JP4359272B2 - Control device for compression ignition internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、圧縮着火内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a compression ignition internal combustion engine.

近時、ガソリンを燃料とする内燃機関において、所定の運転領域で燃焼室に供給される混合気を圧縮着火燃焼させる圧縮着火（Homogeneous Charge Compression Ignition）運転（ＨＣＣＩ運転）を行うと共に、それ以外の運転領域で点火プラグを介して混合気を火花点火燃焼させる火花点火（Spark Ignition）運転を行う、いわゆる圧縮自己着火内燃機関が、種々提案されている。本出願人も下記の特許文献１に示すように、この種の技術を提案している。このような内燃機関にあっては、圧縮比を火花点火機関より上げることができて熱効率あるいは燃費性能も向上させることができる。
特開２００５−９３２４号公報 Recently, in an internal combustion engine using gasoline as fuel, a compression ignition (HCCI operation) is performed to compress and ignite an air-fuel mixture supplied to a combustion chamber in a predetermined operation region. Various so-called compression self-ignition internal combustion engines that perform a spark ignition operation in which an air-fuel mixture is spark-ignited and combusted via an ignition plug in an operation region have been proposed. The present applicant has also proposed this type of technology as shown in Patent Document 1 below. In such an internal combustion engine, the compression ratio can be increased as compared with the spark ignition engine, and the thermal efficiency or fuel efficiency can be improved.
JP 2005-9324 A

ところで、内燃機関の運転手法（より正確には熱機関の一種）として、吸気弁を遅れて閉じてポンピングロスを低減するようにしたアトキンソンサイクル（あるいはミラーサイクル）という運転手法がある。   By the way, as an operation method of the internal combustion engine (more precisely, a kind of heat engine), there is an operation method called an Atkinson cycle (or Miller cycle) in which the intake valve is closed late to reduce the pumping loss.

内燃機関において燃焼室の混合気を火花点火しつつ、アトキンソンサイクル運転を行うと、吸気バルブは圧縮行程に入っても直ぐ閉じられず、開弁されたままであることから、前回制御周期以前に噴射されて吸気ポート付近の壁面に付着していた燃料が、燃焼室内に急激に吸入されることがある。さらには、今回制御周期に噴射された燃料が、一旦燃焼室内に流入した後、吸気ポート内に吹き返され、見かけ上、付着量が大きくなることがあった。   When an Atkinson cycle operation is performed while spark-igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber in an internal combustion engine, the intake valve does not close immediately after entering the compression stroke, and remains open. The fuel adhering to the wall surface near the intake port may be aspirated suddenly into the combustion chamber. Furthermore, the fuel injected in the control cycle this time once flows into the combustion chamber and then blown back into the intake port, so that the amount of adhesion may seem to increase.

通常、燃料付着制御はそれを考慮して燃料噴射量を演算する、具体的には付着量に応じて減少するように燃料噴射量を演算する結果、場合によっては、燃料噴射量が負値となることがある。インジェクタは余剰となる燃料を吸収できないので、燃料噴射量はその場合零（あるいはその付近の値）に制限されるが、燃焼室には内燃機関が要求する以上の燃料が流入する。   Normally, the fuel adhesion control calculates the fuel injection amount in consideration thereof, specifically, as a result of calculating the fuel injection amount so as to decrease in accordance with the adhesion amount. May be. Since the injector cannot absorb surplus fuel, the fuel injection amount is limited to zero (or a value in the vicinity thereof) in that case, but more fuel than the internal combustion engine requires flows into the combustion chamber.

余剰燃料が些少であれば、点火時期制御などでトルクショックを吸収することができるが、アトキンソンサイクル（火花点火運転）から圧縮着火運転に切り替える場合、空燃比のずれが圧縮着火燃焼の着火時期に影響し、ノッキングが発生してドライバビリティが低下すると共に、排気エミンション性能も悪化する恐れがある。圧縮着火運転は自己着火であって火花点火ではないため、当然ながら、点火時期で調整することはできない。   If the surplus fuel is small, torque shock can be absorbed by ignition timing control, etc., but when switching from the Atkinson cycle (spark ignition operation) to compression ignition operation, the deviation of the air-fuel ratio becomes the ignition timing of compression ignition combustion. This may cause knocking, resulting in a decrease in drivability and a deterioration in exhaust emission performance. Since the compression ignition operation is self-ignition and not spark ignition, naturally, it cannot be adjusted by the ignition timing.

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、圧縮着火運転と火花点火運転を行うと共に、火花点火運転をアトキンソンサイクルで行う圧縮着火内燃機関の制御装置において、燃料噴射量を演算して火花点火運転から圧縮着火運転への切り替えの可否を判断することで、ドライバビリティの低下あるいは排気エミッション性能の悪化を回避するようにした圧縮着火内燃機関の制御装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and in a control apparatus for a compression ignition internal combustion engine that performs compression ignition operation and spark ignition operation and performs spark ignition operation in an Atkinson cycle, calculates a fuel injection amount and generates a spark. It is an object of the present invention to provide a control apparatus for a compression ignition internal combustion engine that avoids a decrease in drivability or a deterioration in exhaust emission performance by determining whether or not switching from an ignition operation to a compression ignition operation is possible.

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、燃焼室に点火手段を備え、所定の運転領域で前記燃焼室に供給される混合気を圧縮着火燃焼させる圧縮着火運転を行うと共に、前記所定の運転領域以外の運転領域で前記点火手段を介して前記混合気を火花点火燃焼させる火花点火運転を行い、さらに前記火花点火運転をアトキンソンサイクルで行う圧縮着火内燃機関の制御装置において、前記火花点火運転がアトキンソンサイクルで行われているとき、圧縮着火運転に切り替えたと仮定したときの噴射燃料の壁面付着量を推定する壁面付着量推定手段と、前記推定された壁面付着量を用いて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、および前記算出された燃料噴射量が零あるいはその付近の値であるとき、前記火花点火運転から前記圧縮着火運転への切り替えを禁止する切り替え禁止手段とを備える如く構成した。   In order to solve the above-mentioned object, according to claim 1, the combustion chamber is provided with an ignition means, and a compression ignition operation for performing compression ignition combustion of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber in a predetermined operation region is performed. In a control apparatus for a compression ignition internal combustion engine that performs a spark ignition operation for spark ignition combustion of the air-fuel mixture via the ignition means in an operation region other than the predetermined operation region, and further performs the spark ignition operation in an Atkinson cycle, When the spark ignition operation is performed in the Atkinson cycle, the wall surface adhesion amount estimation means for estimating the wall surface adhesion amount of the injected fuel when it is assumed that the operation is switched to the compression ignition operation, and using the estimated wall surface adhesion amount A fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount; and when the calculated fuel injection amount is zero or a value near the fuel injection amount, It was composed as and a switching inhibiting means for inhibiting the switching to the reduced ignition operation.

請求項１に係る圧縮着火内燃機関の制御装置にあっては、火花点火運転がアトキンソンサイクルで行われているとき、圧縮着火運転に切り替えたと仮定したときの噴射燃料の壁面付着量を推定し、推定された壁面付着量を用いて燃料噴射量を算出し、算出された燃料噴射量が零あるいはその付近の値であるとき、火花点火運転から圧縮着火運転への切り替えを禁止する如く構成したので、燃料量を目標値に制御できないと予測されるときは圧縮着火運転に移行することなく、アトキンソンサイクル運転をそのまま継続することとなる。   In the control apparatus for the compression ignition internal combustion engine according to claim 1, when the spark ignition operation is performed in the Atkinson cycle, the amount of wall surface adhesion of the injected fuel when it is assumed to be switched to the compression ignition operation is estimated, Since the fuel injection amount is calculated using the estimated wall surface adhesion amount, and when the calculated fuel injection amount is zero or a value in the vicinity thereof, switching from the spark ignition operation to the compression ignition operation is prohibited. When it is predicted that the fuel amount cannot be controlled to the target value, the Atkinson cycle operation is continued as it is without shifting to the compression ignition operation.

その結果、燃料噴射量が零あるいはその付近の値を超えて制御可能な時点で移行することで、圧縮着火運転において安定した燃焼を得ることができると共に、ドライバビリティの低下と排気エミッション性能の悪化を回避することができる。   As a result, when the fuel injection amount shifts to a controllable value exceeding zero or a value close to it, stable combustion can be obtained in compression ignition operation, and drivability is deteriorated and exhaust emission performance is deteriorated. Can be avoided.

以下、添付図面に即してこの発明に係る圧縮着火内燃機関の制御装置を実施するための最良の形態について説明する。   The best mode for carrying out a control apparatus for a compression ignition internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１は、この発明の第１実施例に係る圧縮着火内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic diagram generally showing a control apparatus for a compression ignition internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.

図１において、符号１０は、ガソリンを燃料とする４気筒４サイクルの内燃機関（１気筒のみ図示。以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０において、エアクリーナ１２から吸入されて吸気管１４を通る空気（吸気）はスロットルバルブ１６で流量を調節されて吸気マニホルド２０を流れ、２個の吸気バルブ（１個のみ図示）２２が開弁されるとき、燃焼室２４に流入する。   In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a four-cylinder four-cycle internal combustion engine (only one cylinder is shown; hereinafter referred to as “engine”) using gasoline as fuel. In the engine 10, air (intake air) drawn from the air cleaner 12 and passing through the intake pipe 14 is adjusted in flow rate by the throttle valve 16, flows through the intake manifold 20, and two intake valves (only one is shown) 22 are opened. When it is done, it flows into the combustion chamber 24.

吸気バルブ２２の手前の吸気ポート付近にはインジェクタ２６が配置される。インジェクタ２６には燃料供給管（図示せず）を介して燃料タンク（図示せず）に貯留されたガソリン燃料が圧送される。インジェクタ２６は、駆動回路（図示せず）を通じてＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）３０に接続される。   An injector 26 is disposed near the intake port in front of the intake valve 22. Gasoline fuel stored in a fuel tank (not shown) is pumped to the injector 26 via a fuel supply pipe (not shown). The injector 26 is connected to an ECU (Electronic Control Unit) 30 through a drive circuit (not shown).

インジェクタ２６は、ＥＣＵ３０から開弁時間を示す駆動信号が駆動回路を通じて供給されると開弁し、開弁時間に応じたガソリン燃料を吸気ポートに噴射する。噴射されたガソリン燃料は、流入した空気と混合して混合気（予混合気）を形成し、吸気バルブ２２が開弁されるとき、燃焼室に流入する。   The injector 26 opens when a drive signal indicating the valve opening time is supplied from the ECU 30 through the drive circuit, and injects gasoline fuel corresponding to the valve opening time into the intake port. The injected gasoline fuel is mixed with the inflowing air to form an air-fuel mixture (pre-air mixture), and flows into the combustion chamber when the intake valve 22 is opened.

燃焼室２４には点火プラグ（点火手段）３２が配置される。点火プラグ３２はイグナイタなどからなる点火装置（点火手段。図示せず）を介してＥＣＵ３０に接続され、ＥＣＵ３０から点火信号が供給されると、燃焼室に臨む電極間に火花放電を生じる。混合気はそれによって着火されて燃焼し、ピストン３４を下方に駆動する。   An ignition plug (ignition means) 32 is disposed in the combustion chamber 24. The spark plug 32 is connected to the ECU 30 via an ignition device (ignition means, not shown) such as an igniter. When an ignition signal is supplied from the ECU 30, a spark discharge is generated between the electrodes facing the combustion chamber. The air-fuel mixture is thereby ignited and burned, driving the piston 34 downward.

尚、エンジン１０は、所定の運転領域で混合気を圧縮着火燃焼させる圧縮着火（Homogeneous Charge Compression Ignition）運転と、点火プラグ３２などを介して火花点火燃焼させる火花点火（Spark Ignition）運転の間で切り替え自在な、圧縮着火エンジン（内燃機関）として構成される。   The engine 10 is operated between a compression ignition (Homogeneous Charge Compression Ignition) operation in which an air-fuel mixture is compressed and ignited in a predetermined operation region, and a spark ignition operation in which spark ignition combustion is performed through an ignition plug 32 or the like. It is configured as a compression ignition engine (internal combustion engine) that can be switched.

燃焼によって生じた排気（排ガス）は、２個の排気バルブ（１個のみ図示）３６が開弁するとき、排気マニホルド４０に流れる。   Exhaust gas (exhaust gas) generated by combustion flows to the exhaust manifold 40 when two exhaust valves (only one is shown) 36 are opened.

尚、排気バルブ３６と吸気バルブ２２は、ステムに閉弁用電磁ソレノイド３６ａ，２２ａと、開弁用電磁ソレノイド３６ｂ，２２ｂと、スプリング３６ｃ，２２ｃと、スプリング３６ｄ，２２ｄとが装着され、各電磁ソレノイド３６ａ，２２ａ，３６ｂ，２２ｂの電磁力によって作動する電磁弁として構成される。排気バルブ３６と吸気バルブ２２は、具体的には、閉弁用電磁ソレノイド３６ａ，２２ａを励磁し、開弁用電磁ソレノイド３６ｂ，２２ｂを消磁することで閉弁されると共に、閉弁用電磁ソレノイド３６ａ，２２ａを消磁し、開弁用電磁ソレノイド３６ｂ，２２ｂを励磁することで開弁される。このように、排気バルブ３６と吸気バルブ２２は、装着された各電磁ソレノイド３６ａ，２２ａ，３６ｂ，２２ｂを励磁・消磁されることで、クランクシャフト（図示せず）の回転角度に関わりなく、バルブ（開閉）タイミングを可変に調整する可変バルブ機構３８として構成される。   The exhaust valve 36 and the intake valve 22 are provided with solenoid solenoids 36a and 22a for valve closing, electromagnetic solenoids 36b and 22b for valve opening, springs 36c and 22c, and springs 36d and 22d attached to the stem. The solenoid valve is configured to operate by the electromagnetic force of the solenoids 36a, 22a, 36b, and 22b. Specifically, the exhaust valve 36 and the intake valve 22 are closed by exciting the solenoid solenoids 36a and 22a for closing and demagnetizing the solenoid solenoids 36b and 22b for opening, and the solenoid solenoid for closing the valve. The valves 36a and 22a are demagnetized and the valve opening electromagnetic solenoids 36b and 22b are excited to open the valves. In this way, the exhaust valve 36 and the intake valve 22 are excited and demagnetized by the mounted electromagnetic solenoids 36a, 22a, 36b, 22b, so that the valve is independent of the rotation angle of the crankshaft (not shown). It is configured as a variable valve mechanism 38 that variably adjusts (open / close) timing.

排気マニホルド４０は下流で集合して排気系集合部を形成し、そこに排気管４２が接続される。排気は排気マニホルド４０から排気管４２を流れる。排気管（排気系）４２には、三元触媒からなる触媒装置４４が配置される。排気は、触媒装置４４が活性状態にあるとき、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどの有害成分を除去されてエンジン外の大気に放出される。   The exhaust manifold 40 gathers downstream to form an exhaust system gathering portion, to which an exhaust pipe 42 is connected. Exhaust gas flows from the exhaust manifold 40 through the exhaust pipe 42. A catalyst device 44 made of a three-way catalyst is disposed in the exhaust pipe (exhaust system) 42. When the catalyst device 44 is in an active state, the exhaust gas is discharged into the atmosphere outside the engine after removing harmful components such as HC, CO, and NOx.

排気管４２は、ＥＧＲ管４６を介して吸気管１４にスロットルバルブ１６が配置される位置の下流付近で接続される。ＥＧＲ管４６にはＥＧＲバルブ４６ａが介挿される。ＥＧＲバルブ４６ａはＥＣＵ３０に電気的に接続され、駆動されるとき、ＥＧＲ管４６を開放して排気の一部の吸気系への還流（外部ＥＧＲ）を行う。   The exhaust pipe 42 is connected to the intake pipe 14 via the EGR pipe 46 in the vicinity of the downstream of the position where the throttle valve 16 is disposed. An EGR valve 46 a is inserted in the EGR pipe 46. The EGR valve 46a is electrically connected to the ECU 30 and, when driven, opens the EGR pipe 46 to recirculate a part of the exhaust gas to the intake system (external EGR).

排気管４２において触媒装置４４の上流には、ターボチャージャ５０が設けられる。ターボチャージャ５０は、図１に模式的に示す如く、排気管４２に配置され、そこを通過する排気で回転させられるタービン５０ａと、タービン５０ａに連結されつつ吸気管１４に配置され、タービン５０ａの回転力で駆動されて過給するコンプレッサ５０ｂからなる。タービン５０ａの付近には、可変ノズル（図示せず）が設けられ、タービン５０ａのインペラ（図示せず）を流れる排気の流量や速度を調整する。   A turbocharger 50 is provided upstream of the catalyst device 44 in the exhaust pipe 42. As schematically shown in FIG. 1, the turbocharger 50 is disposed in the exhaust pipe 42, and is disposed in the intake pipe 14 while being connected to the turbine 50a and being rotated by the exhaust gas passing therethrough. The compressor 50b is driven by a rotational force and supercharged. A variable nozzle (not shown) is provided in the vicinity of the turbine 50a, and adjusts the flow rate and speed of the exhaust gas flowing through the impeller (not shown) of the turbine 50a.

また、吸気管１４に配置されたスロットルバルブ１６には、スロットルアクチュエータ（パルスモータなど）５２が連結され、スロットルアクチュエータ５２によって開閉される。即ち、スロットルバルブ１６は、エンジン１０が搭載される車両（図示せず）の運転席床面に配置されたアクセルペダル５４との機械的な接続が絶たれ、スロットルバルブ１６をアクセルペダル５４の動作と独立に開閉するＤＢＷ（Drive By Wire）機構５６として構成される。   A throttle actuator (such as a pulse motor) 52 is connected to the throttle valve 16 disposed in the intake pipe 14 and is opened and closed by the throttle actuator 52. That is, the throttle valve 16 is mechanically disconnected from the accelerator pedal 54 disposed on the driver's seat floor of a vehicle (not shown) on which the engine 10 is mounted, and the throttle valve 16 is operated by the accelerator pedal 54. And a DBW (Drive By Wire) mechanism 56 that opens and closes independently.

ピストン３４の往復動はコンロッド３４ａを介してクランクシャフト（図示せず）を回転させる。エンジン１０には、前進５速、後進１速からなる自動変速機（図に「Ａ／Ｔ」と示す）５８が接続される。クランクシャフトの回転を通じて入力されたエンジン１０の回転は自動変速機５８で変速され、駆動輪（図示せず）に伝達されて車両を走行させる。   The reciprocating motion of the piston 34 rotates a crankshaft (not shown) via the connecting rod 34a. The engine 10 is connected to an automatic transmission 58 (shown as “A / T” in the figure) composed of five forward speeds and one reverse speed. The rotation of the engine 10 input through the rotation of the crankshaft is shifted by the automatic transmission 58 and transmitted to drive wheels (not shown) to drive the vehicle.

エンジン１０のクランクシャフトの付近にはクランク角センサ６０が配置され、気筒判別信号と、各気筒のＴＤＣ（上死点）あるいはその付近のクランク角度を示すＴＤＣ信号と、ＴＤＣ信号を細分してなるクランク角度信号とを出力する。それらの出力はＥＣＵ３０に入力される。   A crank angle sensor 60 is disposed in the vicinity of the crankshaft of the engine 10 and is obtained by subdividing the cylinder discrimination signal, the TDC signal indicating the TDC (top dead center) of each cylinder or the crank angle in the vicinity thereof, and the TDC signal. A crank angle signal is output. Those outputs are input to the ECU 30.

ＥＣＵ３０はマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換回路、入出力回路およびカウンタ（全て図示せず）を備える。ＥＣＵ３０は入力信号の中、クランク角度信号をカウントしてエンジン回転数（ＥＮＧ回転数）ＮＥを算出（検出）する。   The ECU 30 includes a microcomputer, and includes a CPU, ROM, RAM, A / D conversion circuit, input / output circuit, and counter (all not shown). The ECU 30 counts the crank angle signal in the input signal and calculates (detects) the engine speed (ENG speed) NE.

エアクリーナ１２の付近には温度検出素子を備えたエアフローメータ６２が配置され、エアクリーナ１２から吸入される空気（吸気）の流量（エンジン負荷を示す）Ｇａｉｒと温度ＴＡに応じた信号を出力する。   An air flow meter 62 having a temperature detecting element is disposed in the vicinity of the air cleaner 12 and outputs a signal corresponding to a flow rate (indicating engine load) Gair and temperature TA of air (intake air) drawn from the air cleaner 12.

吸気管１４においてスロットルバルブ１６の下流にはＭＡＰセンサ６４が配置され、吸気管内圧力ＰＢＡを絶対圧で示す信号を出力すると共に、スロットルバルブ１６にはスロットル開度センサ６６が配置され、スロットルバルブ１６の位置（スロットル開度）ＴＨに応じた信号を出力する。また、スロットルアクチュエータ５２にはロータリエンコーダ７０が配置され、スロットルアクチュエータ５２の駆動量（回転量）に応じた信号を出力する。   A MAP sensor 64 is disposed downstream of the throttle valve 16 in the intake pipe 14 and outputs a signal indicating the intake pipe pressure PBA in absolute pressure. A throttle opening sensor 66 is disposed in the throttle valve 16. A signal corresponding to the position (throttle opening) TH is output. A rotary encoder 70 is disposed in the throttle actuator 52 and outputs a signal corresponding to the drive amount (rotation amount) of the throttle actuator 52.

エンジン１０の冷却水通路（図示せず）には水温センサ７２が配置されてエンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。   A water temperature sensor 72 is disposed in a cooling water passage (not shown) of the engine 10 and outputs a signal corresponding to the engine cooling water temperature TW.

アクセルペダル５４の付近にはアクセル開度センサ７４が設けられ、運転者のアクセルペダル踏み込み量を示すアクセル開度（エンジン負荷を示す）ＡＰに応じた信号を出力する。   An accelerator opening sensor 74 is provided in the vicinity of the accelerator pedal 54, and outputs a signal corresponding to an accelerator opening (indicating engine load) AP indicating the amount of depression of the accelerator pedal of the driver.

排気系において、排気マニホルド４０の集合部の下流付近には広域空燃比センサ７６が配置され、その部位を流れる排気の酸素濃度（即ち、空燃比）に比例する信号を出力すると共に、ターボチャージャ５０のタービン５０ａの付近に配置された可変ノズルの付近には可変ノズル位置センサ８０が配置され、可変ノズルの位置に応じた信号を出力する。   In the exhaust system, a wide area air-fuel ratio sensor 76 is disposed in the vicinity of the downstream portion of the collection portion of the exhaust manifold 40, and outputs a signal proportional to the oxygen concentration (that is, air-fuel ratio) of the exhaust gas flowing through that portion, and the turbocharger 50. A variable nozzle position sensor 80 is disposed in the vicinity of the variable nozzle disposed in the vicinity of the turbine 50a, and outputs a signal corresponding to the position of the variable nozzle.

自動変速機５８に作動油（Automatic Transmission Fluid）を供給する油路あるいはオイルパン（図示せず）の適宜位置にはＡＴＦ温度センサ８２が配置され、ＡＴＦ温度に比例した出力ＴＡＴＦを生じる。   An ATF temperature sensor 82 is disposed at an appropriate position of an oil passage or an oil pan (not shown) for supplying hydraulic oil (Automatic Transmission Fluid) to the automatic transmission 58, and generates an output TATF proportional to the ATF temperature.

上記したセンサ群の出力も、ＥＣＵ３０に入力される。ＥＣＵ３０は入力値に基づき、ＲＯＭに格納されている命令に従って後述するように、火花点火運転から圧縮着火運転への切り替え許可などの制御を実行する制御装置として機能する。   The output of the sensor group described above is also input to the ECU 30. Based on the input value, the ECU 30 functions as a control device that executes control such as switching permission from the spark ignition operation to the compression ignition operation, as will be described later in accordance with a command stored in the ROM.

次いで、図１に示す制御装置の動作を説明する。   Next, the operation of the control device shown in FIG. 1 will be described.

図２は、その動作、具体的にはＥＣＵ３０の動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに時間割り込みで起動される。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation, specifically, the operation of the ECU 30. The illustrated program is activated by a time interrupt every predetermined time (for example, 10 msec).

以下説明すると、Ｓ１０において前記したセンサ群を通じて検出したアクセル開度ＡＰ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、吸気温度ＴＡなどのＡ／Ｄ変換値をサンプリングすると共に、算出したエンジン回転数ＮＥを読み込む。   In the following, A / D conversion values such as the accelerator opening AP, the intake pipe absolute pressure PBA, and the intake air temperature TA detected through the sensor group in S10 are sampled, and the calculated engine speed NE is read.

次いでＳ１２に進み、要求トルクＰＭＣＭＤ（エンジン負荷）を算出する。この実施例に係るエンジン１０はＤＢＷ機構５６で制御されることから、要求トルクＰＭＣＭＤは、以下のように算出される。
ＰＭＣＭＤ＝ＣＯＮＳＴ・ＰＳＥ／ＮＥ Next, in S12, the required torque PMCMD (engine load) is calculated. Since the engine 10 according to this embodiment is controlled by the DBW mechanism 56, the required torque PMCMD is calculated as follows.
PMCMD = CONST / PSE / NE

上記で、ＣＯＮＳＴは定数である。ＰＳＥはアクセル開度ＡＰとエンジン回転数ＮＥとから予め設定されたマップ（特性図示省略）を検索して得られるエンジン１０の要求出力である。ＰＳＥは、具体的には、アクセル開度ＡＰが大きいほど、あるいはエンジン回転数ＮＥが高いほど、増加するように設定される。   In the above, CONST is a constant. PSE is a required output of the engine 10 obtained by searching a preset map (characteristic not shown) from the accelerator opening AP and the engine speed NE. Specifically, the PSE is set to increase as the accelerator pedal opening AP is larger or the engine speed NE is higher.

次いでＳ１４に進み、圧縮着火（以下「ＨＣＣＩ」という）運転可能領域判断を行う。即ち、エンジン１０はＨＣＣＩ運転が可能な領域にあるか否か判断する。   Next, in S14, a compression ignition (hereinafter referred to as “HCCI”) operable region determination is performed. That is, it is determined whether the engine 10 is in an area where HCCI operation is possible.

図３はその処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。   FIG. 3 is a sub-routine flowchart showing the processing.

以下説明すると、Ｓ１００において検出されたエンジン冷却水温ＴＷが所定水温ＴＷＨＣＣＩを超えるか否か判断し、否定されるときはＳ１０２に進み、エンジン１０は火花点火（以下「ＳＩ」という）運転領域にあるとし、フラグF_HCCIのビットを０にリセットする。   Explaining below, it is determined whether or not the engine coolant temperature TW detected in S100 exceeds a predetermined water temperature TWHCCI. If the determination is negative, the process proceeds to S102, and the engine 10 is in the spark ignition (hereinafter referred to as “SI”) operation region. And the bit of the flag F_HCCI is reset to 0.

Ｓ１００で肯定されるときはＳ１０４に進み、検出された吸気温度ＴＡが所定吸気温度ＴＡＨＣＣＩを超えるか否か判断し、否定されるときはＳ１０２に進むと共に、肯定されるときはＳ１０６に進み、排気温度ＴＥＸが所定排気温度ＴＥＸＨＣＣＩを超えるか否か判断する。尚、排気温度ＴＥＸは、図２フロー・チャートに関して後述するように演算によって求める。従って、Ｓ１０６の判断においては前回値（図２フロー・チャートの前回プログラムループ時に算出された排気温度ＴＥＸ）を使用する。   When the result is affirmative in S100, the process proceeds to S104, where it is determined whether the detected intake air temperature TA exceeds the predetermined intake air temperature TAHCCI. When the result is negative, the process proceeds to S102, and when the result is affirmative, the process proceeds to S106. It is determined whether the temperature TEX exceeds a predetermined exhaust temperature TEXHCCI. The exhaust temperature TEX is obtained by calculation as will be described later with reference to the flowchart of FIG. Therefore, the previous value (exhaust temperature TEX calculated during the previous program loop in the flow chart of FIG. 2) is used in the determination of S106.

Ｓ１０６で否定されるときはＳ１０２に進むと共に、肯定されるときはＳ１０８に進み、ＨＣＣＩが可能な範囲内にあるか否か判断する。これは、要求トルクＰＭＣＭＤとエンジン回転数ＮＥから図４にその特性を示すマップを検索して行う。図４に示す如く、中、低負荷領域がＨＣＣＩ可能範囲とされる。   When the result in S106 is negative, the process proceeds to S102, and when the result is affirmative, the process proceeds to S108 to determine whether the HCCI is within a possible range. This is done by searching a map showing the characteristics in FIG. 4 from the required torque PMCMD and the engine speed NE. As shown in FIG. 4, the middle and low load regions are within the HCCI possible range.

Ｓ１０８で否定されるときはＳ１０２に進むと共に、肯定されるときはＳ１１０に進み、エンジン１０はＨＣＣＩ運転が可能な領域にあると判断し、フラグF_HCCIのビットを１にセットする。   When the result in S108 is negative, the process proceeds to S102, and when the result is affirmative, the process proceeds to S110, in which the engine 10 determines that it is in an area where HCCI operation is possible and sets the bit of the flag F_HCCI to 1.

図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１６に進み、燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩを算出する。   Returning to the description of the flow chart of FIG. 2, the process then proceeds to S16, and the fuel injection amount ToutHCCI is calculated.

尚、Ｓ１６で算出される燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩは、本来の燃料噴射量と異なり、運転モードの切り替え可否判断のために算出される値である。本来の燃料噴射量は、それぞれの気筒のＴＤＣ付近、即ち、ＴＤＣ周期で算出される。   The fuel injection amount ToutHCCI calculated in S16 is a value calculated for determining whether or not the operation mode can be switched, unlike the original fuel injection amount. The original fuel injection amount is calculated in the vicinity of the TDC of each cylinder, that is, in the TDC cycle.

図５はその処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。   FIG. 5 is a sub-routine flowchart showing the processing.

以下説明すると、先ずＳ２００において前記したフラグF_HCCIのビットが１にセットされているか否か判断し、否定されるときはＳ２０２に進み、運転モードはＳＩ運転とする。尚、ＳＩ運転においてはアトキンソンサイクル、即ち、吸気弁２２を吸気行程から圧縮行程の途中まで開弁されたままにする吸気弁遅閉じ運転を行って燃費性能の向上を図る。   Explaining below, first, in S200, it is determined whether or not the bit of the flag F_HCCI is set to 1. If not, the process proceeds to S202, and the operation mode is set to SI operation. In the SI operation, the fuel consumption performance is improved by performing the Atkinson cycle, that is, the intake valve slow closing operation in which the intake valve 22 is kept open from the intake stroke to the middle of the compression stroke.

他方、Ｓ２００で肯定されるときはＳ２０４に進み、ＨＣＣＩ運転用のＶＴ（バルブタイミング）に応じた直接率ＡＦＷＨＣと持ち去り率ＢＦＷＨＣを用い、付着量Ｆｗを演算（推定）する。即ち、ＨＣＣＩ運転に切り替えたと仮定したときの噴射燃料の吸気ポート付近への壁面付着量を推定する。   On the other hand, when the result in S200 is affirmative, the process proceeds to S204, and the adhesion amount Fw is calculated (estimated) using the direct rate AFWHC and the carry-off rate BFWHC corresponding to the VT (valve timing) for HCCI operation. That is, the wall surface adhesion amount of the injected fuel near the intake port when it is assumed that the operation has been switched to the HCCI operation is estimated.

具体的には、ＨＣＣＩ運転のときの吸気バルブ２２のＶＴ（バルブタイミング）から適宜設定された特性を検索し、直接率ＡＦＷＨＣと持ち去り率ＢＦＷＨＣを検索する。尚、吸気バルブ２２と排気バルブ３６のＶＴ（バルブタイミング。開閉角）は、図２フロー・チャートに関して後述するように、エンジン回転数ＮＥなどから算出されるため、Ｓ２０６の処理においては前回算出値を使用する。   Specifically, a characteristic set as appropriate is searched from the VT (valve timing) of the intake valve 22 during HCCI operation, and the direct rate AFWHC and the carry-off rate BFWHC are searched. Note that the VT (valve timing, opening / closing angle) of the intake valve 22 and the exhaust valve 36 is calculated from the engine speed NE and the like as will be described later with reference to the flowchart of FIG. Is used.

図６は、吸気バルブ２２と排気バルブ３６のＶＴ（バルブタイミング）の算出例を示す説明図である。   FIG. 6 is an explanatory diagram showing a calculation example of VT (valve timing) of the intake valve 22 and the exhaust valve 36.

図６において、吸気バルブ２２をＩｎ−ｖａｌｖｅと、排気バルブ３６をＥｘ−ｖａｌｖｅと示す。エンジン１０はアトキンソンサイクルで運転されることから、吸気バルブＩｎ−ｖａｌｖｅは、実線で示す如く、遅く（クランク角度において）閉じられるように制御される。尚、破線で示す特性は、アトキンソンサイクル運転を行わない場合を示す。   In FIG. 6, the intake valve 22 is indicated as In-valve, and the exhaust valve 36 is indicated as Ex-valve. Since the engine 10 is operated in the Atkinson cycle, the intake valve In-valve is controlled to be closed late (at the crank angle) as indicated by a solid line. In addition, the characteristic shown with a broken line shows the case where an Atkinson cycle driving | operation is not performed.

また、排気バルブＥｘ−ｖａｌｖｅは、ＳＩ運転において実線で示す如く制御される一方、ＨＣＣＩ運転において後述の如く内部ＥＧＲを行うことから、遅く閉じるように制御される。   Further, the exhaust valve Ex-valve is controlled as indicated by a solid line in the SI operation, and is controlled so as to close late because internal EGR is performed as described later in the HCCI operation.

図５の説明に戻ると、Ｓ２０４では前回算出された吸気バルブ２２と排気バルブ３６のＶＴの内、吸気バルブ２２のＶＴから適宜設定された特性を検索して直接率ＡＦＷＨＣと持ち去り率ＢＦＷＨＣを検索し、図示の式に従って付着量Ｆｗを演算する。   Returning to the description of FIG. 5, in S204, a characteristic set appropriately from the VT of the intake valve 22 and the exhaust valve 36 calculated last time is searched and the direct rate AFWHC and the carry-off rate BFWHC are calculated. Search is performed, and the adhesion amount Fw is calculated according to the formula shown in the figure.

尚、吸気バルブ２２のＶＴのみを用いるのは、最初に述べた如く、アトキンソンサイクル運転を行うと吸気バルブ２２は遅閉じとなることから、付着燃料が燃焼室２４に急激に吸入されて燃焼室２４にエンジン１０が要求する以上の燃料が流入し、ＨＣＣＩ運転に切り替える場合、空燃比のずれがＨＣＣＩの着火時期に影響し、ノッキングが発生してドライバビリティが低下すると共に、排気エミッション性能が悪化する恐れがあるからである。   Note that only the VT of the intake valve 22 is used because, as described at the beginning, when the Atkinson cycle operation is performed, the intake valve 22 is slowly closed, so that the adhering fuel is aspirated rapidly into the combustion chamber 24. When more fuel than required by the engine 10 flows into the engine 24 and the operation is switched to HCCI operation, the deviation of the air-fuel ratio affects the ignition timing of the HCCI, knocking occurs and drivability is deteriorated, and exhaust emission performance is deteriorated. Because there is a risk of doing.

ここで、直接率ＡＦＷＨＣは、あるサイクル（ＴＤＣサイクル）で噴射された燃料の中、そのサイクルで燃焼室２４に吸入される燃料の割合を、持ち去り率ＢＦＷＨＣは、そのサイクル前に噴射されて吸気ポートの壁面などに付着していた燃料の中、そのサイクルで燃焼室２４に吸入される燃料の割合を示す。   Here, the direct rate AFWHC is the proportion of fuel injected into the combustion chamber 24 in the fuel injected in a certain cycle (TDC cycle), and the carry-off rate BFWHC is injected before that cycle. Of the fuel adhering to the wall surface of the intake port, the ratio of the fuel sucked into the combustion chamber 24 in that cycle is shown.

また、図示の式においてＴｏｕｔＨＣＣＩは、ＨＣＣＩ運転時の燃料噴射量を示す。この燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩは次のステップで算出することから、Ｓ２０６の算出では前回値を使用する。   In the equation shown, ToutHCCI represents the fuel injection amount during HCCI operation. Since this fuel injection amount ToutHCCI is calculated in the next step, the previous value is used in the calculation of S206.

次いでＳ２０６に進み、算出された付着量Ｆｗなどを用い、ＨＣＣＩ運転に切り替えられた仮定したときの燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩを図示の式に従って算出する。図示の式において、Ｔｃｙｌはエンジン１０の要求噴射量であり、以下のように算出される。
Ｔｃｙｌ＝Ｔｉ×ＫＣＭＤ×ＫＴＴ＋ＫＴ Next, the processing proceeds to S206, and using the calculated adhesion amount Fw and the like, the fuel injection amount ToutHCCI when assumed to be switched to the HCCI operation is calculated according to the equation shown in the figure. In the expression shown, Tcyl is the required injection amount of the engine 10 and is calculated as follows.
Tcyl = Ti × KCMD × KTT + KT

上記で、Ｔｉ：エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷（例えばエアフローメータ６２で検出された新気量）からマップ検索して求められる基本燃料噴射量、ＫＣＭＤ：空燃比補正係数、ＫＴＴ：ＫＣＭＤを除くエンジン冷却水温ＴＷなどに基づく乗算補正項、ＫＴ：残余の加算補正項である。尚、燃料噴射量は具体的には、インジェクタ２６の開弁時間で定義される。   In the above, Ti: engine excluding basic fuel injection amount obtained by map search from engine speed NE and engine load (for example, fresh air amount detected by air flow meter 62), KCMD: air-fuel ratio correction coefficient, KTT: engine excluding KCMD A multiplication correction term based on the cooling water temperature TW or the like, and KT: a residual addition correction term. The fuel injection amount is specifically defined by the valve opening time of the injector 26.

次いでＳ２０８に進み、算出された燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩが所定値ＴＯＵＴＨＣＬを超えるか否か判断し、否定されるとき、即ち、算出された燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩが所定値ＴＯＵＴＨＣＬ以下のときはＳ２０２に進み、ＳＩ運転とすると共に、フラグF_HCCISのビットを０にリセットする。所定値ＴＯＵＴＨＣＬは零あるいはその付近の値、より具体的にはインジェクタ２６の無効ストロークに相当する値に設定される。このように、算出された燃料噴射量が零あるいはその付近の値であるとき、ＳＩ運転からＨＣＣＩ運転への切り替えは禁止される。   Next, the routine proceeds to S208, where it is determined whether or not the calculated fuel injection amount ToutHCCI exceeds a predetermined value TOUTHCL, and when the result is negative, that is, when the calculated fuel injection amount ToutHCCI is less than or equal to the predetermined value TOUTHCL, the processing proceeds to S202. In addition to the SI operation, the bit of the flag F_HCCIS is reset to 0. The predetermined value TOUTHCL is set to zero or a value in the vicinity thereof, more specifically, a value corresponding to an invalid stroke of the injector 26. Thus, when the calculated fuel injection amount is zero or a value in the vicinity thereof, switching from the SI operation to the HCCI operation is prohibited.

他方、Ｓ２０８で肯定されるときはＳ２１０に進み、ＨＣＣＩ運転への切り替えを許可し、フラグF_HCCISのビットを１にセットする。従って、次回以降のプログラムループにおいてＳ２０４に進むとき、そこの判断は肯定されてＳ２０２に進む。即ち、フラグF_HCCISのビットが１にセットされたことはＨＣＣＩ運転許可判断が既になされたことを意味する。   On the other hand, when the result in S208 is affirmative, the process proceeds to S210, permits switching to HCCI operation, and sets the bit of the flag F_HCCIS to 1. Accordingly, when the process proceeds to S204 in the program loop after the next time, the determination is affirmed and the process proceeds to S202. That is, the fact that the flag F_HCCIS bit is set to 1 means that the HCCI operation permission determination has already been made.

上記について図７および図８を参照して説明する。   The above will be described with reference to FIGS.

図７および図８においてグラフ（ａ），（ｂ）は制御サイクルｋに対する燃料噴射量を０から１に正規化して示す図である。   7 and 8, graphs (a) and (b) are graphs showing the fuel injection amount with respect to the control cycle k normalized from 0 to 1. FIG.

図７に示す場合、燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩが微量であって零付近の値であるにも関わらず、付着燃料量Ｆｗが多い。従って、このまま噴射すると、同図（ｂ）に丸（破線）で示す如く、燃焼室２４にエンジン１０が要求する以上の燃料が流入し、ＨＣＣＩ運転に切り替えると、空燃比のずれがＨＣＣＩの着火時期に影響し、ノッキングが発生してドライバビリティが低下すると共に、排気エミッション性能が悪化する恐れがある。   In the case shown in FIG. 7, the amount of adhering fuel Fw is large even though the fuel injection amount ToutHCCI is very small and is a value near zero. Therefore, if the fuel is injected as it is, as shown by a circle (broken line) in FIG. 5B, more fuel than the engine 10 requires flows into the combustion chamber 24, and when switching to HCCI operation, the deviation of the air-fuel ratio causes ignition of HCCI. There is a risk that knocking will occur and drivability will be reduced, and exhaust emission performance will be deteriorated.

そこで、この実施例にあっては、このような場合、ＨＣＣＩ運転への切り替えを禁止してそのような不都合を回避するようにした。他方、図８に示す例ではそのような事象は見られないので、ＨＣＣＩ運転への切り替えを許可する。   Therefore, in this embodiment, in such a case, switching to HCCI operation is prohibited to avoid such inconvenience. On the other hand, since such an event is not seen in the example shown in FIG. 8, switching to HCCI operation is permitted.

図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１８に進み、要求トルクＰＭＣＭＤとエンジン回転数ＮＥとから適宜なマップを検索し、目標筒内ガス温度ＴｅｍｐＣＹＬを算出する。   Returning to the description of the flow chart of FIG. 2, the process then proceeds to S18, where an appropriate map is searched from the required torque PMCMD and the engine speed NE, and the target in-cylinder gas temperature TempCYL is calculated.

その特性において、目標筒内ガス温度ＴｅｍｐＣＹＬは、筒内ガス温度を圧縮行程の開始時において自己着火が生じやすいような温度に調節できるように設定され、エンジン回転数ＮＥが低いほど、および要求トルクＰＭＣＭＤが小さいほど高くなるように設定される。   In the characteristics, the target in-cylinder gas temperature TempCYL is set so that the in-cylinder gas temperature can be adjusted to a temperature at which self-ignition is likely to occur at the start of the compression stroke, and the required torque is reduced as the engine speed NE is lower. It is set to be higher as PMCMD is smaller.

尚、要求トルクＰＭＣＭＤが所定値以上のときは、エンジン１０の出力を優先させるため、目標筒内ガス温度ＴｅｍｐＣＹＬを、後述する内部ＥＧＲ量が零となるような温度（例えば−４０℃）に設定する   When the required torque PMCMD is equal to or greater than a predetermined value, the target in-cylinder gas temperature TempCYL is set to a temperature (for example, −40 ° C.) at which the internal EGR amount described later becomes zero in order to prioritize the output of the engine 10. Do

次いでＳ２０に進み、目標筒内ガス温度ＴｅｍｐＣＹＬと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから、燃焼室２４のトータル（新気とＥＧＲ量を足した）充填量ｎＣＹＬＧＡＳを算出し、Ｓ２２に進み、目標筒内ガス温度ＴｅｍｐＣＹＬとトータル充填量ｎＣＹＬＧＡＳと吸気温度ＴＡと排気温度ＴＥＸ前回値から、目標内部ＥＧＲ量ｎＥＧＲを算出する。   Next, the routine proceeds to S20, where the total filling amount nCYLGAS of the combustion chamber 24 (added fresh air and EGR amount) is calculated from the target in-cylinder gas temperature TempCYL and the intake pipe absolute pressure PBA. The target internal EGR amount nEGR is calculated from the temperature TempCYL, the total filling amount nCYLGAS, the intake air temperature TA, and the exhaust gas temperature TEX previous value.

次いでＳ２４に進み、エンジン回転数ＮＥと要求トルクＰＭＣＭＤと目標内部ＥＧＲ量ｎＥＧＲから排気バルブ３６と吸気バルブ２２のＶＴ（バルブタイミング）を算出し、エンジン回転数ＮＥと燃料噴射量Ｔｏｕｔ（あるいは要求トルクＰＭＣＭＤ）と目標筒内ガス温度ＴｅｍｐＣＹＬなどから排気温度ＴＥＸを算出する。尚、Ｓ２６の排気温度ＴＥＸの算出処理は、特許文献１に記載されているので、詳細な説明は省略する。   Next, the routine proceeds to S24, where the VT (valve timing) of the exhaust valve 36 and the intake valve 22 is calculated from the engine speed NE, the required torque PMCMD and the target internal EGR amount nEGR, and the engine speed NE and the fuel injection amount Tout (or the required torque). The exhaust gas temperature TEX is calculated from the PMCMD) and the target in-cylinder gas temperature TempCYL. Since the calculation process of the exhaust gas temperature TEX in S26 is described in Patent Document 1, detailed description thereof is omitted.

この実施例においては上記の如く、燃焼室２４に点火手段（点火プラグ３２など）を備え、所定の運転領域で前記燃焼室に供給される混合気を圧縮着火燃焼させる圧縮着火（ＨＣＣＩ）運転を行うと共に、前記所定の運転領域以外の運転領域で前記点火手段を介して前記混合気を火花点火燃焼させる火花点火（ＳＩ）運転を行い、さらに前記火花点火（ＳＩ）運転をアトキンソンサイクルで行う圧縮着火内燃機関（エンジン）１０の制御装置において、前記火花点火運転がアトキンソンサイクルで行われているとき、圧縮着火（ＨＣＣＩ）運転に切り替えたと仮定したときの噴射燃料の壁面付着量Ｆｗを推定する壁面付着量推定手段（ＥＣＵ３０，Ｓ１６，Ｓ２０４）と、前記推定された壁面付着量Ｆｗを用いて燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩを算出する燃料噴射量算出手段（ＥＣＵ３０，Ｓ１６，Ｓ２０６）と、および前記算出された燃料噴射量が零あるいはその付近の値であるとき、前記火花点火運転から前記圧縮着火運転への切り替えを禁止する切り替え禁止手段（ＥＣＵ３０，Ｓ１６，Ｓ２０８，Ｓ２０２）とを備える如く構成した。   In this embodiment, as described above, the combustion chamber 24 is provided with ignition means (such as a spark plug 32), and the compression ignition (HCCI) operation is performed in which the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is subjected to compression ignition combustion in a predetermined operation region. And performing spark ignition (SI) operation for spark ignition combustion of the air-fuel mixture via the ignition means in an operation region other than the predetermined operation region, and further performing the spark ignition (SI) operation in an Atkinson cycle In the control device for the ignition internal combustion engine (engine) 10, when the spark ignition operation is performed in the Atkinson cycle, the wall surface for estimating the wall surface adhesion amount Fw of the injected fuel when it is assumed that the operation is switched to the compression ignition (HCCI) operation The fuel injection amount ToutHCCI using the adhesion amount estimation means (ECU 30, S16, S204) and the estimated wall surface adhesion amount Fw When the calculated fuel injection amount calculation means (ECU 30, S16, S206) and the calculated fuel injection amount are zero or a value in the vicinity thereof, switching from the spark ignition operation to the compression ignition operation is prohibited. The switch prohibiting means (ECU 30, S16, S208, S202) is provided.

換言すれば、燃料量を目標値に制御できないと予測されるときは圧縮着火（ＨＳＳＩ）運転に移行することなく、アトキンソンサイクル運転をそのまま継続するようにしたので、その結果、燃料噴射量が零あるいはその付近の値を超えて制御可能な時点で移行することで、圧縮着火（ＨＣＣＩ）運転において安定した燃焼を得ることができると共に、ドライバビリティの低下と排気エミッション性能の悪化を回避することができる。   In other words, when it is predicted that the fuel amount cannot be controlled to the target value, the Atkinson cycle operation is continued as it is without shifting to the compression ignition (HSSI) operation. As a result, the fuel injection amount becomes zero. Alternatively, by shifting to a controllable time exceeding the value in the vicinity, stable combustion can be obtained in the compression ignition (HCCI) operation, and deterioration of drivability and deterioration of exhaust emission performance can be avoided. it can.

尚、上記において、図２のＳ２４において排気バルブ３６と吸気バルブ２２のＶＴ（バルブタイミング）を共に算出したが、排気バルブ３６のＶＴ（バルブタイミング）のみ算出するようにしても良い。   In the above description, both VT (valve timing) of the exhaust valve 36 and the intake valve 22 are calculated in S24 of FIG. 2, but only VT (valve timing) of the exhaust valve 36 may be calculated.

また、図６に示す吸気バルブ２２と排気バルブ３６のＶＴ特性は例示であり、これに限定されるものではない。さらに、吸気バルブ２２と排気バルブ３６を電磁弁から構成してＶＴを可変に制御したが、その他の機構を用いて可変に制御しても良い。   Further, the VT characteristics of the intake valve 22 and the exhaust valve 36 shown in FIG. 6 are merely examples, and the present invention is not limited thereto. Further, although the intake valve 22 and the exhaust valve 36 are composed of electromagnetic valves and the VT is variably controlled, the VT may be variably controlled using other mechanisms.

また、ＨＣＣＩ運転において内部ＥＧＲを実行するようにしたが、内部ＥＧＲと共に、ＥＧＲ管４６を経由して排気の一部を吸気系に還流させる外部ＥＧＲを実行しても良い。   Further, although the internal EGR is executed in the HCCI operation, the external EGR for returning a part of the exhaust gas to the intake system via the EGR pipe 46 may be executed together with the internal EGR.

また、排気温度ＴＥＸを演算によって推定したが、図１に想像線で示す如く、排気系に温度センサ１００を設け、排気温度ＴＥＸを直接測定しても良い。   Further, although the exhaust gas temperature TEX is estimated by calculation, as shown by an imaginary line in FIG. 1, a temperature sensor 100 may be provided in the exhaust system and the exhaust gas temperature TEX may be directly measured.

また、この発明をエンジン１０として燃料を吸気バルブ２２の前の吸気ポートに噴射する構成を例にとって説明したが、この発明は、燃料を燃焼室２４に直接噴射する筒内噴射エンジンにも妥当する。   Although the present invention has been described by taking as an example a configuration in which fuel is injected into the intake port in front of the intake valve 22 using the engine 10 as an example, the present invention is also applicable to a direct injection engine that directly injects fuel into the combustion chamber 24. .

この発明の第１実施例に係る圧縮着火内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing an overall control apparatus for a compression ignition internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 図１に示す装置の動作を説明するフロー・チャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the apparatus shown in FIG. 図２の圧縮着火運転可能領域判断処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。FIG. 3 is a sub-routine flow chart showing a compression ignition operation possible region determination process of FIG. 2. FIG. 図３の圧縮着火可能範囲判断に使用されるマップの特性を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the characteristic of the map used for the compression ignition possible range determination of FIG. 図２燃料噴射量ＴｏｕｔＨＣＣＩの処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。2 is a sub-routine flowchart showing the processing of the fuel injection amount ToutHCCI. 図２の処理で算出される吸気バルブと排気バルブのＶＴ（バルブタイミング）の算出例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a calculation example of VT (valve timing) of an intake valve and an exhaust valve calculated in the process of FIG. 図５の処理を説明するタイム・チャートである。It is a time chart explaining the process of FIG. 同様に、図５の処理を説明するタイム・チャートである。Similarly, it is a time chart explaining the process of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 圧縮着火内燃機関（エンジン）、２２ 吸気バルブ、２６ インジェクタ、３０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、３２ 点火プラグ（点火手段）、３６ 排気バルブ、３８ 可変バルブ機構、４４ 触媒装置、５０ ターボチャージャ、５６ ＤＢＷ機構、６０ クランク角センサ、６２ エアフローメータ、７２ 水温センサ、７４ アクセル開度センサ、１００ 温度センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Compression ignition internal combustion engine (engine), 22 Intake valve, 26 Injector, 30 ECU (electronic control unit), 32 Spark plug (ignition means), 36 Exhaust valve, 38 Variable valve mechanism, 44 Catalytic device, 50 Turbocharger, 56 DBW mechanism, 60 crank angle sensor, 62 air flow meter, 72 water temperature sensor, 74 accelerator opening sensor, 100 temperature sensor

Claims (1)

燃焼室に点火手段を備え、所定の運転領域で前記燃焼室に供給される混合気を圧縮着火燃焼させる圧縮着火運転を行うと共に、前記所定の運転領域以外の運転領域で前記点火手段を介して前記混合気を火花点火燃焼させる火花点火運転を行い、さらに前記火花点火運転をアトキンソンサイクルで行う圧縮着火内燃機関の制御装置において、前記火花点火運転がアトキンソンサイクルで行われているとき、圧縮着火運転に切り替えたと仮定したときの噴射燃料の壁面付着量を推定する壁面付着量推定手段と、前記推定された壁面付着量を用いて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、および前記算出された燃料噴射量が零あるいはその付近の値であるとき、前記火花点火運転から前記圧縮着火運転への切り替えを禁止する切り替え禁止手段とを備えたことを特徴とする圧縮着火内燃機関の制御装置。
A combustion chamber is provided with an ignition means, performs a compression ignition operation in which a gas mixture supplied to the combustion chamber is compressed and ignited and combusted in a predetermined operation region, and via an ignition means in an operation region other than the predetermined operation region In a control apparatus for a compression ignition internal combustion engine that performs a spark ignition operation for spark ignition combustion of the air-fuel mixture and further performs the spark ignition operation in an Atkinson cycle, the compression ignition operation is performed when the spark ignition operation is performed in an Atkinson cycle. A wall surface adhesion amount estimating means for estimating the wall surface adhesion amount of the injected fuel when it is assumed that the fuel injection amount is switched to, a fuel injection amount calculating means for calculating the fuel injection amount using the estimated wall surface adhesion amount, and the calculated When the fuel injection amount is zero or a value in the vicinity thereof, the switching prohibition method prohibiting switching from the spark ignition operation to the compression ignition operation. Control system for a compression ignition internal combustion engine characterized by comprising and.
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