JP3620179B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
機関低負荷時には点火栓付近に混合気が偏在するように燃焼室内を成層化するとともに燃焼室内平均の空燃比を第1の空燃比に制御し、機関高負荷時には燃焼室内に均質な混合気を形成するとともに燃焼室内平均の空燃比を前記第1の空燃比よりもリッチな第2の空燃比に制御するようにした内燃機関の制御装置が公知である。
このような内燃機関の制御装置として、特開平4−362221号公報記載の技術では、機関負荷が設定負荷を越えて成層燃焼から均質燃焼に移行した場合には吸入空気量を減少すべく空気量制御を行い、実際に吸入空気量が減少するまで成層燃焼を継続して、所望の空気量まで実際の吸入空気量が減少した後に均質燃焼に切り換え、また、機関負荷が設定負荷よりも低下して均質燃焼から成層燃焼に移行した場合には吸入空気量を増大すべく空気量制御を行い、ただちに成層燃焼に切り換える手法が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような内燃機関の制御装置においては、機関負荷が比較的緩やかに変化して設定負荷を越える、或いは、下回る場合には適当な手法であるが、機関負荷が大きく変化して設定負荷を越える、或いは、下回る場合には不適当である。なぜなら、機関負荷が急激に高負荷へ変化して設定負荷を越えた場合には、機関負荷の増大に伴い要求燃料噴射量も大きく増大するため、前記第2の空燃比とするためには燃料噴射量とともに吸入空気量を増大すべく空気量制御を行わなくてはならない場合があり、また、その際に吸気系の遅れのために吸入空気量の増加が遅れ、空燃比が成層燃焼が可能な空燃比よりリッチになるのでただちに均質燃焼を行わなくてはならない場合があるからである。また、機関負荷が急激に低負荷へ変化して設定負荷を下回った場合には、機関負荷の減少に伴い要求燃料噴射量も大きく減少するため、前記第1の空燃比とするためには燃料噴射量とともに吸入空気量を減少すべく空気量制御を行わなくてはならない場合があるからである。つまり、前記従来の制御装置にあっては、機関負荷の変化の大きさに応じた燃焼可能な混合気の形成ができず、所望の機関出力が得られない場合があるという問題を生ずる。
本発明の目的は、機関負荷の変化の大きさに応じて適切な混合気形成の切り換えを行い、所望の機関出力が得られるような内燃機関の制御装置を提案することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明は以下のように構成した。
図1は請求項1記載の内燃機関の制御装置の構成を示した説明図である。回転速度検出手段101において検出した機関の回転速度と機関負荷検出手段102において検出した機関負荷とに基づいて、設定空燃比算出手段103において設定空燃比を算出し、また、要求燃料噴射量算出手段104において所定気筒の要求燃料噴射量を算出する。そして、供給空気量制御手段105において、設定空燃比となるように前記要求燃料噴射量に基づいて供給空気量の制御を行う。また、前記所定気筒の吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段106と、該所定気筒の推定吸入空気量と前記要求燃料噴射量とに基づいて該所定気筒に形成される混合気の平均的な空燃比を推定する空燃比推定手段107を設け、前記推定空燃比に基づいて成層化混合気の形成と均質化混合気の形成の切り換えを行う混合気形成手段108を備えた構成とした。
【0005】
そして、前記混合気形成手段108を以下のような構成とした。
前記所定気筒の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気の燃焼が可能な第1の空燃比の範囲にある場合に成層化混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比がその運転状態において均質化混合気の燃焼が可能な第2の空燃比の範囲にある場合に均質化混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気の燃焼も可能な第3の空燃比の範囲にある場合には、その運転状態において燃料消費率の小さい方の混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比が第1の空燃比の範囲よりリーンである場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行う手段と、前記所定気筒の推定空燃比が第2の空燃比の範囲よりリッチである場合に燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段とからなる構成とした。
【0006】
請求項2記載の発明にあっては、前記所定気筒の推定空燃比が第1の空燃比の範囲よりリーンである場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行う手段を、前記所定気筒の空燃比が前記第1の空燃比の範囲における最もリーンな空燃比となるように前記所定気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行う手段として構成した。
【0007】
請求項3記載の発明にあっては、前記所定気筒の推定空燃比が第1の空燃比の範囲よりリーンである場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行う手段を以下のように構成した。
【0008】
前記所定気筒の空燃比が前記第1の空燃比の範囲における最もリーンな空燃比となるように前記所定気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行う手段と、燃料噴射量の増量に伴う機関出力の増大を点火時期或いは燃料噴射時期の少なくとも一方をリタードすることによって相殺する手段とからなる構成とした。
【0009】
請求項4記載の発明にあっては、前記所定気筒の推定空燃比が第2の空燃比の範囲よりリッチである場合に燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段を、前記所定気筒の空燃比が前記第2の空燃比の範囲における最もリッチな空燃比となるように前記所定気筒の推定吸入空気量に基づいて燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段として構成した。
【0010】
【作用】
請求項1記載の発明にあっては、回転速度と機関負荷とに基づいて要求燃料噴射量が算出され、回転速度と機関負荷とに基づいて算出された設定空燃比となるように該要求燃料噴射量に基づいて供給空気量が制御される。そして、所定気筒の吸入空気量を推定し、該推定吸入空気量と要求燃料噴射量とに基づいて、所定気筒に形成される混合気の推定空燃比に基づいて成層化混合気と均質化混合気の切り換えが行われるので、適切な混合気形成の切り換えが可能となり、所望の機関出力が得られる。
【0011】
そして、所定気筒の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気の燃焼が可能な第1の空燃比の範囲にある場合には成層化混合気が形成され、所定気筒の推定空燃比がその運転状態において均質化混合気の燃焼が可能な第2の空燃比の範囲にある場合には均質化混合気の形成が行われ、所定気筒の推定空燃比がその運転状態において成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気の燃焼も可能な第3の空燃比の範囲にある場合には、燃料消費率の小さい方の混合気の形成が行われ、所定気筒の推定空燃比が第1の空燃比の範囲よりリーンである場合には燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成が行われ、所定気筒の推定空燃比が第2の空燃比の範囲よりリッチである場合には燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成が行われるので、機関負荷の変化の大きさに応じて、燃料消費率を鑑みた適切な混合気形成の切り換えが可能となる。
【0012】
請求項2記載の発明にあっては、所定気筒の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気の推定空燃比が第1の空燃比の範囲よりリーンである場合には、空燃比が該第1の空燃比の範囲における最もリーンな空燃比となるように燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成が行われるので、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出力に近い出力を得ることが可能となる。
【0013】
請求項3記載の発明にあっては、所定気筒の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気の推定空燃比が第1の空燃比の範囲よりリーンである場合には、空燃比が該第1の空燃比の範囲における最もリーンな空燃比となるように燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成が行われ、燃料噴射量の増量に伴う機関出力の増大を点火時期或いは燃料暁射時期の少なくとも一方をリタードすることによって相殺されるので、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出力により近い出力を得ることが可能となる。
【0014】
請求項4記載の発明にあっては、所定気筒の推定吸入空気量と要求燃料噴射量で形成される混合気の推定空燃比が第2の空燃比の範囲よりリッチである場合には、空燃比が該第2の空燃比の範囲における最もリッチな空燃比となるように燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成が行われるので、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出力に近い出力を得ることが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図2は本発明の一実施の形態を採用した筒内直噴式内燃機関の構成を示した説明図である。3は吸気管2内の空気流量を計測するエアフローセンサ。4はスロットル弁6をバイパスして機関1に空気を供給する補助空気通路。5は補助空気通路4の空気流量を調整する補助空気制御弁であり、アクチュエータとしてステップモータ等を使用し、後述する制御回路ECUからの駆動信号によって駆動される。7はスロットル弁6をDCモータ等で駆動するスロットルアクチュエータであり、制御回路ECUからの駆動信号によって駆動される。本実施の形態では機関1への供給空気量をスロットルアクチュエータ7と補助空気制御弁5によって調整する構成としているが、補助空気通路4を設けずにスロットルアクチュエータ7のみで供給空気量を調整する構成としてもよいし、スロットルアクチュエータ7を設けずに補助空気制御弁5のみで供給空気量を調整する構成としてもよい。8は点火プラグ、9はインジェクタであり、制御回路ECUからの駆動信号によって駆動される。10は空燃比センサである。また、図示していないセンサとしてクランク角センサがある。クランク角センサはクランク軸或いはこれと連動するカム軸に直接或いはギア等を関して間接的に接続され、クランク位置(クランク角度)や、これに基づき回転速度を算出する。その他、エンジン冷却水温を計測するセンサや、吸気温度を計測するセンサ、アクセル開度を計測するセンサ、車両の速度を計測するセンサなどが存在する。
【0016】
図3はマイクロコンピュータを中心とした制御回路ECUの構成を示した説明図であり、外部との情報の入出力、種々の演算を行う。CPUは演算を実行し、ROMは後述する制御プログラムや各種データ等を記憶している。RAMはプログラム実行中に一時的に情報の記憶を行う。I/Oインターフェースは外部のセンサ等からの情報の入力や、外部のアクチュエータを駆動するための信号の出力を行う。
【0017】
以下に、本発明の一実施の形態における制御法をマイクロコンピュータで実行されるプログラムのフローチャートを中心に図4〜図20に基づいて説明する。
図4は本発明実施の形態のゼネラルフローチャートである。401において機関の回転速度を検出し、402において機関負荷の検出を行ない、403において設定空燃比を算出する。404において所定気筒の要求燃料噴射量を算出し、405において供給空気量の制御を行う。406において該所定気筒の吸入空気量を推定し、407において該所定気筒の空燃比を推定し、408において該所定気筒に混合気の形成を行って処理を終了する。
【0018】
図5は図4において機関負荷の算出を行うステップ402における処理の実施の形態を示したフローチャートである。501において図外のアクセル開度センサの出力に基づいてアクセル開度APSを検出して、502において回転速度NEを読み込む。そして、503においてアクセル開度APSと回転速度NEとに基づいてマップ1を参照することにより目標エンジントルクtTRQを算出する。ここで、マップ1は予めその値を定めてROMに記憶させておくが、目標エンジントルクtTRQの算出はマップを用いずに数式を用いて行ってもよい。
【0019】
図6は図4において設定空燃比の算出を行うステップ403における処理の実施の形態を示したフローチャートである。601において目標エンジントルクtTRQを読み込み、602において回転速度NEを読み込む。そして、603において目標エンジントルクtTRQと回転速度NEとに基づいてマップ2を参照して設定空燃比sAFを算出する。ここで、マップ2は予めその値を定めてROMに記憶させておくが、設定空燃比の算出はマップを用いずに数式を用いて行ってもよい。
【0020】
図7は図4において要求燃料噴射量の算出を行うステップ404における処理の実施の形態を示したフローチャートである。701において目標エンジントルクtTRQを読み込み、702において回転速度NEを読み込み、703において目標エンジントルクtTRQと回転速度NEとに基づいてマップ3を参照して要求燃料噴射量bQFを算出する。ここで、マップ3は予めその値を定めてROMに記憶させておくが、要求燃料噴射量bQFの算出はマップを用いずに数式を用いて行ってもよい。また、要求燃料噴射量の算出には、空燃比の違いによるポンピングロスの大小を補正するような演算を加えてもよい。
【0021】
図8は図4において供給空気量の制御を行うステップ405における処理の実施の形態を示したフローチャートである。801において要求燃料噴射量bQFを読み込み、802において設定空燃比sAFを読み込み、803において所定気筒の目標吸入空気量tQAをtQA=bQF×sAFとして算出する。そして、804において回転速度NEを読み込み、805において目標吸入空気量tQAと回転速度NEとに基づいてスロットル開度TVOを算出する。ここで、回転速度とスロットル開度とに基づいて吸入空気量を算出する方法が公知であり、スロットル開度TVOはこの方法の逆演算を行って算出する。また、他の方法を用いてスロットル開度TVOを算出してもよい。
【0022】
図9は図4において吸入空気量の推定を行うステップ406における処理の実施の形態を示すフローチャートである。901において回転速度NEを読み込み、902においてエアフローセンサ3の出力AFSOUTを読み込み、903においてスロットル開度センサ出力TVOSOUTを読み込む。そして、904において回転速度NEとエアフローセンサ3の出力AFSOUTとスロットル開度センサ出力TVOSOUTとに基づいて吸気系のダイナミクスを考慮して推定吸入空気量eQAを算出する。
【0023】
図10は図4において空燃比の推定を行うステップ407における処理の実施の形態を示したフローチャートである。1001において要求燃料噴射量bQFを読み込み、1002において推定吸入空気量eQAを読み込み、1003において推定空燃比eAFをeAF=eQA÷bQFとして算出する。
【0024】
図11は図4において混合気の形成を行うステップ408における処理の実施の形態を示すフローチャートである。
【0025】
今、目標エンジントルクが変化して設定空燃比が、成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にあるAF1から均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にあるAF2と変化した場合の空燃比の推移は図12に示すようになり、また、設定空燃比が、均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にあるAF2から成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にあるAF1に変化した場合の空燃比の推移は図16に示すようになり、それぞれ目標エンジントルクtTRQの変化の大きさによって空燃比の推移の仕方が異なるが、このような空燃比の推移に基づいて以下のように混合気形成法の切り換えを行う。成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気も燃焼可能な空燃比の範囲(図12のAFCHG付近の範囲)では、その運転状態において燃料消費率の小さい方の混合気を形成する。
【0026】
2201において推定空燃比eAFがAF1MAXよりリーンである場合には、2202において空燃比がAF1MAXとなるように燃料噴射量をQF=eQA÷AF1MAXとして要求燃料噴射量bQFより増量する。そして、2203において燃料噴射量の増量分△QFを△QF=QF−bQFとして算出し、2204において回転速度NEを読み込み、2205において△QFとNEとに基づいてマップ4を参照して点火時期のリタード側の補正量を算出し、2206において成層化混合気の形成を行う。ここで、マップ4は予めその値を定めてROMに記憶させておくが、点火時期の補正量はマップを用いずに数式を用いて行ってもよい。このようにして、推定空燃比eAFが成層化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空燃比AF1MAXよりリーンである場合に、空燃比がAF1MAXとなるように燃料噴射量を増量するとともに、点火時期をリタード側に補正して燃料噴射量の増量による機関出力の増大を相殺するようにしている。また、燃料噴射時期をリタード側に補正してもよい。
【0027】
2207において、推定空燃比eAFが成層化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空燃比AF1MAXよりリッチで、かつ、均質化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空燃比AF2MAXよりリーンである場合には、2208において燃料噴射量QFを要求燃料噴射量bQFとして、2206において成層化混合気の形成を行う。
【0028】
2209において、推定空燃比eAFが均質化混合気の燃焼が可能な最もリーンな空燃比AF2MAXよりリッチで、かつ、成層化混合気の燃焼が可能な最もリッチな空燃比AF1MINよりリーンである場合(AF2MAX>eAF>AF1MINの場合)、すなわち、成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気の燃焼も可能な空燃比の範囲にある場合(図12のAFCHG付近の範囲)には、2210において燃料噴射量QFを要求燃料噴射量bQFとして、2211において回転速度NEを読み込み、2212において目標エンジントルクtTRQを読み込み、2213においてマップ5を参照することにより、その運転状態において燃料消費率の小さい方の混合気形成法を選択する。ここで、マップ5は予め実験等で求めた特性をROMに記憶させておく。
【0029】
2214において、推定空燃比eAFが成層化混合気の燃焼が可能な最もリッチな空燃比AF1MINよりリッチで、かつ、均質化混合気の燃焼が可能な最もリッチな空燃比AF2MINよりリーンである場合には、2215において燃料噴射量QFを要求燃料噴射量bQFとして、2216において均質化混合気の形成を行う。
【0030】
2217において推定空燃比eAFが均質化混合気の燃焼が可能な最もリッチな空燃比AF2MINよりリッチである場合には、2218において燃料噴射量QFをQF=eQA÷AF2MINとして算出して要求燃料噴射量bQFより減量して、2216において均質化混合気の形成を行う。
【0031】
このような混合気形成法の切り換えを行うことにより、均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2から成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある 設定空燃比AF1に変化した場合に、図20(a)のように目標エンジントルクの変化が非常に大きいケースでは、図16の (3) のように空燃比が推移するが、推定空燃比eAFがAF1MAXよりリーンある場合に図20(d)のように点火時期をリタードすることにより、図20(e)に示すように目標のエンジントルクが出力される。
【0032】
また、このような混合気形成法の切り換えを行うことにより、成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1から均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2に変化した場合、図13(a)のように目標エンジントルクの変化が比較的小さいケースでは、図12の (1) のように空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及びエンジントルクは図13(b)〜図13(d)のようになる。
【0033】
図14(a)のように目標エンジントルクの変化が比較的大きいケースでは、図12の (2) のように空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及びエンジントルクは図14(b)〜図14(d)のようになる。
【0034】
図15(a)のように目標エンジントルクの変化が非常に大きいケースでは、図12の (3) のように空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及びエンジントルクは図15(b)〜図15(d)のようになる。
【0035】
また、均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2から成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1に変化した場合、図17(a)のように目標エンジントルクの変化が比較的小さいケースでは、図16の (1) のように空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及びエンジントルクは図17(b)〜図17(d)のようになる。
【0036】
図18(a)のように目標エンジントルクの変化が比較的大きいケースでは、図16の (2) のように空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及びエンジントルクは図18(b)〜図18(d)のようになる。
【0037】
図19(a)のように目標エンジントルクの変化が非常に大きいケースでは、図16の (3) のように空燃比が推移するので、スロットル開度及び燃料噴射量及びエンジントルクは図19(b)〜図19(d)のようになる。
【0038】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更等があっても、本発明に含まれる。
【0039】
【発明の効果】
請求項1記載の発明にあっては、機関低負荷時の運転領域においては成層化合気の形成を行うとともに空燃比を所定の設定空燃比に制御し、機関高負荷時の運転領域においては均質化混合気の形成を行うとともに空燃比を所定の設定空燃比に制御するようにした内燃機関において、運転条件が変化した場合に、機関負荷の変化の大きさに応じた適切な混合気形成の切り換えが可能となり、所望の機関出力が得られる。特に、機関負荷の変化が比較的大きい場合において、機関出力の急激な応答を実現することができる。
【0040】
そして、運転条件が変化した場合に、機関負荷の変化の大きさに応じた適切な混合気形成の切り換えが可能となる。
【0041】
さらに、運転条件が変化した場合に、機関負荷の変化の大きさに応じて、燃料消費率を鑑みた適切な混合気形成の切り換えが可能となる。
【0042】
請求項2記載の発明にあっては、機関負荷が急激に減少して所望の機関出力を発生できない状況においては、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出力に近い出力を得ることが可能となる。
【0043】
請求項3記載の発明にあっては、機関負荷が急激に減少して所望の機関出力を発生できない状況においては、点火時期或いは燃料噴射時期の少なくとも一方をリタードすることによって、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出力により近い出力を得ることが可能となる。
【0044】
請求項4記載の発明にあっては、機関負荷が急激に増大して所望の機関出力を発生できない状況においては、安定な燃焼を確保できる範囲で所望の機関出力に近い出力を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の内燃機関の制御装置の構成を示した説明図である。
【図2】本発明の一実施の形態を採用した筒内直噴式内燃機関の構成を示した説明図である。
【図3】マイクロコンピュータを中心とした制御回路ECUの構成を示した説明図である。
【図4】本発明実施の形態の制御を説明するためのフローチャートである。
【図5】図4において機関負荷の算出を行うステップ402における処理の実施の形態を示したフローチャートである。
【図6】図4において設定空燃比の算出を行うステップ403における処理の実施の形態を示したフローチャートである。
【図7】図4において要求燃料噴射量の算出を行うステップ404における処理の実施の形態を示したフローチャートである。
【図8】図4において供給空気量の制御を行うステップ405における処理の実施の形態を示したフローチャートである。
【図9】図4において吸入空気量の推定を行うステップ406における処理の実施の形態を示すフローチャートである。
【図10】図4において空燃比の推定を行うステップ407における処理の実施の形態を示したフローチャートである。
【図11】図4において混合気の形成を行うステップ408における処理の実施の形態を示すフローチャートである。
【図12】成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1から均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2に変化した場合の空燃比の推移を示す説明図である。
【図13】成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1から均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2に変化した場合の目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エンジントルクを示す説明図である。
【図14】成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1から均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2に変化した場合の目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エンジントルクを示す説明図である。
【図15】成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1から均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2に変化した場合の目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エンジントルクを示す説明図である。
【図16】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2から成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1に変化した場合の空燃比の推移を示す説明図である。
【図17】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2から成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1に変化した場合の目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エンジントルクを示す説明図である。
【図18】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2から成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1に変化した場合の目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エンジントルクを示す説明図である。
【図19】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2から成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1に変化した場合の目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、エンジントルクを示す説明図である。
【図20】均質化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF2から成層化混合気の燃焼が可能な空燃比の範囲にある設定空燃比AF1に変化した場合の目標エンジントルク、スロットル開度、燃料噴射量、点火時期補正量、エンジントルクを示す説明図である。
【符号の説明】
1 機関
2 吸気管
3 エアフローセンサ
4 補助空気通路
5 補助空気制御弁
6 スロットル弁
7 スロットルアクチュエータ
8 点火プラグ
9 インジェクタ
10 空燃比センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
The combustion chamber is stratified so that the air-fuel mixture is unevenly distributed in the vicinity of the spark plug when the engine is under a low load, and the average air-fuel ratio in the combustion chamber is controlled to the first air-fuel ratio. A control device for an internal combustion engine that is formed and that controls the average air-fuel ratio in the combustion chamber to a second air-fuel ratio richer than the first air-fuel ratio is known.
As a control device for such an internal combustion engine, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-362221, when the engine load exceeds a set load and shifts from stratified combustion to homogeneous combustion, the amount of air is decreased to reduce the amount of intake air. Control is performed, and stratified combustion is continued until the intake air amount actually decreases, and after the actual intake air amount is reduced to the desired air amount, it is switched to homogeneous combustion, and the engine load is lower than the set load. Therefore, a method has been proposed in which when the shift from homogeneous combustion to stratified combustion is performed, the air amount is controlled so as to increase the intake air amount and immediately switched to stratified combustion.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a control device for an internal combustion engine, an appropriate method is used when the engine load changes relatively slowly and exceeds or falls below the set load. If it exceeds or falls below, it is inappropriate. This is because when the engine load suddenly changes to a high load and exceeds the set load, the required fuel injection amount greatly increases as the engine load increases. In some cases, it may be necessary to control the air amount to increase the intake air amount together with the injection amount. At that time, the intake air amount is delayed due to a delay in the intake system, and the air-fuel ratio can be stratified combustion This is because the air-fuel ratio becomes richer than the normal air-fuel ratio, so that it may be necessary to perform homogeneous combustion immediately. Further, when the engine load suddenly changes to a low load and falls below the set load, the required fuel injection amount greatly decreases as the engine load decreases. This is because the air amount control may be required to reduce the intake air amount together with the injection amount. That is, the conventional control device has a problem in that a combustible air-fuel mixture cannot be formed in accordance with the magnitude of change in engine load, and a desired engine output may not be obtained.
An object of the present invention is to propose a control device for an internal combustion engine that can appropriately switch the formation of an air-fuel mixture according to the magnitude of a change in engine load and obtain a desired engine output.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of a control device for an internal combustion engine according to
[0005]
AndThe air-fuel mixture forming means 108 has the following configuration.
Means for forming a stratified mixture when the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is in a first air-fuel ratio range in which the stratified mixture can be burned in its operating state; and the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder Means for forming a homogenized mixture when it is in a range of a second air-fuel ratio that allows combustion of the homogenized mixture in its operating state;If the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is in the third air-fuel ratio range in which the combustion of both the stratified mixture and the homogenized mixture can be performed in the operating state, the fuel consumption in the operating state Means for forming a mixture with a lower rate;Means for increasing the fuel injection amount to form a stratified mixture when the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is leaner than the range of the first air-fuel ratio; and the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is a second When the air-fuel ratio is richer than the range, the fuel injection amount is reduced to form a homogenized mixture.
[0006]
Claim 2In the described invention, the means for increasing the fuel injection amount to form a stratified mixture when the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is leaner than the first air-fuel ratio range, As means for forming a stratified mixture by increasing the fuel injection amount based on the estimated intake air amount of the predetermined cylinder so that the air-fuel ratio of the engine becomes the leanest air-fuel ratio in the range of the first air-fuel ratio Configured.
[0007]
Claim 3In the described invention, means for increasing the fuel injection amount and forming the stratified mixture when the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is leaner than the range of the first air-fuel ratio is as follows. Configured.
[0008]
A stratified mixture is formed by increasing the fuel injection amount based on the estimated intake air amount of the predetermined cylinder so that the air-fuel ratio of the predetermined cylinder becomes the leanest air-fuel ratio in the range of the first air-fuel ratio. And means for canceling the increase in engine output accompanying the increase in the fuel injection amount by retarding at least one of the ignition timing and the fuel injection timing.
[0009]
Claim 4In the described invention, the means for reducing the fuel injection amount and forming the homogenized mixture when the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is richer than the range of the second air-fuel ratio, As means for forming a homogenized mixture by reducing the fuel injection amount based on the estimated intake air amount of the predetermined cylinder so that the air-fuel ratio of the engine becomes the richest air-fuel ratio in the range of the second air-fuel ratio Configured.
[0010]
[Action]
In the first aspect of the invention, the required fuel injection amount is calculated based on the rotational speed and the engine load, and the required fuel is set so that the set air-fuel ratio is calculated based on the rotational speed and the engine load. The supply air amount is controlled based on the injection amount. Then, the intake air amount of the predetermined cylinder is estimated, and the estimated intake air amount and the required fuel injection amountBased on theSince the stratified mixture and the homogenized mixture are switched based on the estimated air-fuel ratio of the mixture to be formed, it is possible to appropriately switch the mixture formation and obtain the desired engine output.
[0011]
AndWhen the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is in the first air-fuel ratio range in which the stratified mixture can be burned in the operating state, a stratified mixture is formed, and the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is in the operating state. Is in the range of the second air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted, the homogenized mixture is formed, and the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is homogenized with the stratified mixture in its operating state. When the air-fuel ratio is within the range of the third air-fuel ratio in which both air-fuel mixtures can be combusted, the air-fuel mixture having the smaller fuel consumption rate is formed, and the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is When the air-fuel ratio is leaner than the range, the fuel injection amount is increased to form a stratified mixture, and when the estimated air-fuel ratio of the predetermined cylinder is richer than the second air-fuel ratio range, the fuel is injected. The engine load is reduced because the homogenized mixture is formed by reducing the injection amount. Depending on the magnitude of the change, it is possible to switch the appropriate mixture formation in view of fuel consumption rate.
[0012]
Claim 2In the described invention, when the estimated air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed by the estimated intake air amount of the predetermined cylinder and the required fuel injection amount is leaner than the range of the first air-fuel ratio, the air-fuel ratio is Since the stratified mixture is formed by increasing the fuel injection amount so as to achieve the leanest air-fuel ratio in the first air-fuel ratio range, the output is close to the desired engine output within a range where stable combustion can be ensured. Can be obtained.
[0013]
Claim 3In the described invention, when the estimated air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed by the estimated intake air amount of the predetermined cylinder and the required fuel injection amount is leaner than the range of the first air-fuel ratio, the air-fuel ratio is The fuel injection amount is increased to form the stratified mixture so that the leanest air-fuel ratio in the first air-fuel ratio range is formed, and the increase in engine output accompanying the increase in the fuel injection amount is increased by the ignition timing or the fuel Since it is canceled by retarding at least one of the firing timing, it is possible to obtain an output closer to the desired engine output within a range where stable combustion can be ensured.
[0014]
Claim 4In the described invention, when the estimated air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed by the estimated intake air amount of the predetermined cylinder and the required fuel injection amount is richer than the range of the second air-fuel ratio, the air-fuel ratio is Decrease the fuel injection amount so that it becomes the richest air-fuel ratio in the second air-fuel ratio range.HomogenizationSince the air-fuel mixture is formed, it is possible to obtain an output close to a desired engine output as long as stable combustion can be ensured.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of a direct injection type internal combustion engine that employs an embodiment of the present invention. An
[0016]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the control circuit ECU centered on the microcomputer, which performs input / output of information with the outside and various calculations. The CPU executes computations, and the ROM stores a control program and various data described later. The RAM temporarily stores information during program execution. The I / O interface inputs information from an external sensor or the like and outputs a signal for driving an external actuator.
[0017]
Hereinafter, the control method according to the embodiment of the present invention will be described mainly with reference to flowcharts of programs executed by the microcomputer.FIG.Based on
FIG. 4 is a general flowchart of the embodiment of the present invention. The engine speed is detected at 401, the engine load is detected at 402, and the set air-fuel ratio is calculated at 403. In 404, the required fuel injection amount of the predetermined cylinder is calculated, and in 405, the supply air amount is controlled. In
[0018]
FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of the process in
[0019]
FIG. 6 is a flowchart showing an embodiment of the process in
[0020]
FIG. 7 is a flowchart showing an embodiment of the process in
[0021]
FIG. 8 shows an embodiment of the process in
[0022]
FIG. 9 is a flowchart showing an embodiment of the process in
[0023]
FIG. 10 is a flowchart showing an embodiment of the processing in
[0024]
FIG. 11 shows the implementation of the process in
[0025]
Now, the target engine torque has changed and the set air-fuel ratio has changed from AF1 in the air-fuel ratio range in which the stratified mixture can be combusted to AF2 in the air-fuel ratio range in which the homogenized mixture can be combusted. The change of air-fuel ratio in caseFIG.When the set air-fuel ratio is changed from AF2 in the air-fuel ratio range in which the homogenized mixture can be combusted to AF1 in the air-fuel ratio range in which the stratified mixture can be combusted. The change of air-fuel ratio ofFIG.As shown in FIG. 1, the air-fuel ratio transition method differs depending on the magnitude of the change in the target engine torque tTRQ. The air-fuel mixture formation method is switched as follows based on the air-fuel ratio transition. Air-fuel ratio range in which both stratified and homogenized mixtures can be combustedIn the range in the vicinity of AFCHG in FIG. 12, an air-fuel mixture having a smaller fuel consumption rate is formed in the operating state.
[0026]
2201When the estimated air-fuel ratio eAF is leaner than AF1MAX,2202The fuel injection amount is increased from the required fuel injection amount bQF by QF = eQA ÷ AF1MAX so that the air-fuel ratio becomes AF1MAX. And2203In this case, the fuel injection amount increase ΔQF is calculated as ΔQF = QF−bQF,2204Read the rotational speed NE at2205Referring to the map 4 based on ΔQF and NE, the ignition side retard correction amount is calculated,2206A stratified mixture is formed in Here, the value of the map 4 is determined in advance and stored in the ROM, but the correction amount of the ignition timing may be performed using a mathematical formula without using the map. In this way, when the estimated air-fuel ratio eAF is leaner than the leanest air-fuel ratio AF1MAX capable of burning the stratified mixture, the fuel injection amount is increased so that the air-fuel ratio becomes AF1MAX, and the ignition timing is increased. Is corrected to the retard side to offset the increase in engine output due to the increase in fuel injection amount. Further, the fuel injection timing may be corrected to the retard side.
[0027]
2207The estimated air-fuel ratio eAF is richer than the leanest air-fuel ratio AF1MAX capable of burning the stratified mixture, and leaner than the leanest air-fuel ratio AF2MAX capable of burning the homogenized mixture In 2208, the fuel injection amount QF is set as the required fuel injection amount bQF, and in 2206, a stratified mixture is formed.
[0028]
In 2209, when the estimated air-fuel ratio eAF is richer than the leanest air-fuel ratio AF2MAX capable of combustion of the homogenized mixture, and leaner than the richest air-fuel ratio AF1MIN capable of combustion of the stratified mixture(When AF2MAX>eAF> AF1MIN)In other words, when the air-fuel ratio is within the range where combustion of both the stratified mixture and the homogenized mixture is possible(Range around AFCHG in FIG. 12)In 2210, the fuel injection amount QF is set as the required fuel injection amount bQF, the rotational speed NE is read in 2211, the target engine torque tTRQ is read in 2212, and the map 5 is referenced in 2213. Choose the gas mixture formation method with the smaller rate. Here, the map 5 stores in advance the characteristics obtained by experiments or the like in the ROM.
[0029]
In 2214, when the estimated air-fuel ratio eAF is richer than the richest air-fuel ratio AF1MIN capable of burning the stratified mixture, and leaner than the richest air-fuel ratio AF2MIN capable of burning the homogenized mixture The fuel injection amount QF is set as the required fuel injection amount bQF at 2215, and the homogenized mixture is formed at 2216.
[0030]
If the estimated air-fuel ratio eAF is richer than the richest air-fuel ratio AF2MIN in which the homogenized mixture can be combusted in 2217, the fuel injection amount QF is calculated in 2218 as QF = eQA ÷ AF2MIN, and the required fuel injection amount At 2216, the homogenized mixture is formed by reducing the amount from bQF.
[0031]
By switching the air-fuel mixture formation method as described above, the air-fuel ratio is within the air-fuel ratio range in which the stratified air-fuel mixture can be combusted from the set air-fuel ratio AF2 in the air-fuel ratio range in which the homogenized air-fuel mixture is combustible. In the case where the change in the target engine torque is very large as shown in FIG. (3) When the estimated air / fuel ratio eAF is leaner than AF1MAX, the ignition timing is retarded as shown in FIG. 20 (d), so that the target engine torque as shown in FIG. 20 (e) is obtained. Is output.
[0032]
In addition, by switching the air-fuel mixture formation method, the air-fuel ratio within the air-fuel ratio range in which the homogenized air-fuel mixture can be combusted from the set air-fuel ratio AF1 in the air-fuel ratio range in which the stratified air-fuel mixture can be combusted. When the air-fuel ratio is changed to a certain set air-fuel ratio AF2, in the case where the change in the target engine torque is relatively small as shown in FIG. (1) Therefore, the throttle opening, the fuel injection amount, and the engine torque are as shown in FIGS. 13 (b) to 13 (d).
[0033]
In the case where the change in the target engine torque is relatively large as shown in FIG. (2) Therefore, the throttle opening, the fuel injection amount, and the engine torque are as shown in FIGS. 14 (b) to 14 (d).
[0034]
In the case where the change of the target engine torque is very large as shown in FIG. (3) Thus, the throttle opening, the fuel injection amount, and the engine torque are as shown in FIGS. 15 (b) to 15 (d).
[0035]
When the air-fuel ratio AF2 in the air-fuel ratio range in which the homogenized mixture can be combusted is changed to the air-fuel ratio AF1 in the air-fuel ratio in which the stratified air-fuel mixture can be combusted. 16), when the change in the target engine torque is relatively small, (1) Thus, the throttle opening, the fuel injection amount, and the engine torque are as shown in FIGS. 17 (b) to 17 (d).
[0036]
In the case where the change of the target engine torque is relatively large as shown in FIG. (2) Therefore, the throttle opening, the fuel injection amount, and the engine torque are as shown in FIGS. 18 (b) to 18 (d).
[0037]
In the case where the change of the target engine torque is very large as shown in FIG. (3) Since the air-fuel ratio changes as shown in FIG. 19, the throttle opening, the fuel injection amount, and the engine torque are as shown in FIGS. 19 (b) to 19 (d).
[0038]
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. Are included in the present invention.
[0039]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, stratified aeration is formed in the operating region when the engine is under a low load, and the air-fuel ratio is controlled to a predetermined set air-fuel ratio. In an internal combustion engine in which a fuel-air mixture is formed and the air-fuel ratio is controlled to a predetermined set air-fuel ratio, when the operating conditions change, an appropriate air-fuel mixture formation according to the magnitude of the change in engine load Switching is possible, and a desired engine output can be obtained. In particular, when the change in the engine load is relatively large, a rapid response of the engine output can be realized.
[0040]
AndWhen the operating conditions change, it is possible to appropriately switch the mixture formation according to the magnitude of the change in engine load.
[0041]
further,When the operating conditions change, it is possible to appropriately switch the mixture formation in consideration of the fuel consumption rate in accordance with the magnitude of the change in engine load.
[0042]
Claim 2In the described invention, in a situation where the engine load is rapidly decreased and a desired engine output cannot be generated, an output close to the desired engine output can be obtained within a range in which stable combustion can be secured.
[0043]
Claim 3In the described invention, in a situation where the desired engine output cannot be generated due to a sudden decrease in the engine load, retarding at least one of the ignition timing and the fuel injection timing is within a range where stable combustion can be ensured. An output closer to the desired engine output can be obtained.
[0044]
Claim 4In the described invention, in a situation where the engine load increases rapidly and a desired engine output cannot be generated, an output close to the desired engine output can be obtained within a range where stable combustion can be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a control device for an internal combustion engine according to
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of a direct injection type internal combustion engine that employs an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration of a control circuit ECU centering on a microcomputer.
FIG. 4 is a flowchart for explaining control of the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of processing in
FIG. 6 is a flowchart showing an embodiment of a process in
FIG. 7 is a flowchart showing an embodiment of processing in
FIG. 8 shows an embodiment of processing in
FIG. 9 is a flowchart showing an embodiment of a process in
FIG. 10 is a flowchart showing an embodiment of processing in
FIG. 11In FIG. 4, the execution of the process in
FIG.FIG. 6 shows the transition of the air-fuel ratio when the air-fuel ratio is changed from the set air-fuel ratio AF1 in the range where the stratified mixture can be combusted to the set air-fuel ratio AF2 in the range where the homogenized mixture can be burned. It is explanatory drawing.
FIG. 13Target engine torque and throttle opening when the set air-fuel ratio AF1 in the range of the air-fuel ratio in which the stratified mixture can be combusted is changed to the set air-fuel ratio AF2 in the range of the air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted. It is explanatory drawing which shows a degree, a fuel injection amount, and an engine torque.
FIG. 14Target engine torque and throttle opening when the set air-fuel ratio AF1 in the range of the air-fuel ratio in which the stratified mixture can be combusted is changed to the set air-fuel ratio AF2 in the range of the air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted. It is explanatory drawing which shows a degree, a fuel injection amount, and an engine torque.
FIG. 15Target engine torque and throttle opening when the set air-fuel ratio AF1 in the range of the air-fuel ratio in which the stratified mixture can be combusted is changed to the set air-fuel ratio AF2 in the range of the air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted. It is explanatory drawing which shows a degree, a fuel injection amount, and an engine torque.
FIG. 16FIG. 9 shows the transition of the air-fuel ratio when the air-fuel ratio changes from the set air-fuel ratio AF2 in the range of the air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted to the set air-fuel ratio AF1 in the range of the air-fuel ratio in which the stratified mixture can burn It is explanatory drawing.
FIG. 17Target engine torque and throttle opening when the set air-fuel ratio AF2 in the range of the air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted is changed to the set air-fuel ratio AF1 in the range of the air-fuel ratio in which the stratified mixture can be combusted. It is explanatory drawing which shows a degree, a fuel injection amount, and an engine torque.
FIG. 18Target engine torque and throttle opening when the set air-fuel ratio AF2 in the range of the air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted is changed to the set air-fuel ratio AF1 in the range of the air-fuel ratio in which the stratified mixture can be combusted. It is explanatory drawing which shows a degree, a fuel injection amount, and an engine torque.
FIG. 19Target engine torque and throttle opening when the set air-fuel ratio AF2 in the range of the air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted is changed to the set air-fuel ratio AF1 in the range of the air-fuel ratio in which the stratified mixture can be combusted. It is explanatory drawing which shows a degree, a fuel injection amount, and an engine torque.
FIG. 20Target engine torque and throttle opening when the set air-fuel ratio AF2 in the range of the air-fuel ratio in which the homogenized mixture can be combusted is changed to the set air-fuel ratio AF1 in the range of the air-fuel ratio in which the stratified mixture can be combusted. It is explanatory drawing which shows a degree, fuel injection amount, ignition timing correction amount, and engine torque.
[Explanation of symbols]
1 organization
2 Intake pipe
3 Air flow sensor
4 Auxiliary air passage
5 Auxiliary air control valve
6 Throttle valve
7 Throttle actuator
8 Spark plug
9 Injector
10 Air-fuel ratio sensor
Claims (4)
機関負荷を検出する機関負荷検出手段と、
前記機関負荷と前記回転速度とに基づいて、所定気筒の要求燃料噴射量を算出する要求燃料噴射量算出手段と、
前記機関負荷と前記回転速度とに基づいて、設定空燃比を算出する設定空燃比算出手段と、
前記要求燃料噴射量と前記設定空燃比とに基づいて供給空気量を制御する供給空気量制御手段と、
前記所定気筒の吸入空気量を推定する吸入空気量推定手段と、
前記要求燃料噴射量と前記推定吸入空気量とに基づいて、前記所定気筒に形成される混合気の平均的な空燃比を推定する空燃比推定手段と、
前記推定空燃比に基づいて、前記所定気筒において成層化混合気の形成と均質化混合気の形成との切り換えを行なう混合気形成手段と、を有し、
前記混合気形成手段は、
前記推定空燃比が、その運転状態において成層化混合気の燃焼が可能な第1の空燃比の範囲にある場合に成層化混合気の形成を行う手段と、
前記推定空燃比が、その運転状態において均質化混合気の燃焼が可能な第2の空燃比の範囲にある場合に均質化混合気の形成を行う手段と、
前記推定空燃比が、その運転状態において成層化混合気と均質化混合気のどちらの混合気の燃焼も可能な第3の空燃比の範囲にある場合には、その運転状態において燃料消費率の小さい方の混合気を形成する手段と、
前記推定空燃比が前記第1の空燃比の範囲よりリーンである場合に燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行う手段と、
前記推定空燃比が前記第2の空燃比の範囲よりリッチである場合に燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段と、
からなることを特徴とした内燃機関の制御装置。A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the engine;
Engine load detecting means for detecting engine load;
A required fuel injection amount calculating means for calculating a required fuel injection amount of a predetermined cylinder based on the engine load and the rotational speed;
A set air-fuel ratio calculating means for calculating a set air-fuel ratio based on the engine load and the rotational speed;
Supply air amount control means for controlling the supply air amount based on the required fuel injection amount and the set air-fuel ratio;
Intake air amount estimating means for estimating the intake air amount of the predetermined cylinder;
Air-fuel ratio estimating means for estimating an average air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the predetermined cylinder based on the required fuel injection amount and the estimated intake air amount;
Air-fuel mixture forming means for switching between formation of a stratified gas mixture and formation of a homogenized gas mixture in the predetermined cylinder based on the estimated air-fuel ratio ,
The air-fuel mixture forming means includes
Means for forming a stratified mixture when the estimated air / fuel ratio is in a first air / fuel ratio range in which the stratified mixture can burn in its operating state;
Means for forming a homogenized mixture when the estimated air-fuel ratio is in a range of a second air-fuel ratio that allows combustion of the homogenized mixture in its operating state;
When the estimated air-fuel ratio is in the third air-fuel ratio range in which the mixture of both the stratified mixture and the homogenized mixture can be combusted in the operating state, the fuel consumption rate in the operating state Means for forming the smaller mixture,
Means for increasing the fuel injection amount to form a stratified mixture when the estimated air-fuel ratio is leaner than the range of the first air-fuel ratio;
Means for reducing the fuel injection amount to form a homogenized mixture when the estimated air-fuel ratio is richer than the range of the second air-fuel ratio;
An internal combustion engine control apparatus comprising:
前記推定吸入空気量に基づいて、前記第1の空燃比の範囲における最もリーンな空燃比となるように燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行う手段、であることを特徴とした請求項1記載の内燃機関の制御装置。The means for increasing the fuel injection amount to form a stratified mixture when the estimated air-fuel ratio is leaner than the first air-fuel ratio range,
The stratified mixture is formed by increasing the fuel injection amount so as to achieve the leanest air-fuel ratio in the first air-fuel ratio range based on the estimated intake air amount. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 .
前記推定吸入空気量に基づいて、前記第1の空燃比の範囲における最もリーンな空燃比となるように燃料噴射量を増量して成層化混合気の形成を行う手段と、
前記燃料噴射量の増量に伴う機関出力の増大を、点火時期、或いは、燃料噴射時期の少なくとも一方をリタードすることによって相殺する手段と、
からなることを特徴とした請求項1記載の内燃機関の制御装置。The means for increasing the fuel injection amount to form a stratified mixture when the estimated air-fuel ratio is leaner than the first air-fuel ratio range,
Means for increasing the fuel injection amount to form a stratified mixture based on the estimated intake air amount so as to achieve the leanest air-fuel ratio in the first air-fuel ratio range;
Means for canceling an increase in engine output accompanying an increase in the fuel injection amount by retarding at least one of an ignition timing and a fuel injection timing;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
前記推定吸入空気量に基づいて、前記第2の空燃比の範囲における最もリッチな空燃比となるように燃料噴射量を減量して均質化混合気の形成を行う手段、
であることを特徴とした請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の制御装置。Means for reducing the fuel injection amount to form a homogenized mixture when the estimated air-fuel ratio is richer than the range of the second air-fuel ratio;
Means for reducing the fuel injection amount to form a homogenized mixture based on the estimated intake air amount so as to achieve the richest air-fuel ratio in the range of the second air-fuel ratio;
The control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device is an internal combustion engine.
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| JP31482796A JP3620179B2 (en) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Control device for internal combustion engine |
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| JPH10159628A (en) | 1998-06-16 |
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