JP4981942B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御装置、特に筒内噴射式内燃機関の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like, and more particularly to a control device for a direct injection internal combustion engine.
近年に於いて、大気汚染や石油事情の変動等に伴い、内燃機関（以下、エンジンと称する）の排気ガス、及び燃費の向上が強く要求されている。エンジンの排気ガス、及び燃費を向上させる方法として、エンジンに於ける混合気の燃焼状態を向上させることが注目されている。 In recent years, there has been a strong demand for improvements in exhaust gas and fuel consumption of internal combustion engines (hereinafter referred to as engines) due to air pollution and changes in petroleum circumstances. As a method for improving engine exhaust gas and fuel consumption, attention has been focused on improving the combustion state of the air-fuel mixture in the engine.
筒内噴射式エンジンに於ける混合気の燃焼状態を向上させるためには、点火時の混合気の形成状態が重要となることが知られている。更に、噴射された燃料を筒内の空気流動によって拡散させて混合気を形成するエアガイド式の燃料噴射手法や、筒内の上部に設けられた点火プラグ近傍に層状の混合気（以下、成層混合気と称する）を形成させて燃焼を行わせる成層燃焼モードの運転状態では、筒内の空気流動が混合気の形成や混合気の点火を実行するタイミングに強く影響を与えることが知られている。 In order to improve the combustion state of the air-fuel mixture in the cylinder injection type engine, it is known that the state of formation of the air-fuel mixture at the time of ignition is important. Furthermore, an air-guided fuel injection method in which the injected fuel is diffused by air flow in the cylinder to form an air-fuel mixture, or a layered air-fuel mixture (hereinafter referred to as stratification) in the vicinity of a spark plug provided in the upper part of the cylinder. It is known that in the stratified combustion mode operation state in which combustion is performed by forming an air-fuel mixture), the air flow in the cylinder strongly affects the timing of the air-fuel mixture formation and the air-fuel mixture ignition. Yes.
周知のように、筒内の縦渦、即ち、筒（シリンダ）の軸線方向に下降、上昇する空気流動（以下、タンブル流動と称する）を形成させる方法として、吸気マニホールド内に設置されて吸気マニホールドの一部の領域を閉塞する制御バルブによって吸気バルブを通過する空気の流速を増加させる方法や、ピストンの頂面（冠面ともいうが、以下の説明では、頂面と称する）に皿状に窪んだキャビティを設ける方法等がある。 As is well known, as a method of forming a vertical vortex in a cylinder, that is, an air flow that descends and rises in the axial direction of the cylinder (hereinafter referred to as a tumble flow), the intake manifold is installed in the intake manifold. A method of increasing the flow velocity of air passing through the intake valve by a control valve that closes a part of the area of the piston, or the top surface of the piston (also referred to as a crown surface, but referred to as the top surface in the following description) in a dish shape There is a method of providing a hollow cavity.
しかし、吸気マニホールドの一部の領域を閉塞する制御バルブの開度や、その他のエンジンの運転状態によって吸気バルブを通過する空気の流速が変化することで、筒内のタンブル流動の形成状態は変化する。従って、混合気の燃焼状態を向上するためには、筒内空気流動の状態を精度良く検出、又は推定することと、筒内空気流動に対応した燃料制御及び点火制御を行うことが非常に重要となってくる。 However, the formation state of the tumble flow in the cylinder changes as the flow rate of the air passing through the intake valve changes depending on the opening of the control valve that closes a part of the intake manifold and other engine operating conditions. To do. Therefore, in order to improve the combustion state of the air-fuel mixture, it is very important to accurately detect or estimate the state of in-cylinder air flow and to perform fuel control and ignition control corresponding to the in-cylinder air flow. It becomes.
従来、混合気の燃焼状態を向上するために、吸気マニホールドの一部の領域を閉塞する制御バルブの開度に応じて筒内のタンブル流動の中心位置を推定し、推定された中心位置に応じて点火プラグ近傍の流速を推定し、その流速に応じて前述の制御バルブを制御することにより、タンブル流動の中心位置と筒内に設置された点火プラグの位置との間の距離を所望の距離に制御して、高い点火エネルギを必要とせずに混合気を燃焼させて、混合気の燃焼状態を向上させるようにした内燃機関の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 Conventionally, in order to improve the combustion state of the air-fuel mixture, the center position of the tumble flow in the cylinder is estimated according to the opening degree of the control valve that closes a part of the area of the intake manifold, and according to the estimated center position By estimating the flow velocity near the spark plug and controlling the control valve according to the flow velocity, the distance between the center position of the tumble flow and the position of the spark plug installed in the cylinder is a desired distance. A control device for an internal combustion engine has been proposed in which the air-fuel mixture is burned without requiring high ignition energy to improve the combustion state of the air-fuel mixture (see, for example, Patent Document 1).
ここで、この発明の発明者等の研究の結果によると、タンブル流動を強くするために吸気バルブを通過する空気の流速を高めると、吸気バルブを通過した空気は筒内排気側の壁面に沿って流れ、その後、ピストン頂面の傾斜に沿って流れるものの、ピストンの頂面に皿状に窪んだキャビティに沿わずに筒内上部へと導かれるようになるため、タンブル流動が変形し、タンブル流動の中心位置が排気側へと移動することとなることが判明した。更に、吸気バルブを通過する空気が高流速である場合には、空気は勢い良く筒内排気側の壁面、及びピストン頂面の傾斜に沿って流れるため、より吸気側の筒内上部へと導かれることとなり、タンブル流動の中心位置はキャビティ中心位置よりも排気側に位置するものの、よりキャビティ中心位置に近づくこととなることが判明した。 Here, according to the results of research by the inventors of the present invention, when the flow velocity of the air passing through the intake valve is increased in order to strengthen the tumble flow, the air passing through the intake valve moves along the wall surface on the in-cylinder exhaust side. After that, it flows along the inclination of the top surface of the piston, but it is guided to the upper part of the cylinder without following the cavity recessed in the shape of a dish on the top surface of the piston. It was found that the center position of the flow would move to the exhaust side. Furthermore, when the air passing through the intake valve has a high flow velocity, the air flows vigorously along the wall surface on the exhaust side of the cylinder and the inclination of the top surface of the piston, so that the air is guided to the upper part of the cylinder on the intake side. Thus, although the center position of the tumble flow is located on the exhaust side of the cavity center position, it has been found that the center position of the tumble flow is closer to the cavity center position.
しかし、特許文献１に示された従来の装置では、吸気バルブを通過する流速と相関関係があると知られている吸気マニホールドの一部の領域を閉塞する制御バルブの開度に応じて筒内のタンブル流動の中心位置を推定しているが、キャビティに沿わないタンブル流動を形成することや、タンブル流動が排気側に移動することは示唆していない。即ち、特許文献１に示された従来の装置では、タンブル流動はピストンのキャビティに沿って形成されていることを前提としており、筒内上部に設けられた点火プラグとピストン（キャビティ）との間に於ける筒内の縦方向に変化するタンブル流動の中心位置を推定しているため、タンブル流動がキャビティに沿わず、タンブル流動の中心位置が排気側へ移動したときのタンブル流動の中心位置を精度良く検出できず、混合気の燃焼状態が悪化してしまう可能性がある。 However, in the conventional apparatus shown in Patent Document 1, the cylinder is set in accordance with the opening degree of the control valve that closes a partial area of the intake manifold that is known to have a correlation with the flow velocity passing through the intake valve. The center position of the tumble flow is estimated, but it does not suggest that a tumble flow that does not follow the cavity is formed or that the tumble flow moves to the exhaust side. That is, in the conventional apparatus shown in Patent Document 1, it is assumed that the tumble flow is formed along the cavity of the piston, and between the spark plug provided in the upper part of the cylinder and the piston (cavity). Because the center position of tumble flow that changes in the vertical direction in the cylinder is estimated, the center position of tumble flow when the tumble flow does not follow the cavity and the center position of the tumble flow moves to the exhaust side. There is a possibility that the air-fuel mixture cannot be detected accurately and the combustion state of the air-fuel mixture deteriorates.
又、タンブル流動が排気側に移動したときに於いては、吸気バルブを通過する空気の流速を高めてタンブル流動が強化されているため、排気側に位置し且つ強化されたタンブル流動により筒内上部に設置された点火プラグへの燃料噴霧及び混合気の撒き上りが増加し、ピストンへの燃料付着が抑制されて、点火プラグ近傍への混合気形成を向上できる。そのため、混合気の燃焼状態を向上させてエンジンの排気ガス、燃費、ドライバビリティを向上させるためには、タンブル流動を弱めてタンブル流動の位置を元に戻すよう制御するよりも、タンブル流動の中心位置に応じた燃料制御及び点火制御が有効である。よって、タンブル流動の中心位置に応じて、燃料制御及び点火制御に対する補正を施すことが必要となる。 In addition, when the tumble flow moves to the exhaust side, the tumble flow is enhanced by increasing the flow velocity of the air passing through the intake valve, so that the tumble flow is located inside the cylinder by the enhanced tumble flow. The fuel spray on the spark plug installed at the upper part and the rise of the air-fuel mixture increase, the fuel adhesion to the piston is suppressed, and the air-fuel mixture formation near the spark plug can be improved. Therefore, in order to improve the combustion state of the air-fuel mixture and improve engine exhaust gas, fuel consumption, and drivability, it is more important to control the tumble flow than to control the tumble flow to return to its original position. Fuel control and ignition control according to the position are effective. Therefore, it is necessary to correct the fuel control and the ignition control according to the center position of the tumble flow.
この発明は、前述の従来の装置に於ける課題に鑑みてなされたものであり、タンブル流動の中心位置を精度よく推定し、その推定したタンブル流動の中心位置に応じて内燃機関を制御できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the conventional apparatus, and is capable of accurately estimating the center position of the tumble flow and controlling the internal combustion engine in accordance with the estimated center position of the tumble flow. An object of the present invention is to provide an engine control device.
この発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の筒内に直接噴射される燃料を点火プラグの近傍に案内するキャビティを頂面に備えたピストンと、
前記筒に設けられ、前記筒内への空気の吸入を制御する吸気バルブと、
前記吸気バルブが設けられた位置に対して前記筒の半径方向の異なる位置で前記筒に設けられ、前記筒内からの排気ガスの排出を制御する排気バルブと、
前記筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気バルブと前記排気バルブとの間で前記筒に設けられ、筒内に於ける前記空気と前記燃料との混合気に点火し、前記混合気を燃焼させる点火プラグと、
前記混合気を前記点火プラグの近傍に案内するキャビティを頂面に備えたピストンと、
前記筒内に形成されるタンブル流動を制御するタンブル流動制御手段と、
前記吸気バルブを通過する前記空気の流速を演算する吸気流速演算手段と、
前記演算された流速に基づいて、前記筒の半径方向に於ける前記タンブル流動の中心位置を推定するタンブル流動中心位置推定手段と、
前記推定された前記タンブル流動の中心位置に基づいて、前記内燃機関の点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧、及び燃料噴射方向のうちの少なくとも１つを補正する筒内流動変化補正手段と、
を備えるようにしたものである。
An internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes:
A piston with a cavity on the top surface for guiding fuel directly injected into the cylinder of the internal combustion engine to the vicinity of the spark plug;
An intake valve provided in the cylinder for controlling the intake of air into the cylinder;
An exhaust valve that is provided in the cylinder at a position different from the position in the radial direction of the cylinder with respect to the position where the intake valve is provided, and that controls exhaust gas exhaust from the cylinder;
A fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder;
An ignition plug that is provided in the cylinder between the intake valve and the exhaust valve, ignites an air-fuel mixture of the air and the fuel in the cylinder, and burns the air-fuel mixture;
A piston provided on the top surface with a cavity for guiding the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug;
Tumble flow control means for controlling the tumble flow formed in the cylinder;
An intake flow rate calculating means for calculating a flow velocity of the air passing through the front Ki吸 exhaust valves,
Tumble flow center position estimating means for estimating the center position of the tumble flow in the radial direction of the cylinder based on the calculated flow velocity ;
In-cylinder correcting at least one of ignition timing, fuel injection timing, fuel injection amount, number of fuel injections, fuel pressure, and fuel injection direction of the internal combustion engine based on the estimated center position of the tumble flow Flow change correction means;
Is provided.
この発明に係る内燃機関の制御装置は、望ましくは、前記タンブル流動中心位置推定手段により推定したタンブル流動の中心位置に応じて、前記内燃機関の点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧、及び燃料噴射方向のうちの少なくとも何れか１つを補正する筒内流動変化補正手段と、前記点火時期と前記燃料噴射時期のうちの少なくとも一方に応じて前記タンブル流動の中心位置の推定値を補正する中心位置補正手段と、前記タンブル流動の中心位置が前記キャビティの中心位置から所定値以上ずれている場合に、前記タンブル流動の主流がキャビティに沿わないと判定する筒内流動判定手段とを備えるものである。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention desirably has an ignition timing, a fuel injection timing, a fuel injection amount, a fuel injection of the internal combustion engine in accordance with the tumble flow center position estimated by the tumble flow center position estimating means. In-cylinder flow change correction means for correcting at least one of the number of times, the fuel pressure, and the fuel injection direction, and the center position of the tumble flow according to at least one of the ignition timing and the fuel injection timing Center position correction means for correcting the estimated value and in-cylinder flow determination for determining that the main flow of the tumble flow does not follow the cavity when the center position of the tumble flow is deviated from the center position of the cavity by a predetermined value or more. Means.
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の筒内に直接噴射される燃料を点火プラグの近傍に案内するキャビティを頂面に備えたピストンと、前記内燃機関の筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記内燃機関の筒内にタンブル流動を形成させるタンブル流動制御手段と、前記内燃機関の吸気バルブを通過する吸気の流速を演算する吸気流速演算手段と、前記演算された吸気の流速に応じて前記筒内のタンブル流動の中心位置を推定するタンブル流動中心位置推定手段とを備えているので、筒内のタンブル流動制御時の吸気バルブを通過する流速に応じて横方向即ち内燃機関の筒の半径方向に移動するタンブル流動の中心位置を精度良く検出することができ、タンブル流動形成状態の検出精度を向上することができる。又、そのタンブル流動の中心位置に応じて点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧、及び燃料噴射方向の少なくとも何れか１つを補正することで混合気の燃焼状態を向上させ、エンジンの排気ガス、燃費、ドラビリを向上させることができる。 The control device for an internal combustion engine according to the present invention includes a piston provided on the top surface with a cavity for guiding fuel directly injected into the cylinder of the internal combustion engine in the vicinity of the spark plug, and direct fuel into the cylinder of the internal combustion engine. A fuel injection valve for injecting, a tumble flow control means for forming a tumble flow in a cylinder of the internal combustion engine, an intake air flow speed calculating means for calculating a flow speed of intake air passing through the intake valve of the internal combustion engine, and the calculated And a tumble flow center position estimating means for estimating the center position of the tumble flow in the cylinder according to the flow rate of the intake air, so that the lateral direction according to the flow speed passing through the intake valve during tumble flow control in the cylinder That is, the center position of the tumble flow that moves in the radial direction of the cylinder of the internal combustion engine can be detected with high accuracy, and the detection accuracy of the tumble flow formation state can be improved. Also, the combustion state of the air-fuel mixture is improved by correcting at least one of ignition timing, fuel injection timing, fuel injection amount, number of fuel injections, fuel pressure, and fuel injection direction according to the center position of the tumble flow. Engine exhaust gas, fuel consumption, and drivability can be improved.
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置について図面を参照して説明する。この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置に於いては、エンジンが成層混合気による燃焼モード（以下、成層燃焼モードと称する）で運転されており、燃料は圧縮行程で筒内に直接噴射され、成層燃焼モード運転時に於いて、吸気バルブが開弁している間にタンブル流動の中心位置を推定し、この推定したタンブル流動の中心位置（以下、タンブル流動推定中心位置と称する）に応じて、吸気バルブが閉弁している間に実行される燃料制御及び点火制御に関するパラメータの一つである点火時期を補正する実施例について説明する。
Embodiment 1 FIG.
A control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention, the engine is operated in a combustion mode using a stratified mixture (hereinafter referred to as a stratified combustion mode), and the fuel is put into the cylinder in the compression stroke. During the stratified combustion mode operation, the center position of the tumble flow is estimated while the intake valve is open, and the estimated center position of the tumble flow (hereinafter referred to as the estimated tumble flow center position). Accordingly, an embodiment for correcting the ignition timing, which is one of parameters relating to fuel control and ignition control executed while the intake valve is closed, will be described.
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示す制御装置を構成するタンブル流動制御手段２５、吸気流速演算手段２６、タンブル流動中心位置推定手段２７、中心位置補正手段２８、筒内流動判定手段２９、及び筒内流動変化補正手段３０は、後述するエンジン制御用電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵと称する）のメモリに記憶されたソフトウェアにより構成されている。図１に示す夫々の手段の動作等の詳細については後述する。 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. The tumble flow control means 25, the intake flow velocity calculation means 26, the tumble flow center position estimation means 27, the center position correction means 28, the in-cylinder flow determination means 29, and the in-cylinder flow change correction means 30 that constitute the control device shown in FIG. Is configured by software stored in a memory of an engine control electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) which will be described later. Details of the operation of each means shown in FIG. 1 will be described later.
図２は、この発明の実施の形態１、及び後述する実施の形態２に係る内燃機関の制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。尚、一般的にエンジンには、複数のシリンダが設けられているが、図２では、便宜上、そのうちの１つのシリンダについてのみ図示している。 FIG. 2 is a block diagram showing the entire system including a control device for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention and Embodiment 2 described later. In general, an engine is provided with a plurality of cylinders, but in FIG. 2, only one of them is shown for convenience.
図２に於いて、エンジン１には、筒状のシリンダ２が設けられている。シリンダ２内にはその軸線方向に自在に往復運動するピストン３が設けられており、ピストン３の頂面にはタンブル流動の案内やシリンダ２の上部への成層混合気を形成するために皿状に窪んだキャビティ４が形成されている。ここで、キャビティ４を形成すると後述する燃焼室５内の容積が増加して圧縮比が低下してしまうため、圧縮比を低下させること無くピストン３にキャビティ４を形成するために、ピストン３の頂面は山状に傾斜が形成されて盛り上った形状に形成され、その山状に形成された頂部にキャビティ４が形成されている。 In FIG. 2, the engine 1 is provided with a cylindrical cylinder 2. A piston 3 that reciprocates freely in the axial direction is provided in the cylinder 2, and the top surface of the piston 3 has a dish shape to form a tumble flow guide and a stratified mixture to the top of the cylinder 2. A cavity 4 that is recessed is formed. Here, when the cavity 4 is formed, the volume in the combustion chamber 5 to be described later increases and the compression ratio decreases, so that the cavity 4 can be formed in the piston 3 without reducing the compression ratio. The top surface is formed in a ridge-like shape with an inclination formed in a mountain shape, and a cavity 4 is formed in the top portion formed in the mountain shape.
シリンダ２とピストン３によって、燃料と空気との混合気が燃焼する燃焼室５が形成される。又、ピストン３の往復運動を回転運動に変換するクランク軸６が設けられており、クランク軸６の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ７が設けられている。更に、シリンダ２には、エンジン１を冷却するための冷却水（図示せず）の温度に応じた電圧を出カする水温センサ８が設けられている。 The cylinder 2 and the piston 3 form a combustion chamber 5 in which a mixture of fuel and air burns. A crankshaft 6 for converting the reciprocating motion of the piston 3 into a rotational motion is provided, and a crank angle sensor 7 for detecting the rotational angle (crank angle) of the crankshaft 6 is provided. Further, the cylinder 2 is provided with a water temperature sensor 8 that outputs a voltage corresponding to the temperature of cooling water (not shown) for cooling the engine 1.
シリンダ２内に空気を吸入する吸気マニホールド９と、燃焼室５内で混合気が燃焼して生成された排気ガスを排出する排気マニホールド１０とがシリンダ２に接続されている。又、シリンダ２には、燃焼室５と吸気マニホールド９との間を開閉する吸気バルブ１１と、燃焼室５と排気マニホールド１０との間を開閉する排気バルブ１２とが取り付けられている。適切な開弁タイミング及び適切なリフト量で吸気バルブ１１及び排気バルブ１２を制御するために、吸気カム１３及び排気カム１４が設けられている。 An intake manifold 9 that sucks air into the cylinder 2 and an exhaust manifold 10 that discharges exhaust gas generated by combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 5 are connected to the cylinder 2. Also, an intake valve 11 that opens and closes between the combustion chamber 5 and the intake manifold 9 and an exhaust valve 12 that opens and closes between the combustion chamber 5 and the exhaust manifold 10 are attached to the cylinder 2. An intake cam 13 and an exhaust cam 14 are provided to control the intake valve 11 and the exhaust valve 12 with an appropriate valve opening timing and an appropriate lift amount.
シリンダ２内の吸気バルブ１１の近傍には、適切なタイミングでシリンダ２内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁１５が取り付けられている。更に、シリンダ２の頂部には、燃焼室５に形成された混合気に火花点火する点火プラグ１６と、この点火プラグ１６に高電圧エネルギを供給する点火コイル１７が取り付けられている。 A fuel injection valve 15 that directly injects fuel into the cylinder 2 at an appropriate timing is attached in the vicinity of the intake valve 11 in the cylinder 2. Further, an ignition plug 16 that sparks and ignites an air-fuel mixture formed in the combustion chamber 5 and an ignition coil 17 that supplies high voltage energy to the ignition plug 16 are attached to the top of the cylinder 2.
吸気マニホールド９には、吸気マニホールド９の下部を閉塞するタンブル流動制御バルブ１８が取り付けられている。ここで、タンブル流動制御バルブ１８は、バルブの開度が小さくなれば、吸気マニホールド９の閉塞領域が拡大するように取り付けられている。タンブル流動制御バルブ１８の開度を小さくし、吸気マニホールド９に於ける閉塞領域が拡大した場合、吸気マニホールド９の図に於ける上部の偏流が増加することに伴い吸気バルブ１１の上方、即ちシリンダ２の中心方向から通過する吸気量が増加することで、シリンダ２内に形成されるタンブル流動が強化される。又、吸気バルブ１１の上方から通過する吸気量が増加したときに於いては、吸気バルブ１１を通過する全方向の平均的な流速、特に吸気バルブ１１の上方の流速、は増加する。 A tumble flow control valve 18 that closes the lower portion of the intake manifold 9 is attached to the intake manifold 9. Here, the tumble flow control valve 18 is attached so that the closed area of the intake manifold 9 is expanded when the opening of the valve is reduced. When the opening of the tumble flow control valve 18 is reduced and the blockage area in the intake manifold 9 is enlarged, the drift of the upper portion of the intake manifold 9 in the figure increases, that is, above the intake valve 11, that is, in the cylinder As the amount of intake air passing from the center direction of 2 increases, the tumble flow formed in the cylinder 2 is strengthened. When the amount of intake air passing from above the intake valve 11 increases, the average flow velocity in all directions passing through the intake valve 11, particularly the flow velocity above the intake valve 11 increases.
吸気マニホールド９の上流側には、燃焼室５に吸入される空気を一時的に溜めるサージタンク１９が接続されており、サージタンク１９の上流側には、スロットルバルブ２０が設けられている。又、スロットルバルブ２０の下流側には、ブースト圧に応じた電圧を出力するブースト圧センサ２１が設けられている。 A surge tank 19 that temporarily stores air sucked into the combustion chamber 5 is connected to the upstream side of the intake manifold 9, and a throttle valve 20 is provided on the upstream side of the surge tank 19. A boost pressure sensor 21 that outputs a voltage corresponding to the boost pressure is provided on the downstream side of the throttle valve 20.
排気マニホールド１０の下流側には、排気ガス中の有害物質を取り除く触媒装置２２が接続されており、触媒装置２２の下流側には、排気ガスを外部に排気するテールパイプ２３が接続されている。又、排気マニホールド１０には、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ（図示せず）が設けられている。 A catalyst device 22 that removes harmful substances in the exhaust gas is connected to the downstream side of the exhaust manifold 10, and a tail pipe 23 that exhausts the exhaust gas to the outside is connected to the downstream side of the catalyst device 22. . The exhaust manifold 10 is provided with an air-fuel ratio sensor (not shown) that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas.
ＥＣＵ２４は、演算処理をするＣＰＵ、プログラムデータや固定値データを記憶するＲＯＭ、格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭ、及びＥＣＵ２４の電源が切られても格納されているデータを保持するバックアップＲＡＭを有するマイクロコンピュータ（図示せず）と、燃料噴射用駆動装置のアクチュエータ（図示せず）を駆動するため駆動回路（図示せず）と、各種信号の入出力を行うＩ／Ｏインターフェース（図示せず）とで構成されている。 The ECU 24 holds a CPU that performs arithmetic processing, a ROM that stores program data and fixed value data, a RAM that can be sequentially rewritten by updating stored data, and stored data even when the ECU 24 is turned off. A microcomputer (not shown) having a backup RAM, a drive circuit (not shown) for driving an actuator (not shown) of a fuel injection drive device, and an I / O interface for inputting / outputting various signals (Not shown).
ＥＣＵ２４のメモリには、図１に示すタンブル流動制御手段２５、吸気流速演算手段２６、筒内流動判定手段２９、タンブル流動中心位置推定手段２７、中心位置補正手段２８、筒内流動変化補正手段３０、がソフトウェアとして記憶されている。又、ＥＣＵ２４には、水温センサ８、及びブースト圧センサ２１からの電圧出力値もＡ／Ｄ変換されて入カされ、これらＡ／Ｄ変換された各出カ値は、夫々冷却水温ＴＷ、及びブースト圧Ｐｂとして前述のソフトウェアとして記憶されている夫々の手段での演算に用いられる。又、ＥＣＵ２４にはクランク角センサ７の信号が割り込み入力されて、ＥＣＵ２４に内蔵されたタイマーとクランク角センサ７の信号とからエンジン回転数ＮＥが演算される。 In the memory of the ECU 24, the tumble flow control means 25, the intake flow velocity calculation means 26, the in-cylinder flow determination means 29, the tumble flow center position estimation means 27, the center position correction means 28, and the in-cylinder flow change correction means 30 shown in FIG. Are stored as software. Further, the ECU 24 also receives the A / D converted voltage output values from the water temperature sensor 8 and the boost pressure sensor 21, and the A / D converted output values are the cooling water temperature TW and the cooling water temperature TW, respectively. The boost pressure Pb is used for calculation in each means stored as the aforementioned software. Further, the signal of the crank angle sensor 7 is interrupted and inputted to the ECU 24, and the engine speed NE is calculated from the timer built in the ECU 24 and the signal of the crank angle sensor 7.
次に、図１に示すこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の構成について説明する。図１に於いて、タンブル流動制御手段２５は、入力されたクランク角センサ７の出力に基づく前述のエンジン回転数ＮＥとブースト圧センサ２１からのブースト圧Ｐｂとに基づいて、エンジン１の運転状態に応じたタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶを演算し、この演算したタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶに応じてタンブル流動制御バルブ１８を開閉してシリンダ２内のタンブル流動の強さを制御する。より具体的には、後述するように、エンジン回転数ＮＥとブースト圧Ｐｂの値により予め設定されたマップを参照して更新されるタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶに応じて、タンブル流動制御バルブ１８を開閉制御する。タンブル流動制御手段２５に於ける処理の詳細については後述する。 Next, the configuration of the control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, the tumble flow control means 25 operates the engine 1 based on the engine speed NE and the boost pressure Pb from the boost pressure sensor 21 based on the output of the input crank angle sensor 7. The tumble flow control valve opening TCV corresponding to the above is calculated, and the tumble flow control valve 18 is opened and closed according to the calculated tumble flow control valve opening TCV to control the strength of the tumble flow in the cylinder 2. More specifically, as will be described later, the tumble flow control valve 18 is changed according to the tumble flow control valve opening TCV updated with reference to a map set in advance by the values of the engine speed NE and the boost pressure Pb. Open / close control. Details of the processing in the tumble flow control means 25 will be described later.
吸気流速演算手段２６は、吸気バルブ１１が開弁している間、タンブル流動制御手段２５により演算されたタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶと、吸入空気量Ｑａと、吸気バルブリフト量ＩＮＴＬと、吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴとに基づいて、吸気マニホールド９から吸気バルブ１１を通過してシリンダ２内に吸入される空気の流速（バルブ通過流速）を表す吸気流速ＶＶを演算する。より具体的には、後述するように、タンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶ、吸入空気量Ｑａ、吸気バルブリフト量ＩＮＴＬ、及び吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴから予め設定されたマップを参照した値、及び予め設定してある重み付け係数ＫＶを乗算して演算される。吸気流速演算手段２６に於ける処理の詳細については後述する。 The intake flow velocity calculation means 26 is a tumble flow control valve opening TCV calculated by the tumble flow control means 25 while the intake valve 11 is open, an intake air amount Qa, an intake valve lift amount INT L , Based on the intake valve opening timing INT T , an intake air flow velocity V V representing a flow velocity (valve passage flow velocity) of air that passes through the intake valve 11 from the intake manifold 9 and is sucked into the cylinder 2 is calculated. More specifically, as will be described later, a tumble flow control valve opening TCV, an intake air amount Qa, an intake valve lift amount INT L , and a value referring to a map set in advance from the intake valve opening timing INT T , and it is multiplied to calculating the weighting factor K V which is set in advance. Details of the processing in the intake air flow rate calculating means 26 will be described later.
タンブル流動中心位置推定手段２７は、吸気バルブ１１が開弁している間の所定のタイミングで、吸気流速演算手段２６により演算された吸気バルブ１１を通過する吸気流速ＶＶに応じて予め設定されて一意に決定するタンブル流動推定中心位置ＣＴの特性を用いてタンブル流動推定中心位置ＣＴを演算する。タンブル流動中心位置推定手段２７に於ける処理の詳細については後述する。 The tumble flow center position estimating means 27 is set in advance according to the intake flow velocity V V passing through the intake valve 11 calculated by the intake flow velocity calculating means 26 at a predetermined timing while the intake valve 11 is opened. calculating a tumble flow estimated center position C T using a characteristic of the tumble flow estimated center position C T to determine uniquely Te. Details of the processing in the tumble flow center position estimating means 27 will be described later.
ここで、吸気バルブ１１を通過する吸気流速ＶＶと燃焼室５内のタンブル流動形成位置の関係を、図を用いて説明する。図３は、吸気流速が変化した時のタンブル流動形成の変化を示す説明図で、（ａ）はタンブル流動制御バルブ開度が大きく、吸気バルブ１１を通過する吸気流速が低いとき、（ｃ）はタンブル流動制御バルブ開度が小さく、吸気流速が高いとき、（ｂ）はタンブル流動制御バルブ開度が（ａ）と（ｃ）の開度の間であり、吸気流速が（ａ）と（ｃ）の間となるとき、のシリンダ２内のタンブル流動の主流を夫々図示している。 Here, the relationship between the intake flow velocity V V passing through the intake valve 11 and the tumble flow forming position in the combustion chamber 5 will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is an explanatory diagram showing changes in tumble flow formation when the intake air flow rate changes. FIG. 3 (a) shows a case where the tumble flow control valve opening is large and the intake flow rate passing through the intake valve 11 is low. When the tumble flow control valve opening is small and the intake flow velocity is high, (b) is the tumble flow control valve opening between the openings (a) and (c), and the intake flow velocity is (a) and ( The main flow of the tumble flow in the cylinder 2 is shown when c).
図３の（ａ）に於いて、吸気流速ＶＶが小さいときには、ピストン３頂面近傍のタンブル流動の主流Ａは、シリンダ２の上部へ向かうようにキャビティ４によって流動が案内されている。従って、形成されるタンブル流動の中心位置ＣＴは、キャビティ４の中心位置とほぼ同じ位置となる。 In FIG. 3A, when the intake flow velocity V V is small, the main flow A of the tumble flow near the top surface of the piston 3 is guided by the cavity 4 so as to go to the upper part of the cylinder 2. Accordingly, the center position C T of the tumble flow that is formed is almost the same position as the central position of the cavity 4.
図３の（ｂ）では、（ａ）よりも吸気流速ＶＶが高くなっているため、吸気バルブ１１を通過した後、タンブル流動の主流Ａは、排気バルブ１２の近傍、シリンダ２の排気側壁面、ピストン３頂面の傾斜を通過し、キャビティ４に沿うことなくシリンダ２の上部へ向かう流動を形成する。そのため、形成されるタンブル流動の中心位置ＣＴは、キャビティ４の中心位置ＣＣから図の右横方向、即ち排気側方向にずれる。 In FIG. 3B, since the intake flow velocity V V is higher than that in FIG. 3A, the main flow A of the tumble flow after passing through the intake valve 11 is in the vicinity of the exhaust valve 12 and on the exhaust side of the cylinder 2. It passes through the inclination of the wall surface and the top surface of the piston 3 and forms a flow toward the upper portion of the cylinder 2 without being along the cavity 4. Therefore, the center position C T of the tumble flow is formed, the right side direction in FIG from the center position C C of the cavity 4, i.e. shifted to the exhaust side direction.
又、図３の（ｃ）では、（ｂ）よりもさらに吸気流速ＶＶが高くなっていることから、タンブル流動の主流Ａは、（ｂ）と同様にキャビティ４に沿わず、（ｂ）よりもさらに吸気側のシリンダ２の上部へと向かう流動を形成する。そのため、形成されるタンブル流動Ｃの中心位置ＣＴは、キャビティ４の中心位置ＣＣから排気側へずれるが、（ｂ）に於けるタンブル流動Ａの中心位置ＣＴよりはキャビティ４の中心側に近づく。図３の（ａ）、（ｂ）に於けるＣｄは、キャビティ４の中心位置ＣＣからのタンブル流動Ｃの中心位置ＣＴのずれ（以下、タンブル流動中心ずれと称する）を示す。 In FIG. 3C, since the intake flow velocity V V is higher than that in FIG. 3B, the main flow A of the tumble flow does not follow the cavity 4 as in FIG. Further, a flow toward the upper part of the cylinder 2 on the intake side is formed. Therefore, the center position C T of the tumble flow C formed is deviated from the center position C C of the cavity 4 to the exhaust side, the center side of the cavity 4 from the central position C T of at tumble flow A in (b) Get closer to. (A), in C d in (b) of FIG. 3 shows the deviation of the center position C T of the tumble flow C from the center position C C of the cavity 4 (hereinafter, referred to as tumble flow center shift).
図１に示すタンブル流動中心位置推定手段２７には、図３に示す現象に基づいて、吸気流速ＶＶに応じたタンブル流動推定中心位置ＣＴの特性が予め記憶されている。そして、入力される吸気流速ＶＶに対応するタンブル流動推定中心位置ＣＴを読み出して出力する。 The tumble flow center position estimation means 27 shown in FIG. 1, based on the phenomenon shown in FIG. 3, the characteristics of the tumble flow estimated center position C T corresponding to the inspiratory flow rate V V are stored in advance. Then, read the tumble flow estimated center position C T corresponding to the intake flow velocity V V input and output.
次に、中心位置補正手段２８は、後述する筒内流動変化補正手段３０に於いて補正を行う基本点火時期ＳＡｂから、予め設定されたクランク角に応じて一意に決定する中心位置補正量ＣＨの特性を用いて演算される中心位置補正量ＣＨをタンブル流動中心位置推定手段２７から出力されたタンブル流動中心位置ＣＴに乗算することにより補正してタンブル流動中心位置ＣＴを更新する。中心位置補正手段２８に於ける処理の詳細については後述する。 Next, the center position correction means 28 determines a center position correction amount C that is uniquely determined according to a preset crank angle from a basic ignition timing SA b that is corrected in a cylinder flow change correction means 30 described later. update tumble flow center position C T is corrected by multiplying the center position correction amount C H that is calculated in the tumble flow center position C T output from the tumble flow center position estimation means 27 using the characteristics of the H . Details of the processing in the center position correcting means 28 will be described later.
筒内流動判定手段２９は、タンブル流動中心位置推定手段２７から出力されたタンブル流動推定中心位置ＣＴと予め設定してあるキャビティ中心位置ＣＣとの差に基づいて演算し、その差が予め設定してある判定値ＣｄＴよりも大きい場合には、キャビティ４に沿わないタンブル流動を形成すると判定されて、後述する筒内流動変化補正手段３０による制御を実行する。筒内流動判定手段２９に於ける処理の詳細については後述する。 Cylinder flow determining means 29 calculates based on the difference between the cavity center position C C that is set in advance as the tumble flow estimated center position C T output from the tumble flow center position estimation means 27, the difference is pre When it is larger than the set determination value CdT, it is determined that a tumble flow that does not follow the cavity 4 is formed, and control by the in-cylinder flow change correcting means 30 described later is executed. Details of the processing in the in-cylinder flow determination means 29 will be described later.
筒内流動変化補正手段３０は、タンブル流動推定中心位置ＣＴに応じた値をエンジン回転数ＮＥとブースト圧Ｐｂとに基づいて演算される基本点火時期ＳＡｂから減算して補正を施す。筒内流動変化補正手段３０に於ける処理の詳細については後述する。 Cylinder flow change correction unit 30 performs a correction by subtracting from the basic ignition timing SA b, which is calculated on the basis of a value corresponding to the tumble flow estimated center position C T on the engine speed NE and the boost pressure Pb. Details of the processing in the in-cylinder flow change correction means 30 will be described later.
次に、前述のように構成されたこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置に於いて、タンブル流動が制御され、吸気流速を演算し、タンブル流動中心位置を推定し、タンブル流動推定中心位置を補正し、点火時期を補正する一連の動作について説明する。 Next, in the control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention configured as described above, the tumble flow is controlled, the intake air flow velocity is calculated, the tumble flow center position is estimated, and the tumble flow is calculated. A series of operations for correcting the estimated center position and correcting the ignition timing will be described.
先ず、タンブル流動が制御され、吸気流速を演算する動作について説明する。図４は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置に於けるＥＣＵのタンブル流動制御手段、及び吸気流速演算手段の動作を示すフローチャートである。尚、このフローチャートによる動作は、ＥＣＵ２４に於いてメインルーチンが所定時間周期で実行される中でサブルーチンとして実行される。又、この実施の形態１に於いては、所定時間周期のメインルーチン内のサブルーチンとして実行されるが、所定クランク角度毎に割り込んで実行される割り込みルーチン内のサブルーチンとして実行されても良い。 First, the operation of controlling the tumble flow and calculating the intake air flow velocity will be described. FIG. 4 is a flowchart showing operations of the tumble flow control means and the intake air flow rate calculation means of the ECU in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. The operation according to this flowchart is executed as a subroutine while the main routine is executed at a predetermined time period in the ECU 24. In the first embodiment, it is executed as a subroutine in a main routine having a predetermined time period. However, it may be executed as a subroutine in an interrupt routine executed by interruption every predetermined crank angle.
図４に於いて、先ず、ステップＳ１０１に於いて、タンブル流動制御条件が成立しているか否かを判定する。タンブル流動制御条件は、例えばエンジン回転数ＮＥが予め設定された所定値以下であり、スロットル開度が予め設定された所定値以下であり、且つ水温ＴＷが予め設定された所定値以下である場合に条件が成立するものである。 In FIG. 4, first, in step S101, it is determined whether or not a tumble flow control condition is satisfied. The tumble flow control condition is, for example, when the engine speed NE is equal to or lower than a predetermined value, the throttle opening is equal to or lower than a predetermined value, and the water temperature TW is equal to or lower than a predetermined value. The condition is satisfied.
ステップＳ１０１に於いてタンブル流動制御条件が成立していないと判定された場合（Ｎ）、ステップＳ１０２に進んで初期化処理が実行される。ステップＳ１０２での初期化処理は、吸気流速ＶＶ、タンブル流動推定中心位置ＣＴ、中心位置補正量ＣＨ、キャビティ４の中心位置ＣＣからのタンブル流動の中心位置ＣＴのずれであるタンブル流動中心ずれＣｄに、夫々「０」を入力することによる行われる。ステップＳ１０２の初期化処理が終了すると、そのまま何もせずにリターンしてメインルーチンに戻る。 When it is determined in step S101 that the tumble flow control condition is not satisfied (N), the process proceeds to step S102 and the initialization process is executed. The initialization process in step S102 is a tumble that is a deviation of the intake flow velocity V V , the estimated tumble flow center position C T , the center position correction amount C H , and the center position C T of the tumble flow from the center position C C of the cavity 4. This is performed by inputting “0” in each of the flow center deviations C d . When the initialization process in step S102 ends, the process returns to the main routine without doing anything.
次に、ステップＳ１０１に於いて、タンブル流動制御条件が成立していると判定された場合（Ｙ）、ステップＳ１０３に進んでタンブル流動制御が実行される。ステップＳ１０３によるタンブル流動制御は、タンブル流動を形成しタンブル流動の強さを制御するものであり、例えば次に示す式（１）により、エンジン回転数ＮＥとブースト圧Ｐｂの値により予め設定されたマップを参照して更新されるタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶに応じて、タンブル流動制御バルブ１８を開閉制御することにより行なわれる。
ＴＣＶ＝ｍａｐ（ＮＥ，Ｐｂ）・・・・・・・・・・・・・・・・・式（１）
このステップＳ１０３が、タンブル流動制御手段２５に相当する。
Next, when it is determined in step S101 that the tumble flow control condition is satisfied (Y), the process proceeds to step S103 and the tumble flow control is executed. The tumble flow control in step S103 is to control the strength of the tumble flow by forming the tumble flow. For example, the tumble flow control is preset by the values of the engine speed NE and the boost pressure Pb according to the following equation (1). This is performed by controlling the opening and closing of the tumble flow control valve 18 in accordance with the tumble flow control valve opening TCV updated with reference to the map.
TCV = map (NE, Pb) ... Formula (1)
This step S103 corresponds to the tumble flow control means 25.
ここで、この実施の形態１に於いては、エンジン運転状態に応じてタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶを変化させることのみでタンブル流動の強さを制御しているが、これに限ったものではない。即ち、タンブル流動制御バルブ１８が開弁している間、例えばエンジン回転数、吸気バルブ１１の位相（開弁タイミング）、及び吸気バルブ１１の最大リフト量の変化によってもタンブル流動の強さが変化することから、タンブル流動の制御は、エンジン回転数ＮＥ、後述する吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴ、及び後述する吸気バルブリフト量ＩＮＴＬのうちの少なくとも何れか一つと、タンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶとを組み合わせて、タンブル流動を制御するようにしても良い。 Here, in the first embodiment, the strength of the tumble flow is controlled only by changing the tumble flow control valve opening TCV according to the engine operating state. However, the present invention is not limited to this. Absent. That is, while the tumble flow control valve 18 is open, the strength of the tumble flow also changes depending on, for example, changes in the engine speed, the phase of the intake valve 11 (valve opening timing), and the maximum lift amount of the intake valve 11. Therefore, the control of the tumble flow is performed by controlling at least one of the engine speed NE, an intake valve opening timing INT T described later, and an intake valve lift amount INT L described later, and the tumble flow control valve opening TCV. May be combined to control the tumble flow.
次に、ステップＳ１０４に於いて、吸気バルブ１１が開弁中であるか閉弁中であるかを判定する。例えば、後述する吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴ、及び後述する吸気バルブリフト量のプロフィールより、吸気バルブ１１が開弁するクランク角及び閉弁するクランク角を演算し、現在のクランク角が、吸気バルブ１１が開弁するクランク角以降であり且つ閉弁するクランク角よりも前であれば吸気バルブが開弁中であると判定する。 Next, in step S104, it is determined whether the intake valve 11 is open or closed. For example, a crank angle at which the intake valve 11 opens and a crank angle at which the intake valve 11 opens are calculated from an intake valve opening timing INT T described later and an intake valve lift amount profile described later. If 11 is after the crank angle at which the valve is opened and before the crank angle at which the valve is closed, it is determined that the intake valve is being opened.
ステップＳ１０４に於ける判定の結果、吸気バルブ１１が閉弁中であれば（Ｎ）、そのまま何もせずにリターンしてメインルーチンに戻る。ステップＳ１０４に於いて、吸気バルブ１１が開弁中であると判定すれば（Ｙ）、吸気バルブ１１に於いて空気が通過しているため、ステップＳ１０５に於いて吸気バルブ１１を通過する流速を表す吸気流速ＶＶを演算する。 If the result of determination in step S104 is that the intake valve 11 is closed (N), the routine returns without doing anything and returns to the main routine. If it is determined in step S104 that the intake valve 11 is open (Y), air passes through the intake valve 11, so that the flow velocity that passes through the intake valve 11 is determined in step S105. The intake air flow velocity V V is calculated.
吸気流速ＶＶは、次に示す式（２）により、タンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶ、吸入空気量Ｑａ、吸気バルブリフト量ＩＮＴＬ、及び吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴより予め設定されたマップを参照した値、及び予め設定してある重み付け係数ＫＶを乗算して演算される。
ＶＶ＝ＴＣＶ×Ｑａ×ｍａｐ（ＩＮＴＬ，ＩＮＴＴ）×ＫＶ・・・・・式（２）
このステップＳ１０５が、吸気流速演算手段２６に相当する。
The intake flow velocity V V is a map set in advance from the tumble flow control valve opening TCV, the intake air amount Qa, the intake valve lift amount INT L , and the intake valve opening timing INT T according to the following equation (2). reference value, and are multiplied to calculating the weighting factor K V which is set in advance.
V V = TCV × Qa × map (INT L , INT T ) × K V (2)
This step S105 corresponds to the intake air flow rate calculating means 26.
ここで、吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴは、吸気バルブ１１の開弁動作の位相を制御するパラメータであり、例えばエンジン回転数ＮＥとブースト圧Ｐｂからマップを参照して更新され、吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴに応じて吸気カム１３の位相を変化させて制御される。又、吸気バルブリフト量ＩＮＴＬは、例えば予め記憶している吸気バルブリフト量のプロフィール（マップ）に対して吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴを与え、現在のクランク角に於ける吸気バルブリフト量を参照するようにして演算される。但し、吸気バルブリフト量ＩＮＴＬの演算方法はこれに限ったものではなく、吸気バルブ１１の開口面積を演算して吸気バルブリフト量を演算することや、吸気バルブ１１に取り付けて吸気バルブ１１のリフト量を検出するセンサの出力値により演算すること等でも求めることができる。 Here, the intake valve opening timing INT T is a parameter for controlling the phase of the valve opening operation of the intake valve 11, and is updated with reference to the map from the engine speed NE and the boost pressure Pb, for example, and the intake valve opening timing It is controlled by changing the phase of the intake cam 13 in accordance with the timing INT T. The intake valve lift amount INT L is, for example, given an intake valve opening timing INT T with respect to a previously stored profile (map) of the intake valve lift amount, and the intake valve lift amount at the current crank angle is calculated. Calculated as referenced. However, the calculation method of the intake valve lift amount INT L is not limited to this, and the intake valve lift amount can be calculated by calculating the opening area of the intake valve 11, or the intake valve lift amount INT L can be attached to the intake valve 11. It can also be obtained by calculating from the output value of the sensor that detects the lift amount.
又、吸入空気量Ｑａは、次に示す式（３）により、エンジン回転数ＮＥとブースト圧Ｐｂを乗算することによって演算される。
Ｑａ＝ＮＥ×Ｐｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（３）
このステップＳ１０５が、吸気流速演算手段２６に相当する。
The intake air amount Qa is calculated by multiplying the engine speed NE and the boost pressure Pb by the following equation (3).
Qa = NE x Pb ....................................... (3)
This step S105 corresponds to the intake air flow rate calculating means 26.
尚、吸入空気量Ｑａは式（３）のように演算されるものに限らず、例えば吸気マニホールド９を通過する空気量を検出するセンサの出力値を用いて演算しても良い。 Note that the intake air amount Qa is not limited to the one calculated as in Expression (3), and may be calculated using, for example, an output value of a sensor that detects the amount of air passing through the intake manifold 9.
又、この実施の形態１に於いては、タンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶ、吸気バルブリフト量ＩＮＴＬ、吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴ、及びエンジン回転数ＮＥに基づいて吸気流速ＶＶを演算しているが、これに限ったものではない。即ち、吸気バルブ１１の近傍に設置してその領域を通過する流速を検出するセンサの出力値や、吸気バルブ１１を通過する前後の圧力差等によって、吸気流速ＶＶが得られるようにしても良い。 In the first embodiment, the intake flow velocity V V is calculated based on the tumble flow control valve opening TCV, the intake valve lift amount INT L , the intake valve opening timing INT T , and the engine speed NE. However, it is not limited to this. In other words, the intake flow velocity V V may be obtained based on the output value of a sensor that is installed in the vicinity of the intake valve 11 and detects the flow velocity passing through that region, the pressure difference before and after passing through the intake valve 11, and the like. good.
次にステップＳ１０６に於いて、タンブル流動中心位置推定ルーチンを実行する。図５は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵのタンブル流動中心位置推定手段、中心位置補正手段、筒内流動判定手段、筒内流動変化補正手段の動作を示すフローチャートであって、図４に於けるステップＳ１０６の処理内容の詳細である。次に、図５に示すフローチャートを参照しながら、タンブル流動中心位置を推定し、タンブル流動推定中心位置を補正し、点火時期を補正する動作について説明する。 Next, in step S106, a tumble flow center position estimation routine is executed. FIG. 5 is a flowchart showing the operations of the tumble flow center position estimating means, the center position correcting means, the in-cylinder flow determining means, and the in-cylinder flow change correcting means of the ECU of the control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. The details of the processing in step S106 in FIG. Next, an operation for estimating the tumble flow center position, correcting the tumble flow center position, and correcting the ignition timing will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
図５に於いて、先ず、ステップＳ２０１に於いて、現在のクランク角が、後述するタンブル流動推定中心位置ＣＴを演算するための予め設定された所定のタイミングとなるクランク角であるかどうかを判定する。この実施の形態１に於いては、予め設定された所定のタイミングは、吸気バルブ１１のリフト量が最大（ピーク）となるタイミング（バルブ開口面積が最大となるタイミング）としており、予め設定された所定のタイミングとなるクランク角は、予め記憶している吸気バルブリフト量のプロフィール（マップ）に対して吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴを与えることで、吸気バルブリフト量が最大値となるクランク角として求められる。 In FIG. 5, first, in step S201, whether the current crank angle is the crank angle becomes a preset predetermined timing for calculating the tumble flow estimated center position C T to be described later judge. In the first embodiment, the predetermined timing set in advance is a timing at which the lift amount of the intake valve 11 is maximized (peak) (timing at which the valve opening area is maximized), and is set in advance. The crank angle at the predetermined timing is determined as a crank angle at which the intake valve lift amount becomes the maximum value by giving the intake valve opening timing INT T to the profile (map) of the intake valve lift amount stored in advance. Desired.
ここで、この実施の形態１に於いては、予め設定された所定のタイミングを吸気バルブ１１のリフト量が最大となるタイミングとしているが、これに限ったものではなく、例えば吸気バルブ１１の開弁途中における吸気流速が最大となる近傍のタイミングとしても良い。吸気流速が最大となる吸気バルブのリフト量を予め記憶しておくことで、吸気流速が最大となる吸気バルブのリフト量、予め記憶している吸気バルブリフト量のプロフィール（マップ）、及び吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴから、予め設定された所定のタイミングとなるクランク角を検出できる。但し、吸気バルブ１１が早開けや遅閉じなどに制御されている場合に発生するシリンダ２から吸気マニホールド９へ空気が戻る吹き戻し（吸気流速ＶＶが負の値）の期間や、吸気流速ＶＶが急速に増減しているタイミング等は予め設定される所定のタイミングとしない。 Here, in the first embodiment, the predetermined timing set in advance is the timing at which the lift amount of the intake valve 11 is maximized. However, the present invention is not limited to this. For example, the opening of the intake valve 11 is not limited. It is good also as the timing of the vicinity where the intake flow velocity in the middle of a valve becomes the maximum. By storing in advance the lift amount of the intake valve that maximizes the intake flow velocity, the lift amount of the intake valve that maximizes the intake flow velocity, the profile (map) of the intake valve lift amount that is stored in advance, and the intake valve From the valve opening timing INT T , a crank angle at a predetermined timing set in advance can be detected. However, when the intake valve 11 is controlled to be opened early or delayed, air is returned from the cylinder 2 to the intake manifold 9 (air intake flow velocity VV is a negative value), the intake flow velocity V The timing at which V increases or decreases rapidly is not a predetermined timing set in advance.
ステップＳ２０１に於ける判定の結果、吸気バルブ１１のリフト量が最大となるタイミングでない場合（Ｎ）には、そのまま何もせずリターンしてメインルーチンとしての図４に示すタンブル流動制御ルーチンに戻る。一方、ステップＳ２０１に於ける判定の結果、吸気バルブ１１のリフト量が最大となるタイミングである場合（Ｙ）には、ステップＳ２０２に進み、タンブル流動推定中心位置ＣＴを演算する。 If the result of determination in step S201 is that it is not the timing at which the lift amount of the intake valve 11 is maximized (N), the routine returns without doing anything and returns to the tumble flow control routine shown in FIG. 4 as the main routine. On the other hand, the result of in the determination in step S201, in case the lift amount of the intake valve 11 is a timing having the maximum (Y), the process proceeds to step S202, calculates the tumble flow estimated center position C T.
図６は、この発明の実施の形態１及び後述する実施の形態２に係る内燃機関の制御装置に於ける吸気流速とタンブル流動推定中心位置の特性を示すマップである。ステップＳ２０２にて演算するタンブル流動推定中心位置ＣＴは、前述の図３に示した現象に基づいて予め設定された図６に示すような吸気流速ＶＶに応じたタンブル流動推定中心位置特性マップを参照して、次に示す式（４）により演算される。
ＣＴ＝ｍａｐ（ＶＶ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（４）
このステップＳ２０２が、タンブル流動中心位置推定手段２７に相当する。
FIG. 6 is a map showing the characteristics of the intake air flow velocity and the estimated tumble flow center position in the control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention and Embodiment 2 described later. Tumble flow estimated center position C T for calculating at step S202, tumble flow estimated center position characteristic map corresponding to the inspiratory flow rate V V as shown in FIG. 6, which is set in advance based on the phenomenon shown in FIG. 3 described above Referring to FIG. 4, the calculation is performed by the following equation (4).
C T = map (V V ) ....................................... (4)
This step S202 corresponds to the tumble flow center position estimating means 27.
図６に示すマップは、吸気流速ＶＶが低い場合にはタンブル流動の中心位置ＣＴはキャビティ中心位置ＣＣと同じ値となるが、吸気流速ＶＶが高くなるとタンブル流動の中心位置ＣＴは排気側に移動し、更に吸気流速ＶＶが高くなるとタンブル流動の中心位置ＣＴは除々にキャビティ中心位置ＣＣの方向に移動する特性となっている。図７は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置に於けるタンブル流動推定中心位置、キャビティ中心位置、及びタンブル流動中心ずれの関係を示す説明図である。図７に示すように、タンブル流動推定中心位置ＣＴ及びキャビティ中心位置ＣＣは、シリンダ２に対する横方向の位置を表している。尚、キャビティ中心位置ＣＣは、同一キャビティ形状である限り固定の値である。 Map shown in FIG. 6, the intake flow rate center position C T of the tumble flow when V V is low but the same value as the cavity center position C C, the intake flow velocity V V becomes higher when the central position C T of the tumble flow moves to the exhaust side, and further the intake flow velocity V V becomes higher center position C T of the tumble flow becomes characteristic moves in the direction of the cavity center position C C gradually. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the tumble flow estimated center position, the cavity center position, and the tumble flow center shift in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the tumble flow estimated center position C T and the cavity center position C C represents the lateral position relative to the cylinder 2. Incidentally, the cavity center position C C is the value of fixed as long as the same cavity shape.
次に、図５のステップＳ２０３に於いて、中心位置補正量ＣＨを演算する。中心位置補正量ＣＨは、ステップＳ２０２で演算されたタンブル流動推定中心位置ＣＴを補正して更新するものである。即ち、後述する筒内流動変化補正手段３０に於いてタンブル流動推定中心位置ＣＴに応じて補正する点火時期は、吸気バルブが閉弁している間に実行される点火制御のパラメータであることから、吸気バルブ１１が開弁している間にタンブル流動中心位置が若干移動することを鑑みて、タンブル流動推定中心位置ＣＴを補正して更新する。 Next, in step S203 of FIG. 5, a center position correction amount CH is calculated. Center position correction amount C H is for update by correcting the tumble flow estimated center position C T calculated in step S202. That is, it is the ignition timing is corrected in accordance with the tumble flow estimated center position C T, which is a parameter of ignition control to be executed while the intake valve is closed at the in-cylinder flow change correction unit 30 described later from the tumble flow center position in view of the moving slightly, and updates to correct the tumble flow estimated center position C T while the intake valve 11 is open.
ここで、吸気バルブ１１が閉弁している間のタンブル流動の中心位置について説明する。吸気行程の終了時（吸気バルブ１１が閉弁される近傍のタイミング）にはピストン３は下死点ＢＤＣ（Bottom Dead Center）となっており、次の圧縮行程に於いてピストン３は上死点ＴＤＣ（Top Dead Center）へと移動する。その間、燃焼室５の容積は減少し、吸気バルブ１１の開弁時に形成されたタンブル流動はピストン３に押し潰される。ここで、排気側に位置してキャビティ４に沿わないタンブル流動が押し潰されると、タンブル流動の中心位置はより排気側へ移動する傾向がある。又、圧縮行程が終了し、燃焼行程でピストン３がＴＤＣからＢＤＣへ移動する間、燃焼室５の容積は増加し、排気側に位置してキャビティ４に沿わないタンブル流動はピストン３による押し潰しから開放されて、タンブル流動の中心位置はキャビティ４の中心位置へ向けて移動する傾向がある。 Here, the center position of the tumble flow while the intake valve 11 is closed will be described. At the end of the intake stroke (timing in the vicinity of when the intake valve 11 is closed), the piston 3 is at the bottom dead center (BDC), and the piston 3 is at the top dead center in the next compression stroke. Move to TDC (Top Dead Center). Meanwhile, the volume of the combustion chamber 5 decreases, and the tumble flow formed when the intake valve 11 is opened is crushed by the piston 3. Here, when the tumble flow that is located on the exhaust side and does not follow the cavity 4 is crushed, the center position of the tumble flow tends to move to the exhaust side. Further, while the compression stroke is completed and the piston 3 moves from TDC to BDC in the combustion stroke, the volume of the combustion chamber 5 increases, and the tumble flow that does not follow the cavity 4 located on the exhaust side is crushed by the piston 3. The center position of the tumble flow tends to move toward the center position of the cavity 4.
このことを鑑みて、タンブル流動推定中心位置ＣＴを補正して更新する。即ち、次に示す式（５）のように基本点火時期ＳＡｂから予め設定された特性マップを用いて中心位置補正量ＣＨを演算し、中心位置補正量ＣＨを補正前のタンブル流動推定中心位置ＣＴに乗算してタンブル流動推定中心位置ＣＴを更新する。図８は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置に於けるクランク角と中心位置補正量の特性を示すマップである。
ＣＨ＝ｍａｐ（ＳＡｂ）・・・・・・・・・・・・・・・式（５）
ＣＴ←ＣＴ×ＣＨ
このステップＳ２０３が中心位置補正手段２８に相当する。
In view of this, updating and correcting the tumble flow estimated center position C T. That is, calculates the center position correction amount C H with following preset characteristic map from the basic ignition timing SAb by the equation (5), the center position correction amount C H before the correction tumble flow estimated center by multiplying the position C T updates the tumble flow estimated center position C T. FIG. 8 is a map showing the characteristics of the crank angle and the center position correction amount in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
C H = map (SA b ) Equation (5)
C T ← C T × C H
This step S203 corresponds to the center position correcting means 28.
尚、この実施の形態１では、中心位置補正量ＣＨをタンブル流動中心位置ＣＴに乗算して補正しているが、これに限ったものではなく、中心位置補正量ＣＨをタンブル流動中心位置ＣＴに加算して補正するようにしても良い。 In the first embodiment, although the center position correction amount C H is corrected by multiplying the tumble flow center position C T, not limited thereto, tumble flow around the center position correction amount C H and added to the position C T may be corrected.
次に、ステップＳ２０４に於いて、次に示す式（６）により、ステップＳ２０３により補正されて更新されたタンブル流動中心位置ＣＴからキャビティ中心位置ＣＣを減算してタンブル流動中心ずれＣｄを演算する。
Ｃｄ＝ＣＴ−ＣＣ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（６）
ここで、タンブル流動中心ずれＣｄは、図７に示すように、タンブル流動中心位置ＣＴがキャビティ中心位置ＣＣに対してどれだけシリンダ２の横方向へ移動しているかを表している。タンブル流動中心ずれＣｄが正の値であれば、キャビティ中心位置ＣＣよりも排気側へタンブル流動の中心位置が移動していることを示し、負の値であればキャビティ中心位置ＣＣよりも吸気側へタンブル流動の中心位置が移動していることを示す。
Next, in step S204, the following equation (6), a tumble flow center displacement C d from the tumble flow center position C T, which is updated by the correction by subtracting the cavity center position C C in step S203 Calculate.
C d = C T −C C (6)
Here, tumble flow decentration C d, as shown in FIG. 7, the tumble flow center position C T represents the one moving in the lateral direction by the cylinder 2 Any relative cavity center position C C. If tumble flow center displacement C d is a positive value indicates that the center position of the tumble flow to the exhaust side of the cavity center position C C is moving from the cavity center position C C if a negative value Also indicates that the center position of the tumble flow has moved to the intake side.
更に、図５のステップＳ２０５に於いて、タンブル流動中心ずれＣｄが予め設定された判定値ＣｄＴ以上であるか否かを判定する。判定値ＣｄＴは、キャビティ４に沿わないタンブル流動となるときのタンブル流動中心位置として予め設定されている。 Further determines in step S205 in FIG. 5, whether tumble flow center displacement C d is preset determination value C dT above. The determination value C dT is set in advance as a tumble flow center position when the tumble flow does not follow the cavity 4.
ステップＳ２０５に於いて、タンブル流動中心ずれＣｄが判定値ＣｄＴ以上でないと判定された場合（Ｎ）には、そのまま何もせずに図４に示すタンブル流動制御ルーチンであるメインルーチンに戻る。ステップＳ２０５に於いて、タンブル流動中心ずれＣｄが判定値ＣｄＴ以上であると判定された場合（Ｙ）には、ステップＳ２０６に進み、点火時期の補正を行う。
これらステップＳ２０４及びステップＳ２０５が、筒内流動判定手段２９に相当する。
In step S205, in a case where a tumble flow center displacement C d is determined not the determination value C dT or (N), the program returns to the main routine is tumble flow control routine shown in FIG. 4 as it is without doing anything. If it is determined in step S205 that the tumble flow center shift Cd is equal to or greater than the determination value CdT (Y), the process proceeds to step S206, and the ignition timing is corrected.
These steps S204 and S205 correspond to the in-cylinder flow determination means 29.
ステップＳ２０６に於いて、タンブル流動中心位置ＣＴに応じて基本点火時期ＳＡｂを補正して点火時期ＳＡを演算する。点火時期ＳＡは、次に示す式（７）により、タンブル流動中心位置ＣＴが大きい程（排気側に位置している程）進角するように補正される。
ＳＡ＝ＳＡｂ−ＣＴ×ＫＩＧＮ・・・・・・・・・式（７）
尚、ＫＩＧＮは、点火時期補正用重み付け係数であり、タンブル流動中心位置ＣＴの変化量に対する点火時期変化量として「０」よりも大きい値が予め設定されている。
このステップＳ２０６が筒内流動変化補正手段３０に相当する。
In step S206, by correcting the basic ignition timing SA b calculates the ignition timing SA in accordance with the tumble flow center position C T. The ignition timing SA is the following equation (7), is corrected so as to advance (enough located on the exhaust side) of the larger tumble flow center position C T.
SA = SA b −C T × K IGN ... Equation (7)
Incidentally, K IGN is the ignition timing correction weighting coefficient, a value greater than "0" is set in advance as an ignition timing change amount with respect to the amount of change in the tumble flow center position C T.
This step S206 corresponds to the in-cylinder flow change correcting means 30.
ここで、タンブル流動中心位置が移動した際の点火時期の補正方向について説明する。一般にエアガイド式の燃料噴射手法で、且つ成層燃焼モードでは、圧縮行程で噴射される燃料を点火プラグ１６の近傍にのみ拡散させて成層混合気を形成し、成層混合気が点火プラグ１６の近傍に位置したときに点火を行うよう、燃料制御及び点火制御を行う必要がある。 Here, the correction direction of the ignition timing when the tumble flow center position moves will be described. In general, in the stratified combustion mode using the air guide type fuel injection method, the fuel injected in the compression stroke is diffused only in the vicinity of the spark plug 16 to form a stratified mixture, and the stratified mixture is in the vicinity of the spark plug 16. It is necessary to perform fuel control and ignition control so that ignition is performed when the engine is positioned at the position.
タンブル流動の中心位置がキャビティ４の中心位置に一致する場合、圧縮行程で噴射される燃料噴霧は、タンブル流動のキャビティ４からシリンダ２上部への流動と正面衝突することで流動の勢いが低下し、除々に点火プラグ１６の近傍に拡散して成層混合気が形成される。 When the center position of the tumble flow coincides with the center position of the cavity 4, the fuel spray injected in the compression stroke has a frontal collision with the flow of the tumble flow from the cavity 4 to the upper part of the cylinder 2, thereby reducing the flow momentum. Then, it gradually diffuses in the vicinity of the spark plug 16 to form a stratified mixture.
一方、タンブル流動の中心位置がキャビティ４の中心位置よりも排気側にずれている場合、圧縮行程で噴射される燃料噴霧は、排気側に位置したタンブル流動のピストン３の傾斜からシリンダ２上部へ流れる流動と正面衝突せず、流動によって噴霧がシリンダ２上部へと撒きあがるため、点火プラグ１６の近傍に拡散して成層混合気が形成されるタイミングが早まる。従って、タンブル流動中心位置が排気側に位置する程、点火時期を進角方向に補正をする必要がある。 On the other hand, when the center position of the tumble flow is shifted to the exhaust side from the center position of the cavity 4, the fuel spray injected in the compression stroke moves from the inclination of the tumble flow piston 3 located on the exhaust side to the upper part of the cylinder 2. Since the spray does not collide with the flowing flow and sprays up to the upper part of the cylinder 2 by the flow, the timing at which the stratified mixture is formed by diffusing in the vicinity of the spark plug 16 is accelerated. Therefore, it is necessary to correct the ignition timing in the advance direction as the tumble flow center position is located on the exhaust side.
図５に於けるステップＳ２０６が終了すれば、図４に示すタンブル流動制御ルーチンであるメインルーチンに戻る。 When step S206 in FIG. 5 ends, the process returns to the main routine which is the tumble flow control routine shown in FIG.
尚、この実施の形態１では、タンブル流動推定中心位置ＣＴに応じた値を基本点火時期ＳＡｂに減算して補正を施しているが、これに限ったものではなく、タンブル流動推定中心位置ＣＴに応じた値を基本点火時期ＳＡｂに乗算して補正を施すようにしても良い。 In the first embodiment, but is subjected to correction by subtracting the basic ignition timing SA b a value corresponding to the tumble flow estimated center position C T, not limited thereto, tumble flow estimated center position a value corresponding to the C T may be subjected to correction by multiplying the basic ignition timing SA b.
又、この実施の形態１では、タンブル流動推定中心位置ＣＴに応じて点火時期を補正したが、これに限らず、燃料制御及び点火制御に関するパラメータである点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧（噴霧ペネトレーション）、及び燃料噴射方向のうちの少なくとも何れか一つを補正するようにしても良い。 Further, in the first embodiment, although the ignition timing is corrected in accordance with the tumble flow estimated center position C T, is not limited to this, the ignition timing is a parameter related to the fuel control and ignition control, fuel injection timing, fuel injection amount Further, at least one of the number of fuel injections, the fuel pressure (spray penetration), and the fuel injection direction may be corrected.
ここで、圧縮行程で噴射されている燃料制御に関する燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧、及び燃料噴射方向のうちの少なくとも何れか一つを補正する場合、タンブル流動中心位置推定手段２７、中心位置補正手段２８、筒内流動判定手段２９に於けるタンブル流動推定中心位置（燃料用）ＣＴＦ、中心位置補正量ＣＨＦ、補正後のタンブル流動推定中心位置（燃料用）ＣＴＦ、タンブル流動中心ずれＣｄＦは、夫々次に示す式（８）から式（１１）により演算され、点火時期を補正する場合のパラメータとは別に記憶する。これは、燃料が噴射されるタイミングに於けるタンブル流動中心位置と点火が実行されるタイミングに於けるタンブル流動中心位置が異なることから、点火時期とは異なったタンブル流動推定中心位置によって燃料制御を補正する必要があるからである。
ＣＴＦ＝ｍａｐ（ＶＶ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（８）
ＣＨＦ＝ｍａｐ（ＴＩＮＪｂ）・・・・・・・・・・・・・・・・式（９）
ＣＴＦ←ＣＴＦ×ＣＨＦ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（１０）
ＣｄＦ＝ＣＴＦ−ＣＣ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・式（１１）
Here, when correcting at least one of the fuel injection timing, the fuel injection amount, the number of fuel injections, the fuel pressure, and the fuel injection direction related to the fuel control injected in the compression stroke, the tumble flow center position estimating means 27, center position correction means 28, in-cylinder flow determination means 29 tumble flow estimated center position (for fuel) C TF , center position correction amount C HF , corrected tumble flow estimated center position (for fuel) C TF The tumble flow center deviation C dF is calculated by the following equations (8) to (11), and is stored separately from the parameters for correcting the ignition timing. This is because the tumble flow center position at the timing of fuel injection and the tumble flow center position at the timing of ignition are different, so that the fuel control is performed by the estimated tumble flow center position different from the ignition timing. This is because it is necessary to correct.
C TF = map (V V ) ....................................... (8)
C HF = map (TINJ b ) ........................... (9)
C TF ← C TF × C HF ····························· Equation (10)
C dF = C TF −C C ........................... (11)
更に、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧、及び燃料噴射方向のうちの少なくとも何れか一つを補正する場合に於いて、燃料噴射時期ＴＩＮＪ、燃料噴射量ＭＩＮＪ、燃料噴射回数ＮＩＮＪ、燃圧ＰＩＮＪ、及び燃料噴射方向ＤＩＮＪは、筒内流動変化補正手段３０に於いて、夫々次に示す式（１２）から式（１６）により演算される。
ＴＩＮＪ＝ＴＩＮＪｂ＋ＣＴＦ×ＫＩＮＪ ・・・・・・・・・・・式（１２）
ＭＩＮＪ＝ＭＩＮＪｂ−ＣＴＦ×ＫＩＮＪＭ ・・・・・・・・・・式（１３）
ＮＩＮＪ＝ＮＩＮＪｂ−ＣＴＦ×ＫＩＮＪＮ ・・・・・・・・・・式（１４）
ＰＩＮＪ＝ＰＩＮＪｂ−ＣＴＦ×ＫＩＮＪＰ ・・・・・・・・・・式（１５）
ＤＩＮＪ＝ＤＩＮＪｂ−ＣＴＦ×ＫＩＮＪＤ ・・・・・・・・・・式（１６）
ここで、ＴＩＮＪｂ、ＭＩＮＪｂ、ＮＩＮＪｂ、ＰＩＮＪｂ、ＤＩＮＪｂは、夫々、エンジン回転数やブースト圧等のエンジン運転状態から得られる基本値であり、ＫＩＮＪ、ＫＩＮＪＭ、ＫＩＮＪＮ、ＫＩＮＪＰ、ＫＩＮＪＤは、夫々のパラメータに対する重み付け係数である。
Further, when correcting at least one of the fuel injection timing, the fuel injection amount, the fuel injection frequency, the fuel pressure, and the fuel injection direction, the fuel injection timing TINJ, the fuel injection amount MINJ, and the fuel injection frequency NINJ The fuel pressure PINJ and the fuel injection direction DINJ are calculated by the in-cylinder flow change correcting means 30 from the following equations (12) to (16), respectively.
TINJ = TINJ b + C TF × K INJ ······································· (12)
MINJ = MINJ b −C TF × K INJM Expression (13)
NINJ = NINJ b −C TF × K INJN (14)
PINJ = PINJ b −C TF × K INJP Equation (15)
DINJ = DINJ b −C TF × K INJD (16)
Here, TINJ b , MINJ b , NINJ b , PINJ b , and DINJ b are basic values obtained from engine operating conditions such as engine speed and boost pressure, respectively. K INJ , K INJM , K INJN , K INJP and K INJD are weighting coefficients for the respective parameters.
式（１２）から式（１６）に於いて、タンブル流動推定中心位置（燃料用）ＣＴＦが大きくなる（排気側に位置している）程、燃料噴射時期は遅角側に、燃料噴射量は減少側に、燃料噴射回数は減少側に、燃圧は減少側に、燃料噴射方向は下方向に、夫々補正されることとなる。 In the equations (12) to (16), the fuel injection timing is more retarded as the tumble flow estimation center position (for fuel) CTF becomes larger (positioned on the exhaust side). Will be corrected to the decreasing side, the number of fuel injections to the decreasing side, the fuel pressure to the decreasing side, and the fuel injection direction to the downward direction.
以上説明したこの発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置に於いて、タンブル流動制御時に吸気流速を演算し、吸気流速に応じたタンブル流動中心位置を推定し、タンブル流動推定中心位置に基づいて点火時期を補正するように実行した実施例を図９のタイミングチャートを用いて説明する。図９は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置に於けるタンブル流動が制御されたときのタンブル流動推定中心位置及び推定中心位置に応じた点火時期補正の挙動を示すタイミングチャート図であり、（ａ）は吸気バルブリフト量、（ｂ）はタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶ、（ｃ）は吸気流速Ｖｖ、（ｄ）はタンブル流動推定中心位置ＣＴ、（ｅ）はタンブル流動中心ずれ、（ｆ）は点火時期ＳＡ、を夫々示している。尚、図９は、その説明を簡略化するために、一つのシリンダ２、即ち単気筒で動作している場合を示している。 In the control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention described above, the intake flow velocity is calculated during tumble flow control, the tumble flow center position corresponding to the intake flow velocity is estimated, and the tumble flow estimated center position is set. An embodiment executed to correct the ignition timing based on the timing chart will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 9 is a timing chart showing the tumble flow estimated center position and the ignition timing correction behavior according to the estimated center position when the tumble flow is controlled in the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. (A) is the intake valve lift amount, (b) is the tumble flow control valve opening TCV, (c) is the intake flow velocity V v , (d) is the estimated tumble flow center position C T , (e) is The tumble flow center shift, (f) shows the ignition timing SA, respectively. FIG. 9 shows a case where the operation is performed by one cylinder 2, that is, a single cylinder, in order to simplify the description.
図９に於いて、先ず、最初の時点に於いてはタンブル流動制御が成立していなく、（ｂ）のタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶが最大値となっており、（ｃ）の吸気流速ＶＶ、（ｄ）のタンブル流動推定中心位置ＣＴ、（ｅ）のタンブル流動中心ずれＣｄは、夫々初期値の「０」となっている。 In FIG. 9, first, at the first time point, the tumble flow control is not established, the tumble flow control valve opening TCV of (b) is the maximum value, and the intake flow velocity V of (c). V , (d) tumble flow estimated center position C T , and (e) tumble flow center shift C d have initial values of “0”, respectively.
次に、あるタイミングでタンブル流動制御が成立し、（ｂ）のタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶが最大値から開度（１）に小さくなると、（ｃ）の吸気流速ＶＶが吸気バルブ１１の開弁中、即ち現在のクランク角が、吸気バルブ開弁タイミングＩＮＴＴ及び吸気バルブリフト量のプロフィールより得られる、吸気バルブ１１が開弁するクランク角から閉弁するクランク角の間にある間、に演算される。 Next, when the tumble flow control is established at a certain timing and the tumble flow control valve opening TCV in (b) is reduced from the maximum value to the opening (1), the intake flow velocity V V in (c) is While the valve is being opened, that is, while the current crank angle is between the crank angle at which the intake valve 11 is opened and the crank angle at which the intake valve 11 is opened, which is obtained from the intake valve opening timing INT T and the intake valve lift amount profile, Is calculated.
次に、（ａ）の吸気バルブ１１のリフト量が最大となるタイミングｔ１に於いて、（ｃ）の吸気流速ＶＶに応じて（ｄ）のタンブル流動推定中心位置ＣＴが演算される。同時に、最終的に補正される点火時期は吸気バルブが閉弁している間に行われることから、（ｄ）のタンブル流動推定中心位置ＣＴを基本点火時期ＳＡｂに応じた値で補正して、補正後のタンブル流動推定中心位置ＣＴが演算される。補正後のタンブル流動推定中心位置ＣＴとキャビティ中心位置ＣＣとの差である（ｅ）のタンブル流動中心ずれＣｄは、（ｅ）に破線で示す予め設定された判定値ＣｄＴよりも小さいため、基本点火時期ＳＡｂは補正されずにそのまま（ｆ）の点火時期ＳＡとなる。この点火時期ＳＡに基づいて点火が実行される。 Then, the lift amount of the intake valve 11 (a) is at the timing t1 to be the largest, tumble flow estimated center position C T in response to the intake flow velocity V V (d) is calculated in (c). At the same time, the ignition timing that is finally corrected from being performed while the intake valve is closed, is corrected by a value corresponding to tumble flow estimated center position C T to the basic ignition timing SA b of (d) Te, tumble flow estimated center position C T after correction is calculated. Tumble flow center displacement C d of which is the difference between the tumble flow estimated center position C T and the cavity center position C C after correction (e) it is than the determination value C dT previously set indicated by a broken line in (e) small Therefore, the ignition timing SA in the basic ignition timing SA b intact without being corrected (f). Ignition is executed based on this ignition timing SA.
次に、別のあるタイミングで（ｂ）のタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶが更に減少して開度（２）となった場合、吸気バルブ１１の開弁中に演算される吸気流速ＶＶが開度（１）のときよりも（ｃ）に示すように増加し、タンブル流動が強まったことが表される。吸気バルブ１１のリフト量が最大となるタイミングｔ２に於いて、吸気流速ＶＶに応じてタンブル流動推定中心位置ＣＴが演算され、タンブル流動推定中心位置ＣＴを基本点火時期ＳＡｂに応じた値で補正して、（ｄ）に示す補正後のタンブル流動推定中心位置ＣＴが演算される。 Next, when the tumble flow control valve opening degree TCV in (b) further decreases to another opening degree (2) at another certain timing, the intake air flow velocity V V calculated while the intake valve 11 is opened is It increases as shown in (c) rather than the opening degree (1), indicating that the tumble flow is strengthened. In the timing t2 of the lift amount of the intake valve 11 becomes maximum, tumble flow estimated center position C T according to the intake air flow velocity V V is calculated, corresponding to tumble flow estimated center position C T to the basic ignition timing SA b is corrected by a value, the calculation tumble flow estimated center position C T after correction shown in (d).
補正後のタンブル流動推定中心位置ＣＴから演算されるタンブル流動中心ずれＣｄは、（ｅ）に示すように予め設定された判定値ＣｄＴよりも大きいため、補正後のタンブル流動推定中心位置ＣＴに応じて基本点火時期ＳＡｂを補正して点火時期ＳＡが（ｆ）に示すように進角され、点火時期ＳＡに基づいて点火が実行される。 Tumble flow center displacement C d which is calculated from the tumble flow estimated center position C T after correction is larger than the determination value C dT previously set (e), the tumble flow estimated center position of the corrected C T correcting the ignition timing SA to the basic ignition timing SA b according to is advanced (f), the ignition is performed based on the ignition timing SA.
更に、タンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶが開度（３）に減少された場合、（ｃ）の吸気流速ＶＶが更に増加する。しかし、開度（３）に於いては吸気流速ＶＶが非常に高いため、（ａ）の吸気バルブリフト量が最大となるタイミングｔ３で演算されるタンブル流動推定中心位置ＣＴは、前回のタイミングｔ２以降ｔ３までのタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶに於けるタンブル流動推定中心位置ＣＴよりも若干小さい値となり、タンブル流動の中心位置は排気側からキャビティ４へ近づく。しかし、補正後のタンブル流動推定中心位置ＣＴから演算されるタンブル流動中心ずれＣｄは、（ｅ）に示すようにまだ判定値ＣｄＴよりも大きいため、補正後のタンブル流動推定中心位置ＣＴに応じて基本点火時期ＳＡｂを補正して点火時期ＳＡが進角されて点火が実行される。 Further, when the tumble flow control valve opening TCV is decreased to the opening (3), the intake flow velocity V V in (c) further increases. However, since at the opening (3) is very high intake flow velocity V V, tumble flow estimated center position C T where the intake valve lift amount is calculated at the timing t3 when the largest (a) is the previous becomes slightly smaller than the in tumble flow estimated center position C T tumble flow control valve opening TCV from the timing t2 after t3, the center position of the tumble flow approaches from the exhaust side to the cavity 4. However, tumble flow center displacement is computed from the tumble flow estimated center position C T after correction C d is for still greater than the determination value C dT (e), the tumble flow estimation corrected center position C the ignition timing SA by correcting the basic ignition timing SA b in response to T ignition is advanced is executed.
以上述べたように、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置によれば、タンブル流動が制御されている場合に、吸気バルブを通過する吸気流速に基づいて横方向に移動するタンブル流動の中心位置を推定することで、タンブル流動形成状態を検出することができる。加えて、吸気バルブが開弁している所定のタイミングでタンブル流動の中心位置を推定することで、演算処理の負荷を軽減できる。 As described above, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, when the tumble flow is controlled, the tumble moves in the lateral direction based on the intake flow velocity passing through the intake valve. By estimating the center position of the flow, the tumble flow formation state can be detected. In addition, by estimating the center position of the tumble flow at a predetermined timing when the intake valve is opened, it is possible to reduce the processing load.
又、タンブル流動中心位置を推定することで、タンブル流動中心位置に応じて燃料制御及び点火制御に関するパラメータを補正することが可能となり、タンブル流動形成状態が変化してタンブル流動中心位置が変化してもエンジンの燃焼状態を悪化させず、排ガス、燃費、およびドラビリを向上することができる。 Also, by estimating the tumble flow center position, it becomes possible to correct the parameters related to fuel control and ignition control according to the tumble flow center position, and the tumble flow formation state changes and the tumble flow center position changes. Also, the exhaust state, fuel consumption, and drivability can be improved without deteriorating the combustion state of the engine.
又、吸気バルブ閉弁中のピストン移動によるタンブル流動の押し潰しによって、タンブル流動の中心位置が移動するため、点火時期又は燃料噴射時期に応じてタンブル流動中心位置を補正することで、吸気バルブが閉弁しているときのタンブル流動中心位置の推定精度を向上することができる。更に、精度が向上したタンブル流動中心位置に応じて燃料制御及び点火制御に関するパラメータを補正することが可能となり、吸気バルブが閉弁しているときに実行される燃料制御および点火制御に対する補正の精度を向上することができる。 In addition, since the center position of the tumble flow is moved by crushing the tumble flow due to the piston movement while the intake valve is closed, the intake valve is adjusted by correcting the tumble flow center position according to the ignition timing or the fuel injection timing. The estimation accuracy of the tumble flow center position when the valve is closed can be improved. Furthermore, it becomes possible to correct parameters related to fuel control and ignition control according to the tumble flow center position with improved accuracy, and accuracy of correction for fuel control and ignition control executed when the intake valve is closed. Can be improved.
更に、タンブル流動推定中心位置が所定量ずれており、タンブル流動がキャビティに沿わない流動となるときのみに燃料制御及び点火制御に関するパラメータの補正を行うことで、燃料制御および点火制御に対する補正の精度を向上することができる。 Further, by correcting the parameters related to fuel control and ignition control only when the estimated tumble flow center position is deviated by a predetermined amount and the tumble flow becomes a flow that does not follow the cavity, the accuracy of the correction for the fuel control and the ignition control is improved. Can be improved.
実施の形態２．
前述の実施の形態１による内何機関の制御装置に於いては、エンジンが成層燃焼モードで運転されていたが、この発明の実施の形態２による内燃機関の制御装置では、エンジンが燃焼室５内全体に均質な混合気を形成して点火を行うモードである均質燃焼モードで運転されている。
Embodiment 2. FIG.
In the engine control apparatus according to the first embodiment described above, the engine is operated in the stratified combustion mode. However, in the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention, the engine is in the combustion chamber 5. The engine is operated in a homogeneous combustion mode, which is a mode in which a homogeneous air-fuel mixture is formed in the interior and ignition is performed.
以下、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置について、燃料は吸気行程で噴射されている運転状態にあり、均質燃焼モード運転時に於いて、吸気バルブ１１が開弁している間にタンブル流動中心位置を推定し、吸気バルブ１１が開弁している間に実行される燃料制御に関するパラメータの一つである燃料噴射時期と、吸気バルブ１１が閉弁している間に実行される点火制御に関するパラメータの一つである点火時期とを組み合わせて、タンブル流動推定中心位置に応じて夫々補正する場合について説明する。 Hereinafter, with respect to the control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 2 of the present invention, the fuel is in an operating state in which it is injected in the intake stroke, and during the homogeneous combustion mode operation, while the intake valve 11 is open The tumble flow center position is estimated and the fuel injection timing, which is one of the parameters relating to fuel control executed while the intake valve 11 is open, and the intake valve 11 is executed while the intake valve 11 is closed. A description will be given of a case where correction is made in accordance with the estimated tumble flow center position by combining ignition timing which is one of the parameters relating to ignition control.
図１０は、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置を示すブロック図である。図１０に示す制御装置を構成するタンブル流動制御手段２５、吸気流速演算手段２６、タンブル流動中心位置推定手段２７、中心位置補正手段２８、筒内流動判定手段２９、及び筒内流動変化補正手段３０は、エンジン制御用電子コントロールユニット（ＥＣＵ）のメモリに記憶されたソフトウェアにより構成されている。尚、内燃機関の制御装置を含むシステム全体を示す構成図は、前述の実施の形態１に於ける図２と同様である。又、図１０に示すタンブル流動制御手段２５、吸気流速演算手段２６、中心位置補正手段２８、筒内流動判定手段２９は、夫々、実施の形態１に於ける図１に示すタンブル流動制御手段２５、吸気流速演算手段２６、中心位置補正手段２８、筒内流動判定手段２９と同様である。 FIG. 10 is a block diagram showing an internal combustion engine control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The tumble flow control means 25, the intake flow velocity calculation means 26, the tumble flow center position estimation means 27, the center position correction means 28, the in-cylinder flow determination means 29, and the in-cylinder flow change correction means 30 that constitute the control device shown in FIG. Is configured by software stored in a memory of an engine control electronic control unit (ECU). The configuration diagram showing the entire system including the control device for the internal combustion engine is the same as that in FIG. 2 in the first embodiment. Further, the tumble flow control means 25, the intake air flow rate calculation means 26, the center position correction means 28, and the in-cylinder flow determination means 29 shown in FIG. 10 are respectively the tumble flow control means 25 shown in FIG. These are the same as the intake flow velocity calculation means 26, the center position correction means 28, and the in-cylinder flow determination means 29.
図１０に於いて、タンブル流動中心位置推定手段２７は、吸気バルブ１１が開弁している間、吸気流速ＶＶに応じて予め設定されて一意に決定するタンブル流動推定中心位置ＣＴの特性を用いてタンブル流動推定中心位置ＣＴを逐次演算する。 In FIG. 10, a tumble flow center position estimation means 27, while the intake valve 11 is open, the characteristics of the tumble flow estimated center position C T to determine uniquely set in advance according to the intake air flow velocity V V sequentially calculating a tumble flow estimated center position C T using.
筒内流動変化補正手段３０は、タンブル流動推定中心位置ＣＴに応じた値をエンジン回転数ＮＥとブースト圧Ｐｂとに基づいて演算される基本点火時期ＳＡｂに加算して補正を施す。更に、タンブル流動推定中心位置ＣＴに応じた値をエンジン回転数ＮＥとブースト圧Ｐｂとに基づいて演算される基本燃料噴射時期ＴＩＮＪｂから減算して補正を施す。尚、図１０に示す構成の動作の詳細については後述する。 Cylinder flow change correction unit 30 performs a correction by adding the basic ignition timing SA b, which is calculated on the basis of a value corresponding to the tumble flow estimated center position C T on the engine speed NE and the boost pressure Pb. Moreover, subjected to the correction by subtracting the value corresponding to the tumble flow estimated center position C T from the basic fuel injection timing TINJ b which is calculated based on the engine speed NE and the boost pressure Pb. Details of the operation of the configuration shown in FIG. 10 will be described later.
以下、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置の動作について詳細に説明する。図１１は、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置に於けるＥＣＵのタンブル流動中心位置推定手段、中心位置補正手段、筒内流動判定手段、筒内流動変化補正手段の動作を示すフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、実施の形態１に於ける図５のフローチャートに替わるものである。尚、実施の形態１に於ける動作と同様の動作については、説明を省略する。 Hereinafter, the operation of the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 11 shows operations of the tumble flow center position estimating means, the center position correcting means, the in-cylinder flow determining means, and the in-cylinder flow change correcting means of the ECU in the control apparatus for an internal combustion engine according to Embodiment 2 of the present invention. It is a flowchart to show. The flowchart shown in FIG. 11 replaces the flowchart of FIG. 5 in the first embodiment. The description of the same operation as that in the first embodiment is omitted.
前述の図４のステップＳ１０１での判定の結果、タンブル流動制御条件中であり（Ｙ）、且つステップＳ１０４に於いて吸気バルブ１１が開弁中であると判定されて（Ｙ）、ステップＳ１０５にて吸気流速ＶＶが演算されると、図１１のタンブル流動中心位置推定ルーチンが開始される。 As a result of the determination in step S101 of FIG. 4 described above, it is determined that the tumble flow control condition is being satisfied (Y), and in step S104 that the intake valve 11 is being opened (Y), the process proceeds to step S105. When the intake air flow velocity V V is calculated, the tumble flow center position estimation routine of FIG. 11 is started.
図１１に於いて、先ず、ステップＳ３０１に於いて、吸気バルブ１１が開弁中である間に逐次、前述の図６の特性マップを用いてタンブル流動推定中心位置ＣＴを、次に示す式（１７）により演算する。
ＣＴ＝ｍａｐ（ｍａｘ（ＶＶ，０））・・・・・・・・・・・・・式（１７）
ここで、吸気バルブ１１が早開けや遅閉じなどに制御されている場合に発生するシリンダ２から吸気マニホールド９へ空気が戻る吹き戻し（吸気流速ＶＶが負の値）の期間は、吸気流速ＶＶが「０」のときのタンブル流動推定中心位置ＣＴとするよう、吸気流速ＶＶと「０」との最大値を取ってタンブル流動推定中心位置ＣＴを演算している。
このステップＳ３０１がタンブル流動中心位置推定手段２７に相当する。
In FIG 11, first, in step S301, successively between the intake valve 11 is being opened, the tumble flow estimated center position C T using a characteristic map of Fig. 6 above, the following formula Calculate according to (17).
C T = map (max (V V , 0)) (17)
Here, during the period in which air is returned from the cylinder 2 to the intake manifold 9 when the intake valve 11 is controlled to be opened early or delayed (intake flow velocity VV is a negative value), the intake flow velocity as the V V is a tumble flow estimated center position C T when the "0" and calculates the tumble flow estimated center position C T takes the maximum value of the intake flow velocity V V "0".
This step S301 corresponds to the tumble flow center position estimating means 27.
尚、実施の形態１の場合、点火時期と燃料噴射時期等、点火制御と燃料制御を組み合わせて補正する場合に於いては、点火制御用のタンブル流動推定中心位置と、燃料制御用のタンブル流動推定中心位置とを夫々個別に推定しなければならなかったが、この実施の形態２に於いては、逐次タンブル流動中心位置を推定しており、吸気バルブが開弁している間に実行される燃料噴射に関するパラメータに対してのタンブル流動推定中心位置の補正が必要ないことから、点火制御用及び燃料制御用のタンブル流動推定中心位置を夫々個別に推定にする必要はない。 In the case of the first embodiment, in the case of correcting the ignition timing and the fuel injection timing in combination with the ignition control and the fuel control, the tumble flow estimated center position for the ignition control and the tumble flow for the fuel control are corrected. The estimated center position had to be estimated individually, but in the second embodiment, the tumble flow center position is sequentially estimated and executed while the intake valve is open. Therefore, it is not necessary to individually estimate the tumble flow estimation center positions for the ignition control and the fuel control.
筒内流動変化補正手段３０に於いて、吸気弁１１が開弁している間に燃料噴射が実行されるときの燃料噴射時期を補正することから、中心位置補正手段２８によるタンブル流動中心位置ＣＴに対する補正は必要なく、そのままのタンブル流動推定中心位置ＣＴを用いて、ステップＳ３０２により前述の式（６）によりタンブル流動中心位置ＣＴにキャビティ中心位置ＣＣを減算してタンブル流動中心ずれＣｄを演算する。 The in-cylinder flow change correction means 30 corrects the fuel injection timing when fuel injection is executed while the intake valve 11 is open, so that the tumble flow center position C by the center position correction means 28 is corrected. correction is not necessary for T, by using the intact tumble flow estimated center position C T, tumble flow center displacement by subtracting the cavity center position C C tumble flow center position C T by the above formula in step S302 (6) Cd is calculated.
次に、ステップＳ３０３に於いて、タンブル流動中心ずれＣｄが予め設定された判定値ＣｄＴ以上であるか否かを判定し、判定値ＣｄＴ以上でないと判定された場合（Ｎ）には、そのまま何もせずに、ステップＳ３０６へ進む。ステップＳ３０３に於いて判定値ＣｄＴ以上であると判定された場合（Ｙ）には、更にステップＳ３０４に於いて吸気バルブ１１が開弁してから燃料噴射が未実行か実行後かを判定し、燃料噴射が実行後であると判定された場合（Ｎ）、次の吸気バルブ１１の開弁時まで燃料噴射時期を補正して更新する必要ないため、そのまま何もせずにステップＳ３０６へ進む。 Next, in step S303, when the tumble flow center displacement C d is equal to or a preset determination value C dT above, it is determined not the determination value C dT or (N) is The process proceeds to step S306 without doing anything. If it is determined in step S303 that the determination value is equal to or greater than the determination value CdT (Y), it is further determined in step S304 whether the fuel injection is not performed or not performed after the intake valve 11 is opened. If it is determined that the fuel injection has been performed (N), it is not necessary to correct and update the fuel injection timing until the next intake valve 11 is opened, so the process proceeds to step S306 without doing anything.
ステップＳ３０４に於いて、燃料噴射が未実行であると判定された場合（Ｙ）は、ステップＳ３０５に進んで燃料噴射時期の補正を行う。即ち、ステップＳ３０５に於いて、タンブル流動中心位置ＣＴに応じて基本燃料噴射時期ＴＩＮＪｂを補正して燃料噴射時期ＴＩＮＪを演算する。燃料噴射時期ＴＩＮＪは、次に示す式（１８）によりタンブル流動中心位置ＣＴが大きい程（排気側に位置している程）進角するように補正される。
ＴＩＮＪ＝ＴＩＮＪｂ−ＣＴ×ＫＩＮＪ・・・・・・・・・・・・式（１８）
尚、ＫＩＮＪは燃料噴射時期補正用重み付け係数であり、タンブル流動中心位置ＣＴの変化量に対する燃料噴射時期変化量として０よりも大きい値が予め設定されている。
If it is determined in step S304 that fuel injection has not been performed (Y), the process proceeds to step S305 to correct the fuel injection timing. That is, in step S305, calculates the fuel injection timing TINJ by correcting the basic fuel injection timing TINJ b in accordance with the tumble flow center position C T. Fuel injection timing TINJ is following equation (18) by the larger tumble flow center position C T corrected to advance (enough located on the exhaust side).
TINJ = TINJ b −C T × K INJ ... (18)
Incidentally, K INJ is a fuel injection timing correction weighting coefficient, a value greater than 0 as the fuel injection timing change amount with respect to the amount of change in the tumble flow center position C T is preset.
又、この実施の形態２のように燃料噴射時期と点火時期等、複数の燃料制御及び点火制御に関するパラメータに対してタンブル流動中心位置ＣＴに基づいて補正するときには、点火時期補正用重み付け係数ＫＩＧＮ及び燃料噴射時期補正用重み付け係数ＫＩＮＪを夫々小さな値に設定している。燃料制御及び点火制御は相互の制御状態に影響して混合気の燃焼状態が変化することから、仮に燃料噴射時期のみを補正するときに設定される大きな値の燃料噴射時期補正用重み付け係数ＫＩＮＪを用いると、燃料噴射時期は大きな値で補正されて混合気の燃焼状態を向上させるが、点火時期の補正は過剰な補正を施すこととなり、逆に混合気の燃焼状態を悪化させてしまう可能性がある。従って、燃料噴射時期と点火時期等、複数のパラメータを補正する場合には、夫々の重み付け係数を小さく設定し、夫々に対し小さな補正量を施すことで混合気の燃焼状態を向上することができる。 Further, fuel injection timing and the ignition timing or the like as in the second embodiment, when the correction based on the tumble flow center position C T against parameters for a plurality of fuel control and ignition control, the ignition timing correction weighting coefficient K The IGN and the fuel injection timing correction weighting coefficient K INJ are set to small values, respectively. Since the fuel control and the ignition control affect the mutual control state and the combustion state of the air-fuel mixture changes, a large value of the fuel injection timing correction weighting coefficient K INJ set when correcting only the fuel injection timing. The fuel injection timing is corrected with a large value to improve the combustion state of the air-fuel mixture, but the correction of the ignition timing will give an excessive correction, and conversely, the combustion state of the air-fuel mixture may be deteriorated There is sex. Therefore, when a plurality of parameters such as the fuel injection timing and the ignition timing are corrected, the combustion state of the air-fuel mixture can be improved by setting each weighting coefficient small and applying a small correction amount to each. .
ここで、この実施の形態２に於ける燃料噴射時期の補正方向について説明する。この実施の形態２の均質燃焼モード実行時に於いては、吸気行程中に燃料を噴射して、燃焼室５内全体に均質な混合気を形成して、点火プラグ１６で点火を行うよう、燃料制御及び点火制御を行う必要がある。 Here, the correction direction of the fuel injection timing in the second embodiment will be described. During execution of the homogeneous combustion mode of the second embodiment, fuel is injected during the intake stroke to form a homogeneous mixture in the entire combustion chamber 5 and ignited by the spark plug 16. It is necessary to perform control and ignition control.
タンブル流動の中心位置がキャビティ４の中心位置と同じである場合、吸気行程で噴射される燃料噴霧は、タンブル流動によってキャビティ４の中心近傍から吸気側及び排気側にある程度バランスよく拡散して均質混合気が形成される。 When the center position of the tumble flow is the same as the center position of the cavity 4, the fuel spray injected in the intake stroke diffuses in a certain balance from the vicinity of the center of the cavity 4 to the intake side and the exhaust side by the tumble flow and is homogeneously mixed. Qi is formed.
一方、タンブル流動の中心位置がキャビティ４の中心位置よりも排気側にある場合、吸気行程で噴射される燃料噴霧は、タンブル流動によって排気側への拡散は早いものの、吸気側への拡散が遅くなってしまい、燃焼室５に均質な混合気が形成されるまでの期間が長くなる。従って、タンブル流動中心位置が排気側に位置する程、燃料噴射時期を進角方向に補正を行い、早いタイミングで燃料噴射を実行する必要がある。 On the other hand, when the center position of the tumble flow is closer to the exhaust side than the center position of the cavity 4, the fuel spray injected in the intake stroke is diffused quickly to the exhaust side due to the tumble flow, but is slowly diffused to the intake side. Thus, the period until a homogeneous air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 5 becomes longer. Accordingly, it is necessary to correct the fuel injection timing in the advance direction so that the tumble flow center position is located on the exhaust side, and to execute the fuel injection at an earlier timing.
ステップＳ３０６以降は、吸気バルブ１１が閉弁している間に実行される制御パラメータの点火時期をタンブル流動推定中心位置ＣＴに応じて補正する動作である。ここで、図１１のステップＳ３０６、ステップＳ３０７からステップＳ３０９は、図５のステップＳ２０１、ステップＳ２０３からステップＳ２０５と同様の動作である。 Step S306 and subsequent is an operation for correcting the ignition timing of the control parameters is executed tumble flow estimated center position C T while the intake valve 11 is closed. Here, Step S306 and Steps S307 to S309 in FIG. 11 are the same operations as Step S201 and Step S203 to Step S205 in FIG.
次に、ステップＳ３１０に於いて、吸気バルブ開弁時の所定のタイミングであるバルブリフト量最大タイミングでのタンブル流動中心位置ＣＴに対し中心位置補正量ＣＨで更新したタンブル流動中心位置ＣＴを用いて点火時期を補正する。ここで、この実施の形態２に於ける点火時期の補正方向は、前述の均質燃焼モードの燃料噴射時期補正方向の説明で述べた通り、タンブル流動の中心位置がキャビティ４の中心位置よりも排気側にある場合、燃焼室５に均質な混合気が形成されるまでの期間が長くなるため、点火時期を遅角方向に補正をする必要がある。 Next, in the step S310, the tumble flow center position C T updated in the center position correction amount C H to tumble flow center position C T in the valve lift up timing is a predetermined timing in the intake valve opening To correct the ignition timing. Here, the ignition timing correction direction in the second embodiment is that the tumble flow center position is more exhausted than the center position of the cavity 4 as described in the explanation of the fuel injection timing correction direction in the homogeneous combustion mode. If it is on the side, the period until a homogeneous air-fuel mixture is formed in the combustion chamber 5 becomes longer, and therefore it is necessary to correct the ignition timing in the retarding direction.
従って、ステップＳ３１０に於いて、次に示す式（１９）により基本点火時期ＳＡｂを補正して点火時期ＳＡを演算する。
ＳＡ＝ＳＡｂ＋ＣＴ×ＫＩＧＮ・・・・・・・・式（１９）
前述のように、燃料噴射時期と点火時期との複数の燃料制御及び点火制御に関するパラメータに対してタンブル流動中心位置ＣＴに応じて補正する時等は、点火時期のみを補正する場合の点火時期補正用重み付け係数ＫＩＧＮよりも小さな値としている。
尚、ステップＳ３０５及びステップＳ３１０が筒内流動変化補正手段３０に相当する。
Therefore, in the step S310, the by following equation (19) by correcting the basic ignition timing SA b calculates the ignition timing SA.
SA = SA b + C T × K IGN Expression (19)
As described above, such as when corrected in accordance with the tumble flow center position C T against parameters for a plurality of fuel control and ignition control of the ignition timing and the fuel injection timing, ignition timing when the ignition timing is corrected only The value is smaller than the correction weighting coefficient KIGN .
Note that steps S305 and S310 correspond to the in-cylinder flow change correcting means 30.
ステップＳ３１０が終了すれば、図４のタンブル流動制御ルーチンであるメインルーチンに戻る。 When step S310 ends, the process returns to the main routine which is the tumble flow control routine of FIG.
尚、この実施の形態２では、タンブル流動推定中心位置ＣＴに基づいて燃料噴射時期と点火時期を組み合わせて補正したが、これに限らず、燃料制御及び点火制御に関するパラメータである点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧（噴霧ペネトレーション）、及び燃料噴射方向のうちの少なくとも何れか一つを補正するようにしても良い。 In the second embodiment, has been corrected by combining the fuel injection timing and the ignition timing based on the tumble flow estimated center position C T, is not limited to this, the ignition timing is a parameter related to the fuel control and ignition control, fuel You may make it correct | amend at least any one of injection timing, fuel injection quantity, the frequency | count of fuel injection, a fuel pressure (spray penetration), and a fuel injection direction.
ここで、吸気行程で噴射されているときの燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧、及び燃料噴射方向のうちの少なくとも何れか一つを補正する場合において、燃料噴射量ＭＩＮＪ、燃料噴射回数ＮＩＮＪ、燃圧ＰＩＮＪ、及び燃料噴射方向ＤＩＮＪは、筒内流動変化補正手段３０に於いて夫々次に示す式（２０）乃至式（２３）により演算される。
ＭＩＮＪ＝ＭＩＮＪｂ＋ＣＴ×ＫＩＮＪＭ・・・・・・・・・・・式（２０）
ＮＩＮＪ＝ＮＩＮＪｂ＋ＣＴ×ＫＩＮＪＮ・・・・・・・・・・・式（２１）
ＰＩＮＪ＝ＰＩＮＪｂ＋ＣＴ×ＫＩＮＪＰ・・・・・・・・・・・式（２２）
ＤＩＮＪ＝ＤＩＮＪｂ＋ＣＴ×ＫＩＮＪＤ・・・・・・・・・・・式（２３）
Here, when correcting at least one of the fuel injection amount, the number of fuel injections, the fuel pressure, and the fuel injection direction during the injection in the intake stroke, the fuel injection amount MINJ, the fuel injection number NINJ, The fuel pressure PINJ and the fuel injection direction DINJ are calculated in the in-cylinder flow change correction means 30 by the following equations (20) to (23), respectively.
MINJ = MINJ b + C T × K INJM・ ・ ・ ・ ・ Equation (20)
NINJ = NINJ b + C T × K INJN・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula (21)
PINJ = PINJ b + C T × K INJP ··· Equation (22)
DINJ = DINJ b + C T × K INJD ··· Equation (23)
ここで、ＭＩＮＪｂ、ＮＩＮＪｂ、ＰＩＮＪｂ、ＤＩＮＪｂは、夫々エンジン回転数やブースト圧等のエンジン運転状態から得られる燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧、及び燃料噴射方向の基本値であり、ＫＩＮＪＭ、ＫＩＮＪＮ、ＫＩＮＪＰ、ＫＩＮＪＤは、夫々のパラメータに対する重み付け係数である。式（２０）乃至式（２３）に於いて、タンブル流動推定中心位置ＣＴが大きくなる程、つまり排気側に位置している程、燃料噴射量ＭＩＮＪは増加、燃料噴射回数ＮＩＮＪは増加、燃圧ＰＩＮＪは増加、燃料噴射方向ＤＩＮＪは上方向に補正されることとなる。 Here, MINJ b , NINJ b , PINJ b , and DINJ b are basic values of the fuel injection amount, the number of fuel injections, the fuel pressure, and the fuel injection direction obtained from the engine operating state such as the engine speed and boost pressure, respectively. , K INJM , K INJN , K INJP , and K INJD are weighting coefficients for the respective parameters. Equation (20) to In equation (23), as the tumble flow estimated center position C T is increased, i.e. as located on the exhaust side, the fuel injection amount MINJ increases, fuel injection number NINJ increases, fuel pressure PINJ is increased, and the fuel injection direction DINJ is corrected upward.
次に、以上説明したこの発明の実施の形態２による内燃機関の制御装置の均質燃焼モードに於いて、タンブル流動制御時に吸気流速を演算し、吸気流速に基づいてタンブル流動中心位置を推定し、タンブル流動推定中心位置に基づいて燃料噴射時期及び点火時期を補正する実施例を、タイミングチャートを用いて説明する。 Next, in the homogeneous combustion mode of the control device for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention described above, the intake flow velocity is calculated during tumble flow control, and the tumble flow center position is estimated based on the intake flow velocity. An embodiment for correcting the fuel injection timing and the ignition timing based on the tumble flow estimation center position will be described with reference to a timing chart.
図１２は、この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置に於ける均質燃焼モード時にタンブル流動が制御されたときのタンブル流動推定中心位置及び推定中心位置に応じた燃料噴射時期補正及び点火時期補正の挙動を示すタイミングチャート図であり、（ａ）は吸気バルブリフト量、（ｂ）はタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶ、（ｃ）は吸気流速Ｖｖ、（ｄ）はタンブル流動推定中心位置ＣＴ、（ｅ）はタンブル流動中心ずれＣｄ、（ｆ）は噴射時期ＴＩＮＪ、（ｇ）は点火時期ＳＡ、を夫々示している。尚、図１２は、その説明を簡略化するために、一つのシリンダ２、即ち単気筒で動作している場合を示している。 FIG. 12 is a tumble flow estimated center position when the tumble flow is controlled in the homogeneous combustion mode in the control apparatus for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention, and fuel injection timing correction according to the estimated center position and It is a timing chart showing the behavior of ignition timing correction, (a) is the intake valve lift amount, (b) is the tumble flow control valve opening TCV, (c) is the intake flow velocity V v , (d) is the tumble flow estimation. The center position C T , (e) indicates the tumble flow center shift C d , (f) indicates the injection timing TINJ, and (g) indicates the ignition timing SA. FIG. 12 shows a case where the operation is performed with one cylinder 2, that is, a single cylinder, in order to simplify the description.
又、図１２は、タンブル流動推定中心位置ＣＴ補正後の値は、吸気バルブリフト量が最大となるタイミングでしか演算及び記憶されないが、図１２に於いてはその値を確認し易いよう、補正後の値が吸気バルブリフト量最大タイミング以外に於いてもその値を保持すると仮定して、タンブル流動推定中心位置ＣＴ補正後の値及びタンブル流動推定中心位置ＣＴ補正後の値によるタンブル流動中心ずれＣｄを図示している。 Further, FIG. 12, the value after tumble flow estimated center position C T correction is intake valve lift amount is not computed and stored only in the timing of the maximum, in FIG. 12 for ease of check its value, assuming the value of the corrected in addition the intake valve lift maximum timing and holds the value, the tumble by value and the value after tumble flow estimated center position C T correction after tumble flow estimated center position C T correction The flow center deviation Cd is illustrated.
先ず、燃料噴射時期の補正に関して説明する。図１２に於いて、あるタイミングでタンブル流動制御が成立し、（ａ）のタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶが最大値よりも小さい開度（１）になると、（ｃ）の吸気流速ＶＶが演算され、同時に吸気流速ＶＶに応じたタンブル流動推定中心位置ＣＴが吸気バルブ１１の開弁中、逐次演算される。しかし、開度（１）に於けるタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶでは、（ｅ）のタンブル流動中心ずれＣｄが予め設定された判定値ＣｄＴを越えることがないため、タンブル流動推定中心位置ＣＴで燃料噴射時期ＴＩＮＪｂを補正することはなく、燃料噴射時期ＴＩＮＪは変化しない。 First, correction of the fuel injection timing will be described. In FIG. 12, when the tumble flow control is established at a certain timing and the tumble flow control valve opening TCV in (a) becomes an opening (1) smaller than the maximum value, the intake flow velocity V V in (c) becomes is calculated, in the opening of the tumble flow estimated center position C T is the intake valve 11 corresponding to the same time the intake flow velocity V V, it is sequentially computed. However, in the tumble flow control valve opening TCV at the opening (1), the tumble flow center shift C d in (e) does not exceed the preset judgment value C dT , so that the estimated tumble flow center position not correcting the fuel injection timing TINJ b in C T, the fuel injection timing TINJ is not changed.
次に、（ｂ）に示すタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶがさらに減少して開度（２）になった場合、逐次演算される補正前のタンブル流動推定中心位置ＣＴは、（ｄ）に示すように大きな値となるため、（ｅ）のタンブル流動中心ずれＣｄは判定値ＣｄＴを越え、補正前のタンブル流動推定中心位置ＣＴに応じた値で燃料噴射時期ＴＩＮＪｂを補正して燃料噴射時期ＴＩＮＪが（ｆ）に示すように進角される。ここで、燃料噴射が実行された後は、次の吸気バルブ開弁時（次回の吸気行程となる）まで燃料噴射は実行されなく、燃料噴射時期ＴＩＮＪの更新が必要ないため、燃料噴射実行時の燃料噴射時期ＴＩＮＪが保持される。 Then, when it becomes a tumble flow control valve opening TCV shown in (b) is further reduced opening (2), the tumble flow estimated center position C T before correction is successively calculating, in (d) of since a large value as shown, to correct the tumble flow decentration C d is the determination value C dT traversal, fuel injection timing at a value corresponding to the uncorrected tumble flow estimated center position C T TINJ b of (e) Thus, the fuel injection timing TINJ is advanced as shown in (f). Here, after the fuel injection is executed, the fuel injection is not executed until the next intake valve opening (the next intake stroke), and the fuel injection timing TINJ need not be updated. The fuel injection timing TINJ is maintained.
更にタンブル流動制御バルブ開度ＴＣＶが減少して開度（３）になると、逐次演算される補正前のタンブル流動推定中心位置ＣＴは、ある吸気流速ＶＶに達すると減少し始めるが、タンブル流動中心ずれＣｄは判定値ＣｄＴを越えているため、補正前のタンブル流動推定中心位置ＣＴに応じた値で燃料噴射時期ＴＩＮＪｂを補正して燃料噴射時期ＴＩＮＪが進角される。但し、開度（２）に於ける燃料噴射時期ＴＩＮＪよりも進角されない。燃料噴射実行後、燃料噴射時期ＴＩＮＪが保持される。 Furthermore the tumble flow control valve opening TCV is opening (3) decreased, the tumble flow estimated center position C T before correction is successively calculating, but begins to decrease and reaches a certain inspiratory flow rate V V, tumble since the fluidized-centering C d is over determination value C dT, by correcting the fuel injection timing TINJ b fuel injection timing TINJ is advanced by a value corresponding to the uncorrected tumble flow estimated center position C T. However, it is not advanced from the fuel injection timing TINJ at the opening (2). After the fuel injection is executed, the fuel injection timing TINJ is held.
次に、点火時期の補正に関して説明する。開度（１）〜（３）に於ける（ｄ）に示すタンブル流動推定中心位置ＣＴ及び（ｅ）に示すタンブル流動中心ずれＣｄの挙動は、実施の形態１と同様であるため省略する。 Next, the ignition timing correction will be described. Behavior of tumble flow center displacement C d shown in opening (1) to (3) tumble flow estimated center position C T and shown in in (d) to (e) are omitted because it is similar to the first embodiment To do.
開度（２）及び（３）に於いて、タンブル流動中心ずれＣｄが判定値ＣｄＴを越えると、補正後のタンブル流動推定中心位置ＣＴに応じて（ｇ）に示すように基本点火時期ＳＡｂを補正して点火時期ＳＡが遅角されて点火が実行される。 In opening (2) and (3), the tumble flow center displacement C d exceeds the determination value C dT, basic as shown in by (g) according to the tumble flow estimated center position C T corrected ignition ignition is executed timing SA b correction to the ignition timing SA is retarded.
以上述べたこの発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置によれば、タンブル流動が制御されている場合に、吸気バルブを通過する吸気流速に応じてタンブル流動の中心位置を、吸気バルブが開弁している間逐次推定することで、均質燃焼モード時など吸気バルブが開弁している間に実行される燃料制御に関するパラメータに於いても、タンブル流動中心位置に応じて補正することが可能となり、タンブル流動中心位置が変化してもエンジンの燃焼状態を悪化させず、排ガス、燃費、及びドラビリを向上することができる。 According to the control device for an internal combustion engine according to Embodiment 2 of the present invention described above, when the tumble flow is controlled, the center position of the tumble flow is determined according to the intake air flow velocity passing through the intake valve. By sequentially estimating while the valve is open, parameters related to fuel control executed while the intake valve is open, such as in homogeneous combustion mode, should be corrected according to the tumble flow center position. Therefore, even if the tumble flow center position is changed, the combustion state of the engine is not deteriorated, and exhaust gas, fuel consumption, and drivability can be improved.
１ エンジン ２ シリンダ
３ ピストン ４ キャビティ
５ 燃焼室 ６ クランク軸
７ クランク角センサ ８ 水温センサ
９ 吸気マニホールド １０ 排気マニホールド
１１ 吸気バルブ １２ 排気バルブ
１３ 吸気カム １４ 排気カム
１５ 燃料噴射弁 １６ 点火プラグ
１７ 点火コイル １８ タンブル流動制御バルブ
１９ サージタンク ２０ スロットルバルブ
２１ ブースト圧センサ ２２ 触媒装置
２３ テールパイプ ２４ ＥＣＵ
２５ タンブル流動制御手段 ２６ 吸気流速演算手段
２７ タンブル流動中心位置推定手段 ２８ 中心位置補正手段
２９ 筒内流動判定手段 ３０ 筒内流動変化補正手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder 3 Piston 4 Cavity 5 Combustion chamber 6 Crankshaft 7 Crank angle sensor 8 Water temperature sensor 9 Intake manifold 10 Exhaust manifold 11 Intake valve 12 Exhaust valve 13 Intake cam 14 Exhaust cam 15 Fuel injection valve 16 Spark plug 17 Ignition coil 18 Tumble flow control valve 19 Surge tank 20 Throttle valve 21 Boost pressure sensor 22 Catalytic device 23 Tail pipe 24 ECU
25 Tumble flow control means 26 Intake flow velocity calculation means 27 Tumble flow center position estimation means 28 Center position correction means 29 In-cylinder flow determination means 30 In-cylinder flow change correction means
Claims (6)
前記筒に設けられ、前記筒内への空気の吸入を制御する吸気バルブと、
前記吸気バルブが設けられた位置に対して前記筒の半径方向の異なる位置で前記筒に設けられ、前記筒内からの排気ガスの排出を制御する排気バルブと、
前記筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記吸気バルブと前記排気バルブとの間で前記筒に設けられ、筒内に於ける前記空気と前記燃料との混合気に点火し、前記混合気を燃焼させる点火プラグと、
前記混合気を前記点火プラグの近傍に案内するキャビティを頂面に備えたピストンと、
前記筒内に形成されるタンブル流動を制御するタンブル流動制御手段と、
前記吸気バルブを通過する前記空気の流速を演算する吸気流速演算手段と、
前記演算された流速に基づいて、前記筒の半径方向に於ける前記タンブル流動の中心位置を推定するタンブル流動中心位置推定手段と、
前記推定された前記タンブル流動の中心位置に基づいて、前記内燃機関の点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射回数、燃圧、及び燃料噴射方向のうちの少なくとも１つを補正する筒内流動変化補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 A piston with a cavity on the top surface for guiding fuel directly injected into the cylinder of the internal combustion engine to the vicinity of the spark plug;
An intake valve provided in the cylinder for controlling the intake of air into the cylinder;
An exhaust valve that is provided in the cylinder at a position different from the position in the radial direction of the cylinder with respect to the position where the intake valve is provided, and that controls exhaust gas exhaust from the cylinder;
A fuel injection valve for directly injecting fuel into the cylinder;
An ignition plug that is provided in the cylinder between the intake valve and the exhaust valve, ignites an air-fuel mixture of the air and the fuel in the cylinder, and burns the air-fuel mixture;
A piston provided on the top surface with a cavity for guiding the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug;
Tumble flow control means for controlling the tumble flow formed in the cylinder;
An intake flow rate calculating means for calculating a flow velocity of the air passing through the front Ki吸 exhaust valves,
Tumble flow center position estimating means for estimating the center position of the tumble flow in the radial direction of the cylinder based on the calculated flow velocity ;
In-cylinder correcting at least one of ignition timing, fuel injection timing, fuel injection amount, number of fuel injections, fuel pressure, and fuel injection direction of the internal combustion engine based on the estimated center position of the tumble flow Flow change correction means;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
前記筒内流動判定手段によりキャビティに沿わないタンブル流動であると判定された場合にのみ、前記筒内流動変化補正手段による前記補正を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。 In-cylinder flow determination means for determining that the main flow of the tumble flow does not follow the cavity when the estimated center position of the tumble flow is shifted from the center position of the cavity by a predetermined value or more,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the correction by the in-cylinder flow change correction unit is executed only when the in-cylinder flow determination unit determines that the tumble flow does not follow the cavity . Control device.
前記中心位置補正手段は、前記内燃機関の点火時期と燃料噴射時期とのうちの少なくとも一方に基づいて、前記タンブル流動中心位置推定手段により推定したタンブル流動の中心位置を補正する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。 A center position correcting means for correcting the center position of the estimated tumble flow;
The center position correcting means corrects the center position of the tumble flow estimated by the tumble flow center position estimating means based on at least one of the ignition timing and the fuel injection timing of the internal combustion engine .
The control apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the this.
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