JPH11210558A - Exhaust gas recirculation controller for cylinder injection type internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas recirculation controller for cylinder injection type internal combustion engineInfo
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- JPH11210558A JPH11210558A JP10018763A JP1876398A JPH11210558A JP H11210558 A JPH11210558 A JP H11210558A JP 10018763 A JP10018763 A JP 10018763A JP 1876398 A JP1876398 A JP 1876398A JP H11210558 A JPH11210558 A JP H11210558A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガソリンエンジン
を代表とする火花点火式の筒内噴射型内燃機関に備えら
れた排ガス還流制御装置に関し、特に、燃料噴射を行な
い層状燃焼によるリーン運転での燃費低減を図る内燃機
関に用いて好適の、筒内噴射型内燃機関用排ガス還流制
御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device provided in a spark ignition type cylinder injection type internal combustion engine represented by a gasoline engine, and more particularly, to a lean operation by stratified combustion by performing fuel injection. The present invention relates to an in-cylinder injection type exhaust gas recirculation control device suitable for use in an internal combustion engine for reducing fuel consumption.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年開発されている層状燃焼と予混合燃
焼（均一燃焼）とを行なうエンジンで、層状燃焼運転時
のＮＯｘを低減するため、排出ガス還流（ＥＧＲ）を用
いる技術が提案されている（例えば特開平７−２６９４
１６号）。2. Description of the Related Art In recent years, there has been proposed a technology using exhaust gas recirculation (EGR) to reduce NOx during stratified combustion operation in an engine which performs stratified combustion and premixed combustion (uniform combustion). (For example, see JP-A-7-2694).
No. 16).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、層状燃焼を
行なって燃費低減を図る、層状燃焼運転の場合、ＮＯｘ
低減のためにＥＧＲの大量導入を行なうことができる
が、ＥＧＲの大量導入を行なうと、エンジンの安定燃焼
運転領域が制約を受けることになり、この制約を受けた
安定燃焼運転領域内でエンジンの運転を行なうことが必
要になる。By the way, in the case of stratified combustion operation in which stratified combustion is performed to reduce fuel consumption, NOx
Although a large amount of EGR can be introduced for the purpose of reduction, the introduction of a large amount of EGR imposes restrictions on the stable combustion operation region of the engine. It is necessary to drive.
【０００４】さらに、この安定燃焼運転領域は吸気温度
に応じて変化する特性がある。つまり、図９に示すよう
に、エンジンの運転特性のパラメータである燃料噴射終
了時期と点火時期とにより規定される安定燃焼運転領域
は、ＥＧＲの導入率が一定ならば、吸気温度が上昇する
ほど狭くなる特性がある。このため、吸気温度が上昇し
た場合、ＥＧＲの導入を同様に行なったままで層状燃焼
運転を行なうと、安定燃焼運転領域内でのエンジンの運
転が困難になり、燃焼不安定を招くおそれがある。Further, the stable combustion operation region has a characteristic that changes according to the intake air temperature. That is, as shown in FIG. 9, the stable combustion operation region defined by the fuel injection end timing and the ignition timing, which are the parameters of the operating characteristics of the engine, is such that as the intake rate of EGR is constant, the intake air temperature increases. There is a narrowing characteristic. For this reason, if the stratified combustion operation is performed while the introduction of EGR is performed in the same manner when the intake air temperature rises, it becomes difficult to operate the engine in the stable combustion operation range, and combustion may be unstable.
【０００５】なお、特開平５−２６３７１７号公報に
は、排ガス還流量をフィードバック制御する際のフィー
ドバック基準となる目標吸気管圧を、推定又は計算によ
り得られた吸気温度に基づいて補正して、吸気温度の変
化に起因して排ガス還流量が目標値からずれないように
する技術が開示されているが、かかる技術は、吸気温度
に関連して排ガス還流量を制御してはいるものの、層状
燃焼運転時のエンジンの安定燃焼については何ら考慮し
ておらず、上述の課題を解決しうるものではない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-263717 discloses that a target intake pipe pressure serving as a feedback reference when feedback control of an exhaust gas recirculation amount is corrected based on an intake temperature obtained by estimation or calculation. Although a technique for preventing the exhaust gas recirculation amount from deviating from a target value due to a change in intake air temperature has been disclosed, this technique controls the exhaust gas recirculation amount in relation to the intake air temperature, but has a stratified structure. No consideration is given to stable combustion of the engine during combustion operation, and the above-described problem cannot be solved.
【０００６】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、層状燃焼運転時に、排ガス還流によりＮＯｘの発
生を低減しつつ燃焼安定性を確保できるようにして、筒
内噴射型エンジンの利点である層状燃焼運転により燃費
の低減化を促進することができるようにした、筒内噴射
型内燃機関用排ガス還流制御装置を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has an advantage of an in-cylinder injection engine in which, during stratified combustion operation, combustion stability can be secured while reducing generation of NOx by exhaust gas recirculation. It is an object of the present invention to provide an in-cylinder injection type exhaust gas recirculation control device for a cylinder injection type internal combustion engine, which is capable of promoting reduction of fuel consumption by the stratified combustion operation.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の筒内噴射型内燃機関用排ガス還流制御装置
は、筒内噴射型内燃機関において、層状燃焼時に、吸気
温度検出手段が吸気温度を検出すると、制御手段が、こ
の検出された吸気温度に応じて、吸気温度の上昇に応じ
て排ガス還流量を減少又は零とするように排ガス還流量
調整手段を制御する。したがって、層状燃焼時に吸気温
度の上昇に応じて発生する安定燃焼運転領域の縮小を排
ガス還流量の減少又は零とすることにより抑制して、安
定燃焼運転領域を確保することができるようになる。According to a first aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas recirculation control apparatus for an in-cylinder injection type internal combustion engine according to the present invention, wherein the intake air temperature detecting means in the in-cylinder injection type internal combustion engine during stratified combustion. When the intake air temperature is detected, the control means controls the exhaust gas recirculation amount adjusting means in accordance with the detected intake air temperature so that the exhaust gas recirculation amount decreases or becomes zero according to the rise of the intake air temperature. Therefore, it is possible to suppress the reduction in the stable combustion operation region that occurs in response to the rise in the intake air temperature during the stratified combustion by reducing or reducing the exhaust gas recirculation amount to zero, thereby securing the stable combustion operation region.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明すると、図１〜図６は本発明の第１実
施形態としての筒内噴射型内燃機関用排ガス還流制御装
置を示すものであり、図７，図８は本発明の第２実施形
態としての筒内噴射型内燃機関用排ガス還流制御装置を
示すものである。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of an exhaust gas recirculation control apparatus for a direct injection type internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention; FIG. 7 and 8 show an exhaust gas recirculation control device for a direct injection internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
【０００９】まず、第１実施形態について説明する。は
じめに、本実施形態にかかる火花点火式筒内噴射型内燃
機関（以下、単に筒内噴射エンジンともいう）の構成に
ついて、図２を参照しながら説明する。図２において、
１はエンジン本体、１Ａはシリンダ（気筒）、１Ｂはピ
ストン、２は吸気通路、３はスロットル弁設置部分、４
はエアクリーナ、５はバイパス通路（第２バイパス通
路）、６はバイパス通路５内を流通する空気量を調整し
うる第２エアバイパスバルブである。First, a first embodiment will be described. First, a configuration of a spark ignition type direct injection internal combustion engine (hereinafter, also simply referred to as a direct injection engine) according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG.
1 is an engine body, 1A is a cylinder (cylinder), 1B is a piston, 2 is an intake passage, 3 is a throttle valve installation part,
Is an air cleaner, 5 is a bypass passage (second bypass passage), and 6 is a second air bypass valve capable of adjusting the amount of air flowing through the bypass passage 5.
【００１０】吸気通路２は、上流側から吸気管７，サー
ジタンク８，吸気マニホールド９の順で接続されて構成
され、バイパス通路５はサージタンク８の上流側に設け
られている。また、バイパス通路５に設けられたバイパ
スバルブ６は、ステッパモータで所要の開度に調整され
るか、又は、電磁弁のデューティ制御により開度調整さ
れるようになっている。The intake passage 2 is constructed by connecting an intake pipe 7, a surge tank 8, and an intake manifold 9 in this order from the upstream side, and the bypass passage 5 is provided on the upstream side of the surge tank 8. The opening of the bypass valve 6 provided in the bypass passage 5 is adjusted to a required opening by a stepper motor, or the opening is adjusted by duty control of the solenoid valve.
【００１１】また、１２はアイドルスピードコントロー
ル機能部であり、バイパス通路（第１バイパス通路）１
３とバイパスバルブとしての第１エアバイパスバルブ１
４とからなり、第１エアバイパスバルブ１４は例えば図
示しないステッパモータで駆動される。１５はスロット
ルバルブであり、第１バイパス通路１３及び第２バイパ
ス通路５は、吸気通路２のスロットルバルブ１５の装着
部分をバイパスするようにしてそれぞれの上流端及び下
流端を吸気通路２に接続されている。Reference numeral 12 denotes an idle speed control function unit, which is a bypass passage (first bypass passage) 1
3 and the first air bypass valve 1 as a bypass valve
The first air bypass valve 14 is driven by, for example, a stepper motor (not shown). Reference numeral 15 denotes a throttle valve. Each of the first bypass passage 13 and the second bypass passage 5 has an upstream end and a downstream end connected to the intake passage 2 so as to bypass a portion of the intake passage 2 where the throttle valve 15 is mounted. ing.
【００１２】これらの第２エアバイパスバルブ６，第１
エアバイパスバルブ１４の各開閉制御は、電子制御装置
（ＥＣＵ）１６を通じて行なわれる。また、１７は排気
通路、１８は燃焼室であり、前記吸気通路２及び排気通
路１７の燃焼室１８への開口部、即ち吸気ポート２Ａ及
び排気ポート１７Ａには、吸気弁１９及び排気弁２０が
装備されている。The second air bypass valve 6, the first
Each opening / closing control of the air bypass valve 14 is performed through an electronic control unit (ECU) 16. Reference numeral 17 denotes an exhaust passage, and reference numeral 18 denotes a combustion chamber. An intake valve 19 and an exhaust valve 20 are provided at openings of the intake passage 2 and the exhaust passage 17 to the combustion chamber 18, that is, at the intake port 2A and the exhaust port 17A. Equipped.
【００１３】そして、２１は燃料噴射弁（インジェク
タ）であり、本エンジンでは、このインジェクタ２１が
燃焼室１８へ直接燃料噴射するように配設されている。
さらに、２２は燃料タンク、２３Ａ〜２３Ｅは燃料供給
路、２４は低圧燃料ポンプ（電動式ポンプ）、２５は高
圧燃料ポンプ（エンジン駆動ポンプ）、２６は低圧レギ
ュレータ、２７は高圧レギュレータ、２８はデリバリパ
イプであり、燃料タンク２２内の燃料を低圧燃料ポンプ
２４で駆動して、更にエンジンの作動と直接連動して作
動する高圧燃料ポンプ２５で加圧して、所定の高圧状態
で燃料供給路２３Ａ，２３Ｂ，デリバリパイプ２８を通
じてインジェクタ２１へ供給するようになっている。Reference numeral 21 denotes a fuel injection valve (injector). In the present engine, the injector 21 is arranged so as to directly inject fuel into the combustion chamber 18.
Further, 22 is a fuel tank, 23A to 23E are fuel supply paths, 24 is a low-pressure fuel pump (electric pump), 25 is a high-pressure fuel pump (engine drive pump), 26 is a low-pressure regulator, 27 is a high-pressure regulator, and 28 is a delivery. The fuel in the fuel tank 22 is driven by a low-pressure fuel pump 24 and is further pressurized by a high-pressure fuel pump 25 that operates directly in conjunction with the operation of the engine. 23B, supply to the injector 21 through the delivery pipe 28.
【００１４】この際、低圧燃料ポンプ２４から吐出され
た燃料圧力は低圧レギュレータ２６で調圧され、高圧燃
料ポンプ２５で加圧されてデリバリパイプ２８に導かれ
る燃料圧力は高圧レギュレータ２７で調圧されるように
なっている。At this time, the fuel pressure discharged from the low-pressure fuel pump 24 is regulated by a low-pressure regulator 26, and the fuel pressure which is pressurized by a high-pressure fuel pump 25 and guided to a delivery pipe 28 is regulated by a high-pressure regulator 27. It has become so.
【００１５】また、２９はエンジン１の排気通路１７内
の排出ガス（排ガス）を吸気通路２内に還流させる排ガ
ス還流通路（ＥＧＲ通路）、３０はＥＧＲ通路２９を通
じて吸気通路２内に還流する排ガスの還流量を調整する
排ガス還流量調整手段としてのステッパモータ式のバル
ブ（ＥＧＲバルブ）であり、３１はブローバイガスを還
元する流路であり、３２はクランク室積極換気用の通
路、３３はクランク室積極換気用のバルブであり、３４
はキャニスタであり、３５は排ガス浄化用触媒（ここで
は、リーンＮＯｘ触媒）である。An exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 29 recirculates exhaust gas (exhaust gas) in the exhaust passage 17 of the engine 1 into the intake passage 2, and an exhaust gas recirculates into the intake passage 2 through the EGR passage 29. A stepper motor type valve (EGR valve) as an exhaust gas recirculation amount adjusting means for adjusting the recirculation amount of the exhaust gas, 31 is a flow path for reducing blow-by gas, 32 is a passage for active ventilation of a crank chamber, and 33 is a crank. A valve for active ventilation of the room, 34
Is a canister, and 35 is an exhaust gas purifying catalyst (here, a lean NOx catalyst).
【００１６】ところで、ＥＣＵ１６では、図２に示すよ
うに、第１及び第２エアバイパスバルブ１４，６の制御
のほかに、インジェクタ２１や点火プラグ４５のための
点火コイルの制御やＥＧＲバルブの制御や高圧レギュレ
ータ２７による燃圧制御も行なうため、エアフローセン
サ４４，吸気温度センサ３６，スロットル開度を検出す
るスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）３７，アイド
ルスイッチ３８，エアコンスイッチ（図示略），変速ポ
ジションセンサ（図示略），車速センサ（図示略），パ
ワーステアリングの作動状態を検出するパワステスイッ
チ（図示略），スタータスイッチ（図示略），第１気筒
検出センサ４０，クランク角センサ４１，エンジンの冷
却水温を検出する水温センサ４２，排ガス中の酸素濃度
を検出するＯ2センサ４３等が設けられ、ＥＣＵ１６に
接続されている。また、ＥＣＵ１６内には、クランク角
センサ４１に基づいて機関回転数（エンジン回転数）を
算出する機能がそなえられ、クランク角センサ４１とこ
のエンジン回転数演算機能とからエンジン回転数センサ
が構成されるが、ここではクランク角センサ４１につい
ても便宜上エンジン回転数センサとよぶ。As shown in FIG. 2, in addition to the control of the first and second air bypass valves 14 and 6, the ECU 16 controls the ignition coil for the injector 21 and the spark plug 45 and the control of the EGR valve. And a fuel pressure control by the high pressure regulator 27, an air flow sensor 44, an intake air temperature sensor 36, a throttle position sensor (TPS) 37 for detecting a throttle opening, an idle switch 38, an air conditioner switch (not shown), and a shift position sensor (not shown) , A vehicle speed sensor (not shown), a power steering switch (not shown) for detecting the operation state of the power steering, a starter switch (not shown), a first cylinder detection sensor 40, a crank angle sensor 41, and a detection of an engine coolant temperature. a water temperature sensor 42 for, O 2 Se for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas Sa 43, etc. are provided, are connected to the ECU 16. The ECU 16 has a function of calculating an engine speed (engine speed) based on the crank angle sensor 41. The engine speed sensor is constituted by the crank angle sensor 41 and the engine speed calculation function. However, here, the crank angle sensor 41 is also called an engine speed sensor for convenience.
【００１７】なお、本エンジンでは、エンジンの運転モ
ードとして、後期リーン燃焼運転モード，前期リーン燃
焼運転モード，ストイキオフィードバック運転燃焼運転
モード，オープンループ燃焼運転モードが用意され、各
モードにおいて、ＥＧＲを作動させる場合とＥＧＲを停
止させる場合とが設定されており、エンジンの運転状態
や車両の走行状態等に応じてこれらのモードの何れかが
選択される。In the present engine, as the operation modes of the engine, a late lean combustion operation mode, a first lean combustion operation mode, a stoichiometric feedback operation combustion operation mode, and an open loop combustion operation mode are prepared. A case where the operation is performed and a case where the EGR is stopped are set, and one of these modes is selected in accordance with the operation state of the engine, the traveling state of the vehicle, and the like.
【００１８】このうち、後期リーン燃焼運転モードは、
本実施形態では総合空燃比が約２４以上の領域に設定さ
れており、最も希薄燃焼を実現できるが、このモードで
は、燃料噴射を圧縮行程後期のように極めて点火時期に
近い段階で行ない、しかも燃料を点火プラグの近傍に集
めて部分的にはリッチにし全体的にはリーンとしながら
着火性，燃焼安定性を確保しつつ節約運転を行なうよう
にしている。なお、後期リーン燃焼運転モード（層状燃
焼のリーン燃焼運転モード）の領域は、本実施形態より
も低く総合空燃比が約２３程度に設定してもよく、ま
た、本実施形態よりも高く設定してもよい。この後期リ
ーン燃焼運転モードは、燃料噴射を圧縮行程で行なうの
で、圧縮リーンモードともいう。Of these, the latter lean combustion operation mode is as follows:
In the present embodiment, the total air-fuel ratio is set to a region of about 24 or more, and the leanest combustion can be realized. However, in this mode, the fuel injection is performed at a stage very close to the ignition timing as in the latter half of the compression stroke. Fuel is collected in the vicinity of the spark plug to make it partially rich and overall lean so that ignitability and combustion stability are ensured while saving operation is performed. The region of the late lean combustion operation mode (stratified combustion lean combustion operation mode) may be set lower than the present embodiment and the total air-fuel ratio may be set to about 23, or may be set higher than the present embodiment. You may. This late lean combustion operation mode is also called a compression lean mode because fuel injection is performed in the compression stroke.
【００１９】また、前期リーン燃焼運転モードも希薄燃
焼を実現できるが、このモードでは、燃料噴射を後期リ
ーン燃焼運転モードよりも前に行ない、燃料を予混合し
て全体的には理論空燃比よりもリーンとしながら着火
性，燃焼安定性を確保しつつある程度の出力を得るよう
にしながら、節約運転を行なうようにしている。ここで
は、前期リーン燃焼運転モードの領域を、総合空燃比が
約２４以下で理論空燃比以上の領域に設定されている。
この前期リーン燃焼運転モードは、燃料噴射を主として
吸気行程で行なうので、吸気リーンモードともいう。In the first lean combustion operation mode, lean combustion can also be realized. In this mode, fuel injection is performed before the second lean combustion operation mode, and the fuel is premixed as a whole to obtain a stoichiometric air-fuel ratio. In order to obtain a certain amount of output while ensuring ignitability and combustion stability while maintaining a lean operation, economy operation is performed. Here, the region of the first period lean combustion operation mode is set to a region where the total air-fuel ratio is about 24 or less and equal to or more than the stoichiometric air-fuel ratio.
In the first lean combustion operation mode, fuel injection is mainly performed in the intake stroke, and is also referred to as an intake lean mode.
【００２０】ストイキオフィードバック燃焼運転モード
は、Ｏ2 センサの出力に基づいて、空燃比をストイキオ
状態に維持しながら十分なエンジン出力を効率よく得ら
れるようにしている。また、オープンループ燃焼運転モ
ードでは、加速時や発進時等に十分な出力が得られるよ
うに、オープンループ制御によりストイキオ又はリッチ
な空燃比での燃焼を行なう。これらのモードでは、吸気
行程での燃料噴射に基づく予混合燃焼が行なわれる。In the stoichiometric feedback combustion operation mode, a sufficient engine output can be efficiently obtained based on the output of the O 2 sensor while maintaining the air-fuel ratio in the stoichiometric state. In the open-loop combustion operation mode, combustion is performed with stoichiometric or rich air-fuel ratio by open-loop control so that a sufficient output can be obtained during acceleration or starting. In these modes, premixed combustion based on fuel injection in the intake stroke is performed.
【００２１】本筒内噴射エンジンでは、上述のような種
々のエンジン運転モードの中から１つのモードを選択す
るが、この選択は、エンジンの運転状態、即ち、エンジ
ンの負荷状態Ｐｅ，エンジン回転数Ｎｅに基づいて、例
えば図４のマップに示すような特性で行なうようになっ
ている。つまり、低負荷・低回転領域では後期リーン燃
焼運転モードが選択され、これよりも負荷又は回転数が
増加するのに応じて前期リーン燃焼運転モード，ストイ
キオ燃焼運転モード，オープンループモード（エンリッ
チ燃焼運転モード）の順に選択されるようになってい
る。In the in-cylinder injection engine, one mode is selected from the various engine operation modes as described above, and this mode is selected depending on the operation state of the engine, that is, the engine load state Pe, the engine speed, and the like. Based on Ne, for example, the characteristics are as shown in the map of FIG. That is, in the low-load / low-speed region, the latter lean combustion operation mode is selected, and as the load or the rotation speed increases, the latter lean combustion operation mode, the stoichiometric combustion operation mode, the open loop mode (the enrich combustion operation) is performed. Mode).
【００２２】そして、各モードにおける燃料噴射制御
（即ち、インジェクタ２１の噴射制御），点火時期制御
（即ち、点火プラグ４５の駆動制御），吸入空気量制御
（即ち、エアバイパスバルブ６，１４の制御），及び排
ガス還流量制御（即ち、ＥＧＲ弁３０の制御）について
も、エンジンの負荷状態Ｐｅ，エンジン回転数Ｎｅとい
ったエンジンの運転状態に基づいて行なうようになって
いる。In each mode, fuel injection control (ie, injection control of the injector 21), ignition timing control (ie, drive control of the ignition plug 45), intake air amount control (ie, control of the air bypass valves 6, 14) ) And the exhaust gas recirculation amount control (that is, the control of the EGR valve 30) are also performed based on the operating state of the engine such as the engine load state Pe and the engine speed Ne.
【００２３】これらの各制御は、運転状態検出手段１０
１で検出（又は、算出）された運転状態に基づいてＥＣ
Ｕ１６を通じて行なわれる。このため、ＥＣＵ１６に
は、図３に示すように、運転モードを選択するモード選
択手段１０２と、燃料噴射量および燃料噴射時期（噴射
終了時期及び噴射開始時期）を設定しインジェクタ２１
の駆動を制御する燃料噴射制御手段１０３と、燃料点火
時期を設定し点火プラグ４５の駆動を制御する点火時期
制御手段１０４と、吸入空気量を設定しエアバイパスバ
ルブ６，１４を制御する吸気制御手段１０５と、排ガス
還流量（還流率、以下、ＥＧＲ導入率ともいう）を設定
しＥＧＲ弁３０を制御する排ガス還流制御手段１０６と
がそなえられている。Each of these controls is performed by the operating state detecting means 10.
EC based on the operating state detected (or calculated) in 1
This is done through U16. For this reason, as shown in FIG. 3, the ECU 16 sets the mode selection means 102 for selecting the operation mode, the fuel injection amount and the fuel injection timing (the injection end timing and the injection start timing), and
Fuel injection control means 103 for controlling the driving of the fuel cell, ignition timing control means 104 for setting the fuel ignition timing and controlling the driving of the ignition plug 45, and intake control for setting the intake air amount and controlling the air bypass valves 6 and 14. Means 105 and exhaust gas recirculation control means 106 for setting an exhaust gas recirculation amount (recirculation rate, hereinafter also referred to as an EGR introduction rate) and controlling the EGR valve 30 are provided.
【００２４】そして、本排ガス還流制御装置は、図１に
示すように、排ガス還流量調整手段としてのＥＧＲバル
ブ３０と、上述の運転状態検出手段１０１と、吸気温度
を検出する吸気温度センサ（吸気温度検出手段）３６
と、設定された運転モード及び検出された吸気温度に応
じて適宜ＥＧＲバルブ３０を作動させる排ガス還流制御
手段（制御手段）１０６とから構成される。なお、運転
状態検出手段１０１には、エンジン回転数センサ４１及
びスロットル開度センサ３７が含まれている。As shown in FIG. 1, the exhaust gas recirculation control apparatus includes an EGR valve 30 as exhaust gas recirculation amount adjusting means, the above-described operating state detecting means 101, and an intake air temperature sensor (intake air temperature sensor) for detecting intake air temperature. Temperature detecting means) 36
And an exhaust gas recirculation control means (control means) 106 for appropriately operating the EGR valve 30 according to the set operation mode and the detected intake air temperature. The operating state detecting means 101 includes an engine speed sensor 41 and a throttle opening sensor 37.
【００２５】本排ガス還流制御装置では、エンジンの運
転状態が、後期リーン燃焼運転モードの場合及びストイ
キオ燃焼運転モードの場合のみ、ＥＧＲの導入を行な
い、他の場合、つまり、前期リーン燃焼運転モードやオ
ープンループモードでは、ＥＧＲ導入を行なわないよう
になっている。このようにＥＧＲの導入を行なわないの
は、前期リーンでＥＧＲを導入すると燃焼が悪化し、特
に、ＥＧＲ流量を増大すると失火に至ることがあり、燃
焼の悪化の割に、ＮＯｘ低減や燃費向上の効果が非常に
小さいためである。また、オープンループモードでは、
なによりもエンジン出力の確保を優先させるためであ
る。In the present exhaust gas recirculation control device, EGR is introduced only when the engine is operating in the late lean combustion operation mode or the stoichiometric combustion operation mode. In the open loop mode, EGR is not introduced. The reason for not introducing EGR in this way is that if EGR is introduced in the first half of the lean period, combustion deteriorates. In particular, if the EGR flow rate is increased, misfire may occur. Is very small. In open loop mode,
Above all, it is to give priority to securing the engine output.
【００２６】なお、ストイキオ運転モード時に行なわれ
るＥＧＲの導入量は、原則として後期リーンに比べ少な
く設定されている。これは、ストイキオ運転時には、主
として燃費向上を目的としてＥＧＲの導入を行なうが、
大量にＥＧＲを導入すると燃焼が悪化するからである。
そして、このストイキオ運転時のＥＧＲの導入率は最大
で２０〜２５％程度であり、これは最小の場合は０であ
ってもかまわない。It should be noted that the amount of EGR introduced during the stoichiometric operation mode is set in principle smaller than that in the latter lean operation. This is because during the stoichiometric operation, EGR is introduced mainly for the purpose of improving fuel efficiency.
This is because the introduction of a large amount of EGR deteriorates combustion.
Then, the introduction rate of EGR during the stoichiometric operation is about 20 to 25% at the maximum, and may be 0 at the minimum.
【００２７】そして、層状燃焼時（後期リーン燃焼運転
モード時）には、空燃比が大きくなるほど、吸気通路内
に還流させる排出ガスを大きくするように設定されてい
る。この際のＥＧＲの導入率は３０〜６０％程度であ
る。なお、エンジンによっては、燃焼悪化を抑える観点
から、層状燃焼時のＥＧＲ導入率が特定運転時に例外的
にストイキオ運転時よりも少なく設定される場合もあ
る。At the time of stratified combustion (late lean combustion operation mode), the larger the air-fuel ratio is, the larger the exhaust gas recirculated into the intake passage is set. At this time, the introduction rate of EGR is about 30 to 60%. Note that, depending on the engine, from the viewpoint of suppressing deterioration of combustion, the EGR introduction rate during stratified combustion may be set exceptionally lower during specific operation than during stoichiometric operation.
【００２８】次に、後期リーン燃焼運転時のＥＧＲ導入
率（ＥＧＲ率）及び空燃比の設定について、図５を参照
して説明する。図５は、後期リーン燃焼運転としての一
般的な運転状態における例であり、例えばエンジン回転
状態が１５００rpm ，正味平均有効圧が０．３ＭＰａと
いった条件下のものである。Next, the setting of the EGR introduction rate (EGR rate) and the air-fuel ratio during the late lean combustion operation will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an example of a general operation state as the latter-stage lean combustion operation, for example, under the condition that the engine rotation state is 1500 rpm and the net average effective pressure is 0.3 MPa.
【００２９】図５において、横軸は空燃比（Ａ／Ｆ）で
あり、縦軸はＮＯｘ排出率であり、このＮＯｘ排出率は
ストイキオ運転時のＮＯｘ排出量に対する後期リーン燃
焼運転時のＮＯｘ排出量の割合である。また、図中、曲
線Ｌ１は安定燃焼限界を示し、この曲線の外側（つま
り、左方や下方）では後期リーン燃焼運転による安定燃
焼は行なえない。曲線Ｌ２は吸気（＝新気エア＋ＥＧ
Ｒ）が０．１ＭＰａ（即ち、約１気圧）の状態でのＷＯ
Ｔ（スロットル全開）のものであり、この曲線の外側
（つまり、右方や下方）による運転は行なえない。In FIG. 5, the horizontal axis represents the air-fuel ratio (A / F), and the vertical axis represents the NOx emission rate. This NOx emission rate is a ratio of the NOx emission during the stoichiometric operation to the NOx emission during the late lean combustion operation. It is a percentage of quantity. In the figure, a curve L1 indicates a stable combustion limit, and stable combustion by the late lean combustion operation cannot be performed outside (ie, to the left or below) the curve. Curve L2 indicates intake air (= fresh air + EG
R) is 0.1 MPa (ie, about 1 atm).
T (throttle fully open), and operation outside this curve (that is, rightward or downward) cannot be performed.
【００３０】そして、曲線ａ１〜ａ３は燃費向上率、即
ち、ストイキオ運転時の燃費に対する後期リーン燃焼運
転時の燃費の向上率を示すもので、曲線ａ１は燃費向上
率１０％，曲線ａ２は燃費向上率２０％，曲線ａ３は燃
費向上率３０％を示す。また、曲線ｂ１〜ｂ３はＥＧＲ
導入率、即ち、吸気量中のＥＧＲ導入量の割合を示すも
ので、曲線ｂ１はＥＧＲ導入率０％，曲線ｂ２はＥＧＲ
導入率２０％，曲線ｂ３はＥＧＲ導入率４０％を示す。The curves a1 to a3 show the fuel efficiency improvement rate, that is, the improvement rate of the fuel efficiency in the latter lean burn operation with respect to the fuel efficiency in the stoichiometric operation. The curve a1 shows the fuel efficiency improvement rate of 10%, and the curve a2 shows the fuel efficiency improvement rate. An improvement rate of 20% and a curve a3 indicate a fuel efficiency improvement rate of 30%. Curves b1 to b3 are EGR
The introduction rate, that is, the ratio of the EGR introduction amount in the intake air amount, is represented by a curve b1 of 0% EGR introduction rate and a curve b2 of EGR introduction rate.
The introduction rate is 20%, and the curve b3 indicates the EGR introduction rate of 40%.
【００３１】後期リーン燃焼運転は、図５中の曲線Ｌ
１，Ｌ２よりも上方の領域で運転が可能であり、この領
域内で、燃費向上率が高く且つＮＯｘ低減率が高く（即
ち、ＮＯｘ排出率が低く）なるように空燃比（Ａ／Ｆ）
及びＥＧＲ導入率を設定すれば、燃費向上とＮＯｘ低減
とが両立する。例えば図５中にハッチングを付す領域の
ように、燃費向上率が３０％以上で且つＮＯｘ低減率が
９０％以上（即ち、ＮＯｘ排出率が１０％以上）の領域
で、後期リーン燃焼運転を行なうように、空燃比及びＥ
ＧＲ導入率を設定することが考えられる。なお、図５
中、Ｌ３はＮＯｘ低減率９０％を示す。In the latter lean combustion operation, the curve L in FIG.
1, the operation is possible in the region above L2, and in this region, the air-fuel ratio (A / F) is such that the fuel efficiency improvement rate is high and the NOx reduction rate is high (that is, the NOx emission rate is low).
By setting the EGR introduction rate and the EGR introduction rate, both improvement in fuel efficiency and reduction in NOx are compatible. For example, in the region where the fuel efficiency improvement rate is 30% or more and the NOx reduction rate is 90% or more (that is, the NOx emission rate is 10% or more), as in a hatched region in FIG. Thus, the air-fuel ratio and E
It is conceivable to set the GR introduction rate. FIG.
L3 indicates a NOx reduction rate of 90%.
【００３２】図５に示す例では、空燃比をおよそ２８〜
３３程度の範囲内のいずれかに設定し、ＥＧＲ導入率を
３０〜６０％程度の範囲内のいずれかに設定して、燃費
向上率が３０％以上で且つＮＯｘ低減率が９０％以上を
達成しながら、安定燃焼による後期リーン燃焼運転を行
なうことができる。もちろん、図５は後期リーン燃焼運
転における一つの代表例を示すもので、このような特性
は、エンジンの負荷状態やエンジン回転数によって変化
し、各運転状態に応じて、燃費向上率が高く且つＮＯｘ
低減率が高くなるような空燃比及びＥＧＲ導入率を設定
し、この設定に基づいて制御を行なうようにすればよ
い。In the example shown in FIG. 5, the air-fuel ratio is
The fuel efficiency improvement rate is 30% or more and the NOx reduction rate is 90% or more by setting the EGR introduction rate to any value within the range of about 30% to 60% by setting it to any value within the range of about 33%. Meanwhile, it is possible to perform the latter-stage lean combustion operation by stable combustion. Of course, FIG. 5 shows one typical example in the latter-stage lean combustion operation, and such characteristics change depending on the load state of the engine and the engine speed, and the fuel efficiency improvement rate is high according to each operation state. NOx
The air-fuel ratio and the EGR introduction rate may be set so as to increase the reduction rate, and the control may be performed based on these settings.
【００３３】この場合、上述のような燃費向上率が３０
％以上で且つＮＯｘ低減率が９０％以上といった目標値
を常に達成できるわけではないが、運転状態によって
は、燃費向上率を重視して空燃比及びＥＧＲ導入率を設
定したり、また、ＮＯｘ低減率を重視して空燃比及びＥ
ＧＲ導入率を設定したりすることが考えられる。なお、
エンジンの運転は常に定常運転とは限らず、運転状態は
時々変化していくことが多いが、このように、変化する
運転状態に応じて運転モードも適宜切り替えられるが、
後期リーン燃焼運転モード内でも、変化する運転状態に
応じて目標空燃比や目標ＥＧＲ導入率が変更されていく
ことになる。この場合、目標空燃比や目標ＥＧＲ導入率
を同時に変更する手法のほかに、目標空燃比制御を重視
して、例えば目標空燃比を変更して次に目標ＥＧＲ導入
率を変更するという手法も考えられる。In this case, the fuel efficiency improvement rate as described above is 30
% And the NOx reduction rate of 90% or more cannot always be achieved. However, depending on the driving state, the air-fuel ratio and the EGR introduction rate are set with an emphasis on the fuel efficiency improvement rate, or the NOx reduction rate is reduced. The air-fuel ratio and E
It is conceivable to set the GR introduction rate. In addition,
The operation of the engine is not always steady operation, and the operation state often changes from time to time. In this way, the operation mode is appropriately switched according to the changing operation state,
Even in the late lean combustion operation mode, the target air-fuel ratio and the target EGR introduction rate are changed according to the changing operation state. In this case, in addition to the method of simultaneously changing the target air-fuel ratio and the target EGR introduction rate, a method of giving importance to the target air-fuel ratio control, for example, changing the target air-fuel ratio and then changing the target EGR introduction rate is also considered. Can be
【００３４】そして、本装置の排ガス還流制御手段（制
御手段）１０６では、吸気温度センサ（吸気温度検出手
段）３６により検出された吸気温度に応じて目標ＥＧＲ
導入率（排ガス還流量）を制御するように構成されてい
る。本実施形態では、層状燃焼モード時に吸気温度Ｔai
n が予め設定された温度Ｔ0 よりも大きくなったら、Ｅ
ＧＲをカット（即ち、排ガス還流を停止）するようにな
っている。In the exhaust gas recirculation control means (control means) 106 of the present apparatus, the target EGR is controlled in accordance with the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor (intake air temperature detecting means) 36.
It is configured to control the introduction rate (exhaust gas recirculation amount). In the present embodiment, the intake air temperature Tai in the stratified combustion mode
When n becomes larger than the preset temperature T 0 , E
The GR is cut (that is, exhaust gas recirculation is stopped).
【００３５】すなわち、図９に示すように、安定燃焼運
転領域は、吸気温度が上昇するほど狭くなる特性があ
り、吸気温度が上昇するほど安定燃焼運転を行ないにく
くなる。そこで、吸気温度が、安定燃焼運転領域が所定
以下に狭まるような温度に達したら、ＥＧＲをカット
し、即ち、ＥＧＲ弁３０を閉鎖して、エンジンの燃焼安
定性を確保するようになっている。That is, as shown in FIG. 9, the stable combustion operation region has a characteristic that it becomes narrower as the intake air temperature rises, and it becomes more difficult to perform the stable combustion operation as the intake air temperature rises. Therefore, when the intake air temperature reaches a temperature at which the stable combustion operation region narrows to a predetermined value or less, the EGR is cut, that is, the EGR valve 30 is closed to secure the combustion stability of the engine. .
【００３６】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型
内燃機関用排ガス還流制御装置は、上述のように構成さ
れているので、排ガス還流制御手段（制御手段）１０６
を通じて、例えば図６に示すようにＥＧＲ制御（排ガス
還流制御）が行なわれる。つまり、まず、運転状態検出
手段１０１で検出（又は、算出）された運転状態（即
ち、エンジン回転数センサ４１で検出されたエンジン回
転数Ｎｅ及びスロットル開度センサ３７で検出されたス
ロットル開度θth）を読み込んで（ステップＡ１０）、
吸気温度センサ３６で検出された吸気温度を読み込む
（ステップＡ２０）。モード選択手段１０２では、ステ
ップＳ１０で読み込まれた運転状態に基づいて例えば図
４に示すようなマップを用いて運転モードを選択する。The exhaust gas recirculation control device for the in-cylinder injection type internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention is configured as described above.
Through this, EGR control (exhaust gas recirculation control) is performed as shown in FIG. 6, for example. That is, first, the operating state detected (or calculated) by the operating state detecting means 101 (that is, the engine speed Ne detected by the engine speed sensor 41 and the throttle opening θth detected by the throttle opening sensor 37) ) (Step A10),
The intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 36 is read (step A20). The mode selection means 102 selects an operation mode based on the operation state read in step S10, for example, using a map as shown in FIG.
【００３７】そして、ステップＡ３０に進み、設定され
た運転モード及びエンジンの運転状態に応じてＥＧＲ導
入率（ＥＧＲ率，又はＥＧＲ量）を設定する。このＥＧ
Ｒ導入率は、圧縮リーンモード，ストイキオフィードバ
ック燃焼運転モードの場合は０以外が設定されることが
多いが、前期リーン燃焼運転モードやオープンループ燃
焼運転モードの場合には０（ＥＧＲカット）が設定され
る。Then, the process proceeds to step A30, and an EGR introduction rate (EGR rate or EGR amount) is set in accordance with the set operation mode and the operating state of the engine. This EG
The R introduction rate is often set to a value other than 0 in the case of the compression lean mode and the stoichiometric feedback combustion operation mode, but is 0 (EGR cut) in the case of the lean combustion operation mode and the open loop combustion operation mode. Is set.
【００３８】さらに、ステップＡ４０に進み、選択され
た運転モードが圧縮リーンモード（後期リーン燃焼運転
モード）か否かが判断される。圧縮リーンモード（即
ち、層状燃焼）でなければ、ステップＡ７０に進み、選
択された運転モードがストイキオモード（ストイキオフ
ィードバック燃焼運転モード）か否かが判断され、スト
イキオモードならば、ステップＡ８０に進み、ステップ
Ａ３０で設定されたＥＧＲ導入率に応じてＥＧＲ制御
（排ガス還流制御）を行なう。つまり、設定されたＥＧ
Ｒ導入率（ＥＧＲ量）が得られるようにＥＧＲ弁３０の
開度を制御する。Further, the process proceeds to step A40, where it is determined whether the selected operation mode is the compression lean mode (late lean combustion operation mode). If it is not the compression lean mode (that is, stratified combustion), the process proceeds to step A70, and it is determined whether the selected operation mode is the stoichiometric mode (stoichiometric feedback combustion operation mode). The EGR control (exhaust gas recirculation control) is performed according to the EGR introduction rate set in step A30. That is, the set EG
The opening of the EGR valve 30 is controlled so that the R introduction rate (EGR amount) is obtained.
【００３９】一方、選択された運転モードがストイキオ
モードでなければ、即ち、前期リーン燃焼運転モードや
オープンループ燃焼運転モードが選択された場合には、
ステップＡ９０に進み、ＥＧＲカット（つまり、ＥＧＲ
弁３０を閉鎖）して、ＥＧＲ導入は行なわない。一方、
圧縮リーンモード（即ち、層状燃焼）であれば、ステッ
プＡ４０からステップＡ５０にに進み、吸気温度センサ
３６で検出された吸気温度Ｔain が予め設定された温度
Ｔ0 よりも大きいか否かが判定される。ここで、吸気温
度Ｔainが設定温度Ｔ0 よりも大でなければ、ステップ
Ａ８０に進み、ＥＧＲ制御（排ガス還流制御）を行な
う。ステップＡ３０で設定された目標ＥＧＲ導入率が得
られるようにＥＧＲ弁３０の開度を制御する。On the other hand, if the selected operation mode is not the stoichiometric mode, that is, if the lean combustion operation mode or the open loop combustion operation mode is selected,
Proceeding to step A90, the EGR cut (ie, EGR
The valve 30 is closed) and EGR is not introduced. on the other hand,
If the compression lean mode (i.e., stratified combustion), the flow advances from step A40 to step A50, greater or not than the temperature T 0 of the detected intake air temperature Tain is preset by the intake temperature sensor 36 is determined You. Here, if the intake air temperature Tain is not higher than the set temperature T 0 , the process proceeds to step A80, and EGR control (exhaust gas recirculation control) is performed. The opening of the EGR valve 30 is controlled so that the target EGR introduction rate set in step A30 is obtained.
【００４０】吸気温度Ｔain が設定温度Ｔ0 よりも大の
場合には、ステップＡ６０に進み、ＥＧＲカット（つま
り、ＥＧＲ弁３０を閉鎖）して、排ガス還流は行なわな
い。このようにして、吸気温度Ｔain が設定温度Ｔ0 よ
りも大きくなったらＥＧＲカットを行なうので、後期リ
ーン燃焼運転モード（圧縮リーンモード）時に、ＥＧＲ
の導入を行なうと、吸気温度が上昇するほど安定燃焼運
転を行ないにくくなり、不安定燃焼を招くおそれが高ま
るのに対して（図９参照）、圧縮リーンモードを続行し
て、高い燃費低減効果を得ながら、このような不安定燃
焼のおそれを回避して、安定燃焼を確保しうるようにな
る利点がある。If the intake air temperature Tain is higher than the set temperature T 0 , the process proceeds to step A60, in which the EGR is cut (ie, the EGR valve 30 is closed), and the exhaust gas is not recirculated. In this manner, the EGR cut is performed when the intake air temperature Tain becomes higher than the set temperature T 0, so that the EGR cut is performed in the late lean combustion operation mode (compression lean mode).
When the intake air temperature is increased, it becomes difficult to perform the stable combustion operation as the intake air temperature rises, and the possibility of causing unstable combustion increases (see FIG. 9). There is an advantage in that stable combustion can be ensured while avoiding such a risk of unstable combustion.
【００４１】次に、第２実施形態について説明する。第
２実施形態では、排ガス還流制御装置にかかる筒内噴射
型内燃機関の構成や、排ガス還流制御装置の主な構成
は、第１実施形態と同様であり、排ガス還流制御手段
（制御手段）１０６を通じて行なわれる、吸気温度に対
するＥＧＲ制御（排ガス還流制御）の内容が異なってい
る。Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the configuration of the in-cylinder injection type internal combustion engine according to the exhaust gas recirculation control device and the main configuration of the exhaust gas recirculation control device are the same as those of the first embodiment, and the exhaust gas recirculation control means (control means) 106 Of the EGR control (exhaust gas recirculation control) with respect to the intake air temperature, which is performed through the ECU.
【００４２】つまり、本実施形態の排ガス還流制御手段
１０６では、層状燃焼時、即ち、後期リーン燃焼運転モ
ード（圧縮リーンモード）時におけるＥＧＲの大量導入
時に、吸気温度Ｔain の上昇に応じて、ＥＧＲ導入率
（ＥＧＲ量）を低下させるようにＥＧＲ制御を行なう。
ここでは、燃費向上率が高く且つＮＯｘ低減率が高くな
るように空燃比（Ａ／Ｆ）と共に設定されたＥＧＲ導入
率に対して、例えば図７に示すようなマップに基づいて
補正ゲインＫegr を設定し、この補正ゲインＫegr によ
り、ＥＧＲ導入率（ＥＧＲ量）を補正するようになって
いる。ここでは、図７に示すように、吸気温度Ｔain が
所定温度Ｔ1 以下の場合には、補正ゲインＫegr は１．
０とされ、実質的な補正は行なわず、吸気温度Ｔain が
所定温度Ｔ1 以上の場合には、吸気温度Ｔain の上昇に
応じて補正ゲインＫegr が１．０から減少していくよう
に設定されている。That is, in the exhaust gas recirculation control means 106 of this embodiment, at the time of stratified combustion, that is, when a large amount of EGR is introduced in the late lean combustion operation mode (compression lean mode), the EGR is controlled according to the rise of the intake air temperature Tain. EGR control is performed so as to lower the introduction rate (EGR amount).
Here, the correction gain Kegr is set based on, for example, a map as shown in FIG. 7 with respect to the EGR introduction rate set together with the air-fuel ratio (A / F) so that the fuel efficiency improvement rate and the NOx reduction rate are high. The EGR introduction rate (EGR amount) is corrected using the correction gain Kegr. Here, as shown in FIG. 7, when the intake air temperature Tain is predetermined temperatures T 1 or less, the correction gain Kegr is 1.
0 is a substantial correction is not carried out, when the intake air temperature Tain is predetermined temperature above T 1 is set as the correction gain Kegr in response to an increase in intake air temperature Tain decreases from 1.0 ing.
【００４３】本発明の第２実施形態としての筒内噴射型
内燃機関用排ガス還流制御装置は、上述のように構成さ
れているので、排ガス還流制御手段（制御手段）１０６
を通じて、例えば図８に示すようにＥＧＲ制御（排ガス
還流制御）が行なわれる。つまり、まず、運転状態検出
手段１０１で検出（又は、算出）された運転状態（エン
ジン回転数Ｎｅ及びスロットル開度θth）を読み込んで
（ステップＢ１０）、吸気温度センサ３６で検出された
吸気温度を読み込む（ステップＢ２０）。モード選択手
段１０２では、ステップＢ１０で読み込まれた運転状態
に基づいて例えば図３に示すようなマップを用いて運転
モードを選択する。Since the exhaust gas recirculation control device for a direct injection type internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention is configured as described above, the exhaust gas recirculation control means (control means) 106
Through this, EGR control (exhaust gas recirculation control) is performed, for example, as shown in FIG. That is, first, the operating state (the engine speed Ne and the throttle opening θth) detected (or calculated) by the operating state detecting means 101 is read (step B10), and the intake air temperature detected by the intake air temperature sensor 36 is calculated. Read (step B20). The mode selection means 102 selects an operation mode based on the operation state read in step B10, for example, using a map as shown in FIG.
【００４４】そして、ステップＢ３０に進み、設定され
た運転モード及びエンジンの運転状態に応じてＥＧＲ導
入率（ＥＧＲ率，又はＥＧＲ量）を設定する。このＥＧ
Ｒ導入率は、圧縮リーンモード，ストイキオフィードバ
ック燃焼運転モードの場合は０以外が設定されることが
多いが、前期リーン燃焼運転モードやオープンループ燃
焼運転モードの場合には０（ＥＧＲカット）が設定され
る。Then, the process proceeds to a step B30, wherein an EGR introduction rate (EGR rate or EGR amount) is set according to the set operation mode and the operating state of the engine. This EG
The R introduction rate is often set to a value other than 0 in the case of the compression lean mode and the stoichiometric feedback combustion operation mode, but is 0 (EGR cut) in the case of the lean combustion operation mode and the open loop combustion operation mode. Is set.
【００４５】さらに、ステップＢ４０に進み、選択され
た運転モードが圧縮リーンモード（後期リーン燃焼運転
モード）か否かが判断される。圧縮リーンモード（層状
燃焼）でなければ、ステップＢ８０に進み、選択された
運転モードがストイキオモード（ストイキオフィードバ
ック燃焼運転モード）か否かが判断され、ストイキオモ
ードならば、ステップＢ７０に進み、ステップＢ３０で
設定されたＥＧＲ導入率に応じてＥＧＲ制御（排ガス還
流制御）を行なう。つまり、設定されたＥＧＲ導入率
（ＥＧＲ量）が得られるようにＥＧＲ弁３０の開度を制
御する。Further, the process proceeds to step B40, where it is determined whether the selected operation mode is the compression lean mode (late lean combustion operation mode). If it is not the compression lean mode (stratified combustion), the routine proceeds to step B80, where it is determined whether or not the selected operation mode is the stoichiometric mode (stoichiometric feedback combustion operation mode). If it is the stoichiometric mode, the routine proceeds to step B70. Then, EGR control (exhaust gas recirculation control) is performed according to the EGR introduction rate set in step B30. That is, the opening of the EGR valve 30 is controlled so that the set EGR introduction rate (EGR amount) is obtained.
【００４６】一方、選択された運転モードがストイキオ
モードでなければ、即ち、前期リーン燃焼運転モードや
オープンループ燃焼運転モードが選択された場合には、
ステップＢ９０に進み、ＥＧＲカット（つまり、ＥＧＲ
弁３０を閉鎖）して、ＥＧＲ導入は行なわない。一方、
圧縮リーンモード（即ち、層状燃焼）であれば、ステッ
プＢ４０からステップＢ５０に進み、吸気温度センサ３
６で検出された吸気温度Ｔain に基づいてＥＧＲ率補正
ゲインＫegr を設定する。さらに、ステップＢ６０に進
み、ステップＢ３０で設定されたＥＧＲ導入率をＥＧＲ
率補正ゲインＫegr で補正する。そして、ステップＢ７
０に進み、この補正ゲインＫegr で補正した上で、ＥＧ
Ｒ制御（排ガス還流制御）を行なう。On the other hand, if the selected operation mode is not the stoichiometric mode, that is, if the lean combustion operation mode or the open loop combustion operation mode is selected,
Proceeding to step B90, the EGR cut (that is, EGR cut
The valve 30 is closed) and EGR is not introduced. on the other hand,
If it is the compression lean mode (that is, stratified combustion), the process proceeds from step B40 to step B50, where the intake air temperature sensor 3
The EGR rate correction gain Kegr is set based on the intake air temperature Tain detected in step 6. Further, the process proceeds to step B60, and the EGR introduction rate set in step B30 is
Correction is made with the rate correction gain Kegr. Then, Step B7
0, and is corrected by the correction gain Kegr.
R control (exhaust gas recirculation control) is performed.
【００４７】つまり、運転状態に応じた目標ＥＧＲ導入
率（ＥＧＲ率又はＥＧＲ量）を補正ゲインＫegr で適宜
減少補正して、この補正した目標ＥＧＲ導入率が得られ
るようにＥＧＲ弁３０の開度を制御する。このようにし
て、吸気温度Ｔain に応じてＥＧＲ導入率（ＥＧＲ量）
を減少させるので、後期リーン燃焼運転モード（圧縮リ
ーンモード）時に、ＥＧＲの導入を行なうと、吸気温度
が上昇するほど安定燃焼運転を行ないにくくなり、不安
定燃焼を招くおそれが高まるのに対して（図９参照）、
圧縮リーンモードを続行して、高い燃費低減効果を得な
がら、このような不安定燃焼のおそれを回避して、且
つ、ＮＯｘ低減を極力行ないながら安定燃焼を確保しう
るようになる利点がある。That is, the target EGR introduction rate (EGR rate or EGR amount) according to the operating state is appropriately reduced and corrected by the correction gain Kegr, and the opening of the EGR valve 30 is adjusted so that the corrected target EGR introduction rate is obtained. Control. Thus, the EGR introduction rate (EGR amount) according to the intake air temperature Tain
Therefore, if EGR is introduced in the late lean combustion operation mode (compression lean mode), it becomes more difficult to perform stable combustion operation as the intake air temperature rises, and the risk of causing unstable combustion increases. (See FIG. 9),
There is an advantage that the compression lean mode is continued to obtain a high fuel consumption reduction effect, avoid such a risk of unstable combustion, and ensure stable combustion while reducing NOx as much as possible.
【００４８】なお、本発明の筒内噴射型内燃機関の排ガ
ス還流制御装置は、上述の実施形態に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形を
行なうことができる。The exhaust gas recirculation control apparatus for a direct injection internal combustion engine according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の筒内噴射型内燃機関用排ガス還流制御装置によれ
ば、常時は層状燃焼により生じる排ガス中のＮＯｘを排
ガス還流により低減しながら、吸気温度の上昇したら、
排ガス還流量を減少又は零にするため、層状燃焼時に吸
気温度の上昇に応じて発生する安定燃焼運転領域の縮小
を抑制して、安定燃焼運転領域を確保し、吸気温度上昇
時にも、安定した層状燃焼による燃費低減運転を続行さ
せることができるようになる利点がある。As described above in detail, according to the exhaust gas recirculation control apparatus for a direct injection type internal combustion engine according to the present invention, NOx in exhaust gas normally generated by stratified combustion is reduced by exhaust gas recirculation. When the intake air temperature rises,
In order to reduce or reduce the amount of exhaust gas recirculation, the stable combustion operation region that is generated in response to the increase in intake air temperature during stratified combustion is suppressed, and a stable combustion operation region is secured. There is an advantage that the fuel economy reduction operation by the stratified combustion can be continued.
【図１】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関用排ガス還流制御装置の要部構成を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an exhaust gas recirculation control device for a direct injection internal combustion engine as a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態にかかる筒内噴射型内燃
機関の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a direct injection internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施形態にかかる筒内噴射型内燃
機関の制御系構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system configuration of the direct injection internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１実施形態にかかる筒内噴射型内燃
機関の運転モードの設定に用いる制御マップを示す図で
ある。FIG. 4 is a diagram showing a control map used for setting an operation mode of the direct injection internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関用排ガス還流制御装置におけるＥＧＲ導入率（ＥＧ
Ｒ率）の設定について説明する図である。FIG. 5 is an EGR introduction rate (EG) in the in-cylinder injection type internal combustion engine exhaust gas recirculation control device as the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram for describing setting of (R rate).
【図６】本発明の第１実施形態としての筒内噴射型内燃
機関用排ガス還流制御装置の動作を示すフローチャート
である。FIG. 6 is a flowchart showing an operation of the exhaust gas recirculation control device for a direct injection internal combustion engine as the first embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第２実施形態としての筒内噴射型内燃
機関用排ガス還流制御装置の還流量の補正用マップを示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing a map for correcting a recirculation amount of an exhaust gas recirculation control device for a direct injection internal combustion engine as a second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第２実施形態としての筒内噴射型内燃
機関用排ガス還流制御装置の動作を示すフローチャート
である。FIG. 8 is a flowchart showing an operation of the exhaust gas recirculation control device for a direct injection internal combustion engine as a second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の課題を説明するための図であり、機関
の安定燃焼運転領域を示す特性図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the problem of the present invention, and is a characteristic diagram showing a stable combustion operation region of the engine.
１ エンジン本体 ２ 吸気通路 ２Ａ 吸気ポート １６ 制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ） １７ 排気通路 １７Ａ 排気ポート １８ 燃焼室 ２１ 燃料噴射弁（インジェクタ） ２９ 排ガス還流通路（ＥＧＲ通路） ３０ 排ガス還流量調整手段（ＥＧＲバルブ） ３６ 吸気温度検出手段（吸気温度センサ） ４５ 点火プラグ １０１ 運転状態検出手段 １０２ モード選択手段 １０６ 排ガス還流制御手段（制御手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 2 Intake passage 2A Intake port 16 Electronic control unit (ECU) as control means 17 Exhaust passage 17A Exhaust port 18 Combustion chamber 21 Fuel injection valve (Injector) 29 Exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 30 Exhaust gas recirculation amount adjusting means (EGR valve) 36 Intake air temperature detecting means (intake air temperature sensor) 45 Spark plug 101 Operating state detecting means 102 Mode selecting means 106 Exhaust gas recirculation control means (Control means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｅ ３０１Ｆ (72)発明者 加村 均 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 41/02 301 F02D 41/02 301E 301F (72) Inventor Hitoshi Kamura 3-33-8 Shiba 5-chome, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Industrial Co., Ltd.
Claims (1)
料を噴射する燃料噴射弁と、 該燃焼室内に臨むように設けられた点火プラグと、 吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、 該吸気温度検出手段により検出された吸気温度に応じて
排ガス還流量を調整する排ガス還流量調整手段と、 該層状燃焼時に、該吸気温度の上昇に応じて該排ガス還
流量を減少又は零とするように該排ガス還流量調整手段
を制御する制御手段とから構成されていることを特徴と
する、筒内噴射型内燃機関用排ガス還流制御装置。1. A fuel injection valve for injecting fuel directly into a combustion chamber to perform stratified combustion, a spark plug provided to face the combustion chamber, an intake air temperature detecting means for detecting an intake air temperature, and the intake air Exhaust gas recirculation amount adjusting means for adjusting the exhaust gas recirculation amount in accordance with the intake air temperature detected by the temperature detection means; and during the stratified combustion, the exhaust gas recirculation amount is reduced or set to zero according to the rise of the intake air temperature. A control means for controlling the exhaust gas recirculation amount adjusting means, wherein the exhaust gas recirculation control device for a direct injection internal combustion engine is provided.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003511600A (en) * | 1999-10-06 | 2003-03-25 | フオルクスワーゲン・アクチエンゲゼルシヤフト | Direct injection internal combustion engine with reduced NOx emission |
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-
1998
- 1998-01-30 JP JP01876398A patent/JP3551744B2/en not_active Expired - Fee Related
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