JP5229100B2 - Control device for high expansion ratio internal combustion engine - Google Patents

Control device for high expansion ratio internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP5229100B2
JP5229100B2 JP2009117819A JP2009117819A JP5229100B2 JP 5229100 B2 JP5229100 B2 JP 5229100B2 JP 2009117819 A JP2009117819 A JP 2009117819A JP 2009117819 A JP2009117819 A JP 2009117819A JP 5229100 B2 JP5229100 B2 JP 5229100B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amount
fuel
intake
fuel injection
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009117819A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010265817A (en
Inventor
俊太郎 岡崎
純一 加古
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2009117819A priority Critical patent/JP5229100B2/en
Publication of JP2010265817A publication Critical patent/JP2010265817A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5229100B2 publication Critical patent/JP5229100B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

Description

本発明は、高膨張比内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a high expansion ratio internal combustion engine.

ピストンが上死点に位置するときの気筒内の容積（燃焼室容積）と、ピストンが下死点に位置するときの気筒内の容積と、の比（機械圧縮比）を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関が知られている。   Variable compression that can change the ratio (mechanical compression ratio) between the volume in the cylinder when the piston is located at the top dead center (combustion chamber volume) and the volume inside the cylinder when the piston is located at the bottom dead center An internal combustion engine having a ratio mechanism is known.

また、吸気弁の閉弁時期を変更可能な可変動弁機構を備え、燃焼室容積と、吸気弁が閉弁した時の気筒内の容積と、の比（有効圧縮比）を変更可能な内燃機関が知られている。このような内燃機関では、吸気弁の閉弁時期を遅角させることにより、膨張比を高くすることができ、燃費性能を向上させることができる。以下、このような内燃機関を高膨張比内燃機関と称する。   An internal combustion engine that can change the ratio (effective compression ratio) between the combustion chamber volume and the cylinder volume when the intake valve is closed is provided with a variable valve mechanism that can change the closing timing of the intake valve. The institution is known. In such an internal combustion engine, by delaying the closing timing of the intake valve, the expansion ratio can be increased and the fuel efficiency can be improved. Hereinafter, such an internal combustion engine is referred to as a high expansion ratio internal combustion engine.

特許文献１には、可変圧縮比機構を備えた高膨張比内燃機関が記載されている。   Patent Document 1 describes a high expansion ratio internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism.

特開２００７−３０３４２３号公報JP 2007-303423 A 特開２００６−１９４０８９号公報JP 2006-194089 A

高膨張比内燃機関において吸気弁の閉弁時期を遅角させると、気筒内に吸入された吸気の一部がピストンによって押し出され、吸気ポートに吹き戻される場合がある。そうすると、インジェクタから吸気ポートに噴射供給された燃料の一部は吸気ポートに吹き戻されて燃焼に関与しない。そして、このようにして吸気ポートに吹き戻される燃料が、次回以降のサイクルで新規にインジェクタから噴射供給される燃料とともに、気筒内に吸入される場合もある。   When the closing timing of the intake valve is retarded in a high expansion ratio internal combustion engine, a part of the intake air sucked into the cylinder may be pushed out by the piston and blown back to the intake port. Then, a part of the fuel injected and supplied from the injector to the intake port is blown back to the intake port and does not participate in combustion. The fuel blown back to the intake port in this way may be sucked into the cylinder together with the fuel newly injected and supplied from the injector in the next and subsequent cycles.

このような場合、吸気ポートへの燃料の吹き戻し及び過去のサイクルで吸気ポートに吹き戻された燃料の再吸入によって、インジェクタから吸気ポートに噴射供給される燃料量と実際に燃焼に関与する燃料量とがずれて、空燃比制御の精度が低下する。そうすると、出力性能や排気性能が悪化する虞がある。   In such a case, the amount of fuel that is injected and supplied from the injector to the intake port and the fuel that actually participates in the combustion by blowing back the fuel to the intake port and re-inhaling the fuel that has been blown back to the intake port in the past cycle The amount deviates and the accuracy of air-fuel ratio control decreases. If it does so, there exists a possibility that output performance and exhaust performance may deteriorate.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、可変圧縮比機構を備えた高膨張比内燃機関において、空燃比制御の精度が低下することを抑制する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for suppressing a decrease in the accuracy of air-fuel ratio control in a high expansion ratio internal combustion engine equipped with a variable compression ratio mechanism. To do.

上記の課題を解決するために、本発明に係る高膨張比内燃機関の制御装置は、
内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射装置と、
前記内燃機関の機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
前記内燃機関の吸気弁の閉弁時期を変更可能な可変動弁機構と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記内燃機関の所定負荷領域において、他の負荷領域と比較して前記吸気弁の閉弁時期を遅角させ、機械圧縮比を高くする高膨張比制御を行うとともに、前記内燃機関の吸入空気量の制御を前記吸気絞り弁の開度制御によって行う制御手段と、
前記所定負荷領域において、前記吸気弁の閉弁時期と、機械圧縮比と、前記吸気絞り弁の開度と、に基づいて前記燃料噴射装置から噴射される燃料量のうち前記吸気ポートに吹き戻される燃料量の比率を取得し、当該比率に基づいて、実際に燃焼に関与する燃料量が所定の目標値に一致するように、前記燃料噴射装置による燃料噴射量を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a control device for a high expansion ratio internal combustion engine according to the present invention provides:
A fuel injection device for injecting fuel into an intake port of the internal combustion engine;
A variable compression ratio mechanism capable of changing the mechanical compression ratio of the internal combustion engine;
A variable valve mechanism capable of changing the closing timing of the intake valve of the internal combustion engine;
An intake throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine;
In the predetermined load region of the internal combustion engine, a high expansion ratio control is performed to retard the closing timing of the intake valve and increase the mechanical compression ratio as compared with other load regions, and the intake air amount of the internal combustion engine Control means for performing the control by the opening control of the intake throttle valve,
In the predetermined load region, the amount of fuel injected from the fuel injection device is blown back to the intake port based on the closing timing of the intake valve, the mechanical compression ratio, and the opening of the intake throttle valve. Correction means for correcting the fuel injection amount by the fuel injection device so that the fuel amount actually involved in combustion matches a predetermined target value based on the ratio ,
It is characterized by providing.

高膨張比制御において吸気弁の閉弁時期を遅角させると、気筒内に一旦吸入された吸気の一部が吸気ポートに吹き戻されるので、燃料噴射装置から吸気ポートに噴射供給された燃料の一部も吸気ポートに吹き戻される。この吹き戻される燃料量は実際の燃焼には関与しないので、実際の燃焼に関与する燃料量が目標値からずれることになる。従って、実際に燃焼に関与する燃料量を目標値に一致させるためには、この吹き戻しを考慮して燃料噴射装置による燃料噴射量を補正する必要がある。   If the closing timing of the intake valve is retarded in high expansion ratio control, part of the intake air once taken into the cylinder is blown back to the intake port, so that the amount of fuel injected from the fuel injection device to the intake port is reduced. Some are blown back to the intake port. Since the amount of fuel blown back does not participate in actual combustion, the amount of fuel involved in actual combustion deviates from the target value. Therefore, in order to make the amount of fuel actually involved in combustion coincide with the target value, it is necessary to correct the fuel injection amount by the fuel injection device in consideration of this blowback.

ここで、燃料噴射装置から吸気ポートに噴射供給された燃料量に対する吸気ポートに吹き戻される燃料量の比率は、主に吸気弁が閉弁される時の気筒内容積と気筒内圧力とによって決まる。吸気弁が閉弁される時の気筒内容積は、主に吸気弁の閉弁時期と機械圧縮比とによって決まる。また、気筒内圧力は、主に吸気絞り弁の開度によって決まる。従って、吸入空気量の制御を吸気絞り弁の開度制御によって行う場合には、吸気ポートに吹き戻される燃料量の比率が、吸気絞り弁の開度変化に応じて変化する点を考慮する必要がある。   Here, the ratio of the amount of fuel blown back to the intake port with respect to the amount of fuel injected and supplied from the fuel injection device to the intake port is mainly determined by the cylinder internal volume and the cylinder internal pressure when the intake valve is closed. . The cylinder volume when the intake valve is closed is mainly determined by the closing timing of the intake valve and the mechanical compression ratio. The in-cylinder pressure is mainly determined by the opening degree of the intake throttle valve. Therefore, when controlling the intake air amount by controlling the opening of the intake throttle valve, it is necessary to consider that the ratio of the amount of fuel blown back to the intake port changes in accordance with the change in the opening of the intake throttle valve. There is.

本発明の補正手段によれば、吸気絞り弁の開度制御によって吸入空気量の制御が行われる所定負荷領域における高膨張比制御に際して、吸気弁の閉弁時期及び機械圧縮比に加えて吸気絞り弁の開度にも基づいて燃料噴射装置による燃料噴射量の補正を行うことができるので、吸気ポートに吹き戻される燃料量の比率をより正確に反映させた燃料噴射量の補正を行うことができる。   According to the correction means of the present invention, in the high expansion ratio control in a predetermined load region in which the intake air amount is controlled by the opening control of the intake throttle valve, the intake throttle in addition to the closing timing and the mechanical compression ratio of the intake valve is controlled. Since the fuel injection amount by the fuel injection device can be corrected based on the opening of the valve, the fuel injection amount can be corrected more accurately reflecting the ratio of the fuel amount blown back to the intake port. it can.

これにより、実際に燃焼に関与する燃料量を精度良く目標値に一致させることができるようになる。その結果、所定負荷領域における空燃比制御の精度低下を抑制することができ、出力性能や排気性能の悪化を好適に抑制することが可能となる。   As a result, the amount of fuel actually involved in combustion can be accurately matched with the target value. As a result, it is possible to suppress a decrease in accuracy of the air-fuel ratio control in the predetermined load region, and it is possible to suitably suppress deterioration of output performance and exhaust performance.

なお、所定負荷領域とは、吸気弁の閉弁時期を遅角させて膨張比を高くするとともに可変圧縮比機構により機械圧縮比を高くすることにより燃費性能や出力性能の向上が可能な負荷領域であり、燃費性能や出力性能の要求に応じて実験的・理論的に予め定められる領域である。好適にはアイドル運転領域を含む比較的低負荷の負荷領域とすることができる。また、所定負荷領域とは、高膨張比制御が行われ且つ吸入空気量制御が吸気絞り弁開度制御によって行われる負荷領域であって、高膨張比制御が行われ且つ吸入空気量制御が吸気弁閉時期制御によって行われる負荷領域が存在しても良い。そのような領域において、吸気絞り弁開度が例えば全開等の一定値に制御される場合には、本発明の補正手段のように、吹き戻される燃料量の比率の吸気絞り弁開度変化に対する依存性について考慮する必要はない。   The predetermined load range refers to a load range in which fuel consumption performance and output performance can be improved by retarding the closing timing of the intake valve to increase the expansion ratio and increasing the mechanical compression ratio by the variable compression ratio mechanism. This is an area that is experimentally and theoretically determined in advance according to demands for fuel efficiency and output performance. Preferably, the load region can be a relatively low load region including an idle operation region. The predetermined load region is a load region where high expansion ratio control is performed and intake air amount control is performed by intake throttle valve opening control, where high expansion ratio control is performed and intake air amount control is intake air. There may be a load region that is performed by the valve closing timing control. In such a region, when the intake throttle valve opening is controlled to a constant value such as full open, for example, as in the correction means of the present invention, the ratio of the amount of fuel blown back against the intake throttle valve opening change There is no need to consider dependencies.

ここで、あるサイクルにおいて吸気ポートに吹き戻されて燃焼に関与しなかった燃料の一部は、次回のサイクルにおいて、燃料噴射装置から吸気ポートに新たに噴射供給される燃料とともに再び気筒内に吸入される。そして、その一部は再び吸気ポートに吹き戻されて、燃焼に関与せずに吸気ポートに残留する場合もある。   Here, a part of the fuel blown back to the intake port in a certain cycle and not involved in the combustion is again sucked into the cylinder together with the fuel newly injected and supplied from the fuel injection device to the intake port in the next cycle. Is done. Then, some of them are blown back to the intake port again and may remain in the intake port without being involved in combustion.

よって、あるサイクルにおいて実際に燃焼に関与することになる燃料量と、当該サイクルにおいて燃料噴射装置から吸気ポートに噴射供給される燃料量とのずれは、過去のサイクルにおいて吸気ポートに残留する燃料量にも依存している。   Therefore, the difference between the amount of fuel actually involved in combustion in a certain cycle and the amount of fuel injected and supplied from the fuel injection device to the intake port in that cycle is the amount of fuel remaining in the intake port in the past cycle. It also depends on.

そこで、本発明において、前記補正手段は、過去のサイクルにおいて前記燃料噴射装置から噴射された燃料のうち前記吸気ポートに吹き戻された燃料の量に基づいて、前記燃料噴射装置による燃料噴射量を補正するようにしても良い。   Therefore, in the present invention, the correction means calculates the fuel injection amount by the fuel injection device based on the amount of fuel blown back to the intake port among the fuel injected from the fuel injection device in the past cycle. You may make it correct | amend.

これにより、実際に燃焼に関与する燃料量をより精度良く目標値に一致させることができるようになり、空燃比制御の精度低下をより確実に抑制することが可能となる。特に、吸気ポートに吹き戻される燃料量がサイクル毎に変化していく過渡運転状態において、燃料噴射制御の履歴に基づいて燃料噴射量を補正することができるので、高精度の空燃比制御を実現することができる。   As a result, the amount of fuel actually involved in combustion can be made to coincide with the target value with higher accuracy, and it is possible to more reliably suppress a decrease in accuracy of air-fuel ratio control. In particular, in a transient operation where the amount of fuel blown back to the intake port changes from cycle to cycle, the fuel injection amount can be corrected based on the history of fuel injection control, thus realizing highly accurate air-fuel ratio control. can do.

このように、過去の燃料挙動の履歴をも考慮して燃料噴射量を補正することにより、実際に燃焼に関与する燃料量と燃料噴射装置による燃料噴射量とのずれが内燃機関の運転条件に応じて変動する過渡状態においても、実際に燃焼に関与する燃料量を目標値に一致させるために必要な燃料噴射量の補正量をサイクル毎に取得することができ、過渡状態における高精度の空燃比制御が可能となる。   In this way, by correcting the fuel injection amount in consideration of the past fuel behavior history, the deviation between the fuel amount actually involved in the combustion and the fuel injection amount by the fuel injection device becomes the operating condition of the internal combustion engine. Even in a transient state that fluctuates accordingly, the correction amount of the fuel injection amount necessary for making the fuel amount actually involved in the combustion match the target value can be obtained for each cycle, and a highly accurate empty state in the transient state can be obtained. Fuel ratio control is possible.

ここで、燃料噴***度や補正量の演算負荷等を鑑みると、上記の構成において、過渡状態での内燃機関の運転条件の変動に伴う燃料噴射量の補正量の変動は小さい方が好ましい。   Here, in view of the fuel injection accuracy, the calculation load of the correction amount, and the like, in the above configuration, it is preferable that the variation in the correction amount of the fuel injection amount accompanying the variation in the operating condition of the internal combustion engine in the transient state is small.

そこで、本発明において、前記制御手段は、前記補正手段による燃料噴射量の補正量の変化が所定の範囲内に収まるように、前記所定負荷領域における前記高膨張比制御の前記吸気弁の閉弁時期、機械圧縮比及び前記吸気絞り弁の開度の制御を行うようにしても良い。   Therefore, in the present invention, the control means closes the intake valve of the high expansion ratio control in the predetermined load region so that the change in the correction amount of the fuel injection amount by the correction means falls within a predetermined range. Control of timing, mechanical compression ratio, and opening of the intake throttle valve may be performed.

ここで、所定の範囲内とは、過去のサイクルにおいて補正手段によって行われた燃料噴射量の補正を今回のサイクルにおける燃料噴射量の補正に適用した場合に、実際に燃焼に関与する燃料量と目標値とのずれが所定の許容範囲内に収まるような、補正量の変動幅の範囲である。   Here, within the predetermined range is the amount of fuel actually involved in combustion when the correction of the fuel injection amount performed by the correction means in the past cycle is applied to the correction of the fuel injection amount in the current cycle. This is a range of the fluctuation range of the correction amount such that the deviation from the target value falls within a predetermined allowable range.

こうすることで、過渡状態における燃料噴射量の補正量の変動を抑制することができる。   By doing so, it is possible to suppress fluctuations in the correction amount of the fuel injection amount in the transient state.

なお、このように補正手段による燃料噴射量の補正量の変動が所定の範囲内に収まるように高膨張比制御における吸気弁の閉弁時期、機械圧縮比及び吸気絞り弁の開度の制御を行う制御モードと、通常の高膨張比制御を行う制御モードと、を内燃機関の運転条件等に応じて切り換えるようにしても良い。通常の高膨張比制御とは、補正手段による燃料噴射量の補正量の変動以外の所定の要請（例えば、応答性、燃費性能など）に基づいて定められた基本的な高膨張比制御である。   It should be noted that the intake valve closing timing, the mechanical compression ratio, and the intake throttle valve opening degree control in the high expansion ratio control are controlled so that the fluctuation of the correction amount of the fuel injection amount by the correction means falls within a predetermined range. The control mode to be performed and the control mode to perform normal high expansion ratio control may be switched according to the operating conditions of the internal combustion engine. The normal high expansion ratio control is basic high expansion ratio control determined based on a predetermined request (for example, responsiveness, fuel consumption performance, etc.) other than fluctuations in the correction amount of the fuel injection amount by the correcting means. .

例えば、補正手段による燃料噴射量の補正量が変動するのは、過渡運転状態であるから、一定時間以上略一定の運転状態が継続する定常運転状態では通常の高膨張比制御を行う制御モードとし、それ以外の過渡運転状態では補正手段による燃料噴射量の補正量の変動を抑える制御モードに切り換えるようにしても良い。   For example, the correction amount of the fuel injection amount by the correction means fluctuates in the transient operation state, so that the normal high expansion ratio control is performed in the steady operation state in which the substantially constant operation state continues for a certain time or longer. In other transient operation states, the control mode may be switched to a control mode that suppresses fluctuations in the correction amount of the fuel injection amount by the correction means.

補正手段による燃料噴射量の補正量の変動を抑えるためには、例えば、高膨張比制御における吸気弁の閉弁時期、機械圧縮比及び吸気絞り弁の開度の制御において、特に吸気弁の閉弁時期の変更量を少なくすると良い。これは、吸気ポートに吹き戻される燃料量の比率は、吸気弁の閉弁時期に最も大きな影響を受けるからである。従って、内燃機関の運転
条件の変化に伴う吸気弁の閉弁時期の変更量を通常の制御モードの場合よりも少なくすることにより、内燃機関の運転条件の変化に伴う、吸気ポートに吹き戻される燃料量の比率の変動を抑えることができる。補正手段による燃料噴射量の補正量の算出においては、吸気ポートに吹き戻される燃料量の比率が重要な量となっているので、この比率の変動が抑えられることにより、補正量の変動も抑えることが可能となる。 In order to suppress the fluctuation of the correction amount of the fuel injection amount by the correction means, for example, in the control of the closing timing of the intake valve, the mechanical compression ratio, and the opening degree of the intake throttle valve in the high expansion ratio control, the closing of the intake valve is particularly important. The amount of change in valve timing should be reduced. This is because the ratio of the amount of fuel blown back to the intake port is most affected by the closing timing of the intake valve. Therefore, the amount of change in the closing timing of the intake valve accompanying the change in the operating condition of the internal combustion engine is made smaller than that in the normal control mode, so that the air is blown back to the intake port accompanying the change in the operating condition of the internal combustion engine. Variation in the fuel amount ratio can be suppressed. In the calculation of the correction amount of the fuel injection amount by the correction means, the ratio of the fuel amount blown back to the intake port is an important amount. Therefore, fluctuations in the correction amount are also suppressed by suppressing fluctuations in this ratio. It becomes possible.

なお、内燃機関の運転条件の変化に応じた吸気弁の閉弁時期の変更量を通常より少なくすることに対応して、それ以外の制御パラメータである機械圧縮比や吸気絞り弁の開度の変更量も通常の制御モードに対して補正するようにしても良い。   In response to reducing the amount of change in the intake valve closing timing in response to changes in the operating conditions of the internal combustion engine, the control parameters other than that, such as the mechanical compression ratio and the intake throttle valve opening, The change amount may also be corrected with respect to the normal control mode.

本発明によれば、可変圧縮比機構を備えた高膨張比内燃機関において、空燃比制御の精度が低下することを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the high expansion ratio internal combustion engine provided with the variable compression ratio mechanism, it can suppress that the precision of air fuel ratio control falls.

実施例１〜３に係る内燃機関の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on Examples 1-3. 吸気弁閉時期と吹き戻し率との関係を、機械圧縮比の異なる種々の条件について例示した図である。It is the figure which illustrated the relationship between an intake valve closing time and a blowback rate about various conditions from which a mechanical compression ratio differs. スロットル開度と吹き戻し率との関係を、機械圧縮比の異なる種々の条件について例示した図である。It is the figure which illustrated the relationship between a throttle opening and a blowback rate about various conditions from which a mechanical compression ratio differs. 実施例１に係る燃料噴射量の補正処理を表すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a fuel injection amount correction process according to the first embodiment. 実施例２に係る燃料噴射量の補正処理を表すフローチャートである。7 is a flowchart illustrating a fuel injection amount correction process according to a second embodiment. 実施例３に係る燃料噴射量の補正処理を表すフローチャートである。10 is a flowchart illustrating a fuel injection amount correction process according to a third embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

図１は本実施例に係るエンジンの概略構成を示す図である。エンジン１はシリンダブロック２に４つのシリンダ５が直列に形成された直列４気筒ポート噴射火花点火式内燃機関である。図１は、全てのシリンダ５の中心軸線を含む平面に垂直で一のシリンダ５の中心軸線を含む平面によるエンジン１の断面図である。シリンダ５にはピストン６が摺動自在に挿入されており、ピストン６はコンロッド８によってクランクシャフト７に連結されている。エンジン１には、クランクシャフト７の回転角度を検出するクランク角度センサ２３が備えられている。クランク角度センサ２３による測定データは後述するＥＣＵ２２に入力される。クランクシャフト７はクランクケース３内に収納されている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an engine according to the present embodiment. The engine 1 is an in-line four-cylinder port injection spark ignition type internal combustion engine in which four cylinders 5 are formed in series on a cylinder block 2. FIG. 1 is a cross-sectional view of the engine 1 taken along a plane that is perpendicular to the plane including the central axis of all the cylinders 5 and includes the central axis of one cylinder 5. A piston 6 is slidably inserted into the cylinder 5, and the piston 6 is connected to a crankshaft 7 by a connecting rod 8. The engine 1 is provided with a crank angle sensor 23 that detects the rotation angle of the crankshaft 7. Data measured by the crank angle sensor 23 is input to an ECU 22 described later. The crankshaft 7 is housed in the crankcase 3.

シリンダブロック２の上部にはシリンダヘッド４が備えられている。シリンダヘッド４には吸気ポート１１、排気ポート１２が形成されている。吸気ポート１１には吸気ポート１１内に燃料を噴射するインジェクタ２０が備えられている。吸気ポート１１は吸気通路２５に接続している。排気ポート１２は排気通路１３に接続している。吸気通路２５には、吸気の流路面積を変更可能なスロットルバルブ２７が設けられている。スロットルバルブ２７は本発明における吸気絞り弁に相当する。スロットルバルブ２７の開度制御はＥＣＵ２２によって行われる。スロットルバルブ２７の開度を調整することにより、吸入空気量を調節することができる。   A cylinder head 4 is provided above the cylinder block 2. An intake port 11 and an exhaust port 12 are formed in the cylinder head 4. The intake port 11 is provided with an injector 20 that injects fuel into the intake port 11. The intake port 11 is connected to the intake passage 25. The exhaust port 12 is connected to the exhaust passage 13. The intake passage 25 is provided with a throttle valve 27 that can change the flow area of the intake air. The throttle valve 27 corresponds to the intake throttle valve in the present invention. The opening degree of the throttle valve 27 is controlled by the ECU 22. By adjusting the opening of the throttle valve 27, the intake air amount can be adjusted.

ピストン６の頂面とシリンダ５の内壁側面と、シリンダヘッド４とにより筒内空間が形成される。インジェクタ２０により吸気ポート１１内に噴射供給された燃料及び吸気通路
２５から供給される空気の混合気が吸気ポート１１を介してシリンダ５内に吸入され、ピストン６により圧縮される。圧縮された混合気が点火プラグ２１により点火されると、混合気は燃焼及び膨張し、ピストン６を押し下げてクランクシャフト７を回転させる。燃焼後の既燃ガスは排気ポート１２から排気通路１３に排出される。排気通路１３に排出された既燃ガスは排気浄化装置１４において含有するＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ、ＰＭ等の有害物質が浄化された後、大気中に放出される。インジェクタ２０による燃料噴射制御及び点火プラグ２１による点火制御はＥＣＵ２２によって行われる。 An in-cylinder space is formed by the top surface of the piston 6, the inner wall side surface of the cylinder 5, and the cylinder head 4. A mixture of fuel injected into the intake port 11 by the injector 20 and air supplied from the intake passage 25 is sucked into the cylinder 5 through the intake port 11 and compressed by the piston 6. When the compressed air-fuel mixture is ignited by the spark plug 21, the air-fuel mixture burns and expands, and pushes down the piston 6 to rotate the crankshaft 7. Burned burned gas is discharged from the exhaust port 12 to the exhaust passage 13. The burned gas discharged into the exhaust passage 13 is released into the atmosphere after harmful substances such as NOx, HC, CO, and PM contained in the exhaust purification device 14 are purified. The fuel injection control by the injector 20 and the ignition control by the spark plug 21 are performed by the ECU 22.

吸気ポート１１を開閉する吸気バルブ１５及び排気ポート１２を開閉する排気バルブ１６が備えられている。吸気バルブ１５は、クランクシャフト７に連動して回転する吸気カムシャフト（図示省略）に取り付けられた吸気カム１７によって開閉される。また、排気バルブ１６は排気カムシャフト（図示省略）に取り付けられた排気カム１８によって開閉される。エンジン１には、吸気カムシャフトとクランクシャフト７との回転位相を変更することにより吸気バルブ１５の開閉時期を変更可能な可変動弁機構１９が備えられている。可変動弁機構１９は油圧による駆動力で吸気カムシャフトとクランクシャフト７との回転位相を変化させる。可変動弁機構１９の油圧制御はＥＣＵ２２によって行われる。   An intake valve 15 for opening and closing the intake port 11 and an exhaust valve 16 for opening and closing the exhaust port 12 are provided. The intake valve 15 is opened and closed by an intake cam 17 attached to an intake camshaft (not shown) that rotates in conjunction with the crankshaft 7. The exhaust valve 16 is opened and closed by an exhaust cam 18 attached to an exhaust camshaft (not shown). The engine 1 is provided with a variable valve mechanism 19 that can change the opening / closing timing of the intake valve 15 by changing the rotational phase of the intake camshaft and the crankshaft 7. The variable valve mechanism 19 changes the rotational phase between the intake camshaft and the crankshaft 7 with a hydraulic driving force. The hydraulic control of the variable valve mechanism 19 is performed by the ECU 22.

シリンダブロック２はクランクケース３に対してシリンダ５の軸線方向（図１紙面上で上下方向）に相対移動可能に取り付けられている。シリンダブロック２とクランクケース３との接続部には、シリンダブロック２をクランクケース３に対して離間又は近接させる駆動力をシリンダブロック２に対して伝達する変位機構９が備えられている。変位機構９には不図示のモータからギア機構等を介して動力が入力される。変位機構９への動力制御はＥＣＵ２２によって行われる。   The cylinder block 2 is attached to the crankcase 3 so as to be relatively movable in the axial direction of the cylinder 5 (vertical direction in FIG. 1). A connecting portion between the cylinder block 2 and the crankcase 3 is provided with a displacement mechanism 9 that transmits to the cylinder block 2 a driving force that moves the cylinder block 2 away from or close to the crankcase 3. Power is input to the displacement mechanism 9 from a motor (not shown) via a gear mechanism or the like. Power control to the displacement mechanism 9 is performed by the ECU 22.

シリンダブロック２がクランクケース３から離間する方向に移動することにより燃焼室１０の容積が拡大する。また、シリンダブロック２がクランクケース３に近接する方向に移動することにより燃焼室１０の容積が縮小する。ここで、ピストン６が上死点に位置する時にシリンダ５内に形成される空間が燃焼室１０である。ピストン６が下死点から上死点まで上昇する際に押しのける容積が行程容積である。燃焼室容積と行程容積の和を燃焼室容積で除した比を機械圧縮比と言う。シリンダブロック２がクランクケース３から離間して燃焼室容積が拡大することにより、機械圧縮比が減少する。シリンダブロック２がクランクケース３に近接して燃焼室容積が縮小することにより、機械圧縮比が増大する。変位機構９が本発明に係る可変圧縮比機構に相当する。   As the cylinder block 2 moves away from the crankcase 3, the volume of the combustion chamber 10 increases. Further, the volume of the combustion chamber 10 is reduced as the cylinder block 2 moves in the direction approaching the crankcase 3. Here, the space formed in the cylinder 5 when the piston 6 is located at the top dead center is the combustion chamber 10. The volume that the piston 6 pushes away from the bottom dead center to the top dead center is the stroke volume. A ratio obtained by dividing the sum of the combustion chamber volume and the stroke volume by the combustion chamber volume is called a mechanical compression ratio. When the cylinder block 2 is separated from the crankcase 3 and the combustion chamber volume is increased, the mechanical compression ratio is reduced. As the cylinder block 2 approaches the crankcase 3 and the volume of the combustion chamber is reduced, the mechanical compression ratio is increased. The displacement mechanism 9 corresponds to the variable compression ratio mechanism according to the present invention.

ＥＣＵ２２は、エンジン１の運転状態を制御するコンピュータユニットである。ＥＣＵ２２には上述したクランク角度センサ２３の他、アクセルペダル２６の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ２４の測定データが入力される。ＥＣＵ２２は、クランク角度センサ２３、アクセル開度センサ２４、その他の種々のセンサから入力される測定データに基づいて、エンジン１の運転状態やドライバーの要求を取得し、それに基づいて可変動弁機構１９、インジェクタ２０、点火プラグ２１、変位機構９、その他の各種機器の動作を制御する信号を出力する。   The ECU 22 is a computer unit that controls the operating state of the engine 1. In addition to the crank angle sensor 23 described above, the ECU 22 receives measurement data of an accelerator opening sensor 24 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 26. The ECU 22 acquires the operating state of the engine 1 and the driver's request based on measurement data input from the crank angle sensor 23, the accelerator opening sensor 24, and other various sensors, and based on the acquired operating state of the variable valve mechanism 19 In addition, a signal for controlling the operation of the injector 20, the spark plug 21, the displacement mechanism 9, and other various devices is output.

ＥＣＵ２２は、エンジン１の運転状態がアイドル運転状態を含む所定の低負荷領域にある時は、機械圧縮比が高くなるように変位機構９を制御するとともに、有効圧縮比がノッキングを回避し得る範囲に保たれ且つ膨張比が高くなるように可変動弁機構１９を制御する。すなわち、シリンダブロック２とクランクケース３とが近接するように変位機構９を制御するとともに、吸気バルブ１５の閉弁時期を圧縮行程半ばまで遅角させるように可変動弁機構１９を制御する。これらの変位機構９及び可変動弁機構１９の制御を高膨張比制御と称する。この制御は本発明における高膨張比制御に相当する。   The ECU 22 controls the displacement mechanism 9 so that the mechanical compression ratio becomes high when the operation state of the engine 1 is in a predetermined low load region including the idle operation state, and the range in which the effective compression ratio can avoid knocking. The variable valve mechanism 19 is controlled so that the expansion ratio is kept high. That is, the displacement mechanism 9 is controlled so that the cylinder block 2 and the crankcase 3 are close to each other, and the variable valve mechanism 19 is controlled so as to retard the closing timing of the intake valve 15 until the middle of the compression stroke. Control of the displacement mechanism 9 and the variable valve mechanism 19 is referred to as high expansion ratio control. This control corresponds to the high expansion ratio control in the present invention.

ＥＣＵ２２は、エンジン１の運転状態が中〜高負荷領域にある時は、機械圧縮比が低くなるように変位機構９を制御するとともに、有効圧縮比が機械圧縮比と略同等となるように可変動弁機構１９を制御する。すなわち、シリンダブロック２とクランクケース３とが離間するように変位機構９を制御するとともに、吸気バルブ１５の閉弁時期を吸気下死点付近となるように可変動弁機構１９を制御する。これらの変位機構９及び可変動弁機構１９の制御を通常制御と称する。エンジン１の運転状態が属する負荷領域に応じて高膨張比制御及び通常制御を切り換えるＥＣＵ２２が、本発明の制御手段に相当する。   The ECU 22 controls the displacement mechanism 9 so that the mechanical compression ratio is low when the operating state of the engine 1 is in the middle to high load region, and the effective compression ratio can be substantially equal to the mechanical compression ratio. The variable valve mechanism 19 is controlled. That is, the displacement mechanism 9 is controlled so that the cylinder block 2 and the crankcase 3 are separated from each other, and the variable valve mechanism 19 is controlled so that the closing timing of the intake valve 15 is close to the intake bottom dead center. Control of these displacement mechanism 9 and variable valve mechanism 19 is referred to as normal control. ECU22 which switches high expansion ratio control and normal control according to the load area | region where the driving | running state of the engine 1 belongs corresponds to the control means of this invention.

ＥＣＵ２２は、上記低負荷運転領域において、吸入空気量の制御をスロットルバルブ２７の開度制御によって行う。高膨張比制御においては、上記のように膨張比を高めるために吸気バルブ１５の閉弁時期を遅角させる制御が行われるため、吸気バルブ１５の開閉時期の調整による吸入空気量の制御には限界があるためである。吸気バルブ１５の閉弁時期が下死点付近に設定される通常制御においては、ＥＣＵ２２はスロットルバルブ２７の開度を全開に制御するとともに、吸気バルブ１５の閉弁時期を調整することによって吸入空気量の制御を行う。   The ECU 22 controls the intake air amount by controlling the opening of the throttle valve 27 in the low load operation region. In the high expansion ratio control, control for delaying the closing timing of the intake valve 15 is performed in order to increase the expansion ratio as described above. Therefore, in the control of the intake air amount by adjusting the opening / closing timing of the intake valve 15, This is because there is a limit. In the normal control in which the closing timing of the intake valve 15 is set near the bottom dead center, the ECU 22 controls the opening degree of the throttle valve 27 to be fully open and adjusts the closing timing of the intake valve 15 to take in the intake air. Control the amount.

上記のように、高膨張比制御においては、吸気バルブ１５の閉弁時期が圧縮行程半ばまで遅角されるので、吸気ポート１１からシリンダ５内に吸入された吸気（吸気通路２５から流入する空気とインジェクタ２０から噴射供給される燃料との混合気）の一部は上昇するピストン６によってシリンダ５内から押し出され、吸気ポート１１に吹き戻される。そのため、実際に燃焼に関与する燃料量と、インジェクタ２０から吸気ポート１１に噴射供給された燃料量と、の間にずれが生じる場合がある。その場合、実際に燃焼に関与する燃料量が目標値からずれることになるので、空燃比が目標空燃比からずれて出力性能や排気性能の悪化を招く虞がある。   As described above, in the high expansion ratio control, the closing timing of the intake valve 15 is retarded until the middle of the compression stroke, so that intake air (air flowing into the intake passage 25 from the intake passage 25) is sucked into the cylinder 5 from the intake port 11. And a part of the mixture of the fuel injected and supplied from the injector 20) is pushed out of the cylinder 5 by the rising piston 6 and blown back to the intake port 11. For this reason, there may be a deviation between the amount of fuel actually involved in combustion and the amount of fuel injected and supplied from the injector 20 to the intake port 11. In this case, since the amount of fuel actually involved in the combustion deviates from the target value, the air / fuel ratio may deviate from the target air / fuel ratio, leading to deterioration in output performance or exhaust performance.

従って、高膨張比制御においては、吸気ポート１１に吹き戻される燃料量を考慮して、実際に燃焼に関与する燃料量を目標値に一致させることができるように、インジェクタ２０による燃料噴射量を補正する必要がある。   Therefore, in the high expansion ratio control, the amount of fuel injected by the injector 20 is set so that the amount of fuel actually involved in combustion can be matched with the target value in consideration of the amount of fuel blown back to the intake port 11. It is necessary to correct.

ここで、吸気ポート１１に供給される燃料量に対する吸気ポート１１に吹き戻される燃料量の比率（以下、「吹き戻し率」という）は、主に、吸気バルブ１５の閉弁時の気筒内容積と、吸気バルブ１５の閉弁時のシリンダ５内の圧力と、によって決まる。吸気バルブ１５の閉弁時の気筒内容積は、主に機械圧縮比と吸気バルブ１５の閉弁時期（以下、「吸気弁閉時期」という）とによって決まる。また、吸気バルブ１５の閉弁時のシリンダ５内の圧力は、主にスロットルバルブ２７の開度（以下、「スロットル開度」という）によって決まる。   Here, the ratio of the amount of fuel blown back to the intake port 11 with respect to the amount of fuel supplied to the intake port 11 (hereinafter referred to as “blowback rate”) is mainly the cylinder volume when the intake valve 15 is closed. And the pressure in the cylinder 5 when the intake valve 15 is closed. The cylinder volume when the intake valve 15 is closed is mainly determined by the mechanical compression ratio and the closing timing of the intake valve 15 (hereinafter referred to as “intake valve closing timing”). The pressure in the cylinder 5 when the intake valve 15 is closed is mainly determined by the opening of the throttle valve 27 (hereinafter referred to as “throttle opening”).

図２は、吸気弁閉時期と吹き戻し率との関係を、種々の機械圧縮比について示した図である。図２において、縦軸は吹き戻し率、横軸は吸気弁閉時期を表す。また、３本の曲線は、機械圧縮比が異なる３つの条件における吸気弁閉時期と吹き戻し率との関係を例示したものである。図２に示すように、吸気弁閉時期が遅くなるほど吹き戻し率は高くなる傾向があり、その高くなり方は機械圧縮比が高くなるほど大きくなる傾向がある。   FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the intake valve closing timing and the blowback rate for various mechanical compression ratios. In FIG. 2, the vertical axis represents the blowback rate, and the horizontal axis represents the intake valve closing timing. Further, the three curves illustrate the relationship between the intake valve closing timing and the blowback rate under three conditions with different mechanical compression ratios. As shown in FIG. 2, the blow-back rate tends to increase as the intake valve closing timing is delayed, and the increase tends to increase as the mechanical compression ratio increases.

図３は、スロットル開度と吹き戻し率との関係を、種々の機械圧縮比について示した図である。図３において、縦軸は吹き戻し率、横軸はスロットル開度を表す。また、３本の曲線は、機械圧縮比が異なる３つの条件におけるスロットル開度と吹き戻し率との関係を例示したものである。図３に示すように、スロットル開度が大きくなるほど吹き戻し率は高くなる傾向があり、その高くなり方は機械圧縮比が高くなるほど大きくなる傾向がある。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the throttle opening and the blowback rate for various mechanical compression ratios. In FIG. 3, the vertical axis represents the blowback rate, and the horizontal axis represents the throttle opening. Further, the three curves illustrate the relationship between the throttle opening and the blowback rate under three conditions with different mechanical compression ratios. As shown in FIG. 3, the blowback rate tends to increase as the throttle opening increases, and the increase tends to increase as the mechanical compression ratio increases.

このように、吹き戻し率はスロットル開度にも依存している。通常制御のようにスロットル開度が全開で一定に制御される場合には、機械圧縮比と吸気弁閉時期とに基づいて燃料噴射量の補正を行うことができるが、高膨張比制御では吸入空気量の制御がスロットル開度制御によって行われるので、スロットル開度がエンジン１の運転条件に応じて変化する。従って、高膨張比制御における燃料噴射量の補正は、スロットル開度の変化に応じた吹き戻し率の変化を考慮して行う必要がある。   Thus, the blowback rate also depends on the throttle opening. When the throttle opening is controlled to be fully open as in the normal control, the fuel injection amount can be corrected based on the mechanical compression ratio and the intake valve closing timing. Since the air amount is controlled by the throttle opening control, the throttle opening changes according to the operating condition of the engine 1. Therefore, the correction of the fuel injection amount in the high expansion ratio control needs to be performed in consideration of the change in the blowback rate according to the change in the throttle opening.

そこで、本実施例では、スロットル開度、機械圧縮比及び吸気弁閉時期の３つのパラメータと、吹き戻し率と、の関係を実験やシミュレーション等により予め求めてマップ化したものをＥＣＵ２２に記憶させておき、エンジン１の運転条件に応じて決定されるこれら３つのパラメータの値に基づいて、当該運転条件における吹き戻し率を取得し、取得した吹き戻し率に基づいて、実際に燃焼に関与する燃料量が目標値に一致するように、インジェクタ２０による燃料噴射量を補正するようにした。   Therefore, in this embodiment, the ECU 22 stores a map obtained by previously obtaining the relationship between the three parameters of the throttle opening, the mechanical compression ratio, and the intake valve closing timing, and the blowback rate by experiment or simulation. In addition, based on the values of these three parameters determined according to the operating conditions of the engine 1, the blowback rate under the operating conditions is acquired, and based on the acquired blowback rate, it is actually involved in combustion. The fuel injection amount by the injector 20 is corrected so that the fuel amount matches the target value.

このような補正を行うことにより、高膨張比制御が行われる低負荷運転領域において、実際に燃焼に関与する燃料量を精度良く目標値に一致させることが可能となる。従って、空燃比制御の精度低下を抑制でき、出力性能や排気性能の悪化を好適に抑制することができる。   By performing such correction, in the low load operation region where the high expansion ratio control is performed, it is possible to accurately match the amount of fuel actually involved in the combustion with the target value. Therefore, it is possible to suppress a decrease in accuracy of the air-fuel ratio control, and it is possible to favorably suppress deterioration in output performance and exhaust performance.

図４は、上述した本実施例における燃料噴射制御のフローチャートである。このフローチャートで表される処理は、ＥＣＵ２２によって所定間隔で繰り返し実行される。   FIG. 4 is a flowchart of the fuel injection control in this embodiment described above. The process represented by this flowchart is repeatedly executed by the ECU 22 at predetermined intervals.

まずステップＳ１０１において、ＥＣＵ２２は、エンジン１の運転条件を取得する。本実施例では、アクセル開度センサ２４による測定データに基づいて機関負荷を取得するとともに、クランク角度センサ２３による測定データに基づいて機関回転数を取得する。   First, in step S <b> 101, the ECU 22 acquires operating conditions of the engine 1. In this embodiment, the engine load is acquired based on the measurement data from the accelerator opening sensor 24, and the engine speed is acquired based on the measurement data from the crank angle sensor 23.

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０１で取得したエンジン１の運転条件が高膨張比制御を行うべき運転条件であるか否かを判定する。ステップＳ１０１で取得した運転条件が上述した低負荷領域に属する運転条件である場合、高膨張比制御を行うべきであると判定してステップＳ１０３以降の高膨張比制御及び燃料噴射量補正の処理を実行する。ステップＳ１０１で取得した運転条件が上述した中〜高負荷領域に属する運転条件である場合、ステップＳ１０９の処理に進み通常制御を実行する。   In step S102, the ECU 22 determines whether or not the operating condition of the engine 1 acquired in step S101 is an operating condition for performing high expansion ratio control. When the operating condition acquired in step S101 is an operating condition belonging to the low load region described above, it is determined that the high expansion ratio control should be performed, and the processing of the high expansion ratio control and fuel injection amount correction after step S103 is performed. Run. When the operation condition acquired in step S101 is the operation condition belonging to the above-described middle to high load region, the process proceeds to step S109 and normal control is executed.

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０１で取得したエンジン１の運転条件に応じて、高膨張比制御に係る機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度の目標値を取得する。   In step S103, the ECU 22 acquires target values of the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening degree related to the high expansion ratio control according to the operating conditions of the engine 1 acquired in step S101.

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０１で取得したエンジン１の運転条件に応じて、基本燃料噴射量を取得する。基本燃料噴射量は、機関負荷に応じて定められた、燃焼すべき燃料量の目標値である。吹き戻しが無い条件では、基本燃料噴射量をそのままインジェクタ２０により吸気ポート１１に噴射供給すれば、機関負荷に応じた出力が得られるが、上述したように吹き戻しが有る条件では、インジェクタ２０により吸気ポート１１に基本燃料噴射量の燃料噴射を行っても、実際に燃焼に関与する燃料量は基本燃料噴射量からずれる。従って、以下の補正処理によって、実際に燃焼に関与する燃料量を基本燃料噴射量に一致させることができるような燃料噴射量を算出する。   In step S104, the ECU 22 acquires the basic fuel injection amount according to the operating condition of the engine 1 acquired in step S101. The basic fuel injection amount is a target value for the amount of fuel to be burned, which is determined according to the engine load. Under conditions where there is no blowback, if the basic fuel injection amount is directly supplied to the intake port 11 by the injector 20, an output corresponding to the engine load can be obtained. However, under the conditions where there is blowback as described above, the injector 20 Even if the basic fuel injection amount is injected into the intake port 11, the fuel amount actually involved in the combustion deviates from the basic fuel injection amount. Therefore, a fuel injection amount that can make the fuel amount actually involved in combustion coincide with the basic fuel injection amount is calculated by the following correction process.

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０３で取得した機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度に応じて、吹き戻し率を取得する。   In step S105, the ECU 22 acquires the blowback rate according to the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening acquired in step S103.

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０５で取得した吹き戻し率に
基づいて、燃料噴射量の補正量を算出する。具体的には、吹き戻し率と基本燃料噴射量とから吸気ポート１１に吹き戻される燃料量を算出する。 In step S106, the ECU 22 calculates a correction amount for the fuel injection amount based on the blowback rate acquired in step S105. Specifically, the amount of fuel blown back to the intake port 11 is calculated from the blowback rate and the basic fuel injection amount.

ステップＳ１０７において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０６で算出した補正量を基本燃料噴射量に加算して最終的な燃料噴射量を算出する。   In step S107, the ECU 22 calculates the final fuel injection amount by adding the correction amount calculated in step S106 to the basic fuel injection amount.

ステップＳ１０８において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ１０７で算出した最終的な燃料噴射量の燃料噴射をインジェクタ２０に実行させる。   In step S108, the ECU 22 causes the injector 20 to execute the final fuel injection amount calculated in step S107.

以上のフローチャートを実行することによって、高膨張比制御においてスロットル開度制御により吸入空気量制御が行われる場合においても、実際に燃焼に関与する燃料量を目標値（基本燃料噴射量）に精度良く一致させることができる。従って、空燃比制御の精度低下を好適に抑制することができ、出力性能や排気性能の悪化を抑制することが可能となる。   By executing the above flowchart, even when the intake air amount control is performed by the throttle opening control in the high expansion ratio control, the fuel amount actually involved in the combustion is accurately set to the target value (basic fuel injection amount). Can be matched. Therefore, it is possible to suitably suppress a decrease in accuracy of air-fuel ratio control, and it is possible to suppress deterioration of output performance and exhaust performance.

本実施例においては、上記フローチャートのステップＳ１０３〜ステップＳ１０６の処理を実行するＥＣＵ２２が、本発明における補正手段に相当する。   In the present embodiment, the ECU 22 that executes the processes of steps S103 to S106 in the flowchart corresponds to the correcting means in the present invention.

次に本発明の実施例２について説明する。本実施例は燃料噴射量の補正処理内容が実施例１と異なる。その他エンジン１の構成等については実施例１と同一である。実施例１と同一の構成要素には実施例１と同一の名称及び符号を用い、詳細な説明を割愛する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment differs from the first embodiment in the details of the fuel injection amount correction process. Other configurations of the engine 1 are the same as those of the first embodiment. The same constituent elements as those in the first embodiment are denoted by the same names and symbols as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.

高膨張比制御において吸気ポート１１に吹き戻された燃料は、次回のサイクルにおいて、インジェクタ２０から吸気ポート１１に新たに噴射供給される燃料とともにシリンダ５内に吸入される。そして、高膨張比制御においては、前回のサイクルにおいて吸気ポート１１に吹き戻された燃料も、今回のサイクルにおいて新たに噴射供給された燃料も、同様にその一部が吸気ポート１１に吹き戻される。このように、実際に燃焼に関与する燃料量には、今回のサイクルにおける吹き戻し率に加えて、過去のサイクルにおいて吹き戻された燃料量も影響している。   The fuel blown back to the intake port 11 in the high expansion ratio control is sucked into the cylinder 5 together with the fuel newly injected and supplied from the injector 20 to the intake port 11 in the next cycle. In the high expansion ratio control, both the fuel blown back to the intake port 11 in the previous cycle and the fuel newly injected and supplied in the current cycle are blown back to the intake port 11 in the same manner. . Thus, in addition to the blowback rate in the current cycle, the amount of fuel blown back in the past cycle also affects the amount of fuel actually involved in the combustion.

そこで、本実施例では、過去のサイクルにおいて吸気ポート１１に吹き戻された燃料量をも考慮して、実際に燃焼に関与する燃料量を基本燃料噴射量に一致させるために必要なインジェクタ２０による燃料噴射量を算出するようにした。   Therefore, in the present embodiment, the amount of fuel blown back to the intake port 11 in the past cycle is also taken into consideration, and the injector 20 necessary for making the fuel amount actually involved in the combustion coincide with the basic fuel injection amount. The fuel injection amount was calculated.

具体的には、今回のサイクル（ｋ回目のサイクルとする）で吹き戻される燃料量Ｆｍ（ｋ）、前回のサイクル（ｋ−１回目のサイクル）で吹き戻された燃料量Ｆｍ（ｋ−１）、今回のサイクルにおける吹き戻し率α（ｋ）、今回のサイクルでインジェクタ２０により吸気ポート１１に噴射供給される燃料量Ｆｉ（ｋ）とすると、次式が成り立つ。
（数１）
Ｆｍ（ｋ）＝α（ｋ）×｛Ｆｍ（ｋ−１）＋Ｆｉ（ｋ）｝ ・・・（式１） Specifically, the fuel amount Fm (k) blown back in this cycle (referred to as the kth cycle), and the fuel amount Fm (k−1) blown back in the previous cycle (k−1 cycle). ), The blowback rate α (k) in the current cycle, and the fuel amount Fi (k) injected and supplied to the intake port 11 by the injector 20 in the current cycle, the following equation holds.
(Equation 1)
Fm (k) = α (k) × {Fm (k−1) + Fi (k)} (Formula 1)

すなわち、吹き戻し率α（ｋ）は、吸気ポート１１に供給される燃料量に対する吹き戻される燃料量の比率であるから、前回のサイクルで吸気ポート１１に吹き戻されて残留している燃料量Ｆｍ（ｋ−１）と、今回のサイクルでインジェクタ２０により新たに噴射供給される燃料量Ｆｉ（ｋ）と、の和に係る係数となる。   That is, the blowback rate α (k) is the ratio of the amount of fuel blown back to the amount of fuel supplied to the intake port 11, so the amount of fuel remaining blown back to the intake port 11 in the previous cycle. This is a coefficient related to the sum of Fm (k−1) and the fuel amount Fi (k) newly injected and supplied by the injector 20 in the current cycle.

式１より、今回のサイクルで実際に燃焼に関与することになる燃料量Ｆｃ（ｋ）は、次式で求められる。
（数２）
Ｆｃ（ｋ）＝（１−α（ｋ））×｛Ｆｍ（ｋ−１）＋Ｆｉ（ｋ）｝ ・・・（式２） From Equation 1, the fuel amount Fc (k) that will actually participate in combustion in the current cycle is obtained by the following equation.
(Equation 2)
Fc (k) = (1−α (k)) × {Fm (k−1) + Fi (k)} (Formula 2)

この実際に燃焼に関与する燃料量Ｆｃ（ｋ）が、エンジン１の運転条件から取得される基本燃料噴射量Ｆｒ（ｋ）に等しくなれば良いので、Ｆｃ（ｋ）をＦｒ（ｋ）に置換して式２を今回のサイクルの燃料噴射量Ｆｉ（ｋ）について解くと、次式のようになる。
（数３）
Ｆｉ（ｋ）＝Ｆｒ（ｋ）／（１−α（ｋ））−Ｆｍ（ｋ−１） ・・・（式３） Since the fuel amount Fc (k) actually involved in the combustion only needs to be equal to the basic fuel injection amount Fr (k) acquired from the operating condition of the engine 1, Fc (k) is replaced with Fr (k). Then, when Equation 2 is solved for the fuel injection amount Fi (k) of the current cycle, the following equation is obtained.
(Equation 3)
Fi (k) = Fr (k) / (1-α (k)) − Fm (k−1) (Formula 3)

式３で求められる燃料噴射量をインジェクタ２０により吸気ポート１１に噴射することによって、今回のサイクルで実際に燃焼に関与する燃料量を目標値（基本燃料噴射量）に一致させることができる。なお、今回のサイクルの基本燃料噴射量Ｆｒ（ｋ）及び吹き戻し率α（ｋ）は、今回のサイクルにおけるエンジン１の運転条件に応じてマップから取得することができる。また、前回のサイクルにおいて吹き戻された燃料量Ｆｍ（ｋ−１）は、前回のサイクルの処理において式１に基づいて算出してＥＣＵ２２に記憶しておいた値を読み出して用いる。高膨張比制御に切り換えられて最初のサイクルでは、前回のサイクルにおいて吹き戻された燃料量Ｆｍ（０）を適当な定数、例えばゼロとする。従って、式３のＦｍ（ｋ−１）は、高膨張比制御開始後の過去のサイクルにおける燃料挙動の影響を全て含む。   By injecting the fuel injection amount obtained by Expression 3 into the intake port 11 by the injector 20, the fuel amount actually involved in the combustion in the current cycle can be matched with the target value (basic fuel injection amount). The basic fuel injection amount Fr (k) and the blowback rate α (k) for the current cycle can be acquired from the map according to the operating conditions of the engine 1 in the current cycle. Further, the fuel amount Fm (k−1) blown back in the previous cycle is read out from the value calculated based on Equation 1 and stored in the ECU 22 in the processing of the previous cycle. In the first cycle after switching to the high expansion ratio control, the fuel amount Fm (0) blown back in the previous cycle is set to an appropriate constant, for example, zero. Therefore, Fm (k−1) in Equation 3 includes all the effects of fuel behavior in the past cycle after the start of high expansion ratio control.

このように、本実施例によれば、過去のサイクルにおいて吸気ポート１１に吹き戻された燃料による影響を考慮して、実際に燃焼に関与する燃料量を目標値（基本燃料噴射量）に一致させるためのインジェクタ２０による燃料噴射量を算出するので、高膨張比制御における空燃比制御の精度をより一層向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the fuel amount actually involved in the combustion matches the target value (basic fuel injection amount) in consideration of the influence of the fuel blown back to the intake port 11 in the past cycle. Since the amount of fuel injected by the injector 20 is calculated, the accuracy of air-fuel ratio control in high expansion ratio control can be further improved.

特に、エンジン１の運転条件が時間的に変化する過渡状態においては、サイクル毎に吹き戻し率や吹き戻される燃料量が変化するので、実際に燃焼に関与する燃料量とインジェクタ２０による燃料噴射量とのずれを正確に取得するには、過去のサイクルにおける燃料挙動を考慮することが特に重要である。   In particular, in a transient state in which the operating conditions of the engine 1 change with time, the blowback rate and the amount of fuel blown back vary from cycle to cycle, so the amount of fuel actually involved in combustion and the amount of fuel injected by the injector 20 It is particularly important to take into account the fuel behavior in the past cycle in order to accurately obtain the deviation.

図５は、上述した本実施例における燃料噴射制御のフローチャートである。このフローチャートで表される処理は、ＥＣＵ２２によって所定間隔で繰り返し実行される。   FIG. 5 is a flowchart of the fuel injection control in this embodiment described above. The process represented by this flowchart is repeatedly executed by the ECU 22 at predetermined intervals.

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ２２は、エンジン１の運転条件を取得する。本実施例では、アクセル開度センサ２４による測定データに基づいて機関負荷を取得するとともに、クランク角度センサ２３による測定データに基づいて機関回転数を取得する。   In step S201, the ECU 22 acquires the operating condition of the engine 1. In this embodiment, the engine load is acquired based on the measurement data from the accelerator opening sensor 24, and the engine speed is acquired based on the measurement data from the crank angle sensor 23.

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ２０１で取得したエンジン１の運転条件が高膨張比制御を行うべき運転条件であるか否かを判定する。ステップＳ２０１で取得した運転条件が上述した低負荷領域に属する運転条件である場合、高膨張比制御を行うべきであると判定してステップＳ２０３以降の高膨張比制御及び燃料噴射量補正の処理を実行する。ステップＳ２０１で取得した運転条件が上述した中〜高負荷領域に属する運転条件である場合、ステップＳ２１０の処理に進み通常制御を実行する。   In step S202, the ECU 22 determines whether or not the operating condition of the engine 1 acquired in step S201 is an operating condition for performing high expansion ratio control. When the operating condition acquired in step S201 is an operating condition belonging to the low load region described above, it is determined that the high expansion ratio control should be performed, and the processing of the high expansion ratio control and fuel injection amount correction after step S203 is performed. Run. When the operation condition acquired in step S201 is the operation condition belonging to the above-described middle to high load region, the process proceeds to step S210 and normal control is executed.

ステップＳ２０３において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ２０１で取得したエンジン１の運転条件に応じて、高膨張比制御に係る機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度の目標値を取得する。   In step S203, the ECU 22 acquires target values of the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening degree related to the high expansion ratio control according to the operating conditions of the engine 1 acquired in step S201.

ステップＳ２０４において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ２０１で取得したエンジン１の運転条件に応じて、今回のサイクルの基本燃料噴射量Ｆｒ（ｋ）を取得する。ここで、ｋは今回のサイクル番号を表す。基本燃料噴射量Ｆｒ（ｋ）は、負荷及び回転数に応じて基
本燃料噴射量を定めたマップから読み込む。 In step S204, the ECU 22 acquires the basic fuel injection amount Fr (k) for the current cycle according to the operating conditions of the engine 1 acquired in step S201. Here, k represents the current cycle number. The basic fuel injection amount Fr (k) is read from a map in which the basic fuel injection amount is determined according to the load and the rotational speed.

ステップＳ２０５において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ２０３で取得した機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度に応じて、今回のサイクルの吹き戻し率α（ｋ）を取得する。吹き戻し率α（ｋ）は、機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度に応じて吹き戻し率を定めたマップから読み込む。   In step S205, the ECU 22 acquires the blowback rate α (k) for the current cycle according to the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening acquired in step S203. The blowback rate α (k) is read from a map in which the blowback rate is determined according to the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening.

ステップＳ２０６において、ＥＣＵ２２は、前回のサイクルにおいて吹き戻された燃料量Ｆｍ（ｋ−１）を取得する。これは本フローチャートの前回のサイクルにおける処理時に算出した値をＥＣＵ２２に記憶しておき、これを読み出すことにより取得する。   In step S206, the ECU 22 acquires the fuel amount Fm (k-1) blown back in the previous cycle. This is obtained by storing the value calculated at the time of processing in the previous cycle of this flowchart in the ECU 22 and reading it.

ステップＳ２０７において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０６で取得した今回のサイクルの基本燃料噴射量Ｆｒ（ｋ）及び吹き戻し率α（ｋ）、前回のサイクルにおいて吹き戻された燃料量Ｆｍ（ｋ−１）に基づいて、今回のサイクルでインジェクタ２０により吸気ポート１１に噴射供給すべき最終的な燃料噴射量Ｆｉ（ｋ）を上述した式３により算出する。   In step S207, the ECU 22 obtains the basic fuel injection amount Fr (k) and the blowback rate α (k) of the current cycle acquired in steps S204 to S206, and the fuel amount Fm (k−) blown back in the previous cycle. Based on 1), the final fuel injection amount Fi (k) to be injected and supplied to the intake port 11 by the injector 20 in the current cycle is calculated by the above-described equation (3).

ステップＳ２０８において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ２０７で算出した最終的な燃料噴射量の燃料噴射をインジェクタ２０に実行させる。   In step S208, the ECU 22 causes the injector 20 to execute the final fuel injection amount calculated in step S207.

ステップＳ２０９において、ＥＣＵ２２は、今回のサイクルで吸気ポート１１に吹き戻された燃料量Ｆｍ（ｋ）を上述した式１により算出し、ＥＣＵ２２に記憶させる。この記憶させた値を、次回のサイクルにおいて本フローチャートの処理を行う場合のステップＳ２０６で読み出す。   In step S209, the ECU 22 calculates the fuel amount Fm (k) blown back to the intake port 11 in the current cycle according to the above-described equation 1, and stores it in the ECU 22. This stored value is read in step S206 when the process of this flowchart is performed in the next cycle.

以上のフローチャートを実行することによって、高膨張比制御において、過去のサイクルで吸気ポート１１に吹き戻された燃料による影響も考慮して、実際に燃焼に関与する燃料量を目標値（基本燃料噴射量）に一致させるためにインジェクタ２０から吸気ポート１１に噴射供給すべき燃料量を算出することができる。従って、実際に燃焼に関与する燃料量をより一層精度良く目標値に一致させることができる。特に、エンジン１の運転条件が変動し、従って吹き戻し率や前回のサイクルにおいて吹き戻された燃料量がサイクル毎に変動する過渡状態においても、過去の燃料挙動を考慮した燃料噴射量の補正により、高精度の空燃比制御を実現することが可能となる。従って、出力性能や排気性能の悪化を好適に抑制することが可能となる。   By executing the above flowchart, in the high expansion ratio control, the influence of the fuel blown back to the intake port 11 in the past cycle is taken into consideration, and the fuel amount actually involved in the combustion is set to the target value (basic fuel injection). The amount of fuel to be injected and supplied from the injector 20 to the intake port 11 can be calculated. Therefore, the amount of fuel actually involved in combustion can be matched with the target value with higher accuracy. In particular, even in a transient state in which the operating conditions of the engine 1 fluctuate, and therefore the blowback rate and the amount of fuel blown back in the previous cycle fluctuate from cycle to cycle, the correction of the fuel injection amount taking into account past fuel behavior Thus, it becomes possible to realize highly accurate air-fuel ratio control. Accordingly, it is possible to suitably suppress deterioration of output performance and exhaust performance.

本実施例においては、上記フローチャートのステップＳ２０３〜ステップＳ２０７の処理を実行するＥＣＵ２２が、本発明における補正手段に相当する。   In this embodiment, the ECU 22 that executes the processes of steps S203 to S207 in the flowchart corresponds to the correcting means in the present invention.

次に本発明の実施例３について説明する。本実施例についても、実施例１と同一の構成要素については同一の名称及び符号を用いることとし、詳細な説明は割愛する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. Also in this embodiment, the same names and symbols are used for the same components as those in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.

上述した実施例２のシステムによれば、過去のサイクルにおける燃料挙動の履歴をも考慮して燃料噴射量を補正することにより、吹き戻し率や吹き戻し量がサイクル毎に異なる過渡状態においても、実際に燃焼に関与する燃料量を目標値に一致させるために必要な燃料噴射量の補正量をサイクル毎に取得することができ、過渡状態における高精度の空燃比制御が可能となる。   According to the system of the second embodiment described above, by correcting the fuel injection amount in consideration of the history of fuel behavior in the past cycle, even in a transient state where the blowback rate and the blowback amount are different for each cycle, The correction amount of the fuel injection amount necessary for making the fuel amount actually involved in the combustion coincide with the target value can be acquired for each cycle, and highly accurate air-fuel ratio control in a transient state is possible.

ここで、燃料噴***度や補正量の演算負荷等を鑑みると、上述した実施例２のシステムにおいて、過渡状態でのエンジンの運転条件の変動に伴う燃料噴射量の補正量の変動は小
さい方が好ましい。そこで、本実施例では、実施例２のシステムによってサイクル毎に算出される燃料噴射量の補正量の変動幅が所定の範囲内に収まるように、高膨張比制御の制御態様の方を補正するようにした。 Here, in view of the fuel injection accuracy, the calculation load of the correction amount, and the like, in the system of the above-described second embodiment, the change in the correction amount of the fuel injection amount accompanying the change in the operating condition of the engine in the transient state should be smaller. preferable. Therefore, in the present embodiment, the control mode of the high expansion ratio control is corrected so that the fluctuation range of the correction amount of the fuel injection amount calculated for each cycle by the system of the second embodiment falls within a predetermined range. I did it.

高膨張比制御では、既述のように、エンジン１の運転条件に応じて機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度が決定されるが、燃料噴射量の補正量の算出において重要な量である吹き戻し率は、主に機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度によって決まっている。このうち、特に吸気弁閉時期の変動が吹き戻し率の変動幅に大きく影響する。そこで、本実施例では、エンジン１の運転条件の変動に応じて機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度を変化させる場合に、吸気弁閉時期の変化量に制限を課するようにした。これにより、エンジン１の運転条件の変動に伴う吹き戻し率の変動の幅が大きくならないようにすることができる。これにより、エンジン１の運転条件が変動する過渡状態においても、燃料噴射量の補正量の変動幅が所定の範囲内に収まるようにすることができる。   In the high expansion ratio control, as described above, the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening are determined according to the operating conditions of the engine 1, but these are important amounts for calculating the correction amount of the fuel injection amount. The blow-back rate is determined mainly by the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening. Among these, in particular, the fluctuation of the intake valve closing timing greatly affects the fluctuation range of the blowback rate. Therefore, in this embodiment, when the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening are changed in accordance with the change in the operating condition of the engine 1, a restriction is imposed on the amount of change in the intake valve closing timing. . As a result, it is possible to prevent the range of fluctuation in the blow-back rate associated with fluctuations in the operating conditions of the engine 1 from increasing. Thereby, even in a transient state where the operating conditions of the engine 1 fluctuate, the fluctuation range of the correction amount of the fuel injection amount can be kept within a predetermined range.

ここで、「所定の範囲」とは、前回のサイクルにおいて算出された燃料噴射量の補正量を今回のサイクルにおける燃料噴射量の補正に適用した場合に、今回のサイクルにおいて実際に燃焼に関与する燃料量と目標値とのずれが許容範囲に収まるような、補正量の変動幅の範囲である。   Here, the “predetermined range” is actually related to combustion in the current cycle when the correction amount of the fuel injection amount calculated in the previous cycle is applied to the correction of the fuel injection amount in the current cycle. This is a range of the fluctuation range of the correction amount so that the deviation between the fuel amount and the target value falls within the allowable range.

このように燃料噴射量の補正量の変動幅が所定の範囲内に収まるように機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度の制御を補正するモードと、通常のマップに従って機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度を制御するモードと、をエンジン１の運転条件に応じて切り換えるようにしても良い。例えば、運転状態が所定時間以上略一定の定常運転状態では通常の制御モードとし、それ以外の過渡運転状態では燃料噴射量の補正量の変動幅を抑制する制御モードに切り換えるようにしても良い。   Thus, the mode for correcting the control of the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing and the throttle opening so that the fluctuation range of the correction amount of the fuel injection amount falls within a predetermined range, and the mechanical compression ratio, the intake air according to the normal map. The mode for controlling the valve closing timing and the throttle opening may be switched according to the operating conditions of the engine 1. For example, the normal control mode may be set in a steady operation state where the operation state is substantially constant for a predetermined time or more, and the control mode may be switched to a control mode that suppresses the fluctuation range of the fuel injection amount correction amount in other transient operation states.

図６は、上述した本実施例における燃料噴射制御のフローチャートである。このフローチャートで表される処理は、ＥＣＵ２２によって所定間隔で繰り返し実行される。   FIG. 6 is a flowchart of the fuel injection control in this embodiment described above. The process represented by this flowchart is repeatedly executed by the ECU 22 at predetermined intervals.

図６のフローチャートのステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２１０については、図５のフローチャートと同一である。本実施例では、図５のフローチャートでステップＳ２０２において肯定判定された場合、すなわちエンジン１の運転条件が高膨張比制御を実施すべき運転領域に属していると判定された場合、ステップＳ３０３の処理に進む。   Steps S201, S202, and S210 in the flowchart of FIG. 6 are the same as those in the flowchart of FIG. In this embodiment, when an affirmative determination is made in step S202 in the flowchart of FIG. 5, that is, when it is determined that the operating condition of the engine 1 belongs to the operating region where the high expansion ratio control is to be performed, the process of step S303 Proceed to

ステップＳ３０３では、ＥＣＵ２２は、現在のエンジン１の運転状態が定常運転状態であるか否かを判定する。例えば運転条件の変動幅が所定範囲内であるような時間が所定時間以上継続している場合に定常運転状態であると判定できる。   In step S303, the ECU 22 determines whether or not the current operation state of the engine 1 is a steady operation state. For example, when the time during which the fluctuation range of the operating condition is within a predetermined range continues for a predetermined time or more, it can be determined that the operation state is steady.

ステップＳ３０３で定常運転状態であると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２２はステップＳ３０４の処理に進み、通常モードの高膨張比制御を実行する。この場合、続くステップＳ３０５では、予め定められた高膨張比制御の基本マップに従って、ステップＳ２０１で取得したエンジン１の運転条件に応じた機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度の目標値が取得される。ステップＳ３０５の処理を実行後、ＥＣＵ２２は図５のスローチャートのステップＳ２０４以降の処理を実行する。すなわち、ステップＳ３０５又はステップＳ３０７で取得した機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度に基づいて基本燃料噴射量Ｆｒ（ｋ）、吹き戻し率α（ｋ）を取得し、前回のサイクルの吹き戻し燃料量Ｆｍ（ｋ−１）を読み出し、これらの量に基づいて今回のサイクルの燃料噴射量Ｆｉ（ｋ）を算出してインジェクタ２０による燃料噴射を実行する。   When it is determined in step S303 that the vehicle is in the steady operation state (Yes), the ECU 22 proceeds to the process of step S304 and executes the high expansion ratio control in the normal mode. In this case, in the subsequent step S305, the target values of the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening according to the operating condition of the engine 1 acquired in step S201 are determined in accordance with a predetermined basic map for high expansion ratio control. To be acquired. After executing the process of step S305, the ECU 22 executes the processes after step S204 of the slow chart of FIG. That is, the basic fuel injection amount Fr (k) and the blowback rate α (k) are acquired based on the mechanical compression ratio, the intake valve closing timing, and the throttle opening acquired in step S305 or step S307, and the blowing of the previous cycle is acquired. The return fuel amount Fm (k−1) is read out, the fuel injection amount Fi (k) of the current cycle is calculated based on these amounts, and the fuel injection by the injector 20 is executed.

一方、ステップＳ３０３で定常運転状態ではないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ２
２はステップＳ３０６の処理に進み、燃料噴射量の補正量の変動を抑制するモードの高膨張比制御を実行する。この場合、続くステップＳ３０７では、ステップＳ３０５で用いられる高膨張比制御の基本マップに対して、エンジン１の運転条件の変動に対する吸気弁閉時期の変動が小さく抑えられた補正マップに従って、ステップＳ２０１で取得したエンジン１の運転条件に応じた機械圧縮比、吸気弁閉時期及びスロットル開度の目標値が取得される。 On the other hand, when it is determined in step S303 that the vehicle is not in the steady operation state (No), the ECU 2
In step S306, the process proceeds to step S306, and high expansion ratio control is performed in a mode that suppresses fluctuations in the fuel injection amount correction amount. In this case, in the subsequent step S307, in accordance with the correction map in which the fluctuation of the intake valve closing timing with respect to the fluctuation of the operating condition of the engine 1 is suppressed to the basic map of the high expansion ratio control used in step S305, in step S201. The mechanical compression ratio, intake valve closing timing, and throttle opening target values corresponding to the acquired operating conditions of the engine 1 are acquired.

次に、ステップＳ３０８において、今回のサイクルの基本燃料噴射量Ｆｒ（ｋ）を取得する。これはステップＳ２０１で取得したエンジン１の運転条件に応じて、既定のマップから取得する。   Next, in step S308, the basic fuel injection amount Fr (k) for the current cycle is acquired. This is acquired from a predetermined map according to the operating conditions of the engine 1 acquired in step S201.

ステップＳ３０９では、ＥＣＵ２２は、前回の吹き戻し量Ｆｍ（ｋ−１）を取得する。これは、前回のサイクルにおいて本フローチャートを実行した時に算出してＥＣＵ２２に記憶させておいた値を読み出すことで取得する。   In step S309, the ECU 22 acquires the previous blow back amount Fm (k-1). This is acquired by reading the value calculated and stored in the ECU 22 when this flowchart is executed in the previous cycle.

ステップＳ３１０では、ＥＣＵ２２は、ステップＳ３０８で取得した今回のサイクルの基本燃料噴射量Ｆｒ（ｋ）と、ステップＳ３０９で取得した前回の吹き戻し量Ｆｍ（ｋ−１）との和として、今回のサイクルの最終的な燃料噴射量Ｆｉ（ｋ）を算出する。   In step S310, the ECU 22 determines the current cycle as the sum of the basic fuel injection amount Fr (k) of the current cycle acquired in step S308 and the previous blowback amount Fm (k-1) acquired in step S309. The final fuel injection amount Fi (k) is calculated.

ステップＳ３１１において、ＥＣＵ２２は、ステップＳ３１０で算出した最終的な燃料噴射量Ｆｉ（ｋ）でインジェクタ２０により燃料噴射を実行する。   In step S311, the ECU 22 performs fuel injection by the injector 20 with the final fuel injection amount Fi (k) calculated in step S310.

以上のフローチャートを実行することによって、過渡運転状態において、実際に燃焼に関与する燃料量を目標値（基本燃料噴射量）に一致させるために必要な燃料噴射量の補正量が大きく変動することを抑制することが可能になるとともに、燃料噴射量の補正処理を簡略化することも可能となる。   By executing the above flowchart, the fuel injection amount correction amount necessary for making the fuel amount actually involved in the combustion coincide with the target value (basic fuel injection amount) in the transient operation state greatly varies. It is possible to suppress the fuel injection amount and simplify the fuel injection amount correction process.

１ エンジン
２ シリンダブロック
３ クランクケース
４ シリンダヘッド
５ シリンダ
６ ピストン
７ クランクシャフト
８ コンロッド
９ 変位機構
１０ 燃焼室
１１ 吸気ポート
１２ 排気ポート
１３ 排気通路
１４ 排気浄化装置
１５ 吸気バルブ
１６ 排気バルブ
１７ 吸気カム
１８ 排気カム
１９ 可変動弁機構
２０ インジェクタ
２１ 点火プラグ
２２ ＥＣＵ
２３ クランク角度センサ
２４ アクセル開度センサ
２５ 吸気通路
２６ アクセルペダル
２７ スロットルバルブ 1 Engine 2 Cylinder block 3 Crankcase 4 Cylinder head 5 Cylinder 6 Piston 7 Crankshaft 8 Connecting rod 9 Displacement mechanism 10 Combustion chamber 11 Intake port 12 Exhaust port 13 Exhaust passage 14 Exhaust purification device 15 Intake valve 16 Exhaust valve 17 Intake cam 18 Exhaust Cam 19 Variable valve mechanism 20 Injector 21 Spark plug 22 ECU
23 Crank angle sensor 24 Accelerator opening sensor 25 Intake passage 26 Accelerator pedal 27 Throttle valve

Claims (4)

内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射装置と、
前記内燃機関の機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
前記内燃機関の吸気弁の閉弁時期を変更可能な可変動弁機構と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記内燃機関の所定負荷領域において、他の負荷領域と比較して前記吸気弁の閉弁時期を遅角させ、機械圧縮比を高くする高膨張比制御を行うとともに、前記内燃機関の吸入空気量の制御を前記吸気絞り弁の開度制御によって行う制御手段と、
前記所定負荷領域において、前記吸気弁の閉弁時期と、機械圧縮比と、前記吸気絞り弁の開度と、に基づいて前記燃料噴射装置から噴射される燃料量のうち前記吸気ポートに吹き戻される燃料量の比率を取得し、当該比率に基づいて、実際に燃焼に関与する燃料量が所定の目標値に一致するように、前記燃料噴射装置による燃料噴射量を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする高膨張比内燃機関の制御装置。 A fuel injection device for injecting fuel into an intake port of the internal combustion engine;
A variable compression ratio mechanism capable of changing the mechanical compression ratio of the internal combustion engine;
A variable valve mechanism capable of changing the closing timing of the intake valve of the internal combustion engine;
An intake throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine;
In the predetermined load region of the internal combustion engine, a high expansion ratio control is performed to retard the closing timing of the intake valve and increase the mechanical compression ratio as compared with other load regions, and the intake air amount of the internal combustion engine Control means for performing the control by the opening control of the intake throttle valve,
In the predetermined load region, the amount of fuel injected from the fuel injection device is blown back to the intake port based on the closing timing of the intake valve, the mechanical compression ratio, and the opening of the intake throttle valve. Correction means for correcting the fuel injection amount by the fuel injection device so that the fuel amount actually involved in combustion matches a predetermined target value based on the ratio ,
A control device for a high expansion ratio internal combustion engine. 請求項１において、
前記補正手段は、過去のサイクルにおいて前記燃料噴射装置から噴射された燃料量のうち前記吸気ポートに吹き戻された燃料量に基づいて、前記燃料噴射装置による燃料噴射量を補正することを特徴とする高膨張比内燃機関の制御装置。 In claim 1 ,
The correction means corrects a fuel injection amount by the fuel injection device based on a fuel amount blown back to the intake port among fuel amounts injected from the fuel injection device in a past cycle. Control device for high expansion ratio internal combustion engine. 請求項１又は２において、
前記制御手段は、前記所定負荷領域における内燃機関の運転条件の変化に伴う、前記補正手段による燃料噴射量の補正量の変化が、所定の範囲内に収まるように、前記高膨張比制御における前記吸気弁の閉弁時期、機械圧縮比及び前記吸気絞り弁の開度の制御を行うことを特徴とする高膨張比内燃機関の制御装置。 In claim 1 or 2 ,
The control means includes the high expansion ratio control in the high expansion ratio control so that the change in the correction amount of the fuel injection amount by the correction means accompanying the change in the operating condition of the internal combustion engine in the predetermined load region is within a predetermined range. A control device for a high expansion ratio internal combustion engine, which controls a closing timing of an intake valve, a mechanical compression ratio, and an opening of the intake throttle valve. 請求項３において、
前記制御手段は、前記高膨張比制御における前記内燃機関の運転条件の変化に応じた前記吸気弁の閉弁時期の変更量を通常の高膨張比制御を行う場合よりも少なくすることを特徴とする高膨張比内燃機関の制御装置。 In claim 3 ,
The control means is characterized in that the amount of change in the closing timing of the intake valve in accordance with a change in operating conditions of the internal combustion engine in the high expansion ratio control is less than in the case of performing normal high expansion ratio control. Control device for high expansion ratio internal combustion engine.
JP2009117819A 2009-05-14 2009-05-14 Control device for high expansion ratio internal combustion engine Expired - Fee Related JP5229100B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009117819A JP5229100B2 (en) 2009-05-14 2009-05-14 Control device for high expansion ratio internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009117819A JP5229100B2 (en) 2009-05-14 2009-05-14 Control device for high expansion ratio internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010265817A JP2010265817A (en) 2010-11-25
JP5229100B2 true JP5229100B2 (en) 2013-07-03

Family

ID=43362998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009117819A Expired - Fee Related JP5229100B2 (en) 2009-05-14 2009-05-14 Control device for high expansion ratio internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5229100B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5585521B2 (en) * 2011-04-13 2014-09-10 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism
US9644546B2 (en) 2011-05-23 2017-05-09 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine provided with variable compression ratio mechanism
JP6904071B2 (en) * 2017-06-06 2021-07-14 トヨタ自動車株式会社 Internal combustion engine control device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001295686A (en) * 2000-04-18 2001-10-26 Nissan Motor Co Ltd Air-fuel ratio control device of engine
JP4144372B2 (en) * 2003-02-18 2008-09-03 トヨタ自動車株式会社 In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP4348705B2 (en) * 2004-11-17 2009-10-21 株式会社デンソー Fuel injection control device for internal combustion engine
JP2007303423A (en) * 2006-05-12 2007-11-22 Toyota Motor Corp Spark ignition internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010265817A (en) 2010-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7331317B2 (en) Valve timing control system and control system for an internal combustion engine
US7191589B2 (en) Control system for internal combustion engine
RU2669101C2 (en) Method and system for pre-ignition control
JP2006283754A (en) Engine
JP5046190B2 (en) In-cylinder injection internal combustion engine control device
JP2009103096A (en) Control device of internal combustion engine
JP2013144946A (en) Internal combustion engine control device
JP4710788B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP6461843B2 (en) Fuel injection control device
JP6350304B2 (en) Lean burn engine
JP5229100B2 (en) Control device for high expansion ratio internal combustion engine
JP2010138799A (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
US7441520B2 (en) Valve-timing control apparatus of internal combustion engine
JP6301597B2 (en) In-cylinder injection engine control device
JP2014020265A (en) Control device for internal combustion engine
JP3988650B2 (en) Internal EGR amount estimation device for internal combustion engine
US20170107922A1 (en) Control system of internal combustion engine
JP2008157104A (en) Internal combustion engine
JP6848412B2 (en) Internal combustion engine control device
JP4137704B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2010265815A (en) Fuel injection system for internal combustion engine
JP2014074338A (en) Control device of internal combustion engine
JP2011226337A (en) High-pressure fuel pump drive control device
JP6077371B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP2004360459A (en) Valve timing control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110629

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120605

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130122

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130304

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5229100

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees