0044】上記目標空燃比作成手段63は、燃料噴射
量等の制御に用いる目標空燃比を求めるものであり、主
として過渡時に利用される目標空燃比afw0を演算すると
ともに、主として定常時に利用される目標空燃比afwbd
を求める。
The target air-fuel ratio creating means 63 calculates the target air-fuel ratio used for controlling the fuel injection amount and the like, and calculates the target air-fuel ratio afw0 mainly used during a transient state, and is mainly used during a steady state. Target air-fuel ratio afwbd
Ask for.

【0045】過渡時に利用される目標空燃比afw0は、実
充填効率の下で目標負荷に対応するトルクが得られるよ
うに、第2の目標図示平均有効圧力Piobjdもしくはこれ
に対応する仮想充填効率と実充填効率ceとに基づき、燃
費改善効果分を加味して求められる。一方、定常時に利
用される目標空燃比afwbdは、成層燃焼モードでは第2
の目標図示平均有効圧力Piobjdとエンジン回転数neとに
応じ、予め作成されているマップから求められ、ストイ
キオモードでは目標空燃比afwbdが理論空燃比(λ=
1)とされる。
The target air-fuel ratio afw0 used during the transition is determined by the second target indicated mean effective pressure Piobjd or the virtual charging efficiency corresponding thereto so that a torque corresponding to the target load can be obtained under the actual charging efficiency. Based on the actual filling efficiency ce, it is determined in consideration of the fuel efficiency improvement effect. On the other hand, the target air-fuel ratio afwbd used in the steady state is the second in the stratified combustion mode.
The target indicated average effective pressure Piobjd and the engine speed ne are obtained from a map created in advance, and in the stoichiometric mode, the target air-fuel ratio afwbd is calculated based on the stoichiometric air-fuel ratio (λ =
1).

【0046】そして、目標空燃比作成手段63は、吸入
空気量制御用の上記目標空燃比afwbと上述のようにして
求めた目標空燃比afw0との偏差dafwbを演算し、偏差daf
wbが大きくなる過渡時には、上記目標空燃比afw0を最終
的な目標空燃比afwとし、偏差dafwbが小さい定常時に
は、上記目標空燃比afwbdを最終的な目標空燃比afwとす
るようになっている。
The target air-fuel ratio creating means 63 calculates a deviation dafwb between the target air-fuel ratio afwb for controlling the intake air amount and the target air-fuel ratio afw0 obtained as described above, and calculates a deviation daf.
The target air-fuel ratio afw0 is set to the final target air-fuel ratio afw during a transition when wb increases, and the target air-fuel ratio afwbd is set to the final target air-fuel ratio afw during steady state when the deviation dafwb is small.

【0047】運転モード設定手段64は、高速系の制御
パラメータを決定するために用いる運転モードmodfを、
燃料噴射量等制御用の上記目標空燃比afw0とエンジン回
転数neとに応じて設定する。すなわち、図5に示すよう
に、目標空燃比afw0がストイキオ上限側基準値よりも大
きい値となるときは成層燃焼モードとし、それ以下の値
となるときはストイキオモードとする。
The operation mode setting means 64 sets the operation mode modf used to determine the control parameters of the high-speed system,
The target air-fuel ratio afw0 for controlling the fuel injection amount and the like is set according to the engine speed ne. That is, as shown in FIG. 5, when the target air-fuel ratio afw0 is larger than the stoichiometric upper limit reference value, the stratified charge combustion mode is set, and when the target air-fuel ratio afw0 is smaller than the stoichiometric upper limit reference value, the stoichiometric mode is set.

【0048】なお、ストイキオモードと成層燃焼モード
との間で運転モードmodfが変更される過渡時には、スト
イキオ上限側基準値付近(図5のハッチング部分)で一
時的に分割噴射モードを選択するようにしてもよい。こ
の分割噴射モードとは、燃料噴射を吸気行程と圧縮行程
とに分割して行うものであり、圧縮行程噴射の成層燃焼
モードから吸気行程噴射のストイキオモードへのモード
変更やこれとは逆のモード変更が行われるときに、分割
噴射モードを経由するようにすれば、急激な燃焼状態の
変化が避けられる。
When the operation mode modf is changed between the stoichiometric mode and the stratified combustion mode, the split injection mode is temporarily selected near the stoichiometric upper limit reference value (the hatched portion in FIG. 5). It may be. In the split injection mode, the fuel injection is performed by dividing the fuel injection into an intake stroke and a compression stroke, and the mode is changed from the stratified combustion mode of the compression stroke injection to the stoichiometric mode of the intake stroke injection, and vice versa. If the mode change is performed, the combustion state can be abruptly changed by passing through the split injection mode.

【0049】分割比設定手段65は、運転モード設定手
段64により設定される運転モードmodfに応じて吸気行
程噴射と圧縮行程噴射の分割比を設定するものであっ
て、成層燃焼モードでは吸気行程噴射割合を0%とし、
ストイキオモードでは吸気行程噴射割合を100%とす
る。なお、上記分割噴射モードが選択されるときは、目
標空燃比afw及びエンジン回転数neに応じて分割比を設
定すればよい。
The split ratio setting means 65 sets the split ratio between the intake stroke injection and the compression stroke injection according to the operation mode modf set by the operation mode setting means 64. In the stratified combustion mode, the intake stroke injection is performed. The ratio is 0%,
In the stoichiometric mode, the intake stroke injection ratio is set to 100%. When the split injection mode is selected, the split ratio may be set according to the target air-fuel ratio afw and the engine speed ne.

【0050】噴射量演算手段66は、エアフローセンサ
26の出力から求められた実充填効率ceと、上記目標空
燃比作成手段62により求められた目標空燃比afwと、
分割比設定手段65により設定された噴射割合とに基づ
いて燃料噴射量を演算する。この場合、吸気行程噴射及
び圧縮行程噴射の各基本噴射量を演算し、さらに、燃圧
に応じた吸気行程噴射、圧縮行程噴射の各補正値とその
他の補正値とを加味して吸気行程噴射及び圧縮行程噴射
の最終噴射量を演算し、この最終噴射量に比例した噴射
パルスTiを求める。
The injection amount calculating means 66 calculates the actual charging efficiency ce determined from the output of the air flow sensor 26, the target air-fuel ratio afw determined by the target air-fuel ratio creating means 62,
The fuel injection amount is calculated based on the injection ratio set by the split ratio setting means 65. In this case, each basic injection amount of the intake stroke injection and the compression stroke injection is calculated, and further, the intake stroke injection and the compression stroke injection are corrected by taking into account the correction values of the intake stroke injection and the compression stroke injection according to the fuel pressure and other correction values. The final injection amount of the compression stroke injection is calculated, and an injection pulse Ti proportional to this final injection amount is obtained.

【0051】噴射時期設定手段67は、燃料噴射時期th
tinjを上記運転モード設定手段64で設定される運転モ
ード別に設定するものであり、成層燃焼モードでは第2
の目標図示平均有効圧力Piobjdとエンジン回転数neとに
応じて予め作成されているマップから圧縮行程噴射用の
噴射時期を求め、ストイキオモードではエンジン回転数
neに応じて予め作成されているテーブルから吸気行程噴
射用の噴射時期を求める。なお、分割噴射モードとされ
る場合は、圧縮行程噴射用の噴射時期として成層燃焼モ
ードにおけるデータを流用するとともに、目標空燃比af
w及びエンジン回転数neに応じて予め作成されているマ
ップから吸気行程噴射用の噴射時期を求める。
The injection timing setting means 67 determines the fuel injection timing th
tinj is set for each operation mode set by the operation mode setting means 64. In the stratified combustion mode, tinj
The injection timing for the compression stroke injection is obtained from a map created in advance in accordance with the target indicated average effective pressure Piobjd and the engine speed ne, and in the stoichiometric mode, the engine speed is calculated.
The injection timing for the intake stroke injection is obtained from a table created in advance according to ne. When the split injection mode is set, the data in the stratified combustion mode is used as the injection timing for the compression stroke injection, and the target air-fuel ratio af
An injection timing for intake stroke injection is obtained from a map created in advance according to w and the engine speed ne.

【0052】噴射制御手段68は、上記噴射時期設定手
段67により設定された噴射時期に、上記噴射量演算手
段66により演算された噴射パルス幅Tiに相当する時間
だけインジェクタ22を作動させるように、噴射パルス
Tiを出力する。
The injection control means 68 operates the injector 22 at the injection timing set by the injection timing setting means 67 for a time corresponding to the injection pulse width Ti calculated by the injection amount calculation means 66. Injection pulse
Output Ti.

【0053】また、点火時期を制御する手段としては、
基本点火時期及び補正量を設定する設定手段69と、点
火時期演算手段70とを有している。
As means for controlling the ignition timing,
A setting means 69 for setting a basic ignition timing and a correction amount, and an ignition timing calculating means 70 are provided.

【0054】上記設定手段69は、上記運転モード設定
手段64で設定される運転モード別に基本点火時期や各
種の点火時期補正値を設定し、点火時期演算手段70
は、上記設定手段69で設定された基本噴射量及び各種
補正値から点火時期を求めるようになっている。
The setting means 69 sets the basic ignition timing and various ignition timing correction values for each operation mode set by the operation mode setting means 64, and sets the ignition timing calculation means 70.
Is to determine the ignition timing from the basic injection amount set by the setting means 69 and various correction values.

【0055】図6は上記ECU50により行われる各種
演算、制御等の処理のうち、主としてEGR弁38の制
御に関連する処理をフローチャートで示している。
FIG. 6 is a flowchart showing a process mainly related to the control of the EGR valve 38 among various processes performed by the ECU 50, such as various calculations and controls.

【0056】このフローチャートがスタートすると、先
ずステップS1において、回転数センサ42やアクセル
開度センサ43等の各種信号を読み込み、ステップS2
でアクセル開度accel及びエンジン回転数neに基づき目
標負荷である第1の目標図示平均有効圧力Piobjを求め
る。
When this flowchart starts, first, in step S1, various signals of the rotation speed sensor 42, the accelerator opening sensor 43, etc. are read, and in step S2
A first target indicated mean effective pressure Piobj, which is a target load, is obtained based on the accelerator opening accel and the engine speed ne.

【0057】そして、ステップS3で、EGR実行条件
が成立したか否かを判断し、成立した判断した場合に
は、さらにステップS4に移行して、運転モードmodsが
成層燃焼モードか否かを判断する。ここで、成層燃焼モ
ードであると判断した場合には、ステップS5で第1の
目標図示平均有効圧力Piobjとエンジン回転数neとから
基本制御量pbaseを求め、次いでステップS6で実吸気
量と目標吸気量との偏差に基づいてEGRフィードバッ
ク係数ptfbを演算し、さらにステップS7で上記基本制
御量pbaseにEGRフィードバック係数ptfbを加味して
最終制御量ptを演算する。
In step S3, it is determined whether or not the EGR execution condition is satisfied. If it is determined that the EGR execution condition is satisfied, the process further proceeds to step S4 to determine whether or not the operation mode mods is in the stratified combustion mode. I do. If it is determined that the engine is in the stratified combustion mode, the basic control amount pbase is obtained from the first target indicated mean effective pressure Piobj and the engine speed ne in step S5, and then the actual intake air amount and the target An EGR feedback coefficient ptfb is calculated based on the deviation from the intake air amount, and a final control amount pt is calculated in step S7 by adding the EGR feedback coefficient ptfb to the basic control amount pbase.

【0058】そして、ステップS8で上記最終制御量pt
に比例した制御信号を出力してEGR弁38のリフト量
を制御し、その後、ステップS1にリターンする。
Then, in step S8, the final control amount pt
Is output to control the lift amount of the EGR valve 38, and thereafter, the process returns to step S1.

【0059】なお、ステップS3においてEGR実行条
件が成立していないと判断した場合には、ステップS9
に移行し、ここで最終制御量ptに「0」を設定してステ
ップS9に移行する。この場合には、EGR弁38は全
閉制御される。
If it is determined in step S3 that the EGR execution condition is not satisfied, step S9 is executed.
Then, the final control amount pt is set to "0", and the process proceeds to step S9. In this case, the EGR valve 38 is fully closed controlled.

【0060】一方、ステップS4の判断において、運転
モードmodsが成層燃焼モードでないと判断した場合に
は、ステップS10で実吸気量とエンジン回転数neとか
ら基本制御量pbaseを求め、ステップS11で運転状態
が加速時か否かを判断する。ここで、加速時であると判
断した場合には、ステップS12において加速減量補正
係数paccを設定してステップS15に移行する。一方、
ステップS11で運転状態が加速時でないと判断した場
合には、次いでステップS13で運転状態が減速時か否
かを判断し、減速時であると判断した場合には、ステッ
プS14において減速減量補正係数pdecを設定してステ
ップS15に移行する。ステップS15では、EGRフ
ィードバック係数ptfbの演算を停止し、停止直前のEG
Rフィードバック係数ptfbを記憶し、ステップS7に移
行する。
On the other hand, if it is determined in step S4 that the operation mode mods is not the stratified combustion mode, the basic control amount pbase is obtained from the actual intake air amount and the engine speed ne in step S10, and the operation is performed in step S11. It is determined whether the state is during acceleration. Here, when it is determined that the vehicle is accelerating, the acceleration decrease correction coefficient pacc is set in step S12, and the process proceeds to step S15. on the other hand,
If it is determined in step S11 that the operation state is not during acceleration, then it is determined whether or not the operation state is in deceleration in step S13. If it is determined that the operation state is in deceleration, the deceleration reduction correction coefficient is determined in step S14. pdec is set, and the routine goes to Step S15. In step S15, the calculation of the EGR feedback coefficient ptfb is stopped, and the EG immediately before the stop is stopped.
The R feedback coefficient ptfb is stored, and the routine goes to Step S7.

【0061】なお、このようにステップS12,14を
経てステップS7に移行した場合には、ステップS7で
の処理において、上記のように記憶されているEGRフ
ィードバック係数ptfbと、加速減量補正係数pacc又は減
速減量補正係数pdecとを加味して上記基本制御量pbase
から最終制御量ptを演算する。
When the process proceeds to step S7 after steps S12 and S14, the EGR feedback coefficient ptfb stored as described above and the acceleration reduction coefficient pacc or Taking into account the deceleration and reduction correction coefficient pdec, the basic control amount pbase
, The final control amount pt is calculated.

【0062】以上のような制御装置を備えた当実施形態
の筒内噴射式エンジンでは、運転モードとして成層燃焼
モード及びストイキオモードが運転状態に応じて設定さ
れる。そして、成層燃焼モードでは空燃比が理論空燃比
と比べて大幅にリーンとされた状態で成層燃焼が行われ
ることにより燃費が大幅に改善され、ストイキオモード
では空燃比が略理論空燃比とされた状態で吸気行程噴射
により均一燃焼が行われる。そして、上記成層燃焼モー
ドでは要求されるトルクを確保しつつ空燃比をリーンと
すべくスロットル開度を大きくして吸入空気量を増加さ
せる等、運転モード別に目標負荷等に応じて吸入空気量
が制御されるとともに、燃料噴射量、噴射時期、点火時
期等も目標負荷、運転モード等に基づいて制御される。
In the in-cylinder injection engine of the present embodiment having the above-described control device, the stratified combustion mode and the stoichiometric mode are set as the operation modes according to the operation state. In the stratified combustion mode, stratified combustion is performed in a state in which the air-fuel ratio is significantly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, so that fuel efficiency is greatly improved.In the stoichiometric mode, the air-fuel ratio is substantially the stoichiometric air-fuel ratio. In this state, uniform combustion is performed by the intake stroke injection. In the above-described stratified combustion mode, the intake air amount is increased according to the target load for each operation mode, such as increasing the throttle opening to increase the intake air amount to make the air-fuel ratio lean while maintaining the required torque. In addition to the control, the fuel injection amount, the injection timing, the ignition timing, and the like are also controlled based on the target load, the operation mode, and the like.

【0063】また、EGR弁38は次のように制御され
る。
The EGR valve 38 is controlled as follows.

【0064】すなわち、成層燃焼モードでは、圧縮行程
噴射により点火プラグ回りには適度の空燃比の混合気が
偏在してその回りに多量の余剰空気が存在する成層燃焼
状態とされてEGR導入状態でも燃焼安定性が確保され
易いため、目標図示平均有効圧力Piobj及びエンジン回
転数neに応じ、燃焼安定性を損なわない程度に比較的多
量のEGRを導入すべく、EGR弁38の制御量ptが演
算される。
That is, in the stratified charge combustion mode, the air-fuel mixture having an appropriate air-fuel ratio is unevenly distributed around the ignition plug due to the compression stroke injection, and a large amount of excess air exists around the mixture. Since the combustion stability is easily ensured, the control amount pt of the EGR valve 38 is calculated according to the target indicated average effective pressure Piobj and the engine speed ne in order to introduce a relatively large amount of EGR so as not to impair the combustion stability. Is done.

【0065】一方、ストイキオモードでは、出力上の要
求等を満足しつつある程度のEGRを行うべく、吸気量
及びエンジン回転数neに応じてEGR弁38の制御量が
演算される。この場合、特に、運転状態が過渡時、つま
り加速時又は減速時にあるときは、図6のフローチャー
トで説明したように通常の運転状態に比べてEGR弁3
8の制御量ptが減量され、これにより加速性能が高めら
れ、減速時の燃焼性の悪化が防止される。
On the other hand, in the stoichiometric mode, the control amount of the EGR valve 38 is calculated according to the intake air amount and the engine speed ne in order to perform a certain amount of EGR while satisfying the demands on the output and the like. In this case, particularly when the operation state is in a transitional state, that is, during acceleration or deceleration, the EGR valve 3 is compared with the normal operation state as described in the flowchart of FIG.
The control amount pt of 8 is reduced, whereby the acceleration performance is improved, and the deterioration of the combustibility at the time of deceleration is prevented.

【0066】つまり、アクセルペダルを踏み込んでから
吸気充填量ceが目標値に達するまでにはタイムラグがあ
り、加速初期のEGR弁38の制御量を通常の運転状態
(すなわち、ストイキオモードであって過渡時以外の状
態)と同様に制御すると、図7(a)に示すようにトル
クが緩慢に上昇することとなり、スムーズな加速が得ら
れ難い。ところが、加速時のEGR量を通常の運転状態
時よりも減量すると、燃焼室15に導入される吸気ガス
中の新気の割合いが高まり、その結果、同図の破線に示
すようにトルクが速やかに上昇することとなる。これに
よりスムーズな加速が期待でき加速性が向上することと
なる。一方、減速時には、スロットル弁28が閉じられ
て吸気の流れが緩慢になるため、既に還流されている排
気ガスが燃焼室内に滞留し易くなる。そのため、減速時
のEGR弁38の制御量ptを通常の運転状態と同様に制
御すると、さらに排気ガスが還流されることにより燃焼
室15中の新気の割合が著しく低下する、いわゆるオー
バーEGRとなり、減速時に失火等の燃焼不良が発生し
て同図の実線に示すようにトルクが大きく落ち込む場合
がある。ところが、上記のように減速時のEGR量を減
量させれば、オーバーEGRとなり難くなり減速時の失
火等の燃焼性の低下が防止され、その結果、同図の破線
に示すようにトルクの落ち込みがなくなる。
That is, there is a time lag from when the accelerator pedal is depressed to when the intake air charge amount ce reaches the target value, and the control amount of the EGR valve 38 in the initial stage of acceleration is changed to the normal operation state (that is, the stoichiometric mode). If the control is performed in the same manner as in the state other than during the transition, the torque slowly increases as shown in FIG. 7A, and it is difficult to obtain smooth acceleration. However, when the EGR amount during acceleration is reduced from that in the normal operation state, the proportion of fresh air in the intake gas introduced into the combustion chamber 15 increases, and as a result, the torque decreases as shown by the broken line in FIG. It will rise quickly. As a result, smooth acceleration can be expected, and the acceleration is improved. On the other hand, at the time of deceleration, the throttle valve 28 is closed and the flow of the intake air becomes slow, so that the already recirculated exhaust gas tends to stay in the combustion chamber. Therefore, when the control amount pt of the EGR valve 38 at the time of deceleration is controlled in the same manner as in the normal operation state, the so-called over EGR is achieved, in which the proportion of fresh air in the combustion chamber 15 is significantly reduced due to the recirculation of exhaust gas. However, when the vehicle is decelerated, a combustion failure such as a misfire may occur, and the torque may greatly decrease as shown by the solid line in FIG. However, if the amount of EGR at the time of deceleration is reduced as described above, over-EGR is unlikely to occur, and a decrease in flammability such as misfire at the time of deceleration is prevented. As a result, the torque drops as shown by the broken line in FIG. Disappears.

【0067】なお、成層燃焼モードにおいては、過渡時
にEGR弁38の制御量をストイキオモードのように減
量していないが、これは次のような理由によるものであ
る。
In the stratified charge combustion mode, the control amount of the EGR valve 38 is not reduced during the transition as in the stoichiometric mode, for the following reason.

【0068】すなわち、成層燃焼モードでは、空燃比を
リーンとすべくスロットル開度を大きくして吸入空気量
を増加させているため、図7(b)に示すように、加速
時における吸気充填量ceの上昇遅れは小さく、トルクの
上昇も速やかに行われる。また、成層燃焼モードでは、
上記の通り点火プラグ回りに適度の空燃比の混合気が偏
在してその回りに多量の余剰空気が存在するため排気ガ
スを還流した状態でも燃焼安定性が確保され易く、これ
は換言すると排気ガスの還流量を減らしても燃焼性向上
への貢献度は低いことを意味する。従って、成層燃焼モ
ードでは、加速時や減速時に積極的にEGR弁38の制
御量ptを減量してもストイキオモードのような加速性向
上等の顕著な効果を得ることはできず、単にEGR量を
減らすことによりNOxの低減を阻害するに過ぎない。
そのため、成層燃焼モードでは、あえて過渡時のEGR
弁38の制御量ptを減量させることなく通常の運転状態
時と同様にEGR弁38の制御量ptを設定するようにし
ている。
That is, in the stratified charge combustion mode, since the intake air amount is increased by increasing the throttle opening to make the air-fuel ratio lean, as shown in FIG. The rise delay of ce is small, and the rise of torque is performed quickly. In the stratified combustion mode,
As described above, the air-fuel mixture having an appropriate air-fuel ratio is unevenly distributed around the ignition plug, and a large amount of excess air exists around the mixture, so that combustion stability is easily ensured even when the exhaust gas is recirculated. This means that the contribution to the improvement of the flammability is low even if the amount of recirculation is reduced. Therefore, in the stratified charge combustion mode, even when the control amount pt of the EGR valve 38 is actively reduced during acceleration or deceleration, a remarkable effect such as improvement in acceleration such as in the stoichiometric mode cannot be obtained. Reducing the amount only hinders NOx reduction.
Therefore, in the stratified combustion mode, the transient EGR
The control amount pt of the EGR valve 38 is set in the same manner as in the normal operation state without reducing the control amount pt of the valve 38.

【0069】従って、上記制御装置を備えた筒内噴射式
エンジンによれば、過渡時のEGR弁38の制御量を燃
焼状態に拘らず一律に減量補正する場合に比べると、加
速性の向上や減速時の燃焼性の改善を図りながらもNO
xの低減を良好に達成することができる。
Therefore, according to the in-cylinder injection engine equipped with the above-described control device, the acceleration performance can be improved or improved compared to the case where the control amount of the EGR valve 38 during the transition is reduced uniformly regardless of the combustion state. NO while improving flammability during deceleration
x can be favorably reduced.

【0070】ところで、以上説明した筒内噴射式エンジ
ンは、本発明に係るエンジンの制御装置を適用した筒内
噴射式エンジンの一例であって、その具体的構成、ある
いは具体的な制御内等は、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で適宜変更可能である。
The above-described in-cylinder injection engine is an example of an in-cylinder injection engine to which the engine control device according to the present invention is applied. However, the present invention can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

【0071】例えば、上記実施の形態では、運転モード
がストイキオモードのときには、加速時及び減速時の双
方においてEGR弁38の制御量ptを通常の運転状態に
比べて減量するようにしているが、加速時のみ、あるい
は減速時のみ減量するようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, when the operation mode is the stoichiometric mode, the control amount pt of the EGR valve 38 is reduced as compared with the normal operation state during both acceleration and deceleration. Alternatively, the amount may be reduced only during acceleration or only during deceleration.

【0072】また、上記実施の形態では、運転モードが
成層燃焼モードのときには、第1の目標図示平均有効圧
力Piobjとエンジン回転数neとに応じ、予め作成されて
いるマップから基本制御量pbaseを求めるようにしてい
るが、直接アクセル開度とエンジン回転数neとから求め
るようにしてもよく、要は、エンジンの回転数neとアク
セル開度に関連する情報とに基づいて求めるようにすれ
ばよい。
In the above embodiment, when the operation mode is the stratified charge combustion mode, the basic control amount pbase is calculated from a map prepared in advance according to the first target indicated mean effective pressure Piobj and the engine speed ne. Although it is obtained, it may be obtained directly from the accelerator opening and the engine speed ne.In short, if it is obtained based on information related to the engine speed ne and the accelerator opening, Good.

【0073】[0073]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、燃焼室
内に直接燃料を噴射するインジェクタを備え、このイン
ジェクタにより圧縮行程に燃料を噴射して成層燃焼を行
わせる成層燃焼状態と、インジェクタにより噴射された
燃料を吸気行程に燃料を噴射して均一燃焼を行わせる均
一燃焼状態とに燃焼状態が切替え可能に構成されるとと
もに、排気系から吸気系へ排気ガスを還流するようにさ
れた筒内噴射式エンジンの制御装置において、燃焼状態
が均一燃焼状態にあり、かつ運転状態が過渡時にある場
合には、設定された排気ガスの還流量が減量補正される
ようになっているので、均一燃焼状態においては、過渡
時に燃焼室内に導入される新気量が増大され、これによ
り加速性が向上し、また減速時の燃焼性が改善される。
一方、燃焼状態が成層燃焼にある場合には、上記のよう
な設定還流量の減量補正は行われず、これにより燃焼安
定性を損なわない程度に比較的多量の排気ガスが還流さ
れてNOxの排出が良好に低減される。
As described above, the present invention comprises an injector for directly injecting fuel into a combustion chamber, and a stratified combustion state in which fuel is injected in a compression stroke by the injector to perform stratified combustion. A cylinder configured to be capable of switching a combustion state to a uniform combustion state in which the injected fuel is injected during an intake stroke to perform uniform combustion and to recirculate exhaust gas from an exhaust system to an intake system. In the control device of the internal injection type engine, when the combustion state is in a uniform combustion state and the operation state is in a transitional state, the set recirculation amount of the exhaust gas is corrected to be reduced. In the combustion state, the amount of fresh air introduced into the combustion chamber during the transition is increased, thereby improving the acceleration performance and improving the combustion performance during deceleration.
On the other hand, when the combustion state is stratified combustion, the above-mentioned reduction correction of the set recirculation amount is not performed, whereby a relatively large amount of exhaust gas is recirculated to the extent that combustion stability is not impaired, and NOx emissions are reduced. Is favorably reduced.

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

【図1】本発明のエンジンの制御装置が適用されるエン
ジンの一の実施の形態を示す全体概略図である。
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing an embodiment of an engine to which an engine control device of the present invention is applied.

【図2】ECUの機能的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of an ECU.

【図3】図2中のEGR弁制御量演算手段の具体的構成
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of an EGR valve control amount calculating means in FIG. 2;

【図4】運転モードの領域設定を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an area setting of an operation mode.

【図5】燃料噴射量等の演算に用いる運転モードの設定
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing setting of an operation mode used for calculation of a fuel injection amount and the like.

【図6】EGR弁の制御を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing control of an EGR valve.

【図7】均一燃焼モード及び成層燃焼モードにおけるア
クセル開度、スロットル開度、吸気充填量、EGR弁リ
フト量、実EGR量及びトルクの関係を示す説明図であ
る。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship among an accelerator opening, a throttle opening, an intake charge amount, an EGR valve lift amount, an actual EGR amount, and a torque in a uniform combustion mode and a stratified combustion mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 エンジン本体 15 燃焼室 20 点火プラグ 22 インジェクタ 37 EGR通路 38 EGR弁 48 EGR弁リフトセンサ 50 ECU 59 EGR弁基本制御量設定手段 60 EGR弁制御量演算手段 61 EGR弁制御手段 Reference Signs List 10 engine body 15 combustion chamber 20 spark plug 22 injector 37 EGR passage 38 EGR valve 48 EGR valve lift sensor 50 ECU 59 EGR valve basic control amount setting means 60 EGR valve control amount calculation means 61 EGR valve control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 21/08 301 F02D 21/08 301A 41/04 310 41/04 310C 310F 43/00 301 43/00 301N 301K 301E F02M 25/07 550 F02M 25/07 550R 550D 550J 550K 570 570A (72)発明者 間宮 清孝 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 Fターム(参考) 3G023 AA01 AA05 AA18 AB03 AC05 AD03 AD06 AE05 AG01 AG03 3G062 AA00 AA07 BA04 BA05 BA06 BA08 CA04 CA05 CA06 FA08 FA14 GA01 GA04 GA05 GA06 GA15 GA17 GA21 GA25 GA26 3G084 BA05 BA09 BA20 CA04 CA06 DA10 DA12 DA15 EB12 EB25 EC04 FA00 FA02 FA07 FA10 FA11 FA20 FA29 FA33 FA37 3G092 AA01 AA06 AA09 AA10 AA17 BA01 BA05 BA06 BA09 BB06 BB13 DC06 DC09 EA01 EA02 EA05 EA06 EA07 EC01 FA08 FA17 GA05 GA06 GA12 GA13 GA17 GA18 HA01X HA01Z HA04Z HA05Z HA06X HA06Z HC01Z HD05Z HD07X HD07Z HE01Z HE08Z HF09Z 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 JA03 JA25 KA11 KA12 KA16 LA00 LA03 LB04 NE01 NE06 NE15 PA01Z PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PB08Z PD03Z PD15Z PE01Z PE08Z PF03Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 21/08 301 F02D 21/08 301A 41/04 310 41/04 310C 310F 43/00 301 43/00 301N 301K 301E F02M 25/07 550 F02M 25/07 550R 550D 550J 550K 570 570A (72) Inventor Kiyotaka Mamiya 3-1, Fuchu-cho, Shinchu, Aki-gun, Hiroshima Pref. Mazda Co., Ltd. F-term (reference) AD03 AD06 AE05 AG01 AG03 3G062 AA00 AA07 BA04 BA05 BA06 BA08 CA04 CA05 CA06 FA08 FA14 GA01 GA04 GA05 GA06 GA15 GA17 GA21 GA25 GA26 3G084 BA05 BA09 BA20 CA04 CA06 DA10 DA12 DA15 EB12 EB25 EC04 FA00 FA02 FA07 FA10 FA11 FA20 AA09 AA10 AA17 BA01 BA05 BA06 BA09 BB06 BB13 DC06 DC09 EA01 EA02 EA05 EA06 EA07 EC01 FA08 FA17 GA05 GA06 GA12 GA13 GA17 GA18 HA01X HA01Z HA04Z HA05Z HA06X HA06Z HC01Z HD05Z HD07X HD07Z HE01Z HE08Z HF09Z 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 PA03 NE06 KA11 PA01 NE12 PB08Z PD03Z PD15Z PE01Z PE08Z PF03Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料を燃焼室内に直接噴射するインジェ
クタを備え、圧縮行程に燃料を噴射して成層燃焼を行わ
せる成層燃焼状態と、吸気行程に燃料を噴射して均一燃
焼を行わせる均一燃焼状態とに燃焼状態を切替え可能に
構成されるとともに、エンジンの排気系から吸気系へ排
気ガスを還流する排気ガス還流手段と、排気ガスの還流
量を調節可能な還流量調節手段とを備えた筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、 エンジンの運転状態に応じて排気ガスの還流量を設定す
る還流量設定手段と、 燃焼状態が成層燃焼か均一燃焼かを判別可能な判別手段
と、 運転状態の過渡時を検出する過渡時検出手段と、 上記判別手段による判別結果および過渡時検出手段の検
出結果に基づき、燃焼状態が均一燃焼状態にあり、かつ
運転状態が過渡時にある場合にのみ還流量設定手段によ
り設定された還流量を減量補正する補正手段と上記還流
量設定手段により設定された還流量又は上記補正手段に
よる補正後の還流量に基づいて上記還流量調節手段を制
御する還流制御手段とを備えていることを特徴とする筒
内噴射式エンジンの制御装置。
1. A stratified combustion state comprising an injector for directly injecting fuel into a combustion chamber and injecting fuel in a compression stroke to perform stratified combustion, and a uniform combustion injecting fuel to an intake stroke to perform uniform combustion. And an exhaust gas recirculation means for recirculating exhaust gas from an exhaust system of the engine to an intake system, and a recirculation amount adjusting means capable of adjusting a recirculation amount of the exhaust gas. A control device for a direct injection engine, a recirculation amount setting means for setting a recirculation amount of exhaust gas in accordance with an operation state of the engine; a determination means for determining whether a combustion state is stratified combustion or uniform combustion; A transient state detecting means for detecting a transient state of the engine, and a combustion state in a uniform combustion state and an operating state in a transient state based on a result of the determination by the determining means and a result of the detection by the transient state detecting means. Only in the case where the recirculation amount set by the recirculation amount setting means is reduced and the recirculation amount adjusting means is adjusted based on the recirculation amount set by the recirculation amount setting means or the recirculation amount corrected by the correction means. A control device for an in-cylinder injection engine, comprising: a recirculation control means for controlling the recirculation control means.
【請求項2】 上記補正手段は、上記過渡時として加速
時が検出された場合に上記還流量設定手段により設定さ
れた還流量を減量補正することを特徴とする請求項1記
載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
2. The in-cylinder injection according to claim 1, wherein the correction means reduces the recirculation amount set by the recirculation amount setting means when the acceleration time is detected as the transient time. Control device for the expression engine.
【請求項3】 上記補正手段は、上記過渡時として減速
時が検出された場合に上記還流量設定手段により設定さ
れた還流量を減量補正することを特徴とする請求項1又
は2記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
3. The cylinder according to claim 1, wherein the correction means reduces the amount of recirculation set by the recirculation amount setting means when the deceleration time is detected as the transient state. Control device for internal injection engine.
【請求項4】 上記還流量設定手段は、燃焼状態が均一
燃焼状態にあるときにはエンジン回転数と吸気量とに基
づいて排気ガスの還流量を設定し、成層燃焼状態にある
ときにはエンジン回転数とアクセル開度に関連する情報
とに基づいて排気ガスの還流量を設定することを特徴と
する請求項1乃至3のいずれかに記載の筒内噴射式エン
ジンの制御手段。
4. The recirculation amount setting means sets the recirculation amount of the exhaust gas based on the engine speed and the intake air amount when the combustion state is a uniform combustion state, and sets the engine rotation speed when the combustion state is a stratified combustion state. 4. The control means for a direct injection engine according to claim 1, wherein the recirculation amount of the exhaust gas is set based on information relating to the accelerator opening.
【請求項5】 成層燃焼時の吸気量を均一燃焼時の吸気
量に比べて増加させる吸気量制御手段を備えていること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の筒内噴
射式エンジンの制御装置。
5. The in-cylinder injection according to claim 1, further comprising an intake air amount control means for increasing an intake air amount during stratified combustion as compared with an intake air amount during uniform combustion. Control device for the expression engine.
【請求項6】 上記吸気量制御手段は、成層燃焼時の吸
気圧力がエンジンの略全負荷時の圧力となるように吸気
量を制御することを特徴とする請求項5記載の筒内噴射
式エンジンの制御装置。
6. The in-cylinder injection system according to claim 5, wherein the intake air amount control means controls the intake air amount so that the intake pressure during stratified combustion becomes a pressure at substantially full load of the engine. Engine control device.
【請求項7】 上記吸気量制御手段は、吸気圧力がエン
ジンの略全負荷時の圧力となるようにスロットル弁をエ
ンジンの回転数に応じた開度に制御することを特徴とす
る請求項6記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
7. The intake amount control means controls the throttle valve to an opening degree corresponding to the engine speed so that the intake pressure becomes a pressure at substantially full load of the engine. A control device for an in-cylinder injection engine according to the above description.
【請求項8】 成層燃焼時には、空燃比が理論空燃比よ
りもリーンとなる状態で燃焼を行わせ、均一燃焼時に
は、空燃比が略理論空燃比となる状態で燃焼を行わせる
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の筒
内噴射式エンジンの制御装置。
8. In stratified charge combustion, combustion is performed in a state where the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. In uniform combustion, combustion is performed in a state where the air-fuel ratio is substantially equal to the stoichiometric air-fuel ratio. A control device for a direct injection engine according to any one of claims 1 to 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002155748A (en) * 2000-11-20 2002-05-31 Toyota Motor Corp In-cylinder injection spark ignition internal combustion engine
US7356403B2 (en) 2004-01-30 2008-04-08 Nissan Motor Co., Ltd. Control apparatus and process for internal combustion engine
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