JP6477202B2 - Engine control device - Google Patents

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Description

本発明は、空燃比をフィードバック制御するエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to an engine control apparatus that performs feedback control of an air-fuel ratio.

従来、筒内噴射とポート噴射との二種類の燃料噴射方式を両立させたエンジン（内燃機関）が開発されている。すなわち、エンジンの運転状態に応じて、気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁と吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁とを使い分け、あるいは併用するものである。このようなエンジンでは、エンジンの回転数や負荷に応じて燃料噴射方式を使い分けるさまざまな技術が提案されている（特許文献１参照）。   Conventionally, an engine (internal combustion engine) in which two types of fuel injection methods of in-cylinder injection and port injection are compatible has been developed. That is, the in-cylinder injection valve that injects fuel into the cylinder and the port injection valve that injects fuel into the intake port are selectively used or used together depending on the operating state of the engine. For such an engine, various technologies have been proposed for properly using the fuel injection method in accordance with the engine speed and load (see Patent Document 1).

特開2006-138252号公報JP 2006-138252 A

ところで、気筒内に供給される混合気の実空燃比は、エンジンの排気系に設けられる空燃比センサの出力に基づいて推定される。また、エンジンの燃料噴射量や吸入空気量は、この実空燃比が所望の目標空燃比に一致するようにフィードバック制御される。空燃比センサの具体例としては、排ガスの拡散を律速する多孔質材料で固体電解質を被覆した構造のリニア空燃比センサが知られている。リニア空燃比センサでは、酸素イオンが固体電解質中を移動することによって生じる起電力が計測され、排ガス中の酸素濃度に対応する空燃比の値が推定される。   Incidentally, the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied into the cylinder is estimated based on the output of an air-fuel ratio sensor provided in the engine exhaust system. Further, the fuel injection amount and the intake air amount of the engine are feedback controlled so that the actual air-fuel ratio matches the desired target air-fuel ratio. As a specific example of the air-fuel ratio sensor, a linear air-fuel ratio sensor having a structure in which a solid electrolyte is coated with a porous material that controls the diffusion of exhaust gas is known. In the linear air-fuel ratio sensor, an electromotive force generated by oxygen ions moving in the solid electrolyte is measured, and an air-fuel ratio value corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas is estimated.

しかしながら、上記のような空燃比センサの出力特性は、燃料の噴射形態によって変動する。例えば、筒内噴射を実施した場合には、ポート噴射を実施した場合と比較して筒内における燃料濃度分布にばらつきが生じやすく、燃料が燃焼する過程で水素が発生しやすくなる。一方、水素イオンが固体電解質内に拡散すると、固体電解質に生じる起電力が小さくなり、排ガス中の酸素濃度が実際よりも低く評価されることになる。つまり、空燃比センサの出力が、実際の空燃比よりもリッチ側にシフトしたものとなってしまう。このような出力特性の変動は、実空燃比の推定精度を低下させるだけでなく、エンジンの排ガス性能を低下させる要因の一つとなる。   However, the output characteristics of the air-fuel ratio sensor as described above vary depending on the fuel injection mode. For example, when in-cylinder injection is performed, variation in the fuel concentration distribution in the cylinder is more likely to occur than when port injection is performed, and hydrogen is more likely to be generated in the process of fuel combustion. On the other hand, when hydrogen ions diffuse into the solid electrolyte, the electromotive force generated in the solid electrolyte is reduced, and the oxygen concentration in the exhaust gas is evaluated lower than actual. That is, the output of the air-fuel ratio sensor is shifted to the rich side from the actual air-fuel ratio. Such fluctuations in output characteristics not only lower the estimation accuracy of the actual air-fuel ratio, but also become one of the factors that lower the exhaust gas performance of the engine.

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、エンジンの排ガス性能を向上させることができるようにしたエンジンの制御装置を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。   One of the objects of the present case has been invented in view of the above-described problems, and is to provide an engine control device capable of improving the exhaust gas performance of the engine. It should be noted that the present invention is not limited to this purpose, and is an operational effect that is derived from each configuration shown in “Mode for Carrying Out the Invention” to be described later. Can be positioned as a purpose.

（１）ここで開示するエンジンの制御装置は、実空燃比を検出する第一センサと排気の酸素濃度を検出する第二センサとを具備し、前記第一センサで検出された第一検出値と前記第二センサで検出された第二検出値とに基づいて燃料噴射量をフィードバック制御するエンジンの制御装置である。本制御装置は、複数の噴射弁における噴射比率、又は、前記エンジンの一行程中における燃料噴射回数が異なる複数の噴射モードを有し、前記エンジンの運転状態に応じて前記複数の噴射モードの何れかを選択する選択部を備える。また、前記噴射モードの切り替えに際し、前記第二検出値が不安定であるか否かを判定する判定部を備える。さらに、前記第二検出値が不安定である場合に、前記第一検出値を使用せず前記第二検出値に基づいて前記フィードバック制御を実施する制御部を備える。   (1) The engine control device disclosed herein includes a first sensor that detects an actual air-fuel ratio and a second sensor that detects an oxygen concentration of exhaust gas, and a first detection value detected by the first sensor. And a second detection value detected by the second sensor. The engine control device feedback-controls the fuel injection amount. The present control device has a plurality of injection modes with different injection ratios at a plurality of injection valves or the number of fuel injections during one stroke of the engine, and any of the plurality of injection modes according to the operating state of the engine. A selection unit for selecting the above is provided. In addition, a determination unit that determines whether or not the second detection value is unstable when the injection mode is switched is provided. Furthermore, when the second detection value is unstable, a control unit that performs the feedback control based on the second detection value without using the first detection value is provided.

なお、前記制御部は、前記第二検出値が安定している場合に、前記第一検出値と前記第二検出値とを併用して前記フィードバック制御を実施することが好ましい。
つまり、前記噴射モードの切り替えに際し、前記第二検出値が安定するまでの間は、前記第一センサを用いることなく、前記第二センサを用いて前記フィードバック制御を実施することが好ましい。一方、前記第二検出値が安定した後には、前記第一センサと前記第二センサとを併用して前記フィードバック制御を実施することが好ましい。 The control unit preferably performs the feedback control using the first detection value and the second detection value together when the second detection value is stable.
That is, when the injection mode is switched, the feedback control is preferably performed using the second sensor without using the first sensor until the second detection value is stabilized. On the other hand, after the second detection value is stabilized, it is preferable that the feedback control is performed using the first sensor and the second sensor together.

（２）前記エンジンが、気筒内に燃料を噴射する第一噴射弁と吸気通路内に燃料を噴射する第二噴射弁とを具備することが好ましい。また、前記複数の噴射モードには、前記第一噴射弁の噴射比率が前記第二噴射弁の噴射比率以上となる第一モードと、前記第一モード以外の第二モードとが含まれることが好ましい。
なお、前記第一モードには、MPI+DI単噴射モード（ポート・筒内単噴射モード）やMPI+DI分割噴射モード（ポート・筒内分割噴射モード）が含まれることが好ましい。また、前記第二モードには、前記第一噴射弁の噴射比率が前記第二噴射弁の噴射比率未満となるMPI噴射モード（ポート噴射モード）が含まれることが好ましい。 (2) The engine preferably includes a first injection valve that injects fuel into the cylinder and a second injection valve that injects fuel into the intake passage. The plurality of injection modes may include a first mode in which an injection ratio of the first injection valve is equal to or higher than an injection ratio of the second injection valve and a second mode other than the first mode. preferable.
The first mode preferably includes an MPI + DI single injection mode (port / in-cylinder single injection mode) and an MPI + DI split injection mode (port / in-cylinder split injection mode). The second mode preferably includes an MPI injection mode (port injection mode) in which the injection ratio of the first injection valve is less than the injection ratio of the second injection valve.

（３）前記複数の噴射モードには、前記エンジンの一行程中において複数回に分けて燃料噴射する分割噴射モードと、複数回に分けずに燃料噴射する単噴射モードとが含まれることが好ましい。
なお、前記分割噴射モードには、MPI+DI分割噴射モード（ポート・筒内分割噴射モード）が含まれることが好ましい。また、前記単噴射モードには、MPI+DI単噴射モード（ポート・筒内単噴射モード）が含まれることが好ましい。 (3) It is preferable that the plurality of injection modes include a split injection mode in which fuel is injected in a plurality of times during one stroke of the engine and a single injection mode in which fuel is injected without being divided into a plurality of times. .
The split injection mode preferably includes an MPI + DI split injection mode (port / in-cylinder split injection mode). The single injection mode preferably includes an MPI + DI single injection mode (port / in-cylinder single injection mode).

（４）前記噴射モードに応じて、前記第一検出値の基準値を規定するマップを変更する変更部を備えることが好ましい。
この場合、前記変更部が、前記第一モードにおける前記基準値を、前記第二モードにおける前記基準値よりもリッチ寄りの値に設定することが好ましい。また、前記変更部が、前記分割噴射モードにおける前記基準値を、前記単噴射モードにおける前記基準値よりもリッチ寄りの値に設定することが好ましい。 (4) It is preferable to provide a change unit that changes a map that defines a reference value of the first detection value according to the injection mode.
In this case, it is preferable that the changing unit sets the reference value in the first mode to a value closer to the richer than the reference value in the second mode. Moreover, it is preferable that the said change part sets the said reference value in the said division | segmentation injection mode to the value nearer than the said reference value in the said single injection mode.

（５）前記判定部は、前記第二検出値が所定範囲内に入っている時間が所定時間以上となった場合に、前記第二検出値が安定しているものと判定することが好ましい。
（６）前記制御部は、前記噴射モードの切り替えからの経過時間が第二所定時間未満である場合に、前記第一検出値を使用せず前記第二検出値に基づいて前記フィードバック制御を実施することが好ましい。 (5) The determination unit preferably determines that the second detection value is stable when the second detection value is within a predetermined range for a predetermined time or more.
(6) The control unit performs the feedback control based on the second detection value without using the first detection value when the elapsed time from the switching of the injection mode is less than a second predetermined time. It is preferable to do.

開示のエンジンの制御装置によれば、燃料噴射量のフィードバック制御を適正化し、エンジンの排ガス性能を総合的に向上させることができる。   According to the disclosed engine control device, it is possible to optimize the feedback control of the fuel injection amount and improve the exhaust gas performance of the engine comprehensively.

実施形態としてのエンジンの制御装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the control apparatus of the engine as embodiment. 本制御装置のブロック図である。It is a block diagram of this control apparatus. （Ａ），（Ｂ）は噴射モードを設定するためのマップ例である。(A) and (B) are map examples for setting the injection mode. （Ａ）は噴射モードと検出値Aとの関係を示す棒グラフ、（Ｂ）は第一噴射弁からの燃料噴射開始タイミングと検出値Aとの関係を示す折れ線グラフである。(A) is a bar graph showing the relationship between the injection mode and the detected value A, and (B) is a line graph showing the relationship between the fuel injection start timing from the first injection valve and the detected value A. （Ａ）は第一センサの出力特性を表すグラフ、（Ｂ）は第二センサの出力特性を表すグラフである。(A) is a graph showing the output characteristic of a 1st sensor, (B) is a graph showing the output characteristic of a 2nd sensor. 本制御装置の制御内容を示すフローチャート例である。It is an example of the flowchart which shows the control content of this control apparatus.

図面を参照して、実施形態としてのエンジンの制御装置について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。   An engine control apparatus as an embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected as necessary, or can be appropriately combined.

［１．構成］
図１は、車両に搭載されるエンジン１０及びこれを制御するエンジン制御装置１を示す図である。ここでは、エンジン１０に設けられる複数の気筒１１のうち、一つを例示する。このエンジン１０には、筒内噴射及びポート噴射を併用した燃料噴射システムが適用される。各気筒１１には、気筒１１内へ燃料を噴射する第一噴射弁６（筒内噴射弁）と、吸気通路内に燃料を噴射する第二噴射弁７（ポート噴射弁）とが設けられる。図１に示す第二噴射弁７は、吸気ポート１２内に燃料を噴射するものである。吸気ポート１２よりも吸気の上流側となる吸気通路には、吸入空気量を制御するためのスロットル弁１６が介装される。 [1. Constitution]
FIG. 1 is a diagram showing an engine 10 mounted on a vehicle and an engine control apparatus 1 that controls the engine 10. Here, one of the plurality of cylinders 11 provided in the engine 10 is illustrated. A fuel injection system using both in-cylinder injection and port injection is applied to the engine 10. Each cylinder 11 is provided with a first injection valve 6 (in-cylinder injection valve) that injects fuel into the cylinder 11 and a second injection valve 7 (port injection valve) that injects fuel into the intake passage. The second injection valve 7 shown in FIG. 1 injects fuel into the intake port 12. A throttle valve 16 for controlling the amount of intake air is interposed in the intake passage on the upstream side of the intake port 12 relative to the intake port 12.

エンジン１０の排気通路１３には過給機のタービン１５が介装され、その下流側に触媒装置１４が設けられる。触媒装置１４は、例えば三元触媒，DPF，NOx吸蔵還元触媒，S吸蔵還元触媒などである。触媒装置１４の上流側（タービン１５と触媒装置１４との間の排気通路）には、第一センサ８が設けられる。また、触媒装置１４の下流側には第二センサ９が設けられる。図１中の符号１８，１９はそれぞれ、エンジン回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ１８，アクセル開度Acを検出するアクセル開度センサ１９である。   A turbocharger turbine 15 is interposed in the exhaust passage 13 of the engine 10, and a catalyst device 14 is provided downstream thereof. The catalyst device 14 is, for example, a three-way catalyst, a DPF, a NOx storage reduction catalyst, an S storage reduction catalyst, or the like. The first sensor 8 is provided on the upstream side of the catalyst device 14 (the exhaust passage between the turbine 15 and the catalyst device 14). A second sensor 9 is provided on the downstream side of the catalyst device 14. Reference numerals 18 and 19 in FIG. 1 denote an engine speed sensor 18 that detects the engine speed Ne and an accelerator position sensor 19 that detects the accelerator position Ac, respectively.

第一センサ８は、実空燃比を検出するリニア空燃比センサ（全域空燃比センサ，LAFセンサ，LAFS）であり、排ガスの拡散を律速する多孔質材料（律速層）で固体電解質を被覆した構造を持つ。第一センサ８では、酸素イオンが固体電解質中を移動することによって生じる起電力が計測され、その起電力に所定の演算処理が施されたのち、演算結果が検出値A（第一検出値）として出力される。検出値Aには、気筒１１に供給された混合気の実際の空燃比が反映される。第一センサ８の検出値Aは、図５（Ａ）に示すように、空燃比の変動に対してほぼリニアに変化する特性を有する。   The first sensor 8 is a linear air-fuel ratio sensor (global air-fuel ratio sensor, LAF sensor, LAFS) that detects the actual air-fuel ratio, and has a structure in which a solid electrolyte is coated with a porous material (rate-controlling layer) that controls the diffusion of exhaust gas. have. In the first sensor 8, an electromotive force generated by oxygen ions moving in the solid electrolyte is measured, and after a predetermined calculation process is performed on the electromotive force, the calculation result is a detection value A (first detection value). Is output as The detected value A reflects the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the cylinder 11. As shown in FIG. 5 (A), the detection value A of the first sensor 8 has a characteristic that changes almost linearly with respect to fluctuations in the air-fuel ratio.

第二センサ９は、第一センサ８から律速層を取り除いた構造を持つ酸素濃度センサ（ジルコニア酸素センサ，O2センサ）である。第二センサ９は、酸素濃度の変化に対し、理論空燃比付近を境として急激に出力を変化させる二値的な特性を持つ。図５（Ｂ）に示すように、第二センサ９の検出値B（第二検出値）は、酸素濃度が低い（空燃比がリッチである）場合に大きい値となり、酸素濃度が高い（空燃比がリーンである）場合に小さい値となる。このように、第二センサ９は、排ガス中の酸素濃度を検出する機能を持つ。具体的には、排ガス中の酸素濃度が、リッチな空燃比に対応する酸素濃度なのか、それともリーンな空燃比に対応する酸素濃度なのかを判別する機能を持つ。 The second sensor 9 is an oxygen concentration sensor (zirconia oxygen sensor, O 2 sensor) having a structure in which the rate limiting layer is removed from the first sensor 8. The second sensor 9 has a binary characteristic in which the output is suddenly changed with the boundary near the theoretical air-fuel ratio as the oxygen concentration changes. As shown in FIG. 5B, the detection value B (second detection value) of the second sensor 9 becomes a large value when the oxygen concentration is low (the air-fuel ratio is rich), and the oxygen concentration is high (empty). It becomes a small value when the fuel ratio is lean). Thus, the second sensor 9 has a function of detecting the oxygen concentration in the exhaust gas. Specifically, it has a function of determining whether the oxygen concentration in the exhaust gas is an oxygen concentration corresponding to a rich air-fuel ratio or an oxygen concentration corresponding to a lean air-fuel ratio.

エンジン制御装置１は、車載ネットワークに接続されてエンジン１０の運転状態を司る電子制御装置であり、CPU，MPUなどのプロセッサ装置２１やROM，RAMなどのメモリ装置２２を集積した電子デバイスである。このエンジン制御装置１は、エンジン１０に設けられる各々の気筒１１について、空燃比の制御結果を制御内容にフィードバックする機能と、各気筒１１における燃料の噴射形態を制御する機能とを有する。ここで、前者の制御を空燃比フィードバック制御と呼び、後者を噴射モード切替制御と呼ぶ。空燃比フィードバック制御及び噴射モード切替制御を実施するためのプログラムは、メモリ装置２２に記録され、プロセッサ装置２１で実行される。   The engine control device 1 is an electronic control device that is connected to an in-vehicle network and controls the operating state of the engine 10 and is an electronic device in which a processor device 21 such as a CPU and MPU and a memory device 22 such as a ROM and RAM are integrated. The engine control device 1 has a function of feeding back the control result of the air-fuel ratio to the control content and a function of controlling the fuel injection form in each cylinder 11 for each cylinder 11 provided in the engine 10. Here, the former control is called air-fuel ratio feedback control, and the latter is called injection mode switching control. A program for executing the air-fuel ratio feedback control and the injection mode switching control is recorded in the memory device 22 and executed by the processor device 21.

空燃比フィードバック制御では、各気筒１１の実空燃比が目標空燃比に近づくように（ひいては、実空燃比が目標空燃比にほぼ一致するように）、燃料噴射量や吸入空気量が制御される。実空燃比は、第一センサ８の検出値Aに基づいて把握される。また、目標空燃比は、第二センサ９の検出値Bに基づいて理論空燃比を補正した値とされる。エンジン制御装置１は、実空燃比と理論空燃比との差がゼロとなるように、第一噴射弁６及び第二噴射弁７の燃料噴射量を増減させ、あるいは、スロットル弁１６の開度を制御する。   In the air-fuel ratio feedback control, the fuel injection amount and the intake air amount are controlled so that the actual air-fuel ratio of each cylinder 11 approaches the target air-fuel ratio (and thus the actual air-fuel ratio substantially matches the target air-fuel ratio). . The actual air-fuel ratio is grasped based on the detection value A of the first sensor 8. Further, the target air-fuel ratio is a value obtained by correcting the theoretical air-fuel ratio based on the detection value B of the second sensor 9. The engine control device 1 increases or decreases the fuel injection amounts of the first injection valve 6 and the second injection valve 7 so that the difference between the actual air-fuel ratio and the theoretical air-fuel ratio becomes zero, or the opening degree of the throttle valve 16 To control.

噴射モード切替制御では、エンジン１０の運転状態やエンジン１０に要求される出力の大きさに応じて、筒内噴射，ポート噴射といった燃料噴射方式が使い分けられる。ここでは、エンジン回転速度Ne及び負荷Ecに基づき、複数の噴射モードのうち何れか一つが選択される。本実施形態では「MPI噴射モード（ポート噴射モード）」，「MPI+DI単噴射モード（ポート・筒内単噴射モード）」，「MPI+DI分割噴射モード（ポート・筒内分割噴射モード）」の三種類の噴射モードが選択対象とされる。エンジン１０の負荷Ecは、エンジン回転速度Ne及びアクセル開度Acに基づき、公知の演算手法を用いて算出される。   In the injection mode switching control, fuel injection methods such as in-cylinder injection and port injection are used properly in accordance with the operating state of the engine 10 and the magnitude of output required for the engine 10. Here, one of a plurality of injection modes is selected based on the engine rotation speed Ne and the load Ec. In this embodiment, “MPI injection mode (port injection mode)”, “MPI + DI single injection mode (port / in-cylinder single injection mode)”, “MPI + DI split injection mode (port / in-cylinder split injection mode)” These three types of injection modes are selected. The load Ec of the engine 10 is calculated using a known calculation method based on the engine rotational speed Ne and the accelerator opening degree Ac.

MPI噴射モード（第二モード）は、おもに第二噴射弁７を用いて燃料噴射を実施する噴射モードであり、エンジン１０が比較的低負荷，低回転のときに選択される。本実施形態のMPI噴射モードでは、第一噴射弁６からの燃料噴射が停止し、第二噴射弁７のみで燃料噴射が実施される。つまり、MPI噴射モードでは、第一噴射弁６の噴射比率が第二噴射弁７の噴射比率未満となる。ポート噴射が実施される時期は、おもに排気行程内に設定される。なお、必要に応じて、排気行程の直前（燃焼行程後期）や排気行程の直後（吸気行程前期）にポート噴射時期を設定してもよい。   The MPI injection mode (second mode) is an injection mode in which fuel injection is mainly performed using the second injection valve 7, and is selected when the engine 10 has a relatively low load and low rotation. In the MPI injection mode of the present embodiment, the fuel injection from the first injection valve 6 is stopped, and the fuel injection is performed only by the second injection valve 7. That is, in the MPI injection mode, the injection ratio of the first injection valve 6 is less than the injection ratio of the second injection valve 7. The timing at which the port injection is performed is mainly set within the exhaust stroke. If necessary, the port injection timing may be set immediately before the exhaust stroke (later combustion stroke) or immediately after the exhaust stroke (first intake stroke).

MPI+DI単噴射モード，MPI+DI分割噴射モードは、おもに第一噴射弁６を用いて燃料噴射を実施する噴射モードであり、MPI噴射モードと比較してエンジン１０の負荷Ecがやや高いときやエンジン回転速度Neがやや高いときに選択される。これらのモードでは、少なくとも第一噴射弁６が使用され、あるいは第一噴射弁６と第二噴射弁７とが併用されて、燃料噴射が実施される。本実施形態のMPI+DI単噴射モード，MPI+DI分割噴射モードは、ともに第一噴射弁６の噴射比率が第二噴射弁７の噴射比率以上である。このように、第一噴射弁６の噴射比率が第二噴射弁７の噴射比率以上である噴射モードのことを第一モードと呼ぶ。これに対し、第一噴射弁６の噴射比率が第二噴射弁７の噴射比率未満である噴射モードのことを第二モードと呼ぶ。   The MPI + DI single injection mode and the MPI + DI split injection mode are injection modes in which fuel injection is mainly performed using the first injection valve 6, and when the load Ec of the engine 10 is slightly higher than the MPI injection mode. Or when the engine speed Ne is slightly high. In these modes, at least the first injection valve 6 is used, or the first injection valve 6 and the second injection valve 7 are used together to perform fuel injection. In both the MPI + DI single injection mode and the MPI + DI split injection mode of the present embodiment, the injection ratio of the first injection valve 6 is equal to or higher than the injection ratio of the second injection valve 7. Thus, the injection mode in which the injection ratio of the first injection valve 6 is equal to or higher than the injection ratio of the second injection valve 7 is referred to as a first mode. In contrast, an injection mode in which the injection ratio of the first injection valve 6 is less than the injection ratio of the second injection valve 7 is referred to as a second mode.

また、MPI+DI単噴射モードでは、少なくとも第一噴射弁６からの燃料噴射が単噴射とされる。単噴射とは、エンジン１０の一行程中において噴射回数を複数回に分けずに燃料を噴射することである。一方、MPI+DI分割噴射モードでは、少なくとも第一噴射弁６からの燃料噴射が分割噴射とされる。分割噴射とは、エンジン１０の一行程中において複数回に分けて燃料を噴射することである。MPI+DI分割噴射モードは、MPI+DI単噴射モードよりも、エンジン１０の負荷Ecが高い場合に使用される。   In the MPI + DI single injection mode, at least fuel injection from the first injection valve 6 is single injection. The single injection is to inject fuel without dividing the number of injections into a plurality of times during one stroke of the engine 10. On the other hand, in the MPI + DI split injection mode, at least fuel injection from the first injection valve 6 is split injection. The split injection is to inject fuel in a plurality of times during one stroke of the engine 10. The MPI + DI split injection mode is used when the load Ec of the engine 10 is higher than that in the MPI + DI single injection mode.

上記の通り、本実施形態では、MPI+DI単噴射モード，MPI+DI分割噴射モードにおける筒内噴射量が、少なくともポート噴射量以上の値を持つように設定される。すなわち、ポート噴射と筒内噴射との噴射比率（ポート噴射：筒内噴射）は、１以下に設定される（例えば、0:10，1:9，2:8，…，5:5など）。反対に、MPI噴射モードは、第一噴射弁６の噴射比率が第二噴射弁７の噴射比率未満となるモード（第二モード，第一モード以外のモード）の一例である。MPI噴射モードにおけるポート噴射と筒内噴射との噴射比率（ポート噴射：筒内噴射）は、１を超える値となるように設定される（例えば、6:4，7:3，…，9:1，10:0など）。   As described above, in this embodiment, the in-cylinder injection amount in the MPI + DI single injection mode and the MPI + DI split injection mode is set to have a value that is at least equal to or greater than the port injection amount. That is, the injection ratio between port injection and in-cylinder injection (port injection: in-cylinder injection) is set to 1 or less (for example, 0:10, 1: 9, 2: 8,..., 5: 5, etc.) . Conversely, the MPI injection mode is an example of a mode (a mode other than the second mode and the first mode) in which the injection ratio of the first injection valve 6 is less than the injection ratio of the second injection valve 7. The injection ratio between port injection and in-cylinder injection in the MPI injection mode (port injection: in-cylinder injection) is set to a value exceeding 1 (for example, 6: 4, 7: 3,..., 9: 1, 10: 0).

MPI+DI単噴射モード，MPI+DI分割噴射モードにおいてポート噴射が実施される時期は、MPI噴射モードと同様に、おもに排気行程内に設定される。必要に応じて、排気行程の直前（燃焼行程後期）や排気行程の直後（吸気行程前期）にポート噴射時期を設定してもよい。これに対し、筒内噴射が実施される時期は、少なくともポート噴射が実施される時期よりも遅角側に設定される。本実施形態では、MPI+DI単噴射モードの筒内噴射が、吸気行程で実施される。また、MPI+DI分割噴射モードの筒内噴射は、吸気行程と圧縮行程とに二分割される。   The timing at which port injection is performed in the MPI + DI single injection mode and the MPI + DI split injection mode is set mainly in the exhaust stroke, as in the MPI injection mode. If necessary, the port injection timing may be set immediately before the exhaust stroke (the latter half of the combustion stroke) or immediately after the exhaust stroke (the first half of the intake stroke). On the other hand, the timing at which in-cylinder injection is performed is set to be retarded at least from the timing at which port injection is performed. In the present embodiment, in-cylinder injection in the MPI + DI single injection mode is performed in the intake stroke. In-cylinder injection in the MPI + DI split injection mode is divided into an intake stroke and a compression stroke.

図２は、エンジン制御装置１の機能を模式的に示すブロック図である。エンジン制御装置１には、選択部２，変更部３，判定部４，制御部５が設けられる。本実施形態では、これらの各機能がメモリ装置２２に記録されたソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能の一部又は全部をハードウェア（電子制御回路）で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。   FIG. 2 is a block diagram schematically showing functions of the engine control device 1. The engine control device 1 includes a selection unit 2, a change unit 3, a determination unit 4, and a control unit 5. In the present embodiment, it is assumed that these functions are realized by software recorded in the memory device 22. However, some or all of the functions may be realized by hardware (electronic control circuit), or may be realized by using software and hardware together.

［１−１．選択部］
選択部２は、噴射モード切替制御を実施するものであり、エンジン１０の運転状態に応じた噴射モードを択一的に選択するものである。選択部２には、エンジン１０の運転状態と複数の噴射モードとの関係を規定するための数式，グラフ，マップなどが予め設定される。本実施形態における噴射モードの数は三種類（MPI噴射モード，MPI+DI単噴射モード，MPI+DI分割噴射モード）である。図３（Ａ）に示すように、エンジン回転速度Ne及び負荷Ecで特定されるエンジン１０の運転点に対し、何れか一つの噴射モードが割り当てられる。ここで選択された噴射モードの情報は、変更部３に伝達される。なお、マップ上における噴射モードの数や各噴射モードの内容，各噴射モードの具体的な形状は任意であり、図３（Ｂ）に示すように、エンジン１０の特性や、第一噴射弁６，第二噴射弁７の燃料噴射特性，エンジン１０を搭載する車両の特性などに応じて設定することができる。 [1-1. Selection part]
The selection unit 2 performs injection mode switching control, and selectively selects an injection mode according to the operating state of the engine 10. The selection unit 2 is preset with mathematical formulas, graphs, maps, and the like for defining the relationship between the operating state of the engine 10 and a plurality of injection modes. There are three types of injection modes in this embodiment (MPI injection mode, MPI + DI single injection mode, and MPI + DI split injection mode). As shown in FIG. 3A, any one injection mode is assigned to the operating point of the engine 10 specified by the engine speed Ne and the load Ec. Information on the injection mode selected here is transmitted to the changing unit 3. The number of injection modes on the map, the content of each injection mode, and the specific shape of each injection mode are arbitrary. As shown in FIG. 3B, the characteristics of the engine 10 and the first injection valve 6 , The fuel injection characteristics of the second injection valve 7, the characteristics of the vehicle on which the engine 10 is mounted, and the like.

マップ上における各噴射モードの境界には、ヒステリシス特性（履歴特性）が付与される。例えば、図３（Ａ）中でエンジン１０の運転点がMPI噴射モードからMPI+DI単噴射モードへと移動しつつあるときには、図中に実線で示す境界線を超えた場合に、噴射モードがMPI噴射モードからMPI+DI単噴射モードへと変更される。一方、運転点が反対方向に移動しつつあるときには、図中に破線で示す境界線を超えた場合に、噴射モードがMPI+DI単噴射モードからMPI噴射モードへと変更される。MPI+DI単噴射モードとMPI+DI分割噴射モードとの境界についても同様である。噴射モードの境界にヒス幅を設けることで、境界付近における噴射モードの振動的な変化が抑制され、噴射モード切替制御の安定性が向上する。   A hysteresis characteristic (history characteristic) is given to the boundary of each injection mode on the map. For example, when the operating point of the engine 10 is moving from the MPI injection mode to the MPI + DI single injection mode in FIG. 3A, the injection mode is changed when the boundary shown by the solid line in the drawing is exceeded. The MPI injection mode is changed to the MPI + DI single injection mode. On the other hand, when the operating point is moving in the opposite direction, the injection mode is changed from the MPI + DI single injection mode to the MPI injection mode when the boundary shown by the broken line in the figure is exceeded. The same applies to the boundary between the MPI + DI single injection mode and the MPI + DI split injection mode. By providing the hysteresis width at the boundary of the injection mode, the vibrational change of the injection mode near the boundary is suppressed, and the stability of the injection mode switching control is improved.

［１−２．変更部］
変更部３は、選択部２で選択された噴射モードに応じて、第一センサ８の検出信号の基準値を規定する噴射モードマップを択一的に選択するものである。ここでは、噴射モードの変化に合わせて、噴射モードマップが変更される。ここで選択，変更された噴射モードマップの情報は、制御部５に伝達され、空燃比フィードバック制御で目標空燃比を設定する際に使用される。 [1-2. Change part]
The change unit 3 selectively selects an injection mode map that defines the reference value of the detection signal of the first sensor 8 according to the injection mode selected by the selection unit 2. Here, the injection mode map is changed in accordance with the change of the injection mode. The information of the injection mode map selected and changed here is transmitted to the control unit 5 and used when setting the target air-fuel ratio in the air-fuel ratio feedback control.

変更部３には、三種類の噴射モードのそれぞれに対応するように、三種類の噴射モードマップ（MPI噴射モードマップ，MPI+DI単噴射モードマップ，MPI+DI分割噴射モードマップ）が予め設定される。また、各々の噴射モードマップには、エンジン１０の運転状態やエンジン１０に要求される出力の大きさに応じた基準値が設定される。ここでいう基準値とは、その噴射モードにおいて、実空燃比が理論空燃比であるときに第一センサ８で検出される検出値Aの平均値を意味し、空燃比フィードバック制御における目標空燃比に相当する。以下、この基準値のことを「LAFS中央値C」とも呼ぶ。図２中には、エンジン回転速度Ne，負荷Ec，LAFS中央値Cの三者関係が規定された三次元マップを示す。   Three types of injection mode maps (MPI injection mode map, MPI + DI single injection mode map, MPI + DI split injection mode map) are preset in the change unit 3 so as to correspond to each of the three types of injection modes. Is done. Each injection mode map is set with a reference value corresponding to the operating state of the engine 10 and the magnitude of output required for the engine 10. The reference value here means an average value of the detected value A detected by the first sensor 8 when the actual air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio in the injection mode, and is the target air-fuel ratio in the air-fuel ratio feedback control. It corresponds to. Hereinafter, this reference value is also referred to as “LAFS median value C”. FIG. 2 shows a three-dimensional map in which the three-way relationship between the engine speed Ne, the load Ec, and the LAFS median value C is defined.

第一センサ８の検出値Aは、酸素イオンの移動によって生じる固体電解質の起電力に応じた値を持ち、実空燃比に対応する値となる。また、検出値Aと実空燃比との対応関係は、固体電解質の起電力に影響を与える要因がほかにない限り、基本的には変化しない。しかし、エンジン１０の噴射モードが異なれば、気筒１１内における燃料濃度分布が相違するため、排ガス中の水素発生量も相違する。また、排気中の水素は、固体電解質中で水素イオンとして拡散し、起電力に影響を与えうる。したがって、エンジン１０の噴射モードが変化したときに、検出値Aと実空燃比との対応関係がずれることがある。   The detection value A of the first sensor 8 has a value corresponding to the electromotive force of the solid electrolyte generated by the movement of oxygen ions, and is a value corresponding to the actual air-fuel ratio. Further, the correspondence relationship between the detected value A and the actual air-fuel ratio does not basically change unless there are other factors that affect the electromotive force of the solid electrolyte. However, if the injection mode of the engine 10 is different, the fuel concentration distribution in the cylinder 11 is different, so that the amount of hydrogen generated in the exhaust gas is also different. Further, hydrogen in the exhaust gas diffuses as hydrogen ions in the solid electrolyte and can affect the electromotive force. Therefore, when the injection mode of the engine 10 changes, the correspondence relationship between the detected value A and the actual air-fuel ratio may deviate.

そこで、各々の噴射モードマップにおけるLAFS中央値Cは、上記のようなずれを予め考慮して設定される。例えば、MPI+DI単噴射モードマップに規定されるLAFS中央値Cは、MPI+DI単噴射モードマップにおいて、実空燃比が理論空燃比であるときに第一センサ８で検出される検出値Aに相当する。同様に、MPI+DI分割噴射モードマップに規定されるLAFS中央値Cは、MPI+DI分割噴射モードでの検出値Aに相当する。   Therefore, the LAFS median value C in each injection mode map is set in consideration of the above-described deviation. For example, the LAFS median value C defined in the MPI + DI single injection mode map is a detected value A detected by the first sensor 8 when the actual air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio in the MPI + DI single injection mode map. It corresponds to. Similarly, the LAFS median value C defined in the MPI + DI split injection mode map corresponds to the detected value A in the MPI + DI split injection mode.

ここで、三種類の噴射モードマップ（MPI噴射モードマップ，MPI+DI単噴射モードマップ，MPI+DI分割噴射モードマップ）の各々に規定されるLAFS中央値Cのことを、第一中央値，第二中央値，第三中央値と呼ぶ。これらの値を同一の運転点で比較すると、第二中央値は、第一中央値よりもリッチ寄りの特性を持つ値（小さい空燃比に相当する値）とされ、第三中央値は、第二中央値よりもさらにリッチ寄りの特性を持つ値（さらに小さい空燃比に相当する値）とされる。これは、第一センサ８の検出値Aがリッチ側にシフトする度合い（リッチ側への騙されやすさ）に着目すると、MPI噴射モードが最も小さく、MPI+DI分割噴射モードが最も大きいからである。   Here, the LAFS median value C defined in each of the three types of injection mode maps (MPI injection mode map, MPI + DI single injection mode map, MPI + DI split injection mode map) is the first median value, Called the second median and the third median. When these values are compared at the same operating point, the second median value is a value having a characteristic closer to the richness than the first median value (a value corresponding to a small air-fuel ratio), and the third median value is the first median value. The value is more rich than the two median value (a value corresponding to a smaller air-fuel ratio). This is because the MPI injection mode is the smallest and the MPI + DI split injection mode is the largest when paying attention to the degree to which the detection value A of the first sensor 8 shifts to the rich side (ease of being deceived to the rich side). is there.

図４（Ａ）は、実空燃比を一定として噴射モードのみを変更したときに、第一センサ８で検出された検出値Aを示すグラフである。検出値Aは、MPI噴射モードで最も大きくなり、すなわち検出結果がリーン寄りとなる。また、MPI+DI分割噴射モードでは検出値Aが最も小さくなり、すなわち検出結果がリッチ寄りとなる。各々の噴射モードマップにおけるLAFS中央値Cは、このような第一センサ８の出力特性の変動に適合するように設定される。   FIG. 4A is a graph showing the detected value A detected by the first sensor 8 when only the injection mode is changed while the actual air-fuel ratio is constant. The detection value A is the largest in the MPI injection mode, that is, the detection result is leaner. Further, in the MPI + DI split injection mode, the detection value A is the smallest, that is, the detection result is closer to rich. The LAFS median value C in each injection mode map is set so as to adapt to such fluctuations in the output characteristics of the first sensor 8.

［１−３．判定部］
判定部４は、噴射モードの切り替えに際し、第二センサ９で検出された検出値Bが安定しているか否か（実空燃比がストイキ空燃比の近傍に位置しているか否か）を判定するものである。ここでは、検出値Bの値が以下の条件を満たす場合に、検出値Bが安定しているものと判定される。
・検出値Bが、ストイキ空燃比に対応する値を含む所定範囲内に入っている
・検出値Bが所定範囲内に入っている時間が、所定時間以上である
図５（Ｂ）に示すように、上記の所定範囲は「第一所定値B1以上、第二所定値B2以下」の範囲である。検出値Bが変動していたとしても、その変動が上記の所定範囲内であれば、検出値Bが安定しているものと判断される。判定部４での判定結果は制御部５に伝達される。 [1-3. Judgment unit]
The determination unit 4 determines whether or not the detection value B detected by the second sensor 9 is stable when the injection mode is switched (whether or not the actual air-fuel ratio is located in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio). Is. Here, when the value of the detection value B satisfies the following conditions, it is determined that the detection value B is stable.
・ The detected value B is within a predetermined range including a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. ・ The time that the detected value B is within the predetermined range is equal to or longer than the predetermined time as shown in FIG. 5 (B). In addition, the predetermined range is a range of “first predetermined value B 1 or more and second predetermined value B 2 or less”. Even if the detection value B varies, if the variation is within the predetermined range, it is determined that the detection value B is stable. The determination result in the determination unit 4 is transmitted to the control unit 5.

［１−４．制御部］
制御部５は、選択部２で選択された噴射モードマップに基づき、第一センサ８の検出値Aと第二センサ９の検出値Bとを用いて空燃比フィードバック制御を実施するものである。フィードバック補正量は、基本的には実空燃比と目標空燃比との差Dに基づいて算出される。また、実空燃比は第一センサ８で検出された検出値Aに基づいて算出され、目標空燃比はLAFS中央値Cに基づいて算出される。一方、噴射モードが切り替えられたときには、第一センサ８の検出値Aと実空燃比との対応関係がずれることがある。そこで制御部５は、噴射モードの切り替えに際し、検出値Bが安定している場合に、検出値A，検出値Bを併用して空燃比フィードバック制御を実施する。また、検出値Bが安定していない場合には、検出値Aを使用せず、検出値Bに基づいて空燃比フィードバック制御を実施する。 [1-4. Control unit]
The control unit 5 performs air-fuel ratio feedback control using the detection value A of the first sensor 8 and the detection value B of the second sensor 9 based on the injection mode map selected by the selection unit 2. The feedback correction amount is basically calculated based on the difference D between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio. Further, the actual air-fuel ratio is calculated based on the detection value A detected by the first sensor 8, and the target air-fuel ratio is calculated based on the LAFS median value C. On the other hand, when the injection mode is switched, the correspondence relationship between the detected value A of the first sensor 8 and the actual air-fuel ratio may shift. Therefore, the control unit 5 performs air-fuel ratio feedback control using the detection value A and the detection value B together when the detection value B is stable when switching the injection mode. When the detected value B is not stable, the detected value A is not used, and air-fuel ratio feedback control is performed based on the detected value B.

つまり、噴射モードが切り替えられると、検出値Bが安定するまでの間は検出値Bに基づく空燃比フィードバック制御が実施される。その後、検出値Bが安定すれば、検出値A，検出値Bが併用される。本実施形態では、検出値Bが安定しており、かつ、噴射モードが切り替えられてからの経過時間が第二所定時間以上となった場合に、検出値A，検出値Bが併用されるものとする。以下、検出値Aが使用されない空燃比フィードバック制御のことを第一制御と呼び、検出値A，検出値Bを併用した空燃比フィードバック制御のことを第二制御と呼ぶ。   That is, when the injection mode is switched, air-fuel ratio feedback control based on the detected value B is performed until the detected value B is stabilized. Thereafter, when the detection value B becomes stable, the detection value A and the detection value B are used together. In the present embodiment, the detection value A and the detection value B are used together when the detection value B is stable and the elapsed time after switching the injection mode is equal to or longer than the second predetermined time. And Hereinafter, air-fuel ratio feedback control in which the detected value A is not used is referred to as first control, and air-fuel ratio feedback control in which the detected value A and the detected value B are used together is referred to as second control.

第一制御では、検出値Bに応じた大きさのフィードバック補正量を算出して、空燃比フィードバック制御を実施する。例えば、検出値Bが第二所定値B2以上である場合には、酸素濃度が低い（空燃比がリッチである）ものと判断し、実空燃比をリーンにするフィードバック補正量を算出する。このとき、検出値Bが第二所定値B2以上となっている継続時間が長いほど、フィードバック補正量をリーン寄りの値とする。一方、検出値Bが第二所定値B2よりも小さい第一所定値B1以下である場合には、酸素濃度が高い（空燃比がリーンである）ものと判断し、実空燃比をリッチにするフィードバック補正量を算出する。このとき、検出値Bが第一所定値B1以下となっている継続時間が長いほど、フィードバック補正量をリッチ寄りの値とする。 In the first control, a feedback correction amount having a magnitude corresponding to the detected value B is calculated, and air-fuel ratio feedback control is performed. For example, the detection value B when it is a second predetermined value B 2 or more, the oxygen concentration is low (the air-fuel ratio is rich) determines that calculates a feedback correction amount for the actual air-fuel ratio lean. At this time, the detection value B longer the duration which is a second predetermined value B 2 or more, the feedback correction amount and the value of the lean closer. On the other hand, when the detected value B is equal to or less than the first predetermined value B 1 smaller than the second predetermined value B 2, it is determined that the oxygen concentration is high (the air-fuel ratio is lean), and the actual air-fuel ratio is rich The amount of feedback correction to be calculated is calculated. At this time, the feedback correction amount is set to a richer value as the duration for which the detection value B is equal to or less than the first predetermined value B 1 is longer.

第二制御では、まずエンジン１０の運転状態と噴射モードマップとからLAFS中央値Cが算出され、LAFS中央値Cに基づいて目標空燃比が算出される。続いて、検出値Bに基づいて目標空燃比が補正される。一方、第一センサ８の検出値Aに基づいて実空燃比が算出されるとともに、目標空燃比と実空燃比との差Dが算出される。その後、実空燃比が目標空燃比に近づく（差Dがゼロに近づく）ように、第一噴射弁６，第二噴射弁７，スロットル弁１６がフィードバック制御される。本実施形態では、目標空燃比と実空燃比との差Dに応じた大きさのフィードバック補正量が算出され、このフィードバック補正量に基づいて次回の燃料噴射量が増減補正される。   In the second control, first, the LAFS median value C is calculated from the operating state of the engine 10 and the injection mode map, and the target air-fuel ratio is calculated based on the LAFS median value C. Subsequently, the target air-fuel ratio is corrected based on the detected value B. On the other hand, the actual air-fuel ratio is calculated based on the detection value A of the first sensor 8, and the difference D between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio is calculated. Thereafter, the first injection valve 6, the second injection valve 7, and the throttle valve 16 are feedback-controlled so that the actual air-fuel ratio approaches the target air-fuel ratio (the difference D approaches zero). In the present embodiment, a feedback correction amount having a magnitude corresponding to the difference D between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio is calculated, and the next fuel injection amount is corrected to increase or decrease based on this feedback correction amount.

検出値Bに基づく目標空燃比の補正手法は種々考えられる。例えば、検出値Bが第二所定値B2以上である場合には、酸素濃度が低い（空燃比がリッチである）ものと判断し、目標空燃比をリーン寄りに移動させる補正を加える。このとき、検出値Bが第二所定値B2以上となっている継続時間が長いほど、目標空燃比をより大きくリーン方向に移動させる。一方、検出値Bが第二所定値B2よりも小さい第一所定値B1以下である場合には、酸素濃度が高い（空燃比がリーンである）ものと判断し、目標空燃比をリッチ寄りに移動させる補正を加える。このとき、検出値Bが第一所定値B1以下となっている継続時間が長いほど、目標空燃比をより大きくリッチ方向に移動させる。 Various methods for correcting the target air-fuel ratio based on the detected value B are conceivable. For example, the detection value B when it is a second predetermined value B 2 or more, determines the oxygen concentration is low (the air-fuel ratio is rich) as the added correction for moving the target air-fuel ratio to lean toward. At this time, the detection value B longer the duration which is a second predetermined value B 2 above, moves the target air-fuel ratio to a greater lean direction. On the other hand, when the detected value B is equal to or less than the first predetermined value B 1 smaller than the second predetermined value B 2, it is determined that the oxygen concentration is high (the air-fuel ratio is lean), and the target air-fuel ratio is rich Add correction to move closer. At this time, the detection value B longer the duration has a first predetermined value B 1 below, moves the target air-fuel ratio to a larger rich direction.

実空燃比の値は、第一センサ８の検出値Aに基づいて算出される。上記の通り、検出値Aと実空燃比との対応関係は、エンジン１０の噴射モードに応じて変化する。しかし、本実施形態では、各々の噴射モードに応じて設定される噴射モードマップが目標空燃比に反映されるため、噴射モードに起因する「対応関係のずれ」が相殺される。したがって、ここでは「対応関係のずれ」の大小を考慮することなく、通常の検出値Aと実空燃比との対応関係（例えば、MPI噴射モードにおける対応関係）に基づいて、実空燃比を算出することができる。   The actual air-fuel ratio value is calculated based on the detection value A of the first sensor 8. As described above, the correspondence relationship between the detected value A and the actual air-fuel ratio changes according to the injection mode of the engine 10. However, in this embodiment, since the injection mode map set according to each injection mode is reflected in the target air-fuel ratio, the “correspondence shift” due to the injection mode is offset. Therefore, here, the actual air-fuel ratio is calculated based on the correspondence between the normal detection value A and the actual air-fuel ratio (for example, the correspondence in the MPI injection mode) without considering the magnitude of “correspondence deviation”. can do.

制御部５は、目標空燃比と実空燃比との差Dを算出し、差Dに応じた大きさのフィードバック補正量を算出する。その後、フィードバック補正量を次回の燃料噴射量に反映させることで、差Dが徐々にゼロに近づくようにフィードバックが作用し、実空燃比が目標空燃比へと収束する。具体的な空燃比フィードバック制御の実施手法についてはこれに限らず、公知のフィードバック手法を採用することができる。なお、目標空燃比の値をわずかに振動させることで第一センサ８のセンシング能力を診断する公知の故障診断制御を付加してもよい。   The control unit 5 calculates a difference D between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio, and calculates a feedback correction amount having a magnitude corresponding to the difference D. After that, by reflecting the feedback correction amount to the next fuel injection amount, feedback acts so that the difference D gradually approaches zero, and the actual air-fuel ratio converges to the target air-fuel ratio. The specific implementation method of the air-fuel ratio feedback control is not limited to this, and a known feedback method can be employed. In addition, you may add well-known failure diagnosis control which diagnoses the sensing capability of the 1st sensor 8 by slightly vibrating the value of a target air fuel ratio.

［２．フローチャート］
空燃比フィードバック制御及び噴射モード切替制御の手順を図５に例示する。このフローチャートに示された制御は、エンジン制御装置１にて所定周期で繰り返し実行される。フローチャート中のフラグFは、第一制御の実施状態に対応する制御用フラグである。F=1は第一制御が実施されている（第二制御が不実施の）状態に対応し、F=0は第一制御が実施されていない（第二制御が実施中の）状態に対応する。 [2. flowchart]
The procedure of air-fuel ratio feedback control and injection mode switching control is illustrated in FIG. The control shown in this flowchart is repeatedly executed by the engine control device 1 at a predetermined cycle. A flag F in the flowchart is a control flag corresponding to the execution state of the first control. F = 1 corresponds to the state where the first control is implemented (the second control is not implemented), and F = 0 corresponds to the state where the first control is not implemented (the second control is implemented) To do.

まず、各種情報（検出値A，検出値B，エンジン回転速度Ne，アクセル開度Acなど）が取得され（Ａ１）、エンジン１０の負荷Ecが算出される。選択部２では、エンジン回転速度Ne，負荷Ecに基づき、エンジン１０の運転点に対応する噴射モードが選択される（Ａ２）。ここで、フラグFの値がゼロであるか否かが判定され（Ａ３）、F=0の場合はステップＡ４に進む。一方、F=1の場合はステップＡ７に進む。ステップＡ４では、前回の制御周期と比較して噴射モードが切り替えられたか否かが判定される。噴射モードが変更されている場合には噴射モードが切り替えられてからの経過時間の計測が開始されるとともにフラグFがF=1に設定される（Ａ５，Ａ６）。また、判定部４では、第二センサ９の検出値Bが安定しているか否かの判定が開始され、ステップＡ７に進む。一方、噴射モードが切り替えられていない場合には、ステップＡ１０に進む。   First, various information (detected value A, detected value B, engine rotational speed Ne, accelerator opening degree Ac, etc.) is acquired (A1), and the load Ec of the engine 10 is calculated. The selection unit 2 selects an injection mode corresponding to the operating point of the engine 10 based on the engine rotational speed Ne and the load Ec (A2). Here, it is determined whether or not the value of the flag F is zero (A3). If F = 0, the process proceeds to step A4. On the other hand, if F = 1, the process proceeds to step A7. In step A4, it is determined whether or not the injection mode has been switched compared to the previous control cycle. When the injection mode is changed, measurement of the elapsed time after the injection mode is switched is started and the flag F is set to F = 1 (A5, A6). Moreover, in the determination part 4, determination whether the detection value B of the 2nd sensor 9 is stable is started, and it progresses to step A7. On the other hand, if the injection mode has not been switched, the process proceeds to step A10.

ステップＡ７，Ａ８では第一制御の開始条件が判定される。ここで、噴射モードが切り替えられてからの経過時間が第二所定時間未満であるか、又は、検出値Bが不安定であると判定されている場合には、第一制御が実施される。第一制御では、検出値Bに応じた大きさのフィードバック補正量が算出され（Ａ１６）このフィードバック補正量に基づいて空燃比フィードバック制御が実施される（Ａ１７）。一方、第一制御の開始条件が成立しない場合には、フラグFがF=0に設定されて（Ａ９）第二制御が実施される。   In steps A7 and A8, the start condition of the first control is determined. Here, when the elapsed time after the switching of the injection mode is less than the second predetermined time or when it is determined that the detection value B is unstable, the first control is performed. In the first control, a feedback correction amount having a magnitude corresponding to the detected value B is calculated (A16), and air-fuel ratio feedback control is performed based on the feedback correction amount (A17). On the other hand, when the first control start condition is not satisfied, the flag F is set to F = 0 (A9), and the second control is performed.

第二制御では、変更部３において、噴射モードに応じて噴射モードマップが選択される（Ａ１０）。ここで、前回の制御周期から噴射モードが変更されている場合には、噴射モードマップも即座に変更されることになる。続いて、噴射モードマップとエンジン回転速度Ne，負荷Ecに基づき、LAFS中央値Cが算出される（Ａ１１）。ここで算出されるLAFS中央値Cは、空燃比フィードバック制御における目標空燃比の基準を与える値となる。また、制御部５では、第二センサ９で検出された検出値Bに基づき、酸素濃度補正量Zが算出される（Ａ１２）。例えば、検出値Bが大きいほど（空燃比がリッチであるほど）、酸素濃度補正量Zが正の範囲で大きい値に設定される。このとき、検出値Bがリッチとなっている時間が長いほど、酸素濃度補正量Zの絶対値がより大きい値に設定される。これにより、目標空燃比がリーン寄りに移動しやすくなる。また、検出値Bが小さいほど（空燃比がリーンであるほど）、酸素濃度補正量Zが負の範囲で大きい値に設定される。このとき、検出値Bがリーンとなっている時間が長いほど、酸素濃度補正量Zの絶対値がより大きい値に設定される。   In the second control, the changing unit 3 selects an injection mode map according to the injection mode (A10). Here, when the injection mode is changed from the previous control cycle, the injection mode map is also changed immediately. Subsequently, the LAFS median value C is calculated based on the injection mode map, the engine rotational speed Ne, and the load Ec (A11). The LAFS median value C calculated here is a value that provides a reference for the target air-fuel ratio in the air-fuel ratio feedback control. Further, the control unit 5 calculates the oxygen concentration correction amount Z based on the detection value B detected by the second sensor 9 (A12). For example, the larger the detection value B (the richer the air-fuel ratio), the larger the oxygen concentration correction amount Z is set to a positive value. At this time, as the time during which the detection value B is rich is longer, the absolute value of the oxygen concentration correction amount Z is set to a larger value. This makes it easier for the target air-fuel ratio to move closer to lean. Further, the smaller the detection value B (the leaner the air-fuel ratio), the larger the oxygen concentration correction amount Z is set in a negative range. At this time, as the time during which the detection value B is leaner is longer, the absolute value of the oxygen concentration correction amount Z is set to a larger value.

その後、LAFS中央値Cに酸素濃度補正量Zが加算されて、最終的な目標空燃比が算出される（Ａ１３）。一方、第一センサ８で検出された検出値Aに基づき、実空燃比が算出される（Ａ１４）。そして、目標空燃比と実空燃比との差Dが算出され、差Dに基づいて空燃比フィードバック制御が実施される（Ａ１５）。例えば、差Dに応じた大きさのフィードバック補正量が算出され、差Dが徐々にゼロに近づくように第一噴射弁６及び第二噴射弁７の燃料噴射量が増減制御されるとともに、スロットル弁１６の開度が増減制御される。   Thereafter, the oxygen concentration correction amount Z is added to the LAFS median value C to calculate the final target air-fuel ratio (A13). On the other hand, the actual air-fuel ratio is calculated based on the detection value A detected by the first sensor 8 (A14). Then, a difference D between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio is calculated, and air-fuel ratio feedback control is performed based on the difference D (A15). For example, a feedback correction amount having a magnitude corresponding to the difference D is calculated, and the fuel injection amounts of the first injection valve 6 and the second injection valve 7 are controlled to increase or decrease so that the difference D gradually approaches zero. The opening degree of the valve 16 is controlled to increase or decrease.

［３．作用，効果］
（１）上記のエンジン制御装置１では、噴射モードの切り替えに際し、第二センサ９の検出値B（第二検出値）が安定している場合には、第二制御が実施される。つまり、検出値Aと検出値Bとを併用することで、フィードバック制御の精度を高めることができる。一方、検出値Bが不安定な場合には、第一制御が実施される。これにより、検出値Aを不使用とすることで、噴射モードの切り替えによる第一センサ８の誤検出を避けてフィードバック制御を実施することができ、フィードバック制御の収束性を高めることができる。また、噴射モードマップの急変による実空燃比のブレを防止することができる。したがって、エンジン１０の排ガス性能を総合的に向上させることができる。例えば、実空燃比が目標空燃比に収束しやすくなり、実空燃比が過剰にリーン化することが防止されるため、NOx低減を図ることができる。また、実空燃比が過剰にリッチ化することも防止されるため、CO低減を図ることができる。 [3. Action, effect]
(1) In the engine control apparatus 1 described above, when the detection value B (second detection value) of the second sensor 9 is stable when switching the injection mode, the second control is performed. That is, by using the detection value A and the detection value B together, the accuracy of the feedback control can be increased. On the other hand, when the detection value B is unstable, the first control is performed. Thereby, by not using the detection value A, feedback control can be performed while avoiding erroneous detection of the first sensor 8 due to switching of the injection mode, and convergence of the feedback control can be improved. In addition, it is possible to prevent fluctuations in the actual air-fuel ratio due to sudden changes in the injection mode map. Therefore, the exhaust gas performance of the engine 10 can be improved comprehensively. For example, the actual air-fuel ratio easily converges to the target air-fuel ratio, and the actual air-fuel ratio is prevented from excessively leaning, so that NOx can be reduced. Further, since the actual air-fuel ratio is prevented from being excessively enriched, CO can be reduced.

（２）噴射モードがMPI噴射モード（第二モード）からMPI+DI単噴射モードやMPI+DI分割噴射モード（第一モード）へと切り替わると、第一噴射弁６からの燃料噴射の影響を受けて、気筒１１内における燃料濃度分布にばらつきが生じ、第一センサ８の検出信号が実際よりもリッチ側へとシフトしやすくなる。反対に、噴射モードが第一モードから第二モードへと切り替わったときには、第一センサ８の検出信号が相対的にリーン側へとシフトしやすくなる。このような現象を考慮して、上記のエンジン制御装置１では、噴射モードが第一モードと第二モードとの間で切り替えられた場合に、第一制御が開始される。これにより、噴射モードの切り替えによって検出値Aがリッチ側やリーン側へとシフトした場合であっても、検出値Bのみを用いて空燃比をフィードバック制御することができる。したがって、エンジン１０の排ガス性能を向上させることができる。   (2) When the injection mode is switched from the MPI injection mode (second mode) to the MPI + DI single injection mode or MPI + DI split injection mode (first mode), the influence of the fuel injection from the first injection valve 6 is affected. In response, the fuel concentration distribution in the cylinder 11 varies, and the detection signal of the first sensor 8 tends to shift to the richer side than it actually is. On the contrary, when the injection mode is switched from the first mode to the second mode, the detection signal of the first sensor 8 is relatively easily shifted to the lean side. In consideration of such a phenomenon, in the engine control apparatus 1 described above, the first control is started when the injection mode is switched between the first mode and the second mode. Thus, even when the detection value A is shifted to the rich side or the lean side by switching the injection mode, the air-fuel ratio can be feedback controlled using only the detection value B. Therefore, the exhaust gas performance of the engine 10 can be improved.

（３）同様に、噴射モードがMPI+DI単噴射モードからMPI+DI分割噴射モードへと切り替わった場合にも、気筒１１内における燃料濃度分布が不均一になりやすくなることから、第一センサ８の検出信号が実際よりもリッチ側へとシフトしやすくなる。このような現象を考慮して、上記のエンジン制御装置１では、噴射モードが単噴射モードと分割噴射モードとの間で切り替えられた場合に、第一制御が開始される。これにより、空燃比を精度よくフィードバック制御することができ、エンジン１０の排ガス性能を向上させることができる。   (3) Similarly, when the injection mode is switched from the MPI + DI single injection mode to the MPI + DI split injection mode, the fuel concentration distribution in the cylinder 11 is likely to be non-uniform, so the first sensor It becomes easier for the detection signal of 8 to shift to the richer side than it actually is. In consideration of such a phenomenon, in the engine control apparatus 1 described above, the first control is started when the injection mode is switched between the single injection mode and the split injection mode. Thereby, the air-fuel ratio can be accurately feedback controlled, and the exhaust gas performance of the engine 10 can be improved.

（４）上記のエンジン制御装置１には、複数の噴射モードの各々について、噴射モードマップが設定される。これにより、第二制御で参照される検出値Aの基準値を、各噴射モードに適した値へと変更することができる。つまり、第一制御が完了した後、検出値Bが安定して第二制御が開始されたときに、検出値Aに基づく実空燃比の検出精度を高めることができ、空燃比フィードバック制御を適正化することができる。したがって、エンジン１０の排ガス性能を総合的に向上させることができる。   (4) In the engine control apparatus 1 described above, an injection mode map is set for each of a plurality of injection modes. Thereby, the reference value of the detection value A referred to in the second control can be changed to a value suitable for each injection mode. That is, after the first control is completed, when the detection value B is stabilized and the second control is started, the detection accuracy of the actual air-fuel ratio based on the detection value A can be improved, and the air-fuel ratio feedback control is properly performed. Can be Therefore, the exhaust gas performance of the engine 10 can be improved comprehensively.

（５）上記のエンジン制御装置１では、「検出値Bが所定範囲内に入っている時間が、所定時間以上である」場合に、判定部４で検出値Bが安定しているものと判定される。このように、検出値Bが所定範囲内に存在する時間を計測することで、検出値Bの推移を精度よく把握することができ、検出値Bが安定したか否かの判定精度を向上させることができる。
（６）上記のエンジン制御装置１では、噴射モードが切り替えられてからの経過時間が少なくとも第二所定時間に達するまでは、制御部５で第一制御が継続される。これにより、噴射モードの切り替えによる第一センサ８の誤検出を確実に回避することができ、空燃比フィードバック制御を適正化することができる。また、空燃比のフィードバック内容を公知の学習制御に反映させる場合には、学習精度の低下を防止することができる。 (5) In the engine control apparatus 1 described above, when the “time during which the detection value B is within the predetermined range is equal to or longer than the predetermined time”, the determination unit 4 determines that the detection value B is stable. Is done. In this way, by measuring the time during which the detection value B is within the predetermined range, the transition of the detection value B can be accurately grasped, and the determination accuracy of whether or not the detection value B is stable is improved. be able to.
(6) In the engine control device 1 described above, the control unit 5 continues the first control until the elapsed time after the injection mode is switched reaches at least the second predetermined time. Thereby, erroneous detection of the first sensor 8 due to switching of the injection mode can be reliably avoided, and air-fuel ratio feedback control can be optimized. In addition, when the feedback content of the air-fuel ratio is reflected in known learning control, it is possible to prevent learning accuracy from being lowered.

［４．変形例］
上述の実施形態では、噴射モードに応じて噴射モードマップを変更するものを例示したが、噴射モードだけでなく、燃料の噴射開始タイミングに応じて噴射モードマップを変更してもよい。例えば、MPI+DI単噴射モードにおいて、第一噴射弁６からの燃料噴射が開始されるタイミングが遅いほど、LAFS中央値Cがリッチ寄りとなるように、MPI+DI単噴射モードマップを補正，変更することができる。あるいは、MPI噴射モードにおいて、第二噴射弁７からの燃料噴射が開始されるタイミングが遅いほど、LAFS中央値Cがリッチ寄りとなるように、MPI噴射モードマップを補正，変更することも考えられる。 [4. Modified example]
In the above-described embodiment, an example in which the injection mode map is changed according to the injection mode is illustrated, but the injection mode map may be changed not only according to the injection mode but also according to the fuel injection start timing. For example, in the MPI + DI single injection mode, the MPI + DI single injection mode map is corrected so that the LAFS median value C becomes closer as the timing at which the fuel injection from the first injection valve 6 is started is delayed. Can be changed. Alternatively, in the MPI injection mode, the MPI injection mode map may be corrected and changed so that the LAFS median value C becomes richer as the timing at which fuel injection from the second injection valve 7 is started later. .

ここで、第一噴射弁６からの燃料噴射が開始されるタイミングと、第一センサ８の検出値Aとの関係を図４（Ｂ）に示す。燃料噴射が開始されるタイミングが遅れるほど、燃料の拡散時間が短縮されることから、気筒１１内における燃料濃度分布のばらつきが増大し、第一センサ８の検出信号が実際よりもリッチ側へとシフトしやすくなる。したがって、燃料噴射が開始されるタイミングに応じて噴射モードマップを変更することで、第一センサ８の誤検出による不適切なフィードバックを防止することができ、空燃比を適正化することができる。したがって、エンジン１０の排ガス性能を向上させることができる。   Here, the relationship between the timing at which fuel injection from the first injection valve 6 is started and the detection value A of the first sensor 8 is shown in FIG. As the timing at which fuel injection is started is delayed, the fuel diffusion time is shortened, so the variation in the fuel concentration distribution in the cylinder 11 increases, and the detection signal of the first sensor 8 becomes richer than actual. It becomes easy to shift. Therefore, by changing the injection mode map according to the timing at which fuel injection is started, inappropriate feedback due to erroneous detection of the first sensor 8 can be prevented, and the air-fuel ratio can be optimized. Therefore, the exhaust gas performance of the engine 10 can be improved.

１ エンジン制御装置
２ 選択部
３ 変更部
４ 判定部
５ 制御部
６ 第一噴射弁（筒内噴射弁）
７ 第二噴射弁（ポート噴射弁）
８ 第一センサ（空燃比センサ）
９ 第二センサ（酸素濃度センサ）
１０ エンジン
１８ エンジン回転速度センサ
１９ アクセル開度センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine control apparatus 2 Selection part 3 Change part 4 Determination part 5 Control part 6 1st injection valve (in-cylinder injection valve)
7 Second injection valve (port injection valve)
8 First sensor (air-fuel ratio sensor)
9 Second sensor (oxygen concentration sensor)
10 Engine 18 Engine rotational speed sensor 19 Accelerator opening sensor

Claims (6)

実空燃比を検出する第一センサと排気の酸素濃度を検出する第二センサとを具備し、前記第一センサで検出された第一検出値と前記第二センサで検出された第二検出値とに基づいて燃料噴射量をフィードバック制御するエンジンの制御装置において、
複数の噴射弁における噴射比率、又は、前記エンジンの一行程中における燃料噴射回数が異なる複数の噴射モードを有し、前記エンジンの運転状態に応じて前記複数の噴射モードの何れかを選択する選択部と、
前記噴射モードの切り替えに際し、前記第二検出値が不安定であるか否かを判定する判定部と、
前記第二検出値が不安定である場合に、前記第一検出値を使用せず前記第二検出値に基づいて前記フィードバック制御を実施する制御部と、を備える
ことを特徴とする、エンジンの制御装置。 A first sensor that detects the actual air-fuel ratio and a second sensor that detects the oxygen concentration of the exhaust; a first detection value detected by the first sensor; and a second detection value detected by the second sensor In the engine control device that feedback-controls the fuel injection amount based on
Selection having a plurality of injection modes with different injection ratios in a plurality of injection valves or fuel injection times during one stroke of the engine, and selecting one of the plurality of injection modes according to the operating state of the engine And
A determination unit that determines whether or not the second detection value is unstable when the injection mode is switched;
A control unit that performs the feedback control based on the second detection value without using the first detection value when the second detection value is unstable. Control device. 前記エンジンが、気筒内に燃料を噴射する第一噴射弁と吸気通路内に燃料を噴射する第二噴射弁とを具備し、
前記複数の噴射モードには、前記第一噴射弁の噴射比率が前記第二噴射弁の噴射比率以上となる第一モードと、前記第一モード以外の第二モードとが含まれる
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの制御装置。 The engine includes a first injection valve that injects fuel into a cylinder and a second injection valve that injects fuel into an intake passage;
The plurality of injection modes include a first mode in which an injection ratio of the first injection valve is equal to or higher than an injection ratio of the second injection valve, and a second mode other than the first mode. The engine control device according to claim 1. 前記複数の噴射モードには、前記エンジンの一行程中において複数回に分けて燃料噴射する分割噴射モードと、複数回に分けずに燃料噴射する単噴射モードとが含まれる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のエンジンの制御装置。 The plurality of injection modes include a divided injection mode in which fuel is injected in a plurality of times during one stroke of the engine, and a single injection mode in which fuel is injected without being divided into a plurality of times. The engine control apparatus according to claim 1 or 2. 前記噴射モードに応じて、前記第一検出値の基準値を規定するマップを変更する変更部を備える
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。 The engine control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a changing unit that changes a map that defines a reference value of the first detection value in accordance with the injection mode. 前記判定部は、前記第二検出値が所定範囲内に入っている時間が所定時間以上となった場合に、前記第二検出値が安定しているものと判定する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。 The determination unit determines that the second detection value is stable when the second detection value is within a predetermined range for a predetermined time or more. Item 5. The engine control device according to any one of Items 1 to 4. 前記制御部は、前記噴射モードの切り替えからの経過時間が第二所定時間未満である場合に、前記第一検出値を使用せず前記第二検出値に基づいて前記フィードバック制御を実施する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。 The control unit performs the feedback control based on the second detection value without using the first detection value when the elapsed time from the switching of the injection mode is less than a second predetermined time. The engine control device according to any one of claims 1 to 5, wherein
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