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JP4274966B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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JP4274966B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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JP4274966B2 JP2004043611A JP2004043611A JP4274966B2 JP 4274966 B2 JP4274966 B2 JP 4274966B2 JP 2004043611 A JP2004043611 A JP 2004043611A JP 2004043611 A JP2004043611 A JP 2004043611A JP 4274966 B2 JP4274966 B2 JP 4274966B2
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Description

本発明は、内燃機関の燃焼室内の点火プラグ付近における混合気の空燃比に応じて、点火時期および混合気の空燃比を制御する内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that controls the ignition timing and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in accordance with the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the vicinity of an ignition plug in the combustion chamber of the internal combustion engine.

従来、点火時期および空燃比を制御する内燃機関の制御装置として、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。この制御装置は、燃焼室内の点火プラグ付近における混合気の空燃比を検出する空燃比センサと、この空燃比センサが接続されたコントロールユニットとを備えている。   Conventionally, as a control device for an internal combustion engine that controls the ignition timing and the air-fuel ratio, for example, the one described in Patent Document 1 is known. This control device includes an air-fuel ratio sensor for detecting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug in the combustion chamber, and a control unit to which the air-fuel ratio sensor is connected.

この制御装置では、コントロールユニットにより、内燃機関の運転状態に応じて、当該燃焼サイクルでの目標空燃比および点火時期が決定されるとともに、空燃比センサにより、当該燃焼サイクルでの点火時期よりも前の所定の検出期間中における、点火プラグ付近の混合気の空燃比が検出される。そして、混合気の空燃比の検出値における最もリッチな値である最小空燃比を、目標空燃比と比較し、最小空燃比の方が目標空燃比よりもリッチ側の値である場合には、次の燃焼サイクルでの燃料噴射制御において、点火時期が最小空燃比の検出タイミングに一致するように、燃料噴射時期が補正される。一方、最小空燃比の方が目標空燃比よりもリーン側の値である場合には、次の燃焼サイクルでの燃料噴射制御において、目標空燃比と検出期間中の空燃比の平均値との偏差に基づき、燃料噴射量が補正される。   In this control apparatus, the target air-fuel ratio and ignition timing in the combustion cycle are determined by the control unit according to the operating state of the internal combustion engine, and the ignition timing in the combustion cycle is determined by the air-fuel ratio sensor. During the predetermined detection period, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture near the spark plug is detected. Then, the minimum air-fuel ratio that is the richest value in the detected value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is compared with the target air-fuel ratio, and when the minimum air-fuel ratio is a value that is richer than the target air-fuel ratio, In the fuel injection control in the next combustion cycle, the fuel injection timing is corrected so that the ignition timing coincides with the detection timing of the minimum air-fuel ratio. On the other hand, when the minimum air-fuel ratio is a value leaner than the target air-fuel ratio, in fuel injection control in the next combustion cycle, the deviation between the target air-fuel ratio and the average value of the air-fuel ratio during the detection period Based on this, the fuel injection amount is corrected.

特許第2932887号公報(6頁、図17)Japanese Patent No. 2932887 (6 pages, FIG. 17)

上記従来の内燃機関の制御装置によれば、当該燃焼サイクルにおける混合気の空燃比の検出値と目標空燃比との比較結果により、次の燃焼サイクルでの燃料噴射制御において、燃料噴射時期または燃料噴射量が補正されるものにすぎないため、当該燃焼サイクルでは、コントロールユニットにより決定された点火時期において、混合気の空燃比の状態にかかわらず、点火動作が強制的に実行されてしまう。すなわち、点火プラグ付近における混合気の空燃比の状態を、当該燃焼サイクルでの点火時期制御に適切に反映させることができないので、例えば過渡運転状態などの運転状態が安定していない場合において、当該燃焼サイクルの点火時期での混合気が薄すぎるときでも、点火動作が実行されてしまうことあり、その場合には、良好な着火性を確保できず、燃焼効率の悪化を招いてしまうおそれがある。   According to the conventional control device for an internal combustion engine, in the fuel injection control in the next combustion cycle, the fuel injection timing or the fuel is determined based on the comparison result between the detected value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion cycle and the target air-fuel ratio. Since only the injection amount is corrected, in the combustion cycle, the ignition operation is forcibly executed at the ignition timing determined by the control unit regardless of the state of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture. That is, since the air-fuel ratio state of the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug cannot be appropriately reflected in the ignition timing control in the combustion cycle, for example, when the operation state such as the transient operation state is not stable, Even when the air-fuel mixture at the ignition timing of the combustion cycle is too thin, the ignition operation may be executed. In such a case, good ignitability cannot be ensured, and the combustion efficiency may be deteriorated. .

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、混合気の着火性を向上させることができ、それにより、燃焼効率を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve the ignitability of an air-fuel mixture and thereby improve the combustion efficiency. And

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、燃料が燃焼室3d内に直接噴射されるとともに、燃焼室3d内の混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと、均一燃焼させる均一燃焼モードとに切り換えて運転可能な筒内噴射式の内燃機関3の制御装置1であって、燃焼室3d内における点火プラグ10付近の混合気の空燃比AFを検出する空燃比検出手段(例えば実施形態におけるECU2、空燃比センサ20)と、内燃機関3のクランクシャフト3eの回転角度位置θCRKを表す回転角度位置パラメータを検出する回転角度位置パラメータ検出手段(ECU2、クランク角センサ40)と、内燃機関3の運転状態を表す運転状態パラメータ(エンジン回転数NE)に応じて、点火時期(最終点火時期θIGCMD)を設定する点火時期設定手段(ECU2、ステップ22,25,27,30)と、空燃比検出手段の検出結果に基づき、混合気が着火可能な状態にあるか否かを判定する判定手段(ECU2、ステップ34)と、検出された回転角度位置パラメータが点火時期になった以降において、判定手段により混合気が着火可能な状態にあると判定されたとき(ステップ33の判別結果がNOで、ステップ34の判別結果がYESとなったとき)に、点火プラグ10による点火動作を実行する点火制御手段(ECU2、ステップ35)と、を備え、点火時期設定手段は、内燃機関3が均一燃焼モードで運転されているとき(ステップ21がNOのとき)には、運転状態パラメータに加えて、内燃機関3に要求される要求トルクPMCMDに応じて、点火時期を設定する(ステップ22〜25)ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a stratified combustion mode in which fuel is directly injected into the combustion chamber 3d and the air-fuel mixture in the combustion chamber 3d is stratified combustion, and a uniform combustion in which uniform combustion is performed. A control device 1 for an in-cylinder injection internal combustion engine 3 that can be operated by switching to a mode, which is an air-fuel ratio detection means (for example, an implementation) that detects an air-fuel ratio AF of an air-fuel mixture near a spark plug 10 in a combustion chamber 3d ECU 2, air-fuel ratio sensor 20), rotation angle position parameter detection means (ECU 2, crank angle sensor 40) for detecting a rotation angle position parameter representing the rotation angle position θCRK of the crankshaft 3 e of the internal combustion engine 3, and the internal combustion engine according to the three operating condition parameter indicative of an operating condition of the (engine speed N E), sets the ignition timing (final ignition timing ShitaIGCMD) ignition Determination means (ECU2, step 34) for determining whether the air-fuel mixture is in an ignitable state based on the detection result of the period setting means (ECU2, steps 22, 25, 27, 30) and the air-fuel ratio detection means And after the detected rotational angle position parameter has reached the ignition timing, the determination means determines that the air-fuel mixture is in an ignitable state (the determination result in step 33 is NO and the determination result in step 34) And an ignition control means (ECU2, step 35) for executing an ignition operation by the spark plug 10 when the internal combustion engine 3 is operated in the uniform combustion mode. When (when step 21 is NO), the ignition timing is set according to the required torque PMCMD required for the internal combustion engine 3 in addition to the operating state parameter ( Steps 22 to 25) .

この内燃機関の制御装置によれば、点火時期設定手段により、点火時期が内燃機関の運転状態に応じて設定され、判定手段により、点火プラグ付近の混合気の空燃比の検出結果に基づき、混合気が着火可能な状態にあるか否かが判定されるとともに、回転角度位置パラメータが点火時期になった以降において、混合気が着火可能な状態にあると判定されたときには、点火制御手段により、点火プラグによる点火動作が実行される。このように、回転角度位置パラメータが当該燃焼サイクルでの点火時期になった以降、混合気が着火可能な状態にあると判定されるまで、点火動作が保留されるとともに、混合気が着火可能な状態にあると判定されたときに、当該燃焼サイクルでの着火動作が実行されるので、当該燃焼サイクルの点火時期での混合気が薄すぎる場合でも点火動作を強制的に実行してしまう従来のものと異なり、良好な着火性を確保でき、それにより、燃焼効率を向上させることができる(なお、本明細書では、「空燃比の検出」は、センサにより空燃比を直接的に検出することに限らず、プログラムにより空燃比を算出することを含む)。さらに、内燃機関が均一燃焼モードで運転されているときには、運転状態パラメータに加えて、内燃機関に要求される要求トルクに応じて、点火時期が設定される。 According to this control apparatus for an internal combustion engine, the ignition timing is set by the ignition timing setting means according to the operating state of the internal combustion engine, and the determination means is used for mixing based on the detection result of the air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug. It is determined whether or not the gas is in an ignitable state, and when it is determined that the air-fuel mixture is in an ignitable state after the rotation angle position parameter reaches the ignition timing, the ignition control means An ignition operation by the spark plug is executed. As described above, after the rotation angle position parameter reaches the ignition timing in the combustion cycle, the ignition operation is suspended and the mixture can be ignited until it is determined that the mixture is in an ignitable state. The ignition operation in the combustion cycle is executed when it is determined that the combustion state is in a state, so that the ignition operation is forcibly executed even when the air-fuel mixture at the ignition timing of the combustion cycle is too thin. Unlike those, good ignitability can be ensured, and thereby combustion efficiency can be improved. (In this specification, “detection of air-fuel ratio” means that the air-fuel ratio is directly detected by a sensor. And the air-fuel ratio is calculated by a program). Further, when the internal combustion engine is operated in the uniform combustion mode, the ignition timing is set according to the required torque required for the internal combustion engine in addition to the operation state parameter.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の内燃機関3の制御装置1において、点火時期設定手段は、内燃機関が成層燃焼モードで運転されているとき(ステップ21がYESのとき)には、運転状態パラメータに加えて、燃焼室3d内への燃料噴射時期(成層燃焼モード用の燃料噴射終了タイミングIJLOGD)に応じて、点火時期を設定する(ステップ27〜30)ことを特徴とする。
この内燃機関の制御装置によれば、内燃機関が成層燃焼モードで運転されているときには、運転状態パラメータに加えて、燃焼室内への燃料噴射時期に応じて、点火時期が設定される。
The invention according to claim 2 is the control device 1 for the internal combustion engine 3 according to claim 1, wherein the ignition timing setting means is operated when the internal combustion engine is operated in the stratified combustion mode (when step 21 is YES). Is characterized in that the ignition timing is set in accordance with the fuel injection timing (fuel injection end timing IJLOGD for the stratified combustion mode) into the combustion chamber 3d in addition to the operation state parameter (steps 27 to 30). .
According to the control device for an internal combustion engine, when the internal combustion engine is operated in the stratified combustion mode, the ignition timing is set according to the fuel injection timing into the combustion chamber in addition to the operation state parameter.

請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の内燃機関3の制御装置1において、点火時期(最終点火時期θIGCMD)に基づき、混合気を着火可能な最遅角側の値をしきい値θIGLMTとして算出するしきい値算出手段(ECU2、ステップ26,31)をさらに備え、点火制御手段は、回転角度位置パラメータが点火時期になった以降で、かつ判定手段により混合気が着火可能な状態にないと判定されている場合において、回転角度位置パラメータがしきい値θIGLMTに達したとき(ステップ34,37がNOのとき)には、点火動作を実行する(ステップ35)ことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the control device 1 for the internal combustion engine 3 according to the first or second aspect, a value on the most retarded side that can ignite the air-fuel mixture is determined based on the ignition timing (final ignition timing θIGCMD). Threshold calculation means (ECU2, steps 26, 31) for calculating the threshold value θIGLMT is further provided, and the ignition control means can ignite the air-fuel mixture after the rotation angle position parameter reaches the ignition timing and by the determination means. If it is determined that the rotation angle position parameter has reached the threshold value θIGLMT (when steps 34 and 37 are NO), the ignition operation is executed (step 35). And
この内燃機関の制御装置によれば、回転角度位置パラメータが点火時期になった以降で、かつ判定手段により混合気が着火可能な状態にないと判定されている場合において、回転角度位置パラメータがしきい値に達したときには、点火動作が実行される。According to this control device for an internal combustion engine, after the rotation angle position parameter has reached the ignition timing, and when it is determined by the determination means that the air-fuel mixture is not in an ignitable state, the rotation angle position parameter is set. When the threshold is reached, an ignition operation is performed.

本発明の一実施形態に係る制御装置およびそれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a control device according to an embodiment of the present invention and an internal combustion engine to which the control device is applied. 空燃比センサおよび点火プラグの概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of an air fuel ratio sensor and a spark plug. 空燃比センサの先端部付近の概略構成を示す(a)断面図と(b)正面図である。It is (a) sectional drawing and (b) front view which show schematic structure of the front-end | tip part vicinity of an air fuel ratio sensor. 空燃比センサにより検出された混合気の空燃比と、排気ガス分析計により検出された排気ガスの空燃比との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the air fuel ratio of the air-fuel mixture detected by the air fuel ratio sensor, and the air fuel ratio of the exhaust gas detected by the exhaust gas analyzer. 点火プラグ付近における混合気の空燃比AFの算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of the air fuel ratio AF of the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug. 点火時期制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an ignition timing control process. 均一燃焼モード用の基本点火時期θIGBASEの算出に用いるマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map used for calculation of basic ignition timing (theta) IGBASE for uniform combustion modes. 要求トルクPMCMDの算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation process of request | requirement torque PMCMD. 要求トルクPMCMDの算出に用いるマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map used for calculation of request | requirement torque PMCMD. 成層燃焼モード用の基本点火時期θIGBASEの算出に用いるマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the map used for calculation of the basic ignition timing (theta) IGBASE for stratified combustion modes. 燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a fuel-injection control process. スワール制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a swirl control process. EGR制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an EGR control process.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この制御装置1は、以下に述べるように、内燃機関(以下「エンジン」という)3の点火プラグ10付近の混合気の空燃比に応じて、点火時期などを制御するものであり、図1に示すように、ECU2を備えている。このECU2については後述する。   Hereinafter, an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As will be described below, the control device 1 controls the ignition timing and the like according to the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug 10 of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3. As shown, an ECU 2 is provided. The ECU 2 will be described later.

エンジン3は、図示しない車両に搭載された直列多気筒タイプのガソリンエンジンであり、複数組のシリンダ3aおよびピストン3b(1組のみ図示)を備えている。シリンダ3aのシリンダヘッド3c内には、燃焼室3dが形成されている。また、エンジン3は、4バルブタイプのものであり、そのシリンダヘッド3cには、シリンダ3aごとに、各2つの吸気弁4および各2つの排気弁6が設けられている(いずれも1つのみ図示)。   The engine 3 is an in-line multi-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle (not shown), and includes a plurality of sets of cylinders 3a and pistons 3b (only one set is shown). A combustion chamber 3d is formed in the cylinder head 3c of the cylinder 3a. The engine 3 is of a four-valve type, and the cylinder head 3c is provided with two intake valves 4 and two exhaust valves 6 for each cylinder 3a (only one is provided for each). (Illustrated).

各吸気弁4は、図示しないカムシャフトの回転に伴って吸気通路5の吸気ポートを開閉するものであり、吸気弁4の開弁により、空気が吸気通路5を介して燃焼室3d内に吸入される。また、各排気弁6は、図示しないカムシャフトの回転に伴って排気通路7の排気ポートを開閉するものであり、排気弁6の開弁により、燃焼室3d内の燃焼ガスが排気通路7側に排出される。   Each intake valve 4 opens and closes the intake port of the intake passage 5 with the rotation of a camshaft (not shown). When the intake valve 4 is opened, air is sucked into the combustion chamber 3d through the intake passage 5. Is done. Each exhaust valve 6 opens and closes the exhaust port of the exhaust passage 7 with the rotation of a camshaft (not shown). When the exhaust valve 6 is opened, the combustion gas in the combustion chamber 3d is moved to the exhaust passage 7 side. To be discharged.

また、シリンダヘッド3cには、可変式吸気動弁機構13が設けられている。この可変式吸気動弁機構13は、各シリンダ3aにおける2つの吸気弁4のうちの一方(以下「スワール制御用の吸気弁」という)のバルブリフトを無段階に変更するものであり、具体的には、本出願人が特願2003−154286で提案したものと同様に構成されている。ECU2は、この可変式吸気動弁機構13を介して、スワール制御用の吸気弁4のバルブリフトを制御することにより、後述するように、燃焼室3d内のスワール流およびタンブル流を制御する。なお、以下の説明では、スワール流の制御およびタンブル流の制御の双方をまとめて「スワール制御」という。   The cylinder head 3c is provided with a variable intake valve mechanism 13. This variable intake valve mechanism 13 changes the valve lift of one of the two intake valves 4 in each cylinder 3a (hereinafter referred to as “swirl control intake valve”) in a stepless manner. The configuration is the same as that proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2003-154286. The ECU 2 controls the swirl flow and the tumble flow in the combustion chamber 3d as will be described later by controlling the valve lift of the swirl control intake valve 4 via the variable intake valve mechanism 13. In the following description, both swirl flow control and tumble flow control are collectively referred to as “swirl control”.

さらに、シリンダヘッド3cには、燃焼室3dに臨むように燃料噴射弁8および点火プラグ10が取り付けられている。エンジン3では、この燃料噴射弁8の開弁により、燃料(ガソリン)が燃焼室3d内に直接噴射される。すなわち、エンジン3は、いわゆる直噴式エンジンとして構成されている。また、燃料噴射弁8は、ECU2に接続されており、エンジン3の運転中、ECU2からの駆動信号が燃料噴射弁8に供給される。それにより、燃料噴射弁8の燃料噴射量が制御される。   Furthermore, a fuel injection valve 8 and a spark plug 10 are attached to the cylinder head 3c so as to face the combustion chamber 3d. In the engine 3, fuel (gasoline) is directly injected into the combustion chamber 3 d by opening the fuel injection valve 8. That is, the engine 3 is configured as a so-called direct injection engine. The fuel injection valve 8 is connected to the ECU 2, and a drive signal from the ECU 2 is supplied to the fuel injection valve 8 during operation of the engine 3. Thereby, the fuel injection amount of the fuel injection valve 8 is controlled.

また、点火プラグ10は、点火コイル9を介してECU2に接続されており、図2に示すように、その下端部に中心電極11および接地電極12を備えている。これらの中心電極11および接地電極12は、互いの間に所定の間隙を存する状態で設けられている。エンジン3の運転中、点火プラグ10の中心電極11は、ECU2からの点火制御信号(電圧信号)が点火コイル9を介して加えられることで放電し、接地電極12との間に火花を発生させ、それにより、燃焼室3d内の混合気を燃焼させる。   The spark plug 10 is connected to the ECU 2 via an ignition coil 9 and includes a center electrode 11 and a ground electrode 12 at the lower end thereof as shown in FIG. The center electrode 11 and the ground electrode 12 are provided with a predetermined gap between them. During operation of the engine 3, the center electrode 11 of the spark plug 10 is discharged when an ignition control signal (voltage signal) from the ECU 2 is applied via the ignition coil 9, and generates a spark between the center electrode 11 and the ground electrode 12. Thereby, the air-fuel mixture in the combustion chamber 3d is combusted.

さらに、点火プラグ10には、空燃比検出手段としての空燃比センサ20が設けられている。図2および図3(a)(b)に示すように、空燃比センサ20は、点火プラグ10内を上下方向に貫通して延びる中空の円筒状のケーブルケース21と、このケーブルケース21内に収容された光ファイバケーブル22と、ケーブルケース21の下端部に着脱自在に取り付けられたホルダ26などを備えている。なお、図2および図3(a)では、理解の容易化のために、断面部分のハッチングは適宜、省略されている。   Further, the spark plug 10 is provided with an air-fuel ratio sensor 20 as air-fuel ratio detection means. As shown in FIGS. 2 and 3 (a) and 3 (b), the air-fuel ratio sensor 20 includes a hollow cylindrical cable case 21 extending through the spark plug 10 in the vertical direction, and the cable case 21. The optical fiber cable 22 accommodated and the holder 26 etc. which were attached to the lower end part of the cable case 21 so that attachment or detachment were possible were provided. In FIG. 2 and FIG. 3A, the cross-sectional hatching is omitted as appropriate for easy understanding.

ケーブルケース21は、耐熱性を有する金属(例えばステンレス)で構成され、点火プラグ10に気密状態で内蔵されているとともに、一定径の主部21aと、その下端から下方に延びる取付部21bとを備えている。この取付部21bの内径および外径は、主部21aと比べて小径に形成されている。   The cable case 21 is made of a heat-resistant metal (for example, stainless steel) and is housed in the spark plug 10 in an airtight state. The cable case 21 includes a main portion 21a having a constant diameter and a mounting portion 21b extending downward from the lower end thereof. I have. The inner diameter and outer diameter of the mounting portion 21b are formed to be smaller than the main portion 21a.

光ファイバケーブル22は、ケーブルケース21の主部21aに気密状態で収容され、主部21aの全体にわたって延びているとともに、点火プラグ10より外方に延びる部分は、2本の光ファイバケーブル22a,22bに分岐している。これらの光ファイバケーブル22a,22bの先端部は、後述する発光器31および受光器32にそれぞれ接続されている。   The optical fiber cable 22 is housed in an airtight state in the main portion 21a of the cable case 21, and extends over the entire main portion 21a. The portion extending outward from the spark plug 10 includes two optical fiber cables 22a, Branches to 22b. The tip ends of these optical fiber cables 22a and 22b are connected to a light emitter 31 and a light receiver 32, which will be described later.

また、光ファイバケーブル22は、保護層23と、その中心部に内蔵された発光側および受光側の光ファイバ24,25とを備えている。保護層23は、発光側および受光側の光ファイバ24,25を保護するためのものであり、耐熱性を有する材質(例えば、ステンレスまたはジルコニアセラミックスなど)で構成されている。また、発光側および受光側の光ファイバ24,25は、耐熱性を有する石英系ファイバで構成されている。   The optical fiber cable 22 includes a protective layer 23 and light-emitting and light-receiving optical fibers 24 and 25 built in the center thereof. The protective layer 23 is for protecting the optical fibers 24 and 25 on the light emitting side and the light receiving side, and is made of a heat-resistant material (for example, stainless steel or zirconia ceramics). The optical fibers 24 and 25 on the light emitting side and the light receiving side are made of silica-based fibers having heat resistance.

発光側の光ファイバ24は、光ファイバケーブル22,22a内を延びており、その燃焼室3d側の端部(以下「発光端部」という)24aが、ケーブルケース21の取付部21bの内孔に臨んでいるとともに、発光端部24aと反対側の端部が、発光器31に接続されている。また、受光側の光ファイバ25は、光ファイバケーブル22,22b内を延びているとともに、光ファイバケーブル22内では、発光側の光ファイバ24と隣接するように配置されている。さらに、受光側の光ファイバ25は、その燃焼室3d側の端部(以下「受光端部」という)25aが、発光側の光ファイバ24の発光端部24aと隣接する状態で、取付部21bの内孔に臨んでいるとともに、受光端部25aと反対側の端部が、受光器32に接続されている。   The light-emitting side optical fiber 24 extends in the optical fiber cables 22 and 22 a, and an end portion (hereinafter referred to as “light-emitting end portion”) 24 a on the combustion chamber 3 d side is an inner hole of the attachment portion 21 b of the cable case 21. The end opposite to the light emitting end 24 a is connected to the light emitter 31. The optical fiber 25 on the light receiving side extends in the optical fiber cables 22 and 22b, and is disposed in the optical fiber cable 22 so as to be adjacent to the optical fiber 24 on the light emitting side. Further, the optical fiber 25 on the light receiving side has a mounting portion 21b in a state where an end portion (hereinafter referred to as “light receiving end portion”) 25a on the combustion chamber 3d side is adjacent to the light emitting end portion 24a of the light emitting side optical fiber 24. The end opposite to the light receiving end 25 a is connected to the light receiver 32.

一方、ホルダ26は、中空の円筒状に形成された有底のものであり、その上半部は、サファイア27を内部に保持するサファイアホルダ26aになっているとともに、その下半部は、サファイアホルダ26aと一体の、反射鏡28を内部に保持する反射鏡ホルダ26bになっている。   On the other hand, the holder 26 is a bottomed one formed in a hollow cylindrical shape, and its upper half is a sapphire holder 26a that holds the sapphire 27 inside, and its lower half is sapphire. A reflecting mirror holder 26b that holds the reflecting mirror 28 inside is integrated with the holder 26a.

このサファイアホルダ26aの内孔には、ケーブルケース21の取付部21bが嵌合しており、この取付部21bの嵌合部分には、2つの雌ねじ穴が形成されている。これらの雌ねじ穴には、ねじ29,29がサファイアホルダ26aを貫通した状態でねじ込まれ、締め付けられている。これにより、サファイアホルダ26aは、ねじ29,29を介して取付部21bに着脱自在に取り付けられており、メンテナンス時などには、ねじ29,29を外すことにより、ホルダ26がケーブルケース21から取り外される。また、サファイアホルダ26aの内壁の下端部には、内側に突出するように、円環状の段部26cが形成されている。   A fitting portion 21b of the cable case 21 is fitted into the inner hole of the sapphire holder 26a, and two female screw holes are formed in the fitting portion of the fitting portion 21b. Screws 29, 29 are screwed into these female screw holes in a state of passing through the sapphire holder 26a and tightened. Thereby, the sapphire holder 26a is detachably attached to the attachment portion 21b via the screws 29, 29, and the holder 26 is detached from the cable case 21 by removing the screws 29, 29 during maintenance. It is. An annular step 26c is formed at the lower end of the inner wall of the sapphire holder 26a so as to protrude inward.

また、サファイア27は、2本の光ファイバ24,25の発光端部24aおよび受光端部25aを保護するためのものであり、円柱状に形成されている。このサファイア27の上端面と取付部21bの下端面との間、およびサファイア27の下端面と段部26cの上面との間には、ワッシャ30,30が上下方向に圧縮された状態でそれぞれ収容されている。これらのワッシャ30,30は、耐熱性を有する材質(例えば銅)で構成されており、これらのワッシャ30,30のシール性により、光ファイバケーブル22、サファイア27およびサファイアホルダ26aにより形成される内部空間は、燃焼室3dに対して気密な状態に保持されている。すなわち、2本の光ファイバ24,25の発光端部24aおよび受光端部25aは、燃焼室3d内の混合気に直接さらされないように構成されている。   The sapphire 27 is for protecting the light emitting end 24a and the light receiving end 25a of the two optical fibers 24, 25, and is formed in a cylindrical shape. Washers 30 and 30 are accommodated in a state compressed in the vertical direction between the upper end surface of the sapphire 27 and the lower end surface of the attachment portion 21b and between the lower end surface of the sapphire 27 and the upper surface of the step portion 26c. Has been. These washers 30 and 30 are made of a heat-resistant material (for example, copper), and the inside of the optical fiber cable 22, sapphire 27, and sapphire holder 26 a is formed by the sealing properties of these washers 30 and 30. The space is kept airtight with respect to the combustion chamber 3d. That is, the light emitting end 24a and the light receiving end 25a of the two optical fibers 24 and 25 are configured not to be directly exposed to the air-fuel mixture in the combustion chamber 3d.

一方、反射鏡ホルダ26bは、電極11,12側に向かって開口する検出穴26dを有している。この検出穴26dは、ほぼ半円筒形に形成されており、燃焼室3d内の電極11,12付近の混合気は、この検出穴26dを介して反射鏡ホルダ26b内に導入される。また、反射鏡28は、円盤状で、反射鏡ホルダ26bの下半部に収容されており、光ファイバ24,25の発光端部24aおよび受光端部25aに対向する位置に、これらとの間に所定間隔を存して配置されている。反射鏡28は、その上面が下方に向かって凹のほぼ球面状の反射面28aになっており、この反射面28aにより、発光端部24aから放射された赤外線レーザビームは、受光端部25aに向かって、極めて小さい所定の反射角(≒0゜)で反射される。   On the other hand, the reflector holder 26b has a detection hole 26d that opens toward the electrodes 11 and 12 side. The detection hole 26d is formed in a substantially semi-cylindrical shape, and the air-fuel mixture near the electrodes 11 and 12 in the combustion chamber 3d is introduced into the reflector holder 26b through the detection hole 26d. The reflecting mirror 28 is disc-shaped and is accommodated in the lower half of the reflecting mirror holder 26b, and is positioned at a position facing the light emitting end 24a and the light receiving end 25a of the optical fibers 24 and 25. Are arranged at predetermined intervals. The reflecting mirror 28 has a substantially spherical reflecting surface 28a whose upper surface is concave downward, and the infrared laser beam emitted from the light emitting end 24a is transmitted to the light receiving end 25a by the reflecting surface 28a. The light is reflected at a very small predetermined reflection angle (≈0 °).

また、前述した発光器31は、He−Neレーザで構成され、ECU2に電気的に接続されており、ECU2からの駆動信号で駆動されることにより、波長3.39μmの赤外線レーザビームを所定強度I0で発光側の光ファイバ24に放射する。 The light emitter 31 described above is composed of a He—Ne laser and is electrically connected to the ECU 2. When driven by a drive signal from the ECU 2, the light emitter 31 emits an infrared laser beam having a wavelength of 3.39 μm to a predetermined intensity. The light is emitted to the optical fiber 24 on the light emission side at I 0 .

さらに、受光器32は、光電変換回路およびバンドパスフィルタ(いずれも図示せず)などで構成され、ECU2に電気的に接続されているとともに、受光側の光ファイバ25からの赤外線レーザビームを受光し、受光した赤外線レーザビームの強度Iを表す検出信号をECU2に出力する。   Further, the light receiver 32 includes a photoelectric conversion circuit and a band-pass filter (both not shown) and is electrically connected to the ECU 2 and receives an infrared laser beam from the optical fiber 25 on the light receiving side. Then, a detection signal indicating the intensity I of the received infrared laser beam is output to the ECU 2.

次に、以上のような空燃比センサ20の検出動作およびその検出原理について説明する。エンジン3の運転中、吸気弁4および燃料噴射弁8の開弁により、混合気が燃焼室3d内に生成されると、ECU2により発光器31が駆動され、波長3.39μmで所定強度I0の赤外線レーザビームが、発光器31から発光側の光ファイバ24側に放射される。 Next, the detection operation and the detection principle of the air-fuel ratio sensor 20 as described above will be described. When the air-fuel mixture is generated in the combustion chamber 3d by opening the intake valve 4 and the fuel injection valve 8 while the engine 3 is in operation, the ECU 2 drives the light emitter 31 and has a predetermined intensity I 0 at a wavelength of 3.39 μm. The infrared laser beam is emitted from the light emitter 31 to the optical fiber 24 side of the light emission side.

この赤外線レーザビームは、発光側の光ファイバ24の発光端部24aから燃焼室3d内の反射鏡28に向かって放射され、サファイア27を透過し、反射鏡28の反射面28aに到達する。その際、サファイア27と反射鏡28との間には、燃焼室3d内の混合気が検出穴26dから入り込んだ状態になっているので、赤外線レーザビームは混合気内を透過する。次いで、赤外線レーザビームは、反射面28aにより受光側の光ファイバ25側に向かって反射され、混合気内を再度、透過した後、受光側の光ファイバ25の受光端部25aから光ファイバ25内に入射し、これを介して受光器32に到達する。そして、受光器32は、受光した赤外線レーザビームの強度Iを表す検出信号を、ECU2に出力する。   This infrared laser beam is emitted from the light emitting end 24a of the light-emitting optical fiber 24 toward the reflecting mirror 28 in the combustion chamber 3d, passes through the sapphire 27, and reaches the reflecting surface 28a of the reflecting mirror 28. At this time, since the air-fuel mixture in the combustion chamber 3d enters the detection hole 26d between the sapphire 27 and the reflecting mirror 28, the infrared laser beam passes through the air-fuel mixture. Next, the infrared laser beam is reflected by the reflecting surface 28a toward the optical fiber 25 on the light receiving side, passes through the mixture again, and then enters the optical fiber 25 from the light receiving end 25a of the optical fiber 25 on the light receiving side. And reaches the light receiver 32 through this. The light receiver 32 outputs a detection signal indicating the intensity I of the received infrared laser beam to the ECU 2.

ECU2は、発光器31が発光したときの赤外線レーザビームの所定強度I0に対する、受光した赤外線レーザビームの強度Iの比(すなわち透過率)I/I0に基づき、下式(1)(2)により、点火プラグ10付近の混合気の空燃比AFを演算する。
log(I/I0)=−ε・L・C ……(1)
AF=[(2・Q)/(NE・Ncy)]/(C・Vs・Mf) ……(2)
式(1)において、εはモル吸光係数を、Lは赤外線レーザビームの混合気の透過距離を、Cは混合気のガソリン濃度をそれぞれ表している。また、式(2)において、Qは吸気管内絶対圧PBAより算出される吸気管流量(質量流量)を、NEはエンジン3の回転数を、Ncyはエンジン3のシリンダ数を、Vsはシリンダ3aの行程容積を、Mfはガソリン質量をそれぞれ表している。なお、本実施形態の空燃比センサ20の場合、透過距離Lは、図3(a)に示す、サファイア27の下端面と反射面28aの中心部との間の距離Lcのほぼ2倍の値(2・Lc≒L)に相当する。
The ECU 2 uses the following formulas (1) and (2) based on the ratio (that is, transmittance) I / I 0 of the received infrared laser beam intensity I to the predetermined intensity I 0 of the infrared laser beam when the light emitter 31 emits light. ) To calculate the air-fuel ratio AF of the air-fuel mixture near the spark plug 10.
log (I / I 0 ) = − ε · L · C (1)
AF = [(2 · Q) / (NE · Ncy)] / (C · Vs · Mf) (2)
In Expression (1), ε represents the molar absorption coefficient, L represents the transmission distance of the mixture of the infrared laser beam, and C represents the gasoline concentration of the mixture. In Expression (2), Q is the intake pipe flow rate (mass flow rate) calculated from the intake pipe absolute pressure PBA, NE is the number of revolutions of the engine 3, Ncy is the number of cylinders of the engine 3, and Vs is the cylinder 3a. , Mf represents gasoline mass. In the case of the air-fuel ratio sensor 20 of the present embodiment, the transmission distance L is a value that is approximately twice the distance Lc between the lower end surface of the sapphire 27 and the central portion of the reflecting surface 28a shown in FIG. This corresponds to (2 · Lc≈L).

図4は、エンジン3が所定の運転状態(回転数が1500rpm、吸気管内圧が−400hPa)にある場合において、以上のような空燃比センサ20を用いることにより検出された、点火プラグ10付近の混合気の空燃比と、排気ガス分析計により検出された排気ガスの空燃比との関係を表したものである。同図を参照すると明らかなように、混合気の空燃比は、排気ガスの空燃比とほぼ同じ値を示しており、本実施形態の空燃比センサ20により、燃焼室3d内の実際の混合気の空燃比AFが精度よく検出されていることが判る。すなわち、空燃比センサ20が高い検出精度を備えていることが実証された。   FIG. 4 shows the vicinity of the spark plug 10 detected by using the air-fuel ratio sensor 20 as described above when the engine 3 is in a predetermined operating state (the rotation speed is 1500 rpm and the intake pipe internal pressure is −400 hPa). It shows the relationship between the air-fuel ratio of the air-fuel mixture and the air-fuel ratio of the exhaust gas detected by the exhaust gas analyzer. As can be seen from the figure, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture shows substantially the same value as the air-fuel ratio of the exhaust gas, and the air-fuel ratio sensor 20 of this embodiment uses the actual air-fuel mixture in the combustion chamber 3d. It can be seen that the air-fuel ratio AF is accurately detected. That is, it was demonstrated that the air-fuel ratio sensor 20 has high detection accuracy.

また、エンジン3は、EGR制御弁14およびスロットル弁機構15を備えている。このEGR制御弁14は、排気通路7および吸気通路5の間に延びるEGR通路(図示せず)を開閉することにより、排気ガスを排気通路7から吸気通路5側に還流するEGR動作を実行するものである。EGR制御弁14は、リニア電磁弁で構成され、ECU2に接続されており、ECU2からの駆動信号に応じてそのバルブリフトがリニアに変化する。ECU2は、後述するように、EGR制御弁14のバルブリフトを制御することにより、EGR量を制御する。   The engine 3 includes an EGR control valve 14 and a throttle valve mechanism 15. The EGR control valve 14 opens and closes an EGR passage (not shown) extending between the exhaust passage 7 and the intake passage 5 to perform an EGR operation for returning the exhaust gas from the exhaust passage 7 to the intake passage 5 side. Is. The EGR control valve 14 is composed of a linear electromagnetic valve and is connected to the ECU 2, and its valve lift changes linearly in response to a drive signal from the ECU 2. The ECU 2 controls the EGR amount by controlling the valve lift of the EGR control valve 14 as will be described later.

一方、スロットル弁機構15は、スロットル弁およびモータ(いずれも図示せず)などを備えている。スロットル弁は、吸気通路5の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化により吸気通路5内を流れる吸入空気量を変化させる。モータは、ECU2に接続されており、ECU2からの駆動信号によって制御されることにより、スロットル弁の開度を変化させる。   On the other hand, the throttle valve mechanism 15 includes a throttle valve and a motor (both not shown). The throttle valve is rotatably provided in the intake passage 5 and changes the amount of intake air flowing through the intake passage 5 by a change in opening degree associated with the rotation. The motor is connected to the ECU 2 and is controlled by a drive signal from the ECU 2 to change the opening of the throttle valve.

さらに、ECU2には、クランク角センサ40、アクセル開度センサ41、水温センサ42、吸気温センサ43、吸気管内絶対圧センサ44、エアフローセンサ45、吸気バルブリフトセンサ46およびEGRバルブリフトセンサ47がそれぞれ接続されている。   Further, the ECU 2 includes a crank angle sensor 40, an accelerator opening sensor 41, a water temperature sensor 42, an intake air temperature sensor 43, an intake pipe absolute pressure sensor 44, an air flow sensor 45, an intake valve lift sensor 46, and an EGR valve lift sensor 47, respectively. It is connected.

クランク角センサ40(回転角度位置パラメータ検出手段)は、エンジン3のクランクシャフト3eの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号およびTDC信号をECU2に出力する。CRK信号は、所定のクランク角(例えば1゜)ごとに1パルスが出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。このエンジン回転数NEは、運転状態パラメータに相当する。   The crank angle sensor 40 (rotation angle position parameter detection means) outputs a CRK signal and a TDC signal, both of which are pulse signals, to the ECU 2 as the crankshaft 3e of the engine 3 rotates. One pulse of the CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 1 °). The ECU 2 calculates the engine speed (hereinafter referred to as “engine speed”) NE of the engine 3 based on the CRK signal. This engine speed NE corresponds to an operating state parameter.

また、TDC信号は、各シリンダ3aのピストン3bが吸気行程のTDC位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角ごとに1パルスが出力される。ECU2は、TDC信号およびCRK信号に基づき、クランクシャフト3eの回転角度位置(以下「クランク角度位置」という)θCRKを算出する。なお、このクランク角度位置θCRK(回転角度位置パラメータ)は、燃焼サイクルの開始時におけるTDC信号が発生したときの位置を基準(0゜)として算出される。   The TDC signal is a signal indicating that the piston 3b of each cylinder 3a is at a predetermined crank angle position slightly before the TDC position of the intake stroke, and one pulse is output for each predetermined crank angle. The ECU 2 calculates a rotational angle position (hereinafter referred to as “crank angle position”) θCRK of the crankshaft 3e based on the TDC signal and the CRK signal. The crank angle position θCRK (rotational angle position parameter) is calculated using the position when the TDC signal is generated at the start of the combustion cycle as a reference (0 °).

アクセル開度センサ41、水温センサ42および吸気温センサ43はそれぞれ、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセル開度」という)AP、エンジン3のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温TW、および吸気温TAを表す検出信号をECU2に出力する。   The accelerator opening sensor 41, the water temperature sensor 42, and the intake air temperature sensor 43 are respectively a depression amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP of the accelerator pedal (not shown) of the vehicle, and the temperature of the cooling water circulating in the cylinder block of the engine 3. Detection signals representing the engine water temperature TW and the intake air temperature TA are output to the ECU 2.

また、吸気管内絶対圧センサ44は、吸気通路5内の絶対圧、すなわち図示しない吸気管内の絶対圧(以下「吸気管内絶対圧」という)PBAを表す検出信号をECU2に出力し、エアフローセンサ45は、スロットル弁を通過する吸入空気量(以下「TH通過吸入空気量」という)GTHを表す検出信号をECU2に出力する。   The intake pipe absolute pressure sensor 44 outputs a detection signal representing the absolute pressure in the intake passage 5, that is, the absolute pressure in the intake pipe (not shown) PBA (hereinafter referred to as "absolute pressure in the intake pipe") to the ECU 2, and the air flow sensor 45 Outputs a detection signal representing the amount of intake air passing through the throttle valve (hereinafter referred to as “TH passage intake air amount”) GTH to the ECU 2.

さらに、吸気バルブリフトセンサ46は、スワール制御用の吸気弁4の実際のバルブリフト(以下「吸気バルブリフト」という)LINを表す検出信号をECU2に出力し、EGRバルブリフトセンサ47は、EGR制御弁14の実際のバルブリフト(以下「EGRバルブリフト」という)LEGRを表す検出信号をECU2に出力する。   Further, the intake valve lift sensor 46 outputs a detection signal representing the actual valve lift (hereinafter referred to as “intake valve lift”) LIN of the intake valve 4 for swirl control to the ECU 2, and the EGR valve lift sensor 47 performs EGR control. A detection signal indicating the actual valve lift (hereinafter referred to as “EGR valve lift”) LEGR of the valve 14 is output to the ECU 2.

一方、ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROM(いずれも図示せず)などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ20,40〜47の検出信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムなどに基づいて各種の演算処理および制御処理を実行する。   On the other hand, the ECU 2 is composed of a microcomputer including an I / O interface, a CPU, a RAM, and a ROM (all not shown), and a ROM according to the detection signals of the various sensors 20, 40 to 47 described above. Various arithmetic processes and control processes are executed based on the control program stored in the program.

具体的には、後述するように、空燃比センサ20の検出信号に基づいて、点火プラグ10付近の混合気の空燃比AFを算出する。また、上記各種の検出信号に基づいてエンジン3の運転状態を判定し、その判定結果に基づいて、エンジン3の燃焼モードを、極低負荷運転時には成層燃焼モードに、それ以外の運転時には均一燃焼モードにそれぞれ切り換える。さらに、燃焼モードに従って、燃料噴射制御、点火時期制御、スワール制御およびEGR制御などを実行する。   Specifically, as will be described later, the air-fuel ratio AF of the air-fuel mixture near the spark plug 10 is calculated based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor 20. Further, the operating state of the engine 3 is determined based on the above various detection signals, and based on the determination result, the combustion mode of the engine 3 is changed to the stratified combustion mode at the extremely low load operation, and the uniform combustion at the other operation. Switch to each mode. Further, fuel injection control, ignition timing control, swirl control, EGR control, and the like are executed according to the combustion mode.

この成層燃焼モードでは、燃料を圧縮行程中に燃料噴射弁8から燃焼室3d内に噴射し、噴射燃料の大部分をピストン3bの上端部の凹部3fに衝突させることにより、燃料噴流が形成される。この燃料噴流と、スワール制御によるスワール流およびタンブル流とによって、層状の混合気を生成し、ピストン3bが圧縮行程の上死点に近い位置にあることで、層状の混合気のうちの周囲よりもガソリン濃度の高い部分を、点火プラグ10の付近に偏在させながら燃焼させる。その結果、理論空燃比よりも極リーンな空燃比(例えば65)で燃焼が行われる。また、成層燃焼モードでは、スロットル弁の開度は全開に近い状態に制御される。   In this stratified combustion mode, fuel is injected from the fuel injection valve 8 into the combustion chamber 3d during the compression stroke, and a fuel jet is formed by causing most of the injected fuel to collide with the recess 3f at the upper end of the piston 3b. The The fuel jet flow, swirl flow and tumble flow by swirl control generate a stratified mixture, and the piston 3b is located near the top dead center of the compression stroke, so that the surroundings of the stratified mixture However, a portion having a high gasoline concentration is burned while being unevenly distributed in the vicinity of the spark plug 10. As a result, combustion is performed at an air / fuel ratio (for example, 65) that is extremely leaner than the stoichiometric air / fuel ratio. Further, in the stratified combustion mode, the opening degree of the throttle valve is controlled to be almost fully open.

また、均一燃焼モードでは、燃料を吸気行程中に燃焼室3d内に噴射し、燃料噴流とスワール制御によるスワール流およびタンブル流とによって混合気を生成し、それを燃焼室3d内に均一に分散させながら、成層燃焼モードよりもリッチな空燃比(例えば12〜22)で燃焼させる。   Further, in the uniform combustion mode, fuel is injected into the combustion chamber 3d during the intake stroke, and an air-fuel mixture is generated by the fuel jet and the swirl flow and tumble flow by the swirl control, and is uniformly dispersed in the combustion chamber 3d. In this case, the combustion is performed at a richer air-fuel ratio (for example, 12 to 22) than in the stratified combustion mode.

なお、本実施形態では、ECU2により、空燃比検出手段、回転角度位置パラメータ検出手段、点火時期設定手段、判定手段、点火制御手段、空燃比制御手段およびしきい値算出手段が構成されている。 In the present embodiment, the ECU 2 comprises air-fuel ratio detection means, rotation angle position parameter detection means, ignition timing setting means, determination means, ignition control means , air- fuel ratio control means, and threshold value calculation means .

次に、図5を参照しながら、ECU2により実行される、点火プラグ10付近の混合気の空燃比(以下、単に「空燃比」という)AFを算出する処理について説明する。本処理は、プログラムタイマの設定により、所定周期(例えば10msec)で割り込み実行される。   Next, a process executed by the ECU 2 to calculate the air-fuel ratio (hereinafter simply referred to as “air-fuel ratio”) AF of the air-fuel mixture near the spark plug 10 will be described with reference to FIG. This process is interrupted at a predetermined cycle (for example, 10 msec) according to the setting of the program timer.

この処理では、まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)において、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する。この成層燃焼許可フラグF_DISCOKは、エンジン3が成層燃焼モードを実行すべき運転状態にあるときには「1」に、均一燃焼モードを実行すべき運転状態にあるときには「0」にそれぞれ設定される。   In this process, first, in step 1 (abbreviated as “S1” in the figure, the same applies hereinafter), it is determined whether or not the stratified combustion permission flag F_DISCOK is “1”. The stratified combustion permission flag F_DISCOK is set to “1” when the engine 3 is in an operation state in which the stratified combustion mode is to be executed, and is set to “0” when in an operation state in which the uniform combustion mode is to be executed.

ステップ1の判別結果がNOで、エンジン3が均一燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ2に進み、クランク角度位置θCRKが均一燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART1よりも小さいか否かを判別する。この均一燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART1は、後述する均一燃焼モード用の燃料噴射時期に応じて、吸気行程中の所定のクランク角度位置に設定される。この判別結果がYESで、クランク角度位置θCRKが均一燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART1に達していないときには、空燃比AFを算出すべきでないとして、そのまま本処理を終了する。   When the determination result of step 1 is NO and the engine 3 is in an operation state in which the uniform combustion mode should be executed, the process proceeds to step 2 and whether or not the crank angle position θCRK is smaller than the detection start angle position θSTART1 for the uniform combustion mode. Is determined. The detection start angle position θSTART1 for the uniform combustion mode is set to a predetermined crank angle position during the intake stroke in accordance with a fuel injection timing for the uniform combustion mode described later. If the result of this determination is YES and the crank angle position θCRK has not reached the detection start angle position θSTART1 for the uniform combustion mode, it is determined that the air-fuel ratio AF should not be calculated, and the present process is terminated.

一方、ステップ2の判別結果がNOで、クランク角度位置θCRKが均一燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART1に達しているときには、ステップ3に進み、クランク角度位置θCRKが均一燃焼モード用の検出終了角度位置θEND1より小さいか否かを判別する。この均一燃焼モード用の検出終了角度位置θEND1は、均一燃焼モード用の燃料噴射時期に応じて、圧縮行程中の所定のクランク角度位置に設定される。   On the other hand, if the determination result in step 2 is NO and the crank angle position θCRK has reached the detection start angle position θSTART1 for the uniform combustion mode, the process proceeds to step 3 where the crank angle position θCRK is the detection end angle for the uniform combustion mode. It is determined whether or not the position is smaller than θEND1. The detection end angle position θEND1 for the uniform combustion mode is set to a predetermined crank angle position during the compression stroke according to the fuel injection timing for the uniform combustion mode.

ステップ3の判別結果がYESで、クランク角度位置θCRKが均一燃焼モード用の検出終了角度位置θEND1に達していないときには、ステップ4に進み、空燃比センサ20の検出信号に基づき、前述した式(1),(2)により、空燃比AFを算出する。   When the determination result in step 3 is YES and the crank angle position θCRK has not reached the detection end angle position θEND1 for the uniform combustion mode, the process proceeds to step 4 and based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor 20, the above-described formula (1 ) And (2), the air-fuel ratio AF is calculated.

次いで、ステップ5で、RAMに記憶されているm個の均一燃焼モード用のバッファ値AFBUFF1を更新する。これらの均一燃焼モード用のバッファ値AFBUFF1は、均一燃焼モードでの本処理の実行に同期して、前回以前のm回のループでそれぞれサンプリングされた空燃比AFのサンプリング値を表している。また、値mは、m個のバッファ値AFBUFF1に、当該燃焼サイクルにおける全ての空燃比AFのサンプリング値と、それ以前の複数回の燃焼サイクルにおける全ての空燃比AFのサンプリング値とが含まれるような、所定の整数に設定されている。   Next, in step 5, the buffer values AFBUFF1 for m uniform combustion modes stored in the RAM are updated. These buffer values AFBUFF1 for the uniform combustion mode represent the sampling values of the air-fuel ratio AF respectively sampled in m loops before the previous time in synchronization with the execution of this processing in the uniform combustion mode. The value m is such that the m buffer values AFBUFF1 include the sampling values of all the air-fuel ratios AF in the combustion cycle and the sampling values of all the air-fuel ratios AF in a plurality of previous combustion cycles. It is set to a predetermined integer.

このステップ5のバッファ値AFBUFF1の更新処理では、RAM内の各々の値が、1制御サイクル分、古い値として設定される。例えば、今回サンプリングされた空燃比AFが、均一燃焼モード用のバッファ値の今回値AFBUFF1(k)として設定され、今回値AFBUFF1(k)が前回値AFBUFF1(k−1)として設定され、前回値AFBUFF1(k−1)が前々回値AFBUFF1(k−2)として設定される。以上のように、均一燃焼モード用のバッファ値AFBUFF1を更新した後、本処理を終了する。   In the update process of the buffer value AFBUFF1 in step 5, each value in the RAM is set as an old value for one control cycle. For example, the air / fuel ratio AF sampled this time is set as the current value AFBUFF1 (k) of the buffer value for the uniform combustion mode, the current value AFBUFF1 (k) is set as the previous value AFBUFF1 (k−1), and the previous value AFBUFF1 (k-1) is set as the previous value AFBUFF1 (k-2). As described above, after updating the buffer value AFBUFF1 for the uniform combustion mode, the present process is terminated.

一方、ステップ3の判別結果がNOで、クランク角度位置θCRKが均一燃焼モード用の検出終了角度位置θEND1に達しているときには、空燃比AFを算出すべきでないとして、本処理を終了する。   On the other hand, if the determination result in step 3 is NO and the crank angle position θCRK has reached the detection end angle position θEND1 for the uniform combustion mode, it is determined that the air-fuel ratio AF should not be calculated, and this process ends.

一方、ステップ1の判別結果がYESで、エンジン3が成層燃焼モードを実行すべき運転状態にあるときには、ステップ6に進み、クランク角度位置θCRKが成層燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART2よりも小さいか否かを判別する。この成層燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART2は、後述する成層燃焼モード用の燃料噴射時期に応じて、圧縮行程中の所定のクランク角度位置に設定される。この判別結果がYESで、クランク角度位置θCRKが成層燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART2に達していないときには、空燃比AFを算出すべきでないとして、そのまま本処理を終了する。   On the other hand, if the determination result in step 1 is YES and the engine 3 is in the operating state where the stratified combustion mode should be executed, the process proceeds to step 6 where the crank angle position θCRK is smaller than the detection start angle position θSTART2 for the stratified combustion mode. It is determined whether or not. The detection start angle position θSTART2 for the stratified combustion mode is set to a predetermined crank angle position during the compression stroke according to the fuel injection timing for the stratified combustion mode described later. If the determination result is YES and the crank angle position θCRK has not reached the detection start angle position θSTART2 for the stratified combustion mode, it is determined that the air-fuel ratio AF should not be calculated, and the present process is terminated.

一方、ステップ6の判別結果がNOで、クランク角度位置θCRKが成層燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART2に達しているときには、ステップ7に進み、クランク角度位置θCRKが成層燃焼モード用の検出終了角度位置θEND2より小さいか否かを判別する。この成層燃焼モード用の検出終了角度位置θEND2は、成層燃焼モード用の燃料噴射時期に応じて、成層燃焼モード用の検出開始角度位置θSTART2よりも燃焼行程側の、圧縮行程中の所定のクランク角度位置に設定される。   On the other hand, if the determination result in step 6 is NO and the crank angle position θCRK has reached the detection start angle position θSTART2 for the stratified combustion mode, the process proceeds to step 7 where the crank angle position θCRK is the detection end angle for the stratified combustion mode. It is determined whether or not the position is smaller than θEND2. The detection end angle position θEND2 for the stratified combustion mode is a predetermined crank angle during the compression stroke on the combustion stroke side with respect to the detection start angle position θSTART2 for the stratified combustion mode according to the fuel injection timing for the stratified combustion mode. Set to position.

ステップ7の判別結果がYESで、クランク角度位置θCRKが成層燃焼モード用の検出終了角度位置θEND2に達していないときには、ステップ8に進み、空燃比センサ20の検出信号に基づき、前述した式(1),(2)により、空燃比AFを算出する。   When the determination result in step 7 is YES and the crank angle position θCRK has not reached the detection end angle position θEND2 for the stratified combustion mode, the process proceeds to step 8, and based on the detection signal of the air-fuel ratio sensor 20, the above-described formula (1 ) And (2), the air-fuel ratio AF is calculated.

次いで、ステップ9で、RAMに記憶されているn個の成層燃焼モード用のバッファ値AFBUFF2を更新する。この更新処理は、前述したステップ5と同様に実行される。また、これらの成層燃焼モード用のバッファ値AFBUFF2は、成層燃焼モードでの本処理の実行に同期して、前回以前のn回のループでそれぞれサンプリングされた空燃比AFのサンプリング値を表している。さらに、値nは、n個のバッファ値AFBUFF2に、当該燃焼サイクルにおける全ての空燃比AFのサンプリング値と、それ以前の複数回の燃焼サイクルにおける全ての空燃比AFのサンプリング値とが含まれるような、所定の整数に設定されている。以上のように、成層燃焼モード用のバッファ値AFBUFF2を更新した後、本処理を終了する。   Next, in step 9, the buffer value AFBUFF2 for n stratified combustion modes stored in the RAM is updated. This update process is executed in the same manner as in Step 5 described above. Further, these buffer values AFBUFF2 for the stratified combustion mode represent the sampling values of the air-fuel ratio AF sampled in the previous n loops in synchronization with the execution of this processing in the stratified combustion mode. . Further, the value n is such that the n buffer values AFBUFF2 include sampling values of all air-fuel ratios AF in the combustion cycle and sampling values of all air-fuel ratios AF in a plurality of previous combustion cycles. It is set to a predetermined integer. As described above, after updating the buffer value AFBUFF2 for the stratified combustion mode, the present process is terminated.

一方、ステップ7の判別結果がNOで、クランク角度位置θCRKが成層燃焼モード用の検出終了角度位置θEND2に達しているときには、空燃比AFを算出すべきでないとして、本処理を終了する。   On the other hand, if the determination result in step 7 is NO and the crank angle position θCRK has reached the detection end angle position θEND2 for the stratified combustion mode, it is determined that the air-fuel ratio AF should not be calculated, and this process ends.

次に、図6を参照しながら、ECU2により実行される点火時期制御処理について説明する。本処理は、後述する燃料噴射制御処理において燃料噴射時期が算出された以降、所定周期(例えば10msec)で割り込み実行される。この処理では、まず、ステップ20で、後述する算出済みフラグF_CALが「1」であるか否かを判別する。   Next, an ignition timing control process executed by the ECU 2 will be described with reference to FIG. This process is interrupted at a predetermined cycle (for example, 10 msec) after the fuel injection timing is calculated in the fuel injection control process described later. In this process, first, in step 20, it is determined whether or not a calculated flag F_CAL described later is “1”.

この判別結果がNOのときには、ステップ21に進み、前述した成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOで、エンジン3が均一燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ22に進み、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、図7に示すマップを検索することにより、基本点火時期θIGBASEを算出する。なお、要求トルクPMCMD(運転状態パラメータ)は、図8のステップ40において、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じて、図9に示すマップを検索することにより算出される。   When the determination result is NO, the process proceeds to step 21 to determine whether or not the stratified combustion permission flag F_DISCOK described above is “1”. When the determination result is NO and the engine 3 is in the operation state in which the uniform combustion mode should be executed, the process proceeds to step 22 and the map shown in FIG. 7 is searched according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. The basic ignition timing θIGBASE is calculated. The required torque PMCMD (operating state parameter) is calculated by searching the map shown in FIG. 9 according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP in step 40 of FIG.

次に、ステップ23に進み、均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1を算出する。この均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1は、RAMに記憶されているm個の均一燃焼モード用のバッファ値AFBUFF1の算術平均値として算出される。   Next, the routine proceeds to step 23, where the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode is calculated. The average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode is calculated as an arithmetic average value of m buffer values AFBUFF1 for the uniform combustion mode stored in the RAM.

次いで、ステップ24に進み、上記ステップ23で算出した均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1に応じて、図示しないテーブルを検索することにより、均一燃焼モード用の補正項θAF1を算出する。   Next, the process proceeds to step 24, where a correction term θAF1 for the uniform combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode calculated in step 23.

ステップ24に続くステップ25では、下式(3)により最終点火時期θIGCMDを算出する。
θIGCMD=θIGBASE+θIGCR+θAF1 ……(3)
ここで、θIGCRは、総補正項であり、吸気温TA、エンジン水温TWおよびEGR量などの複数のパラメータに応じて複数の補正項をそれぞれテーブル検索し、それらの補正項を互いに加算することにより算出される。
In step 25 following step 24, the final ignition timing θIGCMD is calculated by the following equation (3).
θIGCMD = θIGBASE + θIGCR + θAF1 (3)
Here, θIGCR is a total correction term, and a plurality of correction terms are searched according to a plurality of parameters such as intake air temperature TA, engine water temperature TW, and EGR amount, and these correction terms are added to each other. Calculated.

次いで、ステップ26に進み、最終点火時期θIGCMDに基づいて、点火時期のしきい値θIGLMTを算出する。このしきい値θIGLMTは、混合気を着火可能であると想定される最も遅角側の値に設定される。   Next, the routine proceeds to step 26, where the ignition timing threshold value θIGLMT is calculated based on the final ignition timing θIGCMD. This threshold value θIGLMT is set to the most retarded value that is assumed to allow the air-fuel mixture to be ignited.

一方、ステップ21の判別結果がYESで、エンジン3が成層燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ27に進み、エンジン回転数NEおよび成層燃焼モード用の燃料噴射終了タイミングIJLOGDに応じて、図10に示すマップを検索することにより、基本点火時期θIGBASEを算出する。この成層燃焼モード用の燃料噴射終了タイミングIJLOGD(運転状態パラメータ)は、後述する燃料噴射制御処理で算出される。   On the other hand, when the determination result in step 21 is YES and the engine 3 is in the operation state in which the stratified combustion mode should be executed, the process proceeds to step 27, and according to the engine speed NE and the fuel injection end timing IJLOGD for the stratified combustion mode, The basic ignition timing θIGBASE is calculated by searching the map shown in FIG. The fuel injection end timing IJLOGD (operating state parameter) for the stratified combustion mode is calculated by a fuel injection control process described later.

次に、ステップ28に進み、前述したステップ23と同様の手法により、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2を算出する。すなわち、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2は、RAMに記憶されているn個の成層燃焼モード用のバッファ値AFBUFF2の算術平均値として算出される。   Next, the process proceeds to step 28, and the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode is calculated by the same method as in step 23 described above. That is, the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode is calculated as an arithmetic average value of the n buffer values AFBUFF2 for the stratified combustion mode stored in the RAM.

次いで、ステップ29に進み、上記ステップ28で算出した成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2に応じて、図示しないテーブルを検索することにより、成層燃焼モード用の補正項θAF2を算出する。   Next, the process proceeds to step 29, and a correction term θAF2 for the stratified combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode calculated in step 28.

ステップ29に続くステップ30では、下式(4)により最終点火時期θIGCMDを算出する。
θIGCMD=θIGBASE+θIGCR+θAF2 ……(4)
In step 30 following step 29, the final ignition timing θIGCMD is calculated by the following equation (4).
θIGCMD = θIGBASE + θIGCR + θAF2 (4)

次いで、ステップ31に進み、ステップ26と同様に、最終点火時期θIGCMDに基づいて、点火時期のしきい値θIGLMTを算出する。   Next, the routine proceeds to step 31, where the ignition timing threshold θIGLMT is calculated based on the final ignition timing θIGCMD as in step 26.

ステップ26またはステップ31に続くステップ32では、最終点火時期θIGCMDおよび点火時期のしきい値θIGLMTを算出したことを表すために、算出済みフラグF_CALを「1」に設定する。これにより、次回以降のループにおいて、ステップ20の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ33に進む。   In step 32 following step 26 or step 31, the calculated flag F_CAL is set to “1” to indicate that the final ignition timing θIGCMD and the ignition timing threshold value θIGLMT have been calculated. Thereby, in the loop after the next time, the determination result of step 20 becomes YES, and in that case, the process proceeds to step 33.

ステップ20またはステップ32に続くステップ33では、クランク角度位置θCRKが最終点火時期θIGCMDよりも小さいか否かを判別する。この判別結果がYESで、クランク角度位置θCRKが最終点火時期θIGCMDに達していないときには、点火動作を実行すべきでないとして、そのまま本処理を終了する。   In step 33 following step 20 or step 32, it is determined whether or not the crank angle position θCRK is smaller than the final ignition timing θIGCMD. If the determination result is YES and the crank angle position θCRK has not reached the final ignition timing θIGCMD, it is determined that the ignition operation should not be performed, and the present process is terminated.

一方、ステップ33の判別結果がNOで、クランク角度位置θCRKが最終点火時期θIGCMDに達しているときには、ステップ34に進み、空燃比AFが所定値AFREF以下であるか否かを判別する。この所定値AFREFは、混合気を着火可能な最もリーン側の値に設定されている。   On the other hand, if the determination result in step 33 is NO and the crank angle position θCRK has reached the final ignition timing θIGCMD, the process proceeds to step 34 to determine whether the air-fuel ratio AF is equal to or less than a predetermined value AFREF. The predetermined value AFREF is set to the most lean value that can ignite the air-fuel mixture.

この判別結果がYESで、混合気の空燃比AFが着火可能な値であるときには、ステップ35に進み、点火制御信号を点火コイル9を介して点火プラグ10に出力する。これにより、燃焼室3d内の混合気が着火される。次いで、ステップ36で、算出済みフラグF_CALを「0」に設定した後、本処理を終了する。   When the determination result is YES and the air-fuel ratio AF of the air-fuel mixture is a value that can be ignited, the routine proceeds to step 35, where an ignition control signal is output to the spark plug 10 via the ignition coil 9. Thereby, the air-fuel mixture in the combustion chamber 3d is ignited. Next, in step 36, the calculated flag F_CAL is set to “0”, and then this process is terminated.

一方、ステップ34の判別結果がNOのとき、すなわち、混合気が薄く、着火困難な状態にあるときには、ステップ37に進み、クランク角度位置θCRKが点火時期のしきい値θIGLMTよりも小さいか否かを判別する。この判別結果がYESで、クランク角度位置θCRKが点火時期のしきい値θIGLMTに達していないときには、点火動作を実行すべきでないとして、そのまま本処理を終了する。   On the other hand, when the determination result in step 34 is NO, that is, when the air-fuel mixture is thin and ignition is difficult, the routine proceeds to step 37, and whether or not the crank angle position θCRK is smaller than the ignition timing threshold θIGLMT. Is determined. If the determination result is YES and the crank angle position θCRK has not reached the ignition timing threshold value θIGLMT, it is determined that the ignition operation should not be performed, and the present process is terminated.

一方、ステップ37の判別結果がNOで、クランク角度位置θCRKが点火時期のしきい値θIGLMTに達しているときには、点火動作を強制的に実行するために、前述したステップ35,36を実行し、その後、本処理を終了する。   On the other hand, when the determination result in step 37 is NO and the crank angle position θCRK has reached the ignition timing threshold value θIGLMT, the aforementioned steps 35 and 36 are executed to forcibly execute the ignition operation. Thereafter, this process is terminated.

以上のように、この点火時期制御処理では、クランク角度位置θCRKが最終点火時期θIGCMDに達した以降、しきい値θIGLMTに達するまでの間、空燃比AFが着火可能な値を示しているときには、点火動作が実行され、それ以外のときには、点火動作が保留される。これにより、当該燃焼サイクルの点火時期での混合気が薄すぎる場合でも点火動作を強制的に実行してしまう従来の場合と比べて、より良好な着火性を確保でき、それにより、燃焼効率を向上させることができる。特に、本実施形態のエンジン3のような直噴エンジンの場合、成層燃焼モード中、層状の混合気のうちの周囲よりもガソリン濃度の高い部分が点火プラグ10の付近に偏在するように制御されるので、上記のように、点火プラグ10付近の混合気の空燃比AFが着火可能な状態にあるか否かを監視しながら点火動作を行うことにより、混合気の着火性をより効果的に向上させることができる。   As described above, in this ignition timing control process, after the crank angle position θCRK reaches the final ignition timing θIGCMD and until the threshold θIGLMT is reached, the air-fuel ratio AF shows a value that can be ignited. The ignition operation is executed, and at other times, the ignition operation is suspended. This ensures better ignitability compared to the conventional case where the ignition operation is forcibly executed even when the air-fuel mixture at the ignition timing of the combustion cycle is too thin, thereby improving the combustion efficiency. Can be improved. In particular, in the case of a direct injection engine such as the engine 3 of the present embodiment, during the stratified combustion mode, the portion of the stratified air-fuel mixture is controlled so as to be unevenly distributed in the vicinity of the spark plug 10 than the surroundings. Therefore, as described above, by performing the ignition operation while monitoring whether or not the air-fuel ratio AF of the air-fuel mixture in the vicinity of the spark plug 10 is in an ignitable state, the ignitability of the air-fuel mixture can be more effectively improved. Can be improved.

また、均一燃焼モード中は、均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1に応じて、均一燃焼モード用の補正項θAF1が算出されるとともに、この補正項θAF1により補正された値として、最終点火時期θIGCMDが算出される。また、成層燃焼モード中は、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2に応じて、成層燃焼モード用の補正項θAF2が算出され、この補正項θAF2により補正された値として、最終点火時期θIGCMDが算出される。したがって、今回の燃焼サイクルよりも前の複数回の燃焼サイクルで検出された空燃比AFの状態を反映させながら、今回の燃焼サイクルでの点火時期制御を行うことができ、それにより、混合気の着火性をさらに向上させることができる。   During the uniform combustion mode, the correction term θAF1 for the uniform combustion mode is calculated according to the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode, and the final ignition timing θIGCMD is obtained as a value corrected by the correction term θAF1. Is calculated. Further, during the stratified combustion mode, the correction term θAF2 for the stratified combustion mode is calculated according to the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode, and the final ignition timing θIGCMD is calculated as a value corrected by the correction term θAF2. Is done. Therefore, it is possible to perform ignition timing control in the current combustion cycle while reflecting the state of the air-fuel ratio AF detected in a plurality of combustion cycles before the current combustion cycle, thereby The ignitability can be further improved.

次に、図11を参照しながら、燃料噴射制御処理について説明する。本処理は、TDC信号の発生タイミングに同期して割り込み実行される。この処理では、まず、ステップ50において、前述した成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する。   Next, the fuel injection control process will be described with reference to FIG. This process is interrupted in synchronization with the generation timing of the TDC signal. In this process, first, in step 50, it is determined whether or not the above-described stratified combustion permission flag F_DISCOK is “1”.

この判別結果がNOで、エンジン3が均一燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ51に進み、以下に述べるように、TH通過吸入空気量GTHおよび吸気管内絶対圧PBAに応じて、均一燃焼モード用の基本燃料噴射量TIBASE1を算出する。すなわち、まず、下式(5)により、シリンダ3a内に実際に吸入されると推定される実吸入空気量GCYLを算出する。
GCYL=GTH−VB・(PBA−PBAZ)/(R・TB) ……(5)
ここで、VBは吸気管内体積を、Rは所定の気体定数を、TBは吸気管内温度を、PBAZは吸気管内絶対圧PBAの前回値をそれぞれ表している。
When the determination result is NO and the engine 3 is in an operation state in which the uniform combustion mode should be executed, the process proceeds to step 51, and as described below, the engine 3 is uniformly according to the TH passing intake air amount GTH and the intake pipe absolute pressure PBA. A basic fuel injection amount TIBASE1 for the combustion mode is calculated. That is, first, the actual intake air amount GCYL estimated to be actually sucked into the cylinder 3a is calculated by the following equation (5).
GCYL = GTH-VB. (PBA-PBAZ) / (R.TB) (5)
Here, VB represents the volume in the intake pipe, R represents a predetermined gas constant, TB represents the temperature in the intake pipe, and PBAZ represents the previous value of the absolute pressure PBA in the intake pipe.

次いで、上記のように算出した実吸入空気量GCYLに応じて、図示しないテーブルを検索することにより、均一燃焼モード用の基本燃料噴射量TIBASE1を算出する。   Next, a basic fuel injection amount TIBASE1 for the uniform combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the actual intake air amount GCYL calculated as described above.

ステップ51に続くステップ52では、前述したステップ23と同様に、均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1を算出する。   In step 52 following step 51, the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode is calculated as in step 23 described above.

次に、ステップ53に進み、上記ステップ52で算出した均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1に応じて、図示しないテーブルを検索することにより、均一燃焼モード用の補正係数KAVE1を算出する。   Next, the process proceeds to step 53, and a correction coefficient KAVE1 for the uniform combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode calculated in step 52.

次いで、ステップ54で、下式(6)により、要求燃料噴射量TCYLを算出する。
TCYL=TIBASE1・KAVE1・KTOTAL・KCMD・KSTR
……(6)
ここで、KTOTALは、総補正係数であり、エンジン水温TWおよび吸気温TAなどのエンジン3の運転状態に応じて各種の補正係数をテーブル検索し、これらを互いに乗算することにより算出される。また、KCMDは、所定の制御アルゴリズムにより、エンジン3の運転状態に応じて算出される目標空燃比であり、KSTRは、所定のフィードバック制御アルゴリズムにより算出されるフィードバック係数である。
Next, at step 54, the required fuel injection amount TCYL is calculated by the following equation (6).
TCYL = TIBASE1, KAVE1, KTOTAL, KCMD, KSTR
...... (6)
Here, KTOTAL is a total correction coefficient, and is calculated by performing a table search for various correction coefficients such as the engine water temperature TW and the intake air temperature TA, and multiplying them together. KCMD is a target air-fuel ratio calculated according to the operating state of the engine 3 by a predetermined control algorithm, and KSTR is a feedback coefficient calculated by a predetermined feedback control algorithm.

次に、ステップ55に進み、上記ステップ54で算出した要求燃料噴射量TCYLに所定の付着補正処理を施すことにより、最終燃料噴射量TOUTを算出する。   Next, the routine proceeds to step 55, where the final fuel injection amount TOUT is calculated by subjecting the required fuel injection amount TCYL calculated at step 54 to a predetermined adhesion correction process.

次いで、ステップ56で、均一燃焼モード用の燃料噴射時期を算出する。具体的には、まず、最終燃料噴射量TOUTおよびエンジン回転数NEに応じて、図示しないマップを検索することにより、燃料噴射終了タイミングのマップ値を算出し、これをエンジン水温TWに応じて補正することにより、均一燃焼モード用の燃料噴射終了タイミングを算出する。さらに、この均一燃焼モード用の燃料噴射終了タイミングおよび最終燃料噴射量TOUTに基づいて、均一燃焼モード用の燃料噴射開始タイミングを算出する。以上のように、均一燃焼モード用の燃料噴射時期を算出した後、本処理を終了する。   Next, at step 56, the fuel injection timing for the uniform combustion mode is calculated. Specifically, first, a map value of the fuel injection end timing is calculated by searching a map (not shown) according to the final fuel injection amount TOUT and the engine speed NE, and this is corrected according to the engine water temperature TW. Thus, the fuel injection end timing for the uniform combustion mode is calculated. Further, the fuel injection start timing for the uniform combustion mode is calculated based on the fuel injection end timing for the uniform combustion mode and the final fuel injection amount TOUT. As described above, after calculating the fuel injection timing for the uniform combustion mode, the present process is terminated.

一方、ステップ50の判別結果がYESで、エンジン3が成層燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ57において、前述した均一燃焼モード用の基本燃料噴射量TIBASE1の算出手法と同様の手法により、成層燃焼モード用の基本燃料噴射量TIBASE2を算出する。すなわち、前述した式(5)により実吸入空気量GCYLを算出し、この実吸入空気量GCYLに応じて、図示しないテーブルを検索することにより、成層燃焼モード用の基本燃料噴射量TIBASE2を算出する。   On the other hand, when the determination result in step 50 is YES and the engine 3 is in the operating state in which the stratified combustion mode should be executed, in step 57, the same method as the calculation method of the basic fuel injection amount TIBASE1 for the uniform combustion mode described above is used. Then, the basic fuel injection amount TIBASE2 for the stratified combustion mode is calculated. That is, the actual intake air amount GCYL is calculated by the above-described equation (5), and the basic fuel injection amount TIBASE2 for the stratified combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the actual intake air amount GCYL. .

次に、ステップ58で、前述したステップ28と同様に、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2を算出する。   Next, in step 58, the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode is calculated as in step 28 described above.

次いで、ステップ59に進み、上記ステップ58で算出した成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2に応じて、図示しないテーブルを検索することにより、成層燃焼モード用の補正係数KAVE2を算出する。   Next, the routine proceeds to step 59, where a correction coefficient KAVE2 for the stratified combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode calculated at step 58 above.

次に、ステップ60で、下式(7)により、要求燃料噴射量TCYLを算出する。
TCYL=TIBASE2・KAVE2・KTOTAL・KCMD・KSTR
……(7)
Next, at step 60, the required fuel injection amount TCYL is calculated by the following equation (7).
TCYL = TIBASE2 / KAVE2 / KTOTAL / KCMD / KSTR
...... (7)

次に、ステップ61に進み、前述したステップ55と同様に、ステップ60で算出した要求燃料噴射量TCYLに付着補正処理を施すことにより、最終燃料噴射量TOUTを算出する。   Next, the process proceeds to step 61, and similarly to step 55 described above, the final fuel injection amount TOUT is calculated by subjecting the required fuel injection amount TCYL calculated in step 60 to an adhesion correction process.

次いで、ステップ62で、成層燃焼モード用の燃料噴射時期を算出する。具体的には、まず、最終燃料噴射量TOUTおよびエンジン回転数NEに応じて、図示しないマップを検索することにより、成層燃焼モード用の燃料噴射終了タイミングIJLOGDを算出する。さらに、この成層燃焼モード用の燃料噴射終了タイミングIJLOGDおよび最終燃料噴射量TOUTに基づいて、成層燃焼モード用の燃料噴射開始タイミングを算出する。このように成層燃焼モード用の燃料噴射時期を算出した後、本処理を終了する。   Next, at step 62, the fuel injection timing for the stratified combustion mode is calculated. Specifically, first, a fuel injection end timing IJLOGD for the stratified combustion mode is calculated by searching a map (not shown) according to the final fuel injection amount TOUT and the engine speed NE. Further, the fuel injection start timing for the stratified combustion mode is calculated based on the fuel injection end timing IJLOGD for the stratified combustion mode and the final fuel injection amount TOUT. After calculating the fuel injection timing for the stratified combustion mode in this way, the present process is terminated.

以上のように、この燃料噴射制御処理によれば、均一燃焼モード中は、均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1に応じて、均一燃焼モード用の補正係数KAVE1が算出されるとともに、この補正係数KAVE1により補正された値として、最終燃料噴射量TOUTが算出される。また、成層燃焼モード中は、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2に応じて、成層燃焼モード用の補正係数KAVE2が算出され、この補正係数KAVE2により補正された値として、最終燃料噴射量TOUTが算出される。したがって、今回の燃焼サイクルよりも前の複数回の燃焼サイクルで検出された空燃比AFの状態を反映させながら、今回の燃焼サイクルでの燃料噴射制御を行うことができ、それにより、空燃比AFを着火可能な値に精度良く制御することができる。   As described above, according to this fuel injection control process, during the uniform combustion mode, the correction coefficient KAVE1 for the uniform combustion mode is calculated according to the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode, and this correction coefficient The final fuel injection amount TOUT is calculated as a value corrected by KAVE1. Further, during the stratified combustion mode, the correction coefficient KAVE2 for the stratified combustion mode is calculated according to the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode, and the final fuel injection amount TOUT is calculated as a value corrected by this correction coefficient KAVE2. Calculated. Accordingly, it is possible to perform the fuel injection control in the current combustion cycle while reflecting the state of the air-fuel ratio AF detected in a plurality of combustion cycles before the current combustion cycle. Can be accurately controlled to a value that can be ignited.

次に、図12を参照しながら、スワール制御処理について説明する。本処理は、以下に述べるように、可変式吸気動弁機構13を介してスワール制御用の吸気弁4のバルブリフトLINを制御することによって、燃焼室3d内に発生するスワール流およびタンブル流を制御するものであり、TDC信号の発生タイミングに同期して割り込み実行される。この処理では、まず、ステップ70において、前述した成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する。   Next, the swirl control process will be described with reference to FIG. As described below, this process controls the swirl flow and tumble flow generated in the combustion chamber 3d by controlling the valve lift LIN of the intake valve 4 for swirl control via the variable intake valve mechanism 13. The control is performed, and the interrupt is executed in synchronization with the generation timing of the TDC signal. In this process, first, in step 70, it is determined whether or not the stratified combustion permission flag F_DISCOK described above is “1”.

この判別結果がNOで、エンジン3が均一燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ71に進み、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、図示しないマップを検索することにより、均一燃焼モード用の基本吸気バルブリフトLINBASE1を算出する。   When the determination result is NO and the engine 3 is in an operation state in which the uniform combustion mode should be executed, the process proceeds to step 71, and a uniform combustion is performed by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. The basic intake valve lift LINBASE1 for the mode is calculated.

次に、ステップ72に進み、前述したステップ23,52と同様に、均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1を算出する。その後、ステップ73で、上記ステップ72で算出した均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1に応じて、図示しないテーブルを検索することにより、均一燃焼モード用の補正リフトDLIN1を算出する。   Next, the routine proceeds to step 72, where the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode is calculated in the same manner as in steps 23 and 52 described above. Thereafter, in step 73, a correction lift DLIN1 for uniform combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the average air-fuel ratio AFAVE1 for uniform combustion mode calculated in step 72.

ステップ73に続くステップ74では、下式(8)により、目標吸気バルブリフトLINCMDを算出する。
LINCMD=LINBASE1+DLIN1 ……(8)
In step 74 following step 73, the target intake valve lift LINCMD is calculated by the following equation (8).
LINCMD = LINBASE1 + DLIN1 (8)

次いで、ステップ75に進み、吸気バルブリフト制御処理を実行する。この吸気バルブリフト制御処理では、所定のフィードバック制御アルゴリズムにより、吸気バルブリフトLINが目標吸気バルブリフトLINCMDに収束するように、可変式吸気動弁機構13への制御信号の値が算出される。その後、本処理を終了する。   Next, the routine proceeds to step 75, where the intake valve lift control process is executed. In this intake valve lift control process, the value of the control signal to the variable intake valve mechanism 13 is calculated by a predetermined feedback control algorithm so that the intake valve lift LIN converges to the target intake valve lift LINCMD. Thereafter, this process is terminated.

一方、ステップ70の判別結果がYESで、エンジン3が成層燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ76において、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、図示しないマップを検索することにより、成層燃焼モード用の基本吸気バルブリフトLINBASE2を算出する。   On the other hand, when the determination result in step 70 is YES and the engine 3 is in the operating state in which the stratified combustion mode should be executed, in step 76, a map (not shown) is searched according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. The basic intake valve lift LINBASE2 for the stratified combustion mode is calculated.

次に、ステップ77で、前述したステップ28,58と同様に、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2を算出する。その後、ステップ78で、上記ステップ77で算出した成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2に応じて、図示しないテーブルを検索することにより、成層燃焼モード用の補正リフトDLIN2を算出する。   Next, in step 77, the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode is calculated in the same manner as in steps 28 and 58 described above. Thereafter, in step 78, a correction lift DLIN2 for the stratified combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode calculated in step 77.

ステップ78に続くステップ79では、下式(9)により、目標吸気バルブリフトLINCMDを算出する。
LINCMD=LINBASE2+DLIN2 ……(9)
In step 79 following step 78, the target intake valve lift LINCMD is calculated by the following equation (9).
LINCMD = LINBASE2 + DLIN2 (9)

次いで、前述したようにステップ75を実行した後、本処理を終了する。   Next, after executing step 75 as described above, the present process is terminated.

以上のように、このスワール制御処理によれば、均一燃焼モード中は、均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1に応じて、均一燃焼モード用の補正リフトDLIN1が算出されるとともに、この補正リフトDLIN1により補正された値として、目標吸気バルブリフトLINCMDが算出される。また、成層燃焼モード中は、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2に応じて、成層燃焼モード用の補正リフトDLIN2が算出され、この補正リフトDLIN2により補正された値として、目標吸気バルブリフトLINCMDが算出される。したがって、今回の燃焼サイクルよりも前の複数回の燃焼サイクルで検出された空燃比AFの状態を反映させながら、今回の燃焼サイクルでのスワール制御を行うことができ、それにより、空燃比AFを着火可能な値に精度良く制御することができる。特に、成層燃焼モードでは、スワール制御によって、層状の混合気のうちの周囲よりもガソリン濃度の高い部分を、点火プラグ10の付近に偏在させる必要があるため、上記の理由により、混合気の着火性をより効果的に向上させることができる。   As described above, according to this swirl control process, during the uniform combustion mode, the correction lift DLIN1 for the uniform combustion mode is calculated according to the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode, and this correction lift DLIN1. The target intake valve lift LINCMD is calculated as the value corrected by. Further, during the stratified combustion mode, the correction lift DLIN2 for the stratified combustion mode is calculated according to the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode, and the target intake valve lift LINCMD is calculated as a value corrected by the corrected lift DLIN2. Calculated. Therefore, it is possible to perform the swirl control in the current combustion cycle while reflecting the state of the air-fuel ratio AF detected in a plurality of combustion cycles before the current combustion cycle. It can be accurately controlled to a value that can be ignited. In particular, in the stratified combustion mode, a portion having a higher gasoline concentration than the surroundings of the stratified mixture needs to be unevenly distributed in the vicinity of the spark plug 10 by swirl control. Can be improved more effectively.

次に、図13を参照しながら、EGR制御処理について説明する。本処理は、以下に述べるように、EGR制御弁14のバルブリフトLEGRを制御することによって、吸気側に還元される排気ガス量すなわちEGR量を制御するものであり、TDC信号の発生タイミングに同期して割り込み実行される。この処理では、まず、ステップ90において、前述した成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する。   Next, the EGR control process will be described with reference to FIG. As will be described below, this process controls the amount of exhaust gas reduced to the intake side, that is, the amount of EGR by controlling the valve lift LEGR of the EGR control valve 14, and is synchronized with the generation timing of the TDC signal. Interrupted. In this process, first, in step 90, it is determined whether or not the above-described stratified combustion permission flag F_DISCOK is “1”.

この判別結果がNOで、エンジン3が均一燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ91に進み、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、図示しないマップを検索することにより、均一燃焼モード用の基本EGRバルブリフトLEGRBASE1を算出する。   When the determination result is NO and the engine 3 is in an operation state in which the uniform combustion mode should be executed, the process proceeds to step 91, where a uniform combustion is performed by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMCMD. A basic EGR valve lift LEGRBASE1 for the mode is calculated.

次に、ステップ92に進み、前述したステップ23,52,72と同様に、均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1を算出する。その後、ステップ93で、上記ステップ92で算出した均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1に応じて、図示しないテーブルを検索することにより、均一燃焼モード用の補正リフトDLEGR1を算出する。   Next, the routine proceeds to step 92, where the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode is calculated in the same manner as in steps 23, 52, 72 described above. Thereafter, in step 93, the correction lift DLEGR1 for the uniform combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode calculated in step 92.

ステップ93に続くステップ94では、下式(10)により、目標EGRバルブリフトLEGRCMDを算出する。
LEGRCMD=LEGRBASE1+DLEGR1 ……(10)
In step 94 following step 93, the target EGR valve lift LEGRCMD is calculated by the following equation (10).
LEGRCMD = LEGRBASE1 + DLEGR1 (10)

次いで、ステップ95に進み、EGRバルブリフト制御処理を実行する。このEGRバルブリフト制御処理では、所定のフィードバック制御アルゴリズムにより、EGRバルブリフトLEGRが目標EGRバルブリフトLEGRCMDに収束するように、EGR制御弁14への制御信号の値が算出される。その後、本処理を終了する。   Next, the routine proceeds to step 95, where EGR valve lift control processing is executed. In this EGR valve lift control process, the value of the control signal to the EGR control valve 14 is calculated by a predetermined feedback control algorithm so that the EGR valve lift LEGR converges to the target EGR valve lift LEGRCMD. Thereafter, this process is terminated.

一方、ステップ90の判別結果がYESで、エンジン3が成層燃焼モードを実行すべき運転状態のときには、ステップ96において、前述したステップ91と同様に、エンジン回転数NEおよび要求トルクPMCMDに応じて、図示しないマップを検索することにより、成層燃焼モード用の基本EGRバルブリフトLEGRBASE2を算出する。   On the other hand, when the determination result in step 90 is YES and the engine 3 is in the operating state in which the stratified combustion mode should be executed, in step 96, similarly to step 91 described above, according to the engine speed NE and the required torque PMCMD, By searching a map (not shown), a basic EGR valve lift LEGRBASE2 for the stratified combustion mode is calculated.

次に、ステップ97で、前述したステップ28,58,77と同様に、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2を算出する。その後、ステップ98で、上記ステップ97で算出した成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2に応じて、図示しないテーブルを検索することにより、成層燃焼モード用の補正リフトDLEGR2を算出する。   Next, in step 97, the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode is calculated in the same manner as in steps 28, 58 and 77 described above. Thereafter, in step 98, a correction lift DLEGR2 for the stratified combustion mode is calculated by searching a table (not shown) according to the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode calculated in step 97.

ステップ98に続くステップ99では、下式(11)により、目標EGRバルブリフトLEGRCMDを算出する。
LEGRCMD=LEGRBASE2+DLEGR2 ……(11)
In step 99 following step 98, the target EGR valve lift LEGRCMD is calculated by the following equation (11).
LEGRCMD = LEGRBASE2 + DLEGR2 (11)

次いで、前述したようにステップ95を実行した後、本処理を終了する。   Next, after executing step 95 as described above, the present process is terminated.

以上のように、このEGR制御処理によれば、均一燃焼モード中は、均一燃焼モード用の平均空燃比AFAVE1に応じて、均一燃焼モード用の補正リフトDLEGR1が算出されるとともに、この補正リフトDLEGR1により補正された値として、目標EGRバルブリフトLEGRCMDが算出される。また、成層燃焼モード中は、成層燃焼モード用の平均空燃比AFAVE2に応じて、成層燃焼モード用の補正リフトDLEGR2が算出され、この補正リフトDLEGR2により補正された値として、目標EGRバルブリフトLEGRCMDが算出される。したがって、今回の燃焼サイクルよりも前の複数回の燃焼サイクルで検出された空燃比AFの状態を反映させながら、今回の燃焼サイクルでのEGR制御を行うことができ、それにより、空燃比AFを着火可能な値に精度良く制御することができる。   As described above, according to the EGR control process, during the uniform combustion mode, the correction lift DLEGR1 for the uniform combustion mode is calculated according to the average air-fuel ratio AFAVE1 for the uniform combustion mode, and the correction lift DLEGR1 The target EGR valve lift LEGRCMD is calculated as the value corrected by. Further, during the stratified combustion mode, the correction lift DLEGR2 for the stratified combustion mode is calculated in accordance with the average air-fuel ratio AFAVE2 for the stratified combustion mode. Calculated. Therefore, the EGR control in the current combustion cycle can be performed while reflecting the state of the air-fuel ratio AF detected in a plurality of combustion cycles before the current combustion cycle. It can be accurately controlled to a value that can be ignited.

なお、実施形態は、回転角度位置パラメータ検出手段としてクランク角センサ20を用いた例であるが、本発明の回転角度位置パラメータ検出手段はこれに限らず、クランクシャフト3eの回転角度位置を表す回転角度位置パラメータを検出するものであればよい。例えば、カムシャフトの回転角度位置を検出するカム角センサを用い、回転角度位置パラメータとして、クランクシャフトの回転に伴って回転するカムシャフトの回転角度位置を検出するようにしてもよい。   The embodiment is an example in which the crank angle sensor 20 is used as the rotation angle position parameter detection means, but the rotation angle position parameter detection means of the present invention is not limited to this, and the rotation representing the rotation angle position of the crankshaft 3e. What is necessary is just to detect an angular position parameter. For example, a cam angle sensor that detects the rotation angle position of the camshaft may be used, and the rotation angle position of the camshaft that rotates as the crankshaft rotates may be detected as the rotation angle position parameter.

また、実施形態は、補正項θAF1,θAF2、補正係数KAVE1,KAVE2、補正リフトDLIN1,DLIN2、補正リフトDLEGR1,DLEGR2をそれぞれ、平均空燃比AFAVE1,AFAVE2に応じて算出した例であるが、これらの算出に用いるパラメータは平均空燃比AFAVE1,AFAVE2に限らず、空燃比AFの状態を表すものであればよい。例えば、算術平均値である平均空燃比AFAVE1,AFAVE2に代えて、バッファ値AFBUFF1,AFBUFF2の加重平均値を用いてもよい。   The embodiment is an example in which the correction terms θAF1, θAF2, correction coefficients KAVE1, KAVE2, correction lifts DLIN1, DLIN2, correction lifts DLEGR1, DLEGR2 are calculated according to the average air-fuel ratios AFAVE1, AFAVE2, respectively. The parameters used for the calculation are not limited to the average air-fuel ratio AFAVE1, AFAVE2, but may be any parameter that represents the state of the air-fuel ratio AF. For example, a weighted average value of the buffer values AFBUFF1 and AFBUFF2 may be used instead of the average air-fuel ratios AFAVE1 and AFAVE2 which are arithmetic average values.

さらに、実施形態は、空燃比AFの算出式として、式(1),(2)を用いた例であるが、空燃比AFの算出式はこれらに限らず、式(1)により算出されたガソリン濃度Cを用いて空燃比AFを算出できるものであればよい。例えば、式(1)により算出されたガソリン濃度Cを用いて、下式(12)により空燃比AFを算出してもよい。
AF=(1−C)/C ……(12)
Further, the embodiment is an example using the expressions (1) and (2) as the calculation formula of the air-fuel ratio AF, but the calculation formula of the air-fuel ratio AF is not limited to these, and is calculated by the expression (1). Any device that can calculate the air-fuel ratio AF using the gasoline concentration C may be used. For example, the air-fuel ratio AF may be calculated by the following equation (12) using the gasoline concentration C calculated by the equation (1).
AF = (1-C) / C (12)

符号の説明Explanation of symbols

1 制御装置
2 ECU(空燃比検出手段、回転角度位置パラメータ検出手段、点火時期設定手段 、判定手段、点火制御手段、空燃比制御手段、しきい値算出手段
3 内燃機関
3d 燃焼室
3e クランクシャフト
10 点火プラグ
20 空燃比センサ(空燃比検出手段)
40 クランク角センサ(回転角度位置パラメータ検出手段)
AF 点火プラグ付近の混合気の空燃比
θCRK クランクシャフトの回転角度位置(回転角度パラメータ)
NE エンジン回転数(運転状態パラメータ)
PMCMD 要求トル
IJLOGD 成層燃焼モード用の燃料噴射終了タイミン
θIGCMD 最終点火時期(点火時期)
θIGLMT しきい値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus 2 ECU (Air-fuel ratio detection means, rotation angle position parameter detection means, ignition timing setting means, determination means, ignition control means, air-fuel ratio control means, threshold value calculation means )
3 Internal combustion engine 3d Combustion chamber 3e Crankshaft 10 Spark plug 20 Air-fuel ratio sensor (air-fuel ratio detection means)
40 Crank angle sensor (rotation angle position parameter detection means)
AF Air-fuel ratio of air-fuel mixture near spark plug θCRK Crankshaft rotation angle position (rotation angle parameter)
NE Engine speed (operating condition parameter)
PMCMD request torque IJLOGD end of the fuel injection for stratified combustion mode timing θIGCMD final ignition timing (ignition timing)
θIGLMT threshold

Claims (3)

燃料が燃焼室内に直接噴射されるとともに、当該燃焼室内の混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと、均一燃焼させる均一燃焼モードとに切り換えて運転可能な筒内噴射式の内燃機関の制御装置であって、
前記燃焼室内における点火プラグ付近の混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記内燃機関のクランクシャフトの回転角度位置を表す回転角度位置パラメータを検出する回転角度位置パラメータ検出手段と、
前記内燃機関の運転状態を表す運転状態パラメータに応じて、点火時期を設定する点火時期設定手段と、
前記空燃比検出手段の検出結果に基づき、前記混合気が着火可能な状態にあるか否かを判定する判定手段と、
前記検出された回転角度位置パラメータが前記点火時期になった以降において、前記判定手段により前記混合気が着火可能な状態にあると判定されたときに、前記点火プラグによる点火動作を実行する点火制御手段と、
を備え
前記点火時期設定手段は、前記内燃機関が前記均一燃焼モードで運転されているときには、前記運転状態パラメータに加えて、前記内燃機関に要求される要求トルクに応じて、前記点火時期を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an in-cylinder injection internal combustion engine that can be operated by switching between a stratified combustion mode in which the fuel-air mixture in the combustion chamber is stratified combustion and a uniform combustion mode in which uniform combustion is performed while fuel is directly injected into the combustion chamber There,
And air-fuel ratio detecting means for detecting an air-fuel ratio of the mixture around the spark plug in the combustion chamber,
Rotation angle position parameter detecting means for detecting a rotation angle position parameter representing a rotation angle position of a crankshaft of the internal combustion engine;
Ignition timing setting means for setting an ignition timing according to an operating state parameter representing an operating state of the internal combustion engine;
Determination means for determining whether the air-fuel mixture is in an ignitable state based on a detection result of the air-fuel ratio detection means;
Ignition control for performing an ignition operation by the spark plug when the determination unit determines that the air-fuel mixture is in an ignitable state after the detected rotation angle position parameter reaches the ignition timing. Means,
Equipped with a,
The ignition timing setting means sets the ignition timing according to a required torque required for the internal combustion engine in addition to the operation state parameter when the internal combustion engine is operated in the uniform combustion mode. A control device for an internal combustion engine.
前記点火時期設定手段は、前記内燃機関が前記成層燃焼モードで運転されているときには、前記運転状態パラメータに加えて、前記燃焼室内への燃料噴射時期に応じて、前記点火時期を設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 When the internal combustion engine is operated in the stratified combustion mode, the ignition timing setting means sets the ignition timing according to the fuel injection timing into the combustion chamber in addition to the operation state parameter. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control apparatus is an internal combustion engine. 前記点火時期に基づき、前記混合気を着火可能な最遅角側の値をしきい値として算出するしきい値算出手段をさらに備え、Threshold calculation means for calculating, as a threshold value, a value on the most retarded side that can ignite the air-fuel mixture based on the ignition timing,
前記点火制御手段は、前記回転角度位置パラメータが前記点火時期になった以降で、かつ前記判定手段により前記混合気が着火可能な状態にないと判定されている場合において、前記回転角度位置パラメータが前記しきい値に達したときには、前記点火動作を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。The ignition control means, after the rotation angle position parameter reaches the ignition timing, and when the determination means determines that the mixture is not in an ignitable state, the rotation angle position parameter is The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the ignition operation is executed when the threshold value is reached.
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