JP3971004B2 - 内燃機関の燃焼切換制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼切換制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3971004B2 JP3971004B2 JP35149397A JP35149397A JP3971004B2 JP 3971004 B2 JP3971004 B2 JP 3971004B2 JP 35149397 A JP35149397 A JP 35149397A JP 35149397 A JP35149397 A JP 35149397A JP 3971004 B2 JP3971004 B2 JP 3971004B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- egr
- switching
- equivalent ratio
- ratio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D21/00—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas
- F02D21/06—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air
- F02D21/08—Controlling engines characterised by their being supplied with non-airborne oxygen or other non-fuel gas peculiar to engines having other non-fuel gas added to combustion air the other gas being the exhaust gas of engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
- F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3023—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode
- F02D41/3029—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the stratified charge spark-ignited mode further comprising a homogeneous charge spark-ignited mode
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3064—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
- F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
- F02M26/17—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system
- F02M26/21—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories in relation to the intake system with EGR valves located at or near the connection to the intake system
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転条件に応じて燃焼可能な当量比（燃空比／理論燃空比) 範囲が異なる複数の燃焼方式を切り換えると共に、所定の運転条件で排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御を行う内燃機関において、燃焼方式の切換タイミングを制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガソリン機関等の火花点火式内燃機関において、燃料を燃焼室内に直接噴射し、低・中負荷領域では、燃料を圧縮行程で噴射することにより点火プラグ付近のみに可燃混合気を層状に生成して成層燃焼を行い、これにより、空燃比を大幅にリーンとした燃焼を可能として燃費，排気浄化性能を大きく改善した技術が開発されている。
【０００３】
但し、該成層燃焼を行う内燃機関でも、所定以上の高負荷領域では、限られたシリンダ容積で要求トルクを確保するためには、燃料を吸気行程で噴射して（別途吸気ポートに燃料噴射弁を設けるものも提案されている）均質に混合した混合気を形成し、均質燃焼を行う必要があり、したがって、成層燃焼と均質燃焼とを運転条件に応じて切り換えるようにしている。
【０００４】
また、車両用内燃機関では一般にＮＯｘ低減対策として排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御装置を備えているが、一般に前記成層燃焼や均質ストイキ燃焼（理論空燃比での燃焼) ではＥＧＲを行うのに対し、均質リーン燃焼ではＥＧＲを行うと燃焼性が悪化するためＥＧＲを停止するようにしている（特開平７−２６９４１６号等参照) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、成層燃焼と均質燃焼とを切り換える際には、運転条件に応じて燃焼方式の切換要求が発生した後、トルク段差を回避すべく切換前の空燃比から切換後の目標空燃比に徐々に近づけ、切換後の燃焼方式での燃焼が可能な空燃比となった時点で燃焼方式を切り換えるようにしている。
【０００６】
また、例えば成層燃焼から均質燃焼への切換時は、成層燃焼ではＥＧＲを行うのに対し、少なくとも燃焼切換直後は均質リーン燃焼であるためＥＧＲを停止する必要があるが、切換直後に停止したのでは残留ＥＧＲガスの影響を大きく受けて燃焼性が悪化する。そこで、前記空燃比の切換開始時にＥＧＲを停止するようにしている。
【０００７】
しかしながら、このように空燃比の切換開始時にＥＧＲを停止しても残留ＥＧＲガス量は徐々に減少し、成層燃焼では多量のＥＧＲを行うこともあって燃焼切換時点でも相当量の残留ＥＧＲガスが流れているため、図５に示すように、従来設定された均質リーン燃焼の燃焼限界空燃比で均質燃焼に切り換えると、残留ＥＧＲガスを含む吸気の実質的な空燃比がよりリーンであるときに燃焼が切り換えられてしまうことになり、燃焼性が悪化し失火しやすくなり、ヘジテーションや回転落ちを発生する。
【０００８】
このような燃焼切換時の残留ＥＧＲガスの影響を無くすように、燃焼要求の切換が発生した後、ＥＧＲを停止してから所定時間遅らせて空燃比の切換を開始するようにしたものもあるが、このようなディレイ処理を行うと、燃焼の切換に遅れを生じ、また、成層燃焼でのＥＧＲ停止期間が増大して排気浄化性能に影響を与える。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、燃焼方式の切換をＥＧＲの影響を受けることなく混合気の適切な状態で行うことができるようにした内燃機関の燃焼切換制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
運転条件に応じて燃焼可能な当量比範囲が異なる複数の燃焼方式を切り換えると共に、所定の運転条件で排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御を行う内燃機関の燃焼切換制御装置において、
前記燃焼方式の切換要求が発生したときに、当量比を燃焼方式切換後の目標当量比に徐々に近づけつつ、当量比切換制御中にシリンダに還流される排気の量を、位相遅れ補正を行って算出して、該算出した排気の量に応じたＥＧＲ補正当量比を算出し、該ＥＧＲ補正当量比に基づいて燃焼方式を切り換えるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、図１に示すように、
運転条件に応じて燃焼可能な空燃比範囲が異なる複数の燃焼方式を切り換えると共に、所定の運転条件で排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御手段を備えた内燃機関の燃焼切換制御装置において、
前記燃焼方式の切換要求を判定する燃焼切換要求判定手段と、
前記燃焼切換要求判定手段により燃焼方式の切換要求の発生を判定したときに、当量比を燃焼方式切換後の目標当量比に徐々に近づけるように制御する当量比切換制御手段と、
前記当量比切換制御手段による当量比切換制御中にシリンダに還流される排気の量を、位相遅れ補正を行って算出する還流排気量算出手段と、
前記還流排気量算出手段によって算出した還流排気量に応じたＥＧＲ補正当量比を算出するＥＧＲ補正当量比算出手段と、
前記ＥＧＲ補正当量比算出手段により算出されたＥＧＲ補正当量比に基づいて燃焼方式を切り換える燃焼切換制御手段と、を含んで構成したことを特徴とする。
【００１２】
これら請求項１又は請求項２に係る発明によれば、
燃焼方式の切換要求が発生すると、（燃焼切換要求判定手段がこれを判定し、当量比切換制御手段により) 当量比が切換後の目標当量比に徐々に近づけるように制御される。
この間排気の一部がシリンダに還流されている場合には、（還流排気量算出手段によってシリンダへの還流排気量を、位相遅れ補正を行って算出し、ＥＧＲ補正当量比算出手段により、) 算出した還流排気量に応じた、燃焼状態に関与する実質的なＥＧＲ補正当量比を算出する。ここで、当量比切換制御中にシリンダに還流される排気の量を、位相遅れ補正を行って算出することで、燃焼方式の切換に伴う目標ＥＧＲ率の変化によらず（ＥＧＲ弁を操作しても、還流排気量の変化には応答遅れがある。）、当量比切換制御中の還流排気量を精度良く算出することができる。
【００１３】
そして、（燃焼切換制御手段により) 前記ＥＧＲ補正当量比に基づいて、燃焼方式の切換が可能な状態となったときに燃焼方式を切り換える。
これにより、ＥＧＲの有無に関係なく、切換後の燃焼方式によって安定した燃焼が可能な混合気状態になったときに遅れなく燃焼方式を切り換えることができ、失火や回転変動などの発生を防止できる。
【００１４】
また、請求項３に係る発明は、
前記複数の燃焼方式は、成層燃焼と均質燃焼とからなることを特徴とする。
請求項３に係る発明によれば、
成層燃焼と均質燃焼とを切り換える機関では、一般に成層燃焼と均質燃焼とで目標ＥＧＲ率が大きく異なるので、これら燃焼方式の切換を前記ＥＧＲ補正当量比に基づいて行うことが特に有効である。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、
前記成層燃焼から均質燃焼に切り換えるときには、燃焼方式の切換要求の発生と同時にＥＧＲを停止することを特徴とする。
請求項４に係る発明によれば、
成層燃焼では一般に高いＥＧＲ率でＥＧＲが行われ、一方、切換直後の均質燃焼は均質リーン燃焼であり、均質リーン燃焼ではＥＧＲにより燃焼が悪化するので、燃焼方式の切換要求の発生と同時にＥＧＲを停止する。このようにＥＧＲを停止しても吸気系に多量の還流排気が残留しているので、該残留量に基づいて前記シリンダに還流する排気の量を算出し、ＥＧＲ補正当量比に基づいて燃焼切換を行うことにより、安定した均質燃焼が可能な状態となってから均質燃焼に切り換えることができる。
【００１６】
また、請求項５に係る発明は、
当量比がＥＧＲ付加可能な値となったときにＥＧＲを付加することを特徴とする。
請求項５に係る発明によれば、
ＥＧＲ付加可能な混合気状態となったときに速やかにＥＧＲを付加することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図２は、本発明の一実施形態のシステム構成を示す。
アクセル開度センサ１は、ドライバによって操作されるアクセルペダルの開度を検出する。
【００１９】
クランク角センサ２は、単位クランク角毎のポジション信号及び気筒行程位相差毎の基準信号を発生し、前記ポジション信号の単位時間当りの発生数を計測することにより、あるいは前記基準信号発生周期を計測することにより、機関回転速度を検出できる。
エアフローメータ３は、内燃機関４への吸入空気量を検出する。
【００２０】
水温センサ５は、内燃機関４の冷却水温度を検出する。
機関４には、燃料噴射信号によって駆動し、燃料を直接燃焼室内に噴射供給する燃料噴射弁６、燃焼室に装着されて点火を行う点火栓７が設けられる。該燃焼室内へ圧縮行程で燃料噴射することにより、成層燃焼によるリーン化が可能となり、空燃比を広範囲に可変制御することができる。また、高負荷条件では吸気行程で燃料噴射して均質燃焼を行い出力を確保するように、燃焼を切り換える。一方、機関４の吸気通路８には、スロットル弁９が介装され、該スロットル弁９の開度をＤＣモータ等により電子制御するスロットル弁制御装置10が備えられている。
【００２１】
前記各種センサ類からの検出信号は、コントロールユニット11へ入力され、該コントロールユニット11は、前記センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて前記スロットル弁制御装置10を介してスロットル弁９の開度を制御し、前記燃料噴射弁６を駆動して燃料噴射量を制御し、点火時期を設定して該点火時期で前記点火栓７を点火させる制御を行う。
【００２２】
また、機関１の排気通路12と吸気通路８とを接続するＥＧＲ通路13にＥＧＲ弁14が介装され、該ＥＧＲ弁14の開度をステップモータ等により電子制御するＥＧＲ制御装置15が備えられている。
前記排気通路12には、排気中の特定成分例えば酸素の濃度を検出して混合気の空燃比を検出する空燃比センサ16が設けられる。
【００２３】
そして、前記コントロールユニット11により、アクセル開度θａと機関回転速度Ｎｅとに基づいて目標吸入空気量を演算し、該目標吸入空気量が得られるように前記スロットル弁制御装置10に駆動信号を出力してスロットル弁９の開度を制御し、吸入空気量に応じた燃料噴射量の制御つまり当量比の制御を行うと共に、アクセル開度θａや燃料噴射量等の機関負荷と機関回転速度Ｎｅとで表される所定の領域でＥＧＲを行い、目標ＥＧＲ率 (ＥＧＲガス量／吸入空気量) が得られるように、前記ＥＧＲ制御装置15に駆動信号を出力してＥＧＲ弁14の開度を制御する。また、コントロールユニット11は、前記ＥＧＲを考慮した当量比を算出して後述するように燃焼方式の切換制御を行う。
【００２４】
図３，図４は、一実施形態における成層燃焼から均質燃焼への切換制御ルーチンのフローチャートを示す。
ステップ１では、機関の各種センサによる運転状態の検出値、例えば、アクセル操作量θａ，機関回転速度Ｎｅ，冷却水温度Ｔｗ等に基づいて、成層燃焼から均質燃焼への移行条件が成立しているか否かを判定する。このステップ１の機能が、燃焼切換要求判定手段を構成する。
【００２５】
ステップ１で成層燃焼から均質燃焼への移行条件が成立していると判定されたときには、ステップ２へ進んで均質燃焼移行判定フラグＦＳＴＲ０を０にリセットする。
ステップ３では、前記均質燃焼移行判定フラグＦＳＴＲ０が１から０に切り換えられてから、つまり均質燃焼への移行条件が成立してから所定のディレイ時間ＤＬＴＦＭが経過しているかを判定する。該ディレイ時間ＤＬＴＦＭを経過していない場合は、ステップ５へジャンプして均質燃焼条件成立前の成層燃焼用の目標当量比マップを継続して参照いて以降の制御を行い、経過したときにステップ４へ進んで当量比マップ参照フラグＦＳＴＲ１を０に切り換えて以降の制御で均質燃焼用の目標当量比マップを参照させる。この当量比マップ切換ディレイＤＬＴＦＭの設定は、前記ＥＧＲ制御装置、その他蒸発燃料処理装置を備えたものでは該装置などデバイスの応答遅れの影響を回避するため行われる。
【００２６】
ステップ５では、前記当量比マップ参照フラグＦＳＴＲ１の値に応じて選択した目標当量比マップを参照し、機関回転速度Ｎｅ及び目標トルクｔＴｃなどに基づいて目標当量比ＴＦＢＹＡ００を検索する。ここで、目標トルクｔＴｃは、例えばアクセル操作量ＡＰＳ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて設定される。
ステップ６では、前記目標当量比ＴＦＢＹＡ００に対して位相遅れ補正処理を行う。具体的には、補正処理後の補正目標当量比をＴＦＢＹＡ４とすると、次式によって補正が行われる。
【００２７】
ＴＦＢＹＡ４＝ＦＬＯＡＤ×ＴＦＢＹＡ００＋（１−ＦＬＯＡＤ) ×ＴＦＢＹＡ４（ｎ−１)
ここで、ＦＬＯＡＤは、機関運転状態に応じて設定される加重平均係数、ＴＦＢＹＡ４（ｎ−１) は、前回の補正目標当量比である。このような位相遅れ補正を行う理由は、機関運転状態の変化によって基本目標当量比ＴＦＢＹＡ００が変化した場合、目標当量比ＴＦＢＹＡ００の変化に見合った目標吸入空気流量になるようにスロットル弁を制御しても、スロットル弁の動作遅れや吸気系の容積により吸入空気流量の変化に遅れが生じるのに対して、燃料噴射量は殆ど遅れがなく目標当量比ＴＦＢＹＡ００の変化に追従できるため、実際の当量比が目標当量比の変化に対して遅れが生じるからである。したがって、上記のような位相遅れ補正を行うことにより、成層燃焼から均質燃焼への切換時のトルクの変動を、滑らかにすることができる。
【００２８】
このようにして算出された補正目標当量比ＴＦＢＹＡ４に対して更に後述する燃焼効率補正, 高応答トルク補正, 燃料カットインディレイ中のリミット処理を行って最終的に算出された目標当量比が得られるように、図示しないルーチンによってスロットル弁制御による吸入空気量の制御と燃料噴射量の制御が実行される。したがって、前記のようにして燃焼切換中の目標当量比を算出し、吸入空気量，燃料噴射量を制御する機能が空燃比切換制御手段を構成する。
【００２９】
ステップ７では、機関の運転状態（アクセル操作量あるいは目標トルクと機関回転速度など) に基づいて目標ＥＧＲ率ＴＧＥＧＲをマップ参照等によって算出する。
ステップ８では、前記目標ＥＧＲ率ＴＧＥＧＲの位相遅れ補正処理を行う。この目標ＥＧＲ率ＴＧＥＧＲの位相遅れ補正を行う理由は、目標当量比の位相遅れ補正を行う理由と同様であり、ＥＧＲ弁を基本目標ＥＧＲ率の変化に対して変化させてもＥＧＲ弁の動作遅れやＥＧＲ弁下流からシリンダに至る容積により、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率の変化に対して遅れを生じるからである。したがって、該基本目標ＥＧＲ率の位相遅れ補正処理を、前記基本目標当量比の位相遅れ補正と同様に加重平均処理により行って、ＥＧＲ率位相補正値ＴＥＧＲＤを算出する。成層燃焼から均質燃焼への切換時は、目標ＥＧＲ率を０としてＥＧＲを停止させるので、吸気系に残留するＥＧＲガスによるＥＧＲ率が位相遅れ補正されたＥＧＲ率として求められる。なお、前記ステップ７，ステップ８の機能が、還流排気量算出手段を構成する。
【００３０】
ステップ９では、前記吸気中に残留するＥＧＲガス量に応じた当量比ＴＦＢＹＧ４を次式によって算出する。
ＴＦＢＹＧ４＝ＴＦＢＹＡ４／（ＴＥＧＲＤ＋１００［％］）
即ち、ＥＧＲガスと新気とではＯ２とＨ２Ｏ濃度等ガス成分の違いはあるが、成層燃焼のように極リーン空燃比燃焼下でのＥＧＲでは、前記成分の違いは小さく、ＥＧＲガスを新気に代えて考えても燃焼性はさほど差はない。したがって、ＥＧＲガスを新気として換算して得られる上記当量比ＴＦＢＹＧ４における燃焼限界値は、ＥＧＲを行わない場合のリーン混合気の当量比における燃焼限界値に近い値と考えることができる。このステップ９の機能が、ＥＧＲ補正当量比算出手段を構成する。
【００３１】
ステップ10では、燃焼効率補正及び高応答トルク補正を行う。即ち、理論空燃比よりリーンな空燃比で燃焼したり、成層燃焼を行ったりすると、均質ストイキ燃焼を行った場合に比較して、燃焼効率が向上するため、同一のトルクを出力するのに要する燃料噴射量は減少する。ここで、理論空燃比相当で設定された燃料噴射量に対し目標当量比が得られるように空気量を制御しつつ、燃料噴射量は燃焼効率に応じて補正されるので、実際の当量比は燃焼効率が向上する分目標当量比より小さい値となっている。一方、自動変速機の変速時等に所望の目標トルクを得るために吸入空気量を変化させたのでは遅れが大きいため、成層燃焼時は当量比を補正して高応答のトルク補正（トルクアップに対して当量比を増大する補正) を行っている。したがって、このような補正による当量比の変化を次式によって補正して当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰを次式によって算出する。
【００３２】
ＴＦＡＴＭＰ＝ＴＦＢＹＧ４×ＩＴＡＦＴＭＰ×ＰＩＰＨＩＴ
ここでＩＴＡＦＴＭＰは燃焼効率補正率、ＰＩＰＨＩＴは高応答トルク補正率である。
ステップ11では、燃焼判定フラグＦＳＴＲＲに基づいて、現在成層燃焼中であるか否かを判定し、成層燃焼中のときにはステップ12へ進み、均質燃焼中のときは本ルーチンを終了させる。なお、燃焼判定フラグＦＳＴＲＲは、均質燃焼中は「０」に、成層燃焼中は「１」に設定される。
【００３３】
ステップ12では、燃料カットインディレイ中であるか否かを判定する。ここで、燃料カットインディレイ中とは、燃料カット条件が成立している減速時に、トルクショック緩和のため減速開始から所定時間遅らせて燃料カットを実行させる方式において前記遅れ期間中をいう。
前記燃料カットインディレイ中は、ステップ13へ進んで前記当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰがリミット値ＦＣＳＴＦＭＸ以上になっているか否かを判定し、リミット値ＦＣＳＴＦＭＸ以上の場合は、当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰを前記リミット値ＦＣＳＴＦＭＸに制限した後、ステップ15へ進む。このようにリミット値ＦＣＳＴＦＭＸに制限することで、燃料カット時のトルク段差を緩和できる。前記燃料カットインディレイ中でない場合又は当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰがリミット値ＦＣＳＴＦＭＸ未満の場合は、そのままステップ15へ進む。
【００３４】
ステップ１５では、成層燃焼から均質燃焼に切り換えるか否かを判定する。具体的には、当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰが当量比しきい値ＴＦＡＣＨ以上であるか否かを判定し、ＴＦＡＴＭＰ≧ＴＦＡＣＨであれば、ステップ１６へ進み、ＴＦＡＴＭＰ＜ＴＦＡＣＨであれば、本ルーチンを終了する。
ステップ１６では、均質燃焼への切換条件が全て成立したので、均質燃焼に切り換えるべく燃焼判定フラグＦＳＴＲＲを「０」（均質燃焼中）にセットする。そして、図示しない別のルーチンにより、燃焼判定フラグＦＳＴＲＲに基づく燃焼制御が行われる。したがって、前記ステップ１５、ステップ１６の機能と、燃焼判定フラグＦＳＴＲＲに基づく燃焼制御を行う機能とが燃焼切換制御手段を構成する。
【００３５】
このような処理によれば、図５に示すように、多量のＥＧＲを行う成層燃焼から均質燃焼へ切り換える場合に、ＥＧＲ停止後に吸気系に残留するＥＧＲガスを考慮して算出した燃焼状態に関係する実質的な混合気状態を表す当量比（当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰ) に基づいて、均質リーン燃焼での安定した燃焼が確保される状態となってから均質燃焼の切換を行うため、燃焼切換時の失火やこれに伴うヘジテーション、回転落ちの発生を防止できる。
【００３６】
また、既述したＥＧＲ停止後から所定時間遅れて当量比の切換を開始するようなディレイ処理を不要とするため、燃焼切換要求が発生してから可及的速やかに燃焼の切換を行うことができる。但し、本発明は、該当量比切換ディレイ処理を行うものにも適用できる。該ディレイ処理を行ってもディレイ時間が短い場合には残留ＥＧＲガスの影響が残るため、該残留ＥＧＲガスを考慮した当量比に基づいてより適正な混合気状態で燃焼の切換を行うことが有効である。
【００３７】
なお、成層燃焼からＥＧＲを行う均質ストイキ燃焼に切り換える場合は、過渡的に停止したＥＧＲを、ＥＧＲを行っても安定した燃焼性が得られる当量比状態となってから復活させればよい。
また、均質ストイキ燃焼から成層燃焼に切り換える場合もＥＧＲを考慮した当量比に基づいて燃焼の切換を行うことにより、燃焼切換が可能な混合気状態をより速やかに把握して応答性良く成層燃焼への切換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施の形態のシステム構成を示す図。
【図３】同上実施の形態に係る燃焼切換制御ルーチンの前段を示すフローチャート。
【図４】同上実施の形態に係る燃焼切換制御ルーチンの後段を示すフローチャート。
【図５】本発明と従来との燃焼切換制御の様子を比較して示す図。
【符号の説明】
１ アクセル開度センサ
２ クランク角センサ
３ エアフロメータ
４ 内燃機関
６ 燃料噴射弁
８ 吸気通路
９ スロットル弁
10 スロットル弁制御装置
11 コントロールユニット
12 排気通路
13 ＥＧＲ通路
14 ＥＧＲ弁
15 ＥＧＲ制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、運転条件に応じて燃焼可能な当量比（燃空比／理論燃空比) 範囲が異なる複数の燃焼方式を切り換えると共に、所定の運転条件で排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御を行う内燃機関において、燃焼方式の切換タイミングを制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガソリン機関等の火花点火式内燃機関において、燃料を燃焼室内に直接噴射し、低・中負荷領域では、燃料を圧縮行程で噴射することにより点火プラグ付近のみに可燃混合気を層状に生成して成層燃焼を行い、これにより、空燃比を大幅にリーンとした燃焼を可能として燃費，排気浄化性能を大きく改善した技術が開発されている。
【０００３】
但し、該成層燃焼を行う内燃機関でも、所定以上の高負荷領域では、限られたシリンダ容積で要求トルクを確保するためには、燃料を吸気行程で噴射して（別途吸気ポートに燃料噴射弁を設けるものも提案されている）均質に混合した混合気を形成し、均質燃焼を行う必要があり、したがって、成層燃焼と均質燃焼とを運転条件に応じて切り換えるようにしている。
【０００４】
また、車両用内燃機関では一般にＮＯｘ低減対策として排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御装置を備えているが、一般に前記成層燃焼や均質ストイキ燃焼（理論空燃比での燃焼) ではＥＧＲを行うのに対し、均質リーン燃焼ではＥＧＲを行うと燃焼性が悪化するためＥＧＲを停止するようにしている（特開平７−２６９４１６号等参照) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、成層燃焼と均質燃焼とを切り換える際には、運転条件に応じて燃焼方式の切換要求が発生した後、トルク段差を回避すべく切換前の空燃比から切換後の目標空燃比に徐々に近づけ、切換後の燃焼方式での燃焼が可能な空燃比となった時点で燃焼方式を切り換えるようにしている。
【０００６】
また、例えば成層燃焼から均質燃焼への切換時は、成層燃焼ではＥＧＲを行うのに対し、少なくとも燃焼切換直後は均質リーン燃焼であるためＥＧＲを停止する必要があるが、切換直後に停止したのでは残留ＥＧＲガスの影響を大きく受けて燃焼性が悪化する。そこで、前記空燃比の切換開始時にＥＧＲを停止するようにしている。
【０００７】
しかしながら、このように空燃比の切換開始時にＥＧＲを停止しても残留ＥＧＲガス量は徐々に減少し、成層燃焼では多量のＥＧＲを行うこともあって燃焼切換時点でも相当量の残留ＥＧＲガスが流れているため、図５に示すように、従来設定された均質リーン燃焼の燃焼限界空燃比で均質燃焼に切り換えると、残留ＥＧＲガスを含む吸気の実質的な空燃比がよりリーンであるときに燃焼が切り換えられてしまうことになり、燃焼性が悪化し失火しやすくなり、ヘジテーションや回転落ちを発生する。
【０００８】
このような燃焼切換時の残留ＥＧＲガスの影響を無くすように、燃焼要求の切換が発生した後、ＥＧＲを停止してから所定時間遅らせて空燃比の切換を開始するようにしたものもあるが、このようなディレイ処理を行うと、燃焼の切換に遅れを生じ、また、成層燃焼でのＥＧＲ停止期間が増大して排気浄化性能に影響を与える。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、燃焼方式の切換をＥＧＲの影響を受けることなく混合気の適切な状態で行うことができるようにした内燃機関の燃焼切換制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、
運転条件に応じて燃焼可能な当量比範囲が異なる複数の燃焼方式を切り換えると共に、所定の運転条件で排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御を行う内燃機関の燃焼切換制御装置において、
前記燃焼方式の切換要求が発生したときに、当量比を燃焼方式切換後の目標当量比に徐々に近づけつつ、当量比切換制御中にシリンダに還流される排気の量を、位相遅れ補正を行って算出して、該算出した排気の量に応じたＥＧＲ補正当量比を算出し、該ＥＧＲ補正当量比に基づいて燃焼方式を切り換えるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、図１に示すように、
運転条件に応じて燃焼可能な空燃比範囲が異なる複数の燃焼方式を切り換えると共に、所定の運転条件で排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御手段を備えた内燃機関の燃焼切換制御装置において、
前記燃焼方式の切換要求を判定する燃焼切換要求判定手段と、
前記燃焼切換要求判定手段により燃焼方式の切換要求の発生を判定したときに、当量比を燃焼方式切換後の目標当量比に徐々に近づけるように制御する当量比切換制御手段と、
前記当量比切換制御手段による当量比切換制御中にシリンダに還流される排気の量を、位相遅れ補正を行って算出する還流排気量算出手段と、
前記還流排気量算出手段によって算出した還流排気量に応じたＥＧＲ補正当量比を算出するＥＧＲ補正当量比算出手段と、
前記ＥＧＲ補正当量比算出手段により算出されたＥＧＲ補正当量比に基づいて燃焼方式を切り換える燃焼切換制御手段と、を含んで構成したことを特徴とする。
【００１２】
これら請求項１又は請求項２に係る発明によれば、
燃焼方式の切換要求が発生すると、（燃焼切換要求判定手段がこれを判定し、当量比切換制御手段により) 当量比が切換後の目標当量比に徐々に近づけるように制御される。
この間排気の一部がシリンダに還流されている場合には、（還流排気量算出手段によってシリンダへの還流排気量を、位相遅れ補正を行って算出し、ＥＧＲ補正当量比算出手段により、) 算出した還流排気量に応じた、燃焼状態に関与する実質的なＥＧＲ補正当量比を算出する。ここで、当量比切換制御中にシリンダに還流される排気の量を、位相遅れ補正を行って算出することで、燃焼方式の切換に伴う目標ＥＧＲ率の変化によらず（ＥＧＲ弁を操作しても、還流排気量の変化には応答遅れがある。）、当量比切換制御中の還流排気量を精度良く算出することができる。
【００１３】
そして、（燃焼切換制御手段により) 前記ＥＧＲ補正当量比に基づいて、燃焼方式の切換が可能な状態となったときに燃焼方式を切り換える。
これにより、ＥＧＲの有無に関係なく、切換後の燃焼方式によって安定した燃焼が可能な混合気状態になったときに遅れなく燃焼方式を切り換えることができ、失火や回転変動などの発生を防止できる。
【００１４】
また、請求項３に係る発明は、
前記複数の燃焼方式は、成層燃焼と均質燃焼とからなることを特徴とする。
請求項３に係る発明によれば、
成層燃焼と均質燃焼とを切り換える機関では、一般に成層燃焼と均質燃焼とで目標ＥＧＲ率が大きく異なるので、これら燃焼方式の切換を前記ＥＧＲ補正当量比に基づいて行うことが特に有効である。
【００１５】
また、請求項４に係る発明は、
前記成層燃焼から均質燃焼に切り換えるときには、燃焼方式の切換要求の発生と同時にＥＧＲを停止することを特徴とする。
請求項４に係る発明によれば、
成層燃焼では一般に高いＥＧＲ率でＥＧＲが行われ、一方、切換直後の均質燃焼は均質リーン燃焼であり、均質リーン燃焼ではＥＧＲにより燃焼が悪化するので、燃焼方式の切換要求の発生と同時にＥＧＲを停止する。このようにＥＧＲを停止しても吸気系に多量の還流排気が残留しているので、該残留量に基づいて前記シリンダに還流する排気の量を算出し、ＥＧＲ補正当量比に基づいて燃焼切換を行うことにより、安定した均質燃焼が可能な状態となってから均質燃焼に切り換えることができる。
【００１６】
また、請求項５に係る発明は、
当量比がＥＧＲ付加可能な値となったときにＥＧＲを付加することを特徴とする。
請求項５に係る発明によれば、
ＥＧＲ付加可能な混合気状態となったときに速やかにＥＧＲを付加することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図２は、本発明の一実施形態のシステム構成を示す。
アクセル開度センサ１は、ドライバによって操作されるアクセルペダルの開度を検出する。
【００１９】
クランク角センサ２は、単位クランク角毎のポジション信号及び気筒行程位相差毎の基準信号を発生し、前記ポジション信号の単位時間当りの発生数を計測することにより、あるいは前記基準信号発生周期を計測することにより、機関回転速度を検出できる。
エアフローメータ３は、内燃機関４への吸入空気量を検出する。
【００２０】
水温センサ５は、内燃機関４の冷却水温度を検出する。
機関４には、燃料噴射信号によって駆動し、燃料を直接燃焼室内に噴射供給する燃料噴射弁６、燃焼室に装着されて点火を行う点火栓７が設けられる。該燃焼室内へ圧縮行程で燃料噴射することにより、成層燃焼によるリーン化が可能となり、空燃比を広範囲に可変制御することができる。また、高負荷条件では吸気行程で燃料噴射して均質燃焼を行い出力を確保するように、燃焼を切り換える。一方、機関４の吸気通路８には、スロットル弁９が介装され、該スロットル弁９の開度をＤＣモータ等により電子制御するスロットル弁制御装置10が備えられている。
【００２１】
前記各種センサ類からの検出信号は、コントロールユニット11へ入力され、該コントロールユニット11は、前記センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて前記スロットル弁制御装置10を介してスロットル弁９の開度を制御し、前記燃料噴射弁６を駆動して燃料噴射量を制御し、点火時期を設定して該点火時期で前記点火栓７を点火させる制御を行う。
【００２２】
また、機関１の排気通路12と吸気通路８とを接続するＥＧＲ通路13にＥＧＲ弁14が介装され、該ＥＧＲ弁14の開度をステップモータ等により電子制御するＥＧＲ制御装置15が備えられている。
前記排気通路12には、排気中の特定成分例えば酸素の濃度を検出して混合気の空燃比を検出する空燃比センサ16が設けられる。
【００２３】
そして、前記コントロールユニット11により、アクセル開度θａと機関回転速度Ｎｅとに基づいて目標吸入空気量を演算し、該目標吸入空気量が得られるように前記スロットル弁制御装置10に駆動信号を出力してスロットル弁９の開度を制御し、吸入空気量に応じた燃料噴射量の制御つまり当量比の制御を行うと共に、アクセル開度θａや燃料噴射量等の機関負荷と機関回転速度Ｎｅとで表される所定の領域でＥＧＲを行い、目標ＥＧＲ率 (ＥＧＲガス量／吸入空気量) が得られるように、前記ＥＧＲ制御装置15に駆動信号を出力してＥＧＲ弁14の開度を制御する。また、コントロールユニット11は、前記ＥＧＲを考慮した当量比を算出して後述するように燃焼方式の切換制御を行う。
【００２４】
図３，図４は、一実施形態における成層燃焼から均質燃焼への切換制御ルーチンのフローチャートを示す。
ステップ１では、機関の各種センサによる運転状態の検出値、例えば、アクセル操作量θａ，機関回転速度Ｎｅ，冷却水温度Ｔｗ等に基づいて、成層燃焼から均質燃焼への移行条件が成立しているか否かを判定する。このステップ１の機能が、燃焼切換要求判定手段を構成する。
【００２５】
ステップ１で成層燃焼から均質燃焼への移行条件が成立していると判定されたときには、ステップ２へ進んで均質燃焼移行判定フラグＦＳＴＲ０を０にリセットする。
ステップ３では、前記均質燃焼移行判定フラグＦＳＴＲ０が１から０に切り換えられてから、つまり均質燃焼への移行条件が成立してから所定のディレイ時間ＤＬＴＦＭが経過しているかを判定する。該ディレイ時間ＤＬＴＦＭを経過していない場合は、ステップ５へジャンプして均質燃焼条件成立前の成層燃焼用の目標当量比マップを継続して参照いて以降の制御を行い、経過したときにステップ４へ進んで当量比マップ参照フラグＦＳＴＲ１を０に切り換えて以降の制御で均質燃焼用の目標当量比マップを参照させる。この当量比マップ切換ディレイＤＬＴＦＭの設定は、前記ＥＧＲ制御装置、その他蒸発燃料処理装置を備えたものでは該装置などデバイスの応答遅れの影響を回避するため行われる。
【００２６】
ステップ５では、前記当量比マップ参照フラグＦＳＴＲ１の値に応じて選択した目標当量比マップを参照し、機関回転速度Ｎｅ及び目標トルクｔＴｃなどに基づいて目標当量比ＴＦＢＹＡ００を検索する。ここで、目標トルクｔＴｃは、例えばアクセル操作量ＡＰＳ及び機関回転速度Ｎｅに基づいて設定される。
ステップ６では、前記目標当量比ＴＦＢＹＡ００に対して位相遅れ補正処理を行う。具体的には、補正処理後の補正目標当量比をＴＦＢＹＡ４とすると、次式によって補正が行われる。
【００２７】
ＴＦＢＹＡ４＝ＦＬＯＡＤ×ＴＦＢＹＡ００＋（１−ＦＬＯＡＤ) ×ＴＦＢＹＡ４（ｎ−１)
ここで、ＦＬＯＡＤは、機関運転状態に応じて設定される加重平均係数、ＴＦＢＹＡ４（ｎ−１) は、前回の補正目標当量比である。このような位相遅れ補正を行う理由は、機関運転状態の変化によって基本目標当量比ＴＦＢＹＡ００が変化した場合、目標当量比ＴＦＢＹＡ００の変化に見合った目標吸入空気流量になるようにスロットル弁を制御しても、スロットル弁の動作遅れや吸気系の容積により吸入空気流量の変化に遅れが生じるのに対して、燃料噴射量は殆ど遅れがなく目標当量比ＴＦＢＹＡ００の変化に追従できるため、実際の当量比が目標当量比の変化に対して遅れが生じるからである。したがって、上記のような位相遅れ補正を行うことにより、成層燃焼から均質燃焼への切換時のトルクの変動を、滑らかにすることができる。
【００２８】
このようにして算出された補正目標当量比ＴＦＢＹＡ４に対して更に後述する燃焼効率補正, 高応答トルク補正, 燃料カットインディレイ中のリミット処理を行って最終的に算出された目標当量比が得られるように、図示しないルーチンによってスロットル弁制御による吸入空気量の制御と燃料噴射量の制御が実行される。したがって、前記のようにして燃焼切換中の目標当量比を算出し、吸入空気量，燃料噴射量を制御する機能が空燃比切換制御手段を構成する。
【００２９】
ステップ７では、機関の運転状態（アクセル操作量あるいは目標トルクと機関回転速度など) に基づいて目標ＥＧＲ率ＴＧＥＧＲをマップ参照等によって算出する。
ステップ８では、前記目標ＥＧＲ率ＴＧＥＧＲの位相遅れ補正処理を行う。この目標ＥＧＲ率ＴＧＥＧＲの位相遅れ補正を行う理由は、目標当量比の位相遅れ補正を行う理由と同様であり、ＥＧＲ弁を基本目標ＥＧＲ率の変化に対して変化させてもＥＧＲ弁の動作遅れやＥＧＲ弁下流からシリンダに至る容積により、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率の変化に対して遅れを生じるからである。したがって、該基本目標ＥＧＲ率の位相遅れ補正処理を、前記基本目標当量比の位相遅れ補正と同様に加重平均処理により行って、ＥＧＲ率位相補正値ＴＥＧＲＤを算出する。成層燃焼から均質燃焼への切換時は、目標ＥＧＲ率を０としてＥＧＲを停止させるので、吸気系に残留するＥＧＲガスによるＥＧＲ率が位相遅れ補正されたＥＧＲ率として求められる。なお、前記ステップ７，ステップ８の機能が、還流排気量算出手段を構成する。
【００３０】
ステップ９では、前記吸気中に残留するＥＧＲガス量に応じた当量比ＴＦＢＹＧ４を次式によって算出する。
ＴＦＢＹＧ４＝ＴＦＢＹＡ４／（ＴＥＧＲＤ＋１００［％］）
即ち、ＥＧＲガスと新気とではＯ２とＨ２Ｏ濃度等ガス成分の違いはあるが、成層燃焼のように極リーン空燃比燃焼下でのＥＧＲでは、前記成分の違いは小さく、ＥＧＲガスを新気に代えて考えても燃焼性はさほど差はない。したがって、ＥＧＲガスを新気として換算して得られる上記当量比ＴＦＢＹＧ４における燃焼限界値は、ＥＧＲを行わない場合のリーン混合気の当量比における燃焼限界値に近い値と考えることができる。このステップ９の機能が、ＥＧＲ補正当量比算出手段を構成する。
【００３１】
ステップ10では、燃焼効率補正及び高応答トルク補正を行う。即ち、理論空燃比よりリーンな空燃比で燃焼したり、成層燃焼を行ったりすると、均質ストイキ燃焼を行った場合に比較して、燃焼効率が向上するため、同一のトルクを出力するのに要する燃料噴射量は減少する。ここで、理論空燃比相当で設定された燃料噴射量に対し目標当量比が得られるように空気量を制御しつつ、燃料噴射量は燃焼効率に応じて補正されるので、実際の当量比は燃焼効率が向上する分目標当量比より小さい値となっている。一方、自動変速機の変速時等に所望の目標トルクを得るために吸入空気量を変化させたのでは遅れが大きいため、成層燃焼時は当量比を補正して高応答のトルク補正（トルクアップに対して当量比を増大する補正) を行っている。したがって、このような補正による当量比の変化を次式によって補正して当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰを次式によって算出する。
【００３２】
ＴＦＡＴＭＰ＝ＴＦＢＹＧ４×ＩＴＡＦＴＭＰ×ＰＩＰＨＩＴ
ここでＩＴＡＦＴＭＰは燃焼効率補正率、ＰＩＰＨＩＴは高応答トルク補正率である。
ステップ11では、燃焼判定フラグＦＳＴＲＲに基づいて、現在成層燃焼中であるか否かを判定し、成層燃焼中のときにはステップ12へ進み、均質燃焼中のときは本ルーチンを終了させる。なお、燃焼判定フラグＦＳＴＲＲは、均質燃焼中は「０」に、成層燃焼中は「１」に設定される。
【００３３】
ステップ12では、燃料カットインディレイ中であるか否かを判定する。ここで、燃料カットインディレイ中とは、燃料カット条件が成立している減速時に、トルクショック緩和のため減速開始から所定時間遅らせて燃料カットを実行させる方式において前記遅れ期間中をいう。
前記燃料カットインディレイ中は、ステップ13へ進んで前記当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰがリミット値ＦＣＳＴＦＭＸ以上になっているか否かを判定し、リミット値ＦＣＳＴＦＭＸ以上の場合は、当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰを前記リミット値ＦＣＳＴＦＭＸに制限した後、ステップ15へ進む。このようにリミット値ＦＣＳＴＦＭＸに制限することで、燃料カット時のトルク段差を緩和できる。前記燃料カットインディレイ中でない場合又は当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰがリミット値ＦＣＳＴＦＭＸ未満の場合は、そのままステップ15へ進む。
【００３４】
ステップ１５では、成層燃焼から均質燃焼に切り換えるか否かを判定する。具体的には、当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰが当量比しきい値ＴＦＡＣＨ以上であるか否かを判定し、ＴＦＡＴＭＰ≧ＴＦＡＣＨであれば、ステップ１６へ進み、ＴＦＡＴＭＰ＜ＴＦＡＣＨであれば、本ルーチンを終了する。
ステップ１６では、均質燃焼への切換条件が全て成立したので、均質燃焼に切り換えるべく燃焼判定フラグＦＳＴＲＲを「０」（均質燃焼中）にセットする。そして、図示しない別のルーチンにより、燃焼判定フラグＦＳＴＲＲに基づく燃焼制御が行われる。したがって、前記ステップ１５、ステップ１６の機能と、燃焼判定フラグＦＳＴＲＲに基づく燃焼制御を行う機能とが燃焼切換制御手段を構成する。
【００３５】
このような処理によれば、図５に示すように、多量のＥＧＲを行う成層燃焼から均質燃焼へ切り換える場合に、ＥＧＲ停止後に吸気系に残留するＥＧＲガスを考慮して算出した燃焼状態に関係する実質的な混合気状態を表す当量比（当量比仮計算値ＴＦＡＴＭＰ) に基づいて、均質リーン燃焼での安定した燃焼が確保される状態となってから均質燃焼の切換を行うため、燃焼切換時の失火やこれに伴うヘジテーション、回転落ちの発生を防止できる。
【００３６】
また、既述したＥＧＲ停止後から所定時間遅れて当量比の切換を開始するようなディレイ処理を不要とするため、燃焼切換要求が発生してから可及的速やかに燃焼の切換を行うことができる。但し、本発明は、該当量比切換ディレイ処理を行うものにも適用できる。該ディレイ処理を行ってもディレイ時間が短い場合には残留ＥＧＲガスの影響が残るため、該残留ＥＧＲガスを考慮した当量比に基づいてより適正な混合気状態で燃焼の切換を行うことが有効である。
【００３７】
なお、成層燃焼からＥＧＲを行う均質ストイキ燃焼に切り換える場合は、過渡的に停止したＥＧＲを、ＥＧＲを行っても安定した燃焼性が得られる当量比状態となってから復活させればよい。
また、均質ストイキ燃焼から成層燃焼に切り換える場合もＥＧＲを考慮した当量比に基づいて燃焼の切換を行うことにより、燃焼切換が可能な混合気状態をより速やかに把握して応答性良く成層燃焼への切換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成・機能を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施の形態のシステム構成を示す図。
【図３】同上実施の形態に係る燃焼切換制御ルーチンの前段を示すフローチャート。
【図４】同上実施の形態に係る燃焼切換制御ルーチンの後段を示すフローチャート。
【図５】本発明と従来との燃焼切換制御の様子を比較して示す図。
【符号の説明】
１ アクセル開度センサ
２ クランク角センサ
３ エアフロメータ
４ 内燃機関
６ 燃料噴射弁
８ 吸気通路
９ スロットル弁
10 スロットル弁制御装置
11 コントロールユニット
12 排気通路
13 ＥＧＲ通路
14 ＥＧＲ弁
15 ＥＧＲ制御装置
Claims (5)
- 運転条件に応じて燃焼可能な当量比範囲が異なる複数の燃焼方式を切り換えると共に、所定の運転条件で排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御を行う内燃機関の燃焼切換制御装置において、
前記燃焼方式の切換要求が発生したときに、当量比を燃焼方式切換後の目標当量比に徐々に近づけつつ、当量比切換制御中にシリンダに還流される排気の量を、位相遅れ補正を行って算出して、該算出した排気の量に応じたＥＧＲ補正当量比を算出し、該ＥＧＲ補正当量比に基づいて燃焼方式を切り換えるようにしたことを特徴とする内燃機関の燃焼切換制御装置。 - 運転条件に応じて燃焼可能な空燃比範囲が異なる複数の燃焼方式を切り換えると共に、所定の運転条件で排気の一部を吸気系に還流するＥＧＲ制御手段を備えた内燃機関の燃焼切換制御装置において、
前記燃焼方式の切換要求を判定する燃焼切換要求判定手段と、
前記燃焼切換要求判定手段により燃焼方式の切換要求の発生を判定したときに、当量比を燃焼方式切換後の目標当量比に徐々に近づけるように制御する当量比切換制御手段と、
前記当量比切換制御手段による当量比切換制御中にシリンダに還流される排気の量を、位相遅れ補正を行って算出する還流排気量算出手段と、
前記還流排気量算出手段によって算出した還流排気量に応じたＥＧＲ補正当量比を算出するＥＧＲ補正当量比算出手段と、
前記ＥＧＲ補正当量比算出手段により算出されたＥＧＲ補正当量比に基づいて燃焼方式を切り換える燃焼切換制御手段と、を含んで構成したことを特徴とする内燃機関の燃焼切換制御装置。 - 前記複数の燃焼方式は、成層燃焼と均質燃焼とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃焼切換制御装置。
- 前記成層燃焼ではＥＧＲ制御を行い、成層燃焼から均質燃焼に切り換えるときには、燃焼方式の切換要求の発生と同時にＥＧＲを停止することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃焼切換制御装置。
- 当量比がＥＧＲ付加可能な値となったときにＥＧＲを付加することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃焼切換制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35149397A JP3971004B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 内燃機関の燃焼切換制御装置 |
| DE69833601T DE69833601T2 (de) | 1997-12-19 | 1998-12-10 | Verbrennung-Umschaltsteuerung für Brennkraftmaschine |
| EP98123654A EP0924419B1 (en) | 1997-12-19 | 1998-12-10 | Combustion changeover control for engine |
| KR1019980056333A KR100306723B1 (ko) | 1997-12-19 | 1998-12-18 | 엔진의연소절환제어장치및제어방법 |
| US09/215,250 US6142117A (en) | 1997-12-19 | 1998-12-18 | Combustion changeover control for engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35149397A JP3971004B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 内燃機関の燃焼切換制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11182297A JPH11182297A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3971004B2 true JP3971004B2 (ja) | 2007-09-05 |
Family
ID=18417677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35149397A Expired - Fee Related JP3971004B2 (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 内燃機関の燃焼切換制御装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6142117A (ja) |
| EP (1) | EP0924419B1 (ja) |
| JP (1) | JP3971004B2 (ja) |
| KR (1) | KR100306723B1 (ja) |
| DE (1) | DE69833601T2 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4191320B2 (ja) * | 1999-05-31 | 2008-12-03 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関のｅｇｒ制御装置 |
| DE19928825C2 (de) * | 1999-06-24 | 2003-10-09 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, Steuergerät für eine Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
| JP3805574B2 (ja) * | 1999-09-06 | 2006-08-02 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| JP3607983B2 (ja) * | 1999-09-10 | 2005-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| KR100331629B1 (ko) * | 1999-11-29 | 2002-04-09 | 이계안 | 자동차의 배기가스 재순환 방법 |
| JP4089127B2 (ja) * | 2000-04-21 | 2008-05-28 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| DE10038991A1 (de) * | 2000-08-10 | 2002-02-21 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer Betriebsgröße einer Brennkraftmaschine |
| JP2002054486A (ja) * | 2000-08-10 | 2002-02-20 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
| DE10041442B4 (de) * | 2000-08-23 | 2014-02-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine |
| US6837226B2 (en) * | 2001-01-31 | 2005-01-04 | Cummins, Inc. | System for diagnosing EGR valve, actuator and sensor related failure conditions |
| JP3972599B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2007-09-05 | 日産自動車株式会社 | ディーゼルエンジンの制御装置 |
| JP4417664B2 (ja) * | 2003-07-30 | 2010-02-17 | いすゞ自動車株式会社 | ディーゼルエンジンのｅｇｒ制御装置 |
| JP4281610B2 (ja) * | 2004-04-27 | 2009-06-17 | 株式会社豊田自動織機 | 予混合圧縮自着火機関の運転方法及び予混合圧縮自着火機関 |
| JP2006316708A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Hitachi Ltd | エンジンの制御装置 |
| DE102005046751B4 (de) * | 2005-09-29 | 2009-04-16 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine |
| US7739999B2 (en) * | 2005-11-23 | 2010-06-22 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Method and apparatus to control combustion in a multi-cylinder homogeneous charge compression-ignition engine |
| JP4740775B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2011-08-03 | 日産自動車株式会社 | エンジンの吸入空気量制御装置 |
| JP2010216351A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Toyota Motor Corp | 車両およびその制御方法 |
| US8437943B2 (en) * | 2010-01-28 | 2013-05-07 | Deere & Company | NOx control during load increases |
| CN111577475A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-25 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 发动机工作模式的切换方法、装置及存储介质 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03117648A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-20 | Toyota Motor Corp | ２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| JPH07269416A (ja) | 1994-03-30 | 1995-10-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 燃料噴射式エンジンのｅｇｒ制御装置 |
| US5803048A (en) * | 1994-04-08 | 1998-09-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | System and method for controlling air-fuel ratio in internal combustion engine |
| JP2673492B2 (ja) * | 1994-04-08 | 1997-11-05 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
| JP3152106B2 (ja) * | 1995-05-16 | 2001-04-03 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置 |
| JPH09195839A (ja) * | 1996-01-17 | 1997-07-29 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| JP3216139B2 (ja) * | 1996-03-08 | 2001-10-09 | 三菱自動車工業株式会社 | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 |
| JP3186598B2 (ja) * | 1996-08-27 | 2001-07-11 | 三菱自動車工業株式会社 | 内燃エンジンの制御装置 |
| JP3144327B2 (ja) * | 1996-12-19 | 2001-03-12 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃料噴射量制御装置 |
| JPH10339215A (ja) * | 1997-06-09 | 1998-12-22 | Nissan Motor Co Ltd | エンジンのｅｇｒ制御装置 |
| EP0887533B1 (en) * | 1997-06-25 | 2004-08-18 | Nissan Motor Company, Limited | Direct-injection spark-ignition type engine control apparatus |
| JP3680500B2 (ja) * | 1997-07-02 | 2005-08-10 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
| US9896915B2 (en) | 2016-04-25 | 2018-02-20 | Benteler Steel/Tube Gmbh | Outer tube for a perforating gun |
-
1997
- 1997-12-19 JP JP35149397A patent/JP3971004B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-12-10 DE DE69833601T patent/DE69833601T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-10 EP EP98123654A patent/EP0924419B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-12-18 US US09/215,250 patent/US6142117A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-18 KR KR1019980056333A patent/KR100306723B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0924419A2 (en) | 1999-06-23 |
| EP0924419B1 (en) | 2006-03-01 |
| DE69833601D1 (de) | 2006-04-27 |
| KR19990063235A (ko) | 1999-07-26 |
| DE69833601T2 (de) | 2006-08-03 |
| US6142117A (en) | 2000-11-07 |
| EP0924419A3 (en) | 2000-10-11 |
| JPH11182297A (ja) | 1999-07-06 |
| KR100306723B1 (ko) | 2001-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3971004B2 (ja) | 内燃機関の燃焼切換制御装置 | |
| JP3680491B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| US6425371B2 (en) | Controller for internal combustion engine | |
| JP3680500B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3815006B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3569120B2 (ja) | 希薄燃焼内燃機関の燃焼制御装置 | |
| JPH1068375A (ja) | 筒内噴射式内燃機関の点火時期制御装置 | |
| JP3680492B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPH1047121A (ja) | 筒内噴射型火花点火式内燃エンジンの制御装置 | |
| JP4178386B2 (ja) | 内燃機関のノッキング抑制制御装置 | |
| JP3198957B2 (ja) | 希薄燃焼内燃機関の出力変動抑制制御装置 | |
| JPH1144234A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
| JP3654010B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPH1193731A (ja) | 筒内噴射内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JP2002047973A (ja) | 直噴エンジンの燃料噴射制御装置 | |
| JP3774992B2 (ja) | エンジンの吸気制御装置 | |
| JP3845866B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JP3846481B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 | |
| JP4339599B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 | |
| JP3835975B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関の制御装置 | |
| JP4126942B2 (ja) | 内燃機関制御装置 | |
| JP4443835B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3677947B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JP2004232477A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP4168362B2 (ja) | 筒内噴射式内燃機関のクルーズ制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050510 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060926 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061127 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20061201 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070313 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070511 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070605 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070607 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |