WO1996036802A1 - Dispositif de commande pour moteurs a combustion interne a injection et a allumage par etincelle - Google Patents

Dispositif de commande pour moteurs a combustion interne a injection et a allumage par etincelle Download PDF

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Kazumasa Iida
Katsuhiko Miyamoto
Masato Yoshida
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Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a control device for controlling an output of a direct injection type spark ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.
  • in-cylinder injection gasoline engines that employ in-cylinder injection types that inject fuel directly into the combustion chambers instead of injection types.
  • the in-cylinder gasoline engine locally supplies an air-fuel mixture near the stoichiometric air-fuel ratio to the surroundings of the ignition plug and to the cavity provided in the piston. As a whole, ignition is possible even with a lean air-fuel ratio. As a result, the amount of CO and HC emissions is reduced, and the fuel efficiency during idling and steady driving is significantly improved. Further, the in-cylinder injection gasoline engine has a very good acceleration / deceleration response because there is no delay in fuel transfer by the intake pipe when increasing or decreasing the fuel injection amount.
  • the injection mode is selected in the previous period, and fuel is injected into the cavities at the beginning of the intake stroke, and the mixture is collected in the cavities to stabilize combustion.
  • a relatively dense mixture is formed around the ignition plug by injecting a small amount of fuel into the cavity later in the compression stroke, and ignition and combustion are performed. It is more stable.
  • fuel is injected outside the cavity during the intake stroke to form a mixture having a uniform air-fuel ratio in the combustion chamber. As a result, it is possible to burn the same amount of fuel as that of the intake pipe injection type, and the required output during starting and acceleration is secured.
  • the in-cylinder gasoline engine proposed above In the first injection mode, it is possible to set the overall air-fuel ratio to an extremely large value. Therefore, by supplying a large amount of fresh air from the passage that bypasses the throttle valve or by recirculating a large amount of exhaust gas (hereinafter, referred to as EGR), It enables lean combustion during low-load operation such as idle, reducing the emission of harmful exhaust gas components and improving fuel efficiency.
  • EGR exhaust gas
  • the overall air-fuel ratio in the late injection mode is set to an extremely large value (for example, 22 to 40).
  • the rich side air-fuel ratio in the engine operable range is limited to a value of about 20 to 22. If the overall air-fuel ratio is made richer than this limit value, litchi misfire may occur or smoke may be generated. Then, it is necessary to switch the control mode from the latter-stage injection mode with such air-fuel ratio constraint conditions to the earlier-stage injection mode that performs uniform mixed combustion, which is optimal for acceleration. In such a case, there is a problem that the air-fuel ratio changes discontinuously at the time of mode switching, which causes a shock and impairs driver spirit.
  • An object of the present invention is to cause misfire and smoke emission and deteriorate exhaust gas characteristics and fuel efficiency when the fuel injection mode is switched between the late injection mode and the previous injection mode.
  • the present invention relates to a cylinder injection type spark ignition type internal combustion engine control device for injecting fuel directly into a combustion chamber of the internal combustion engine, Operating state detecting means for detecting the operating state of the engine; and a first injection mode for injecting fuel mainly in the intake stroke, or An injection mode setting means for setting a second injection mode for injecting fuel in the compression stroke, and at least one parameter that affects the combustion state in the combustion chamber.
  • a combustion parameter setting means for setting a value suitable for the injection mode set by the injection mode setting means; and an injection mode set by the injection mode setting means.
  • Injection mode switching request is determined according to the change
  • the parameter value is adjusted to the injection mode before switching from the parameter value before switching from the parameter value before switching to the injection mode after switching.
  • a combustion parameter setting means for switching to a lame setting value; and a combustion parameter setting means for setting the combustion parameter setting value, and responding to the injection mode switching request.
  • combustion state control means for controlling the combustion state of the internal combustion engine based on the parameter set value switched by the combustion parameter switching means. And.
  • the parameters affecting the combustion state include a target air-fuel ratio correction coefficient, a fuel injection end timing, a fuel injection amount, an ignition timing, a volumetric efficiency, and the internal combustion engine.
  • the amount of exhaust gas that is recirculated to the intake system is at least one.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient, the fuel injection end timing, the fuel injection amount, the ignition timing, the volume efficiency Change the value of one or more parameters related to combustion, such as the amount of recirculated exhaust gas, from the parameter value before mode switching to the parameter value after mode switching.
  • the engine combustion state control suitable for the injection mode switching can be appropriately performed, and the shock by the injection mode switching can be performed. Can be reduced or prevented.
  • by performing fuel injection in the first injection mode it is possible to prevent the formation of an excessively rich air-fuel mixture in the vicinity of the ignition plug and to achieve the optimum air-fuel ratio mixing.
  • the required engine output can be ensured even during acceleration operation or medium-high load, and fuel injection by the second injection mode is performed.
  • an air-fuel mixture with an optimal air-fuel ratio is locally supplied to the vicinity of the ignition plug to ignite an extremely lean air-fuel mixture as a whole, and exhaust gas characteristics and fuel consumption characteristics during low-load operation Can be improved.
  • a first air-fuel ratio state is formed in the internal combustion engine.
  • the combustion parameter setting unit, the combustion parameter setting unit, and the combustion state control unit operate.
  • the second injection mode is set by the injection mode setting means, the second air-fuel ratio state, which is leaner than the first air-fuel ratio state, is changed to the internal combustion engine.
  • the parameter setting means, the combustion parameter setting means, and the combustion state control means operate so as to be formed in the engine.
  • an optimal mixture according to the engine operation state is supplied to the engine.
  • the engine output can be increased.
  • a fuel-lean mixture is supplied to the engine, so that exhaust gas characteristics and fuel efficiency can be improved.
  • the first injection mode includes a first sub-injection mode.
  • the injection mode setting means When the first sub-injection mode is set by the injection mode setting means, the stoichiometric air-fuel ratio state as the first air-fuel ratio state is formed in the internal combustion engine.
  • the combustion parameter setting unit, the combustion parameter switching unit, and the combustion state control unit operate.
  • the air-fuel ratio feedback control based on the oxygen concentration in the exhaust gas can be appropriately performed.
  • the first injection mode includes a second sub-injection mode.
  • the fuel is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio state in the first air-fuel ratio state and more fuel-rich than the second air-fuel ratio state.
  • the combustion parameter setting unit, the combustion parameter setting unit, and the combustion state control unit are configured so that a proper air-fuel ratio state is formed in the internal combustion engine. Operate .
  • the engine operation state is matched.
  • Gas characteristics and fuel consumption characteristics can be improved.
  • the combustion parameter overnight switching means switches between the injection mode before switching and the injection mode after switching.
  • the parameter value is switched from the overnight parameter value before the mode switching to the parameter value after the mode switching at a timing corresponding to the above.
  • the parameter overnight value switching can be performed at a timing suitable for the injection mode switching, and during the injection mode switching.
  • Parameter can be optimized, and the shot can be reduced and prevented by switching the injection mode.
  • the combustion parameter switching means changes the parameter value over a predetermined period. Keep the value of the previous parameter overnight.
  • the power can be changed immediately in response to the injection mode switching request. Lame overnight Shock that can occur when changing can be prevented.
  • the combustion parameter setting means changes the parameter setting value from the parameter setting value before mode switching. After the mode change, the parameter is suddenly changed to the overnight value.
  • the combustion parameter changeover means changes the parameter set value from the parameter set value before the mode switching to the mode.
  • the parameter value is suddenly changed to an intermediate parameter value between the parameter value before switching and the parameter value after the mode switching, and then the parameter value is changed to the intermediate parameter value.
  • the parameter value is gradually changed from the parameter value to the parameter value.
  • the combustion parameter overnight switching means changes the parameter overnight value from the parameter value before mode switching to the above-mentioned parameter value.
  • the parameter is gradually changed toward an intermediate parameter value between the parameter value before the mode switching and the parameter value after the mode switching, and then the parameter is changed.
  • the parameter value is suddenly changed from the intermediate parameter value to the parameter value after the mode is switched.
  • the combustion parameter changeover means switches the parameter change value from the parameter value before the mode change to the mode changeover. Later, gradually change toward the overnight value. According to these preferred embodiments, the conflicting problems of preventing a shock due to parameter changeover and preventing a delay in response to an injection mode changeover request can be appropriately solved.
  • the combustion parameter switching means gradually changes the parameter value from the parameter value before the mode switching to the parameter value after the mode switching. . More preferably, when the request for switching the injection mode is determined, the combustion parameter switching means changes the parameter value to the parameter before the mode switching. The value is gradually changed from the evening value toward the intermediate parameter value between the parameter value before the mode switching and the parameter value after the mode switching. Then, the parameter value is suddenly changed from the intermediate parameter value to the post-mode switching parameter value.
  • the combustion is performed.
  • the parameter switching means abruptly changes the parameter value from the parameter value before the mode switching to the parameter value after the mode switching.
  • the conflicting problems of preventing shock due to parameter changeover and preventing delay in response to the injection mode switching request can be appropriately solved. it can .
  • the control device includes a request for switching the injection mode and a type of switching the injection mode in response to a change in the injection mode set by the injection mode setting means.
  • the combustion parameter overnight switching means is evening illumination corresponding to the type of injection mode switching represented by the switching determination flag set by the determination flag setting means, Switching from the parameter value before the mode switching to the parameter value after the mode switching.
  • the parameter overnight value can be switched at a timing suitable for the injection mode switching. Shock can be reduced and prevented by switching the mode.
  • the combustion parameter / night setting means has first correction coefficient setting means for setting a first correction coefficient associated with the switching of the parameter / night value.
  • the first correction coefficient is set to a first set value at the start of the injection mode switching when the injection mode switching request is determined by the mode switching determining means, and thereafter, Changes to the second set value at the completion of injection mode switching.
  • the first correction coefficient as a control index in the parameter overnight switching, one of the parameters during the parameter evening switching is obtained.
  • the above parameter values can be optimized, and the shock associated with switching the injection mode can be reduced.
  • the combustion parameter changeover means is configured to change the parameter when the first correction coefficient changes from the first set value to the second set value. The value changes suddenly from the parameter value before the mode change to the parameter value after the mode change. Let it.
  • the parameter value in response to the mode switching request immediately Switching can be performed, and responsiveness can be improved.
  • the combustion parameter overnight switching means controls a parameter affecting the combustion state.
  • the parameter value of a particular parameter is changed to match the injection mode before switching from the specific parameter value before switching to the injection mode after switching. Yes After changing the mode, the parameter is gradually changed to a specific parameter value at a predetermined change rate.
  • the value of a specific parameter for example, a target air-fuel ratio correction coefficient
  • a target air-fuel ratio correction coefficient for example, a target air-fuel ratio correction coefficient
  • the combustion parameter changeover means may be configured to determine whether the combustion state is affected by a value of a specific parameter set out of the lame setting and a preset reference value. And a parameter comparing / discriminating means for comparing the parameter value with the parameter value based on the discrimination result of the parameter comparing / discriminating means. After the mode has been switched from the overnight value, it switches to the parameter overnight value.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value is changed to respond to the mode switching request.
  • the engine output can be increased with good responsiveness, and when the target air-fuel ratio correction coefficient value reaches the reference value, the target air-fuel ratio correction coefficient value and at least one other
  • the value of the parameter for example, ignition timing
  • the injection mode can be improved while improving various characteristics such as engine output. Shock caused by switching the mode can be prevented.
  • the combustion parameter overnight switching means determines that the value of the specific parameter overnight is equal to or less than the reference value to the parameter overnight comparison determining means.
  • the parameter value is held as the parameter value before the mode change, and the value of the specific parameter is set to the reference value.
  • the parameter overnight value is changed from the parameter overnight value before the mode switching to the mode. After changing the mode, suddenly change to the parameter value.
  • the combustion parameter / night switching means determines that the value of the specific parameter is equal to or less than the reference value by the parameter / night comparison determining means.
  • the parameter value is held at the parameter value before the mode change, and the parameter value is determined by the parameter value comparing / determining means.
  • the parameter value is changed from the parameter value before the mode change to the parameter value before the mode change.
  • the parameter value is suddenly changed to an intermediate parameter value between the parameter values, and then the parameter value is changed from the intermediate parameter value to the intermediate parameter value after the mode is switched.
  • the combustion parameter changing means may gradually change the parameter toward the parameter set value, or the combustion parameter set switching means may set the first correction coefficient from the first set value to the second set value. If it is determined that the value of the specific parameter has not reached the reference value by the parameter comparison / determination means during the change to the first correction, As the coefficient changes, the parameter value is gradually changed from the parameter value before the mode switching to the parameter value after the mode switching at a predetermined change rate, and Also, the parameter comparison / determination means determines that the value of the specific parameter has reached the reference value. In this case, the parameter value is changed between the parameter value before the mode switching and the parameter value after the mode switching. The parameter changes suddenly from the parameter set value to the parameter set value after the mode is switched.
  • the combustion parameter switching means has a second correction coefficient setting means for setting a second correction coefficient represented by a function of the first correction coefficient, and
  • the specific parameter is determined.
  • the value of the parameter is changed from the specific parameter value before switching that matches the injection mode before the mode switching to the specific parameter value after switching that matches the injection mode after switching.
  • the second correction coefficient is set to a third set value at the start of injection mode switching after the determination of the injection mode switching request while gradually changing the injection mode switching request at a predetermined change rate.
  • the second correction coefficient is changed from the third set value to the fourth set value at the completion of the injection mode switching.
  • the second correction coefficient is changed during the switching of the value of the specific parameter.
  • the value of one or more other parameters that are related to the first and second correction factors and that are not specific to one parameter can be varied, whereby the characteristics of the error down di-in to the teeth, such as the loss of cormorants this injection mode one de switching smoothly done that c even if the
  • the mode is changed by changing the value of the target air-fuel ratio correction coefficient, which is a specific parameter.
  • the engine output is increased with good response to the mode switching request, and the other parameter values are changed to match the change of the specific parameter value (for example, The engine output can be properly adjusted by retarding the ignition timing, and the required engine output can be obtained, while preventing a shock due to the injection mode switching.
  • the specific parameter includes at least a target air-fuel ratio correction coefficient.
  • the combustion parameter overnight switching means is a tentative target air-fuel ratio correction coefficient setting means for setting a value of the tentative target air-fuel ratio correction coefficient used for obtaining the target air-fuel ratio correction coefficient. And comparing the value of the provisional target air-fuel ratio correction coefficient with the reference value by the parameter overnight comparison / determination means. Based on the result, the value of the target air-fuel ratio correction coefficient is switched from a correction coefficient value suitable for the injection mode before switching to a correction coefficient value suitable for the injection mode after switching.
  • the injection mode can be smoothly switched by changing the value of the target air-fuel ratio correction coefficient, which is a specific parameter, at an appropriate timing. .
  • a first mode switching state file representing an injection mode switching request from the second injection mode to the first injection mode determined by the mode switching determining means.
  • the combustion parameter switching means sets the tentative target air-fuel ratio correction coefficient as the first correction coefficient changes. Is gradually changed from the second air-fuel ratio correction coefficient value suitable for the second injection mode to the first air-fuel ratio correction coefficient value suitable for the first injection mode.
  • the value of the target air-fuel ratio correction coefficient is obtained. Is replaced by the value of the provisional target air-fuel ratio correction coefficient.
  • the value of the target air-fuel ratio correction coefficient is changed between the second air-fuel ratio correction coefficient value and the first air-fuel ratio correction coefficient value.
  • the intermediate air-fuel ratio correction coefficient value is suddenly changed to the first air-fuel ratio correction coefficient value.
  • the reference value for example, the limit value of the rich misfire in the second injection mode
  • the reference value is reduced to the reference value.
  • the temporary sky that has not reached
  • the fuel ratio correction coefficient value as the target air-fuel ratio correction coefficient value
  • the output can be increased, and when the provisional air-fuel ratio correction coefficient value has reached the reference value, the target air-fuel ratio correction coefficient value can be substantially switched, and the injection mode can be obtained while obtaining the required engine output. Shock caused by switching the mode can be prevented.
  • the parameters include a fuel injection end time and an ignition timing.
  • the combustion parameter switching means includes: The respective values of the injection end timing and the ignition timing are held at the second injection end timing value and the second ignition timing value that are compatible with the second injection mode.
  • the combustion parameter switching means sets the fuel injection end timing from the second injection end timing value.
  • the value of the ignition timing is suddenly changed to a first injection end timing value suitable for the first injection mode, and the value of the ignition timing is adapted to the second ignition timing value and the first injection mode.
  • a sudden change to the intermediate ignition timing value between the intermediate ignition timing value and the intermediate correction timing value and gradually changes from the intermediate ignition timing value to the first ignition timing value as the first correction coefficient changes.
  • the fuel injection end timing value and the ignition timing value can be switched at an appropriate timing, and the injection mode can be switched smoothly. , Smoke and misfire can be prevented.
  • the mode switching determination means is used.
  • the determined second mode switching state flag indicating the injection mode switching request from the first injection mode to the second injection mode is set by the determination flag setting means.
  • the value of the provisional air-fuel ratio correction coefficient is changed from the intermediate air-fuel ratio correction coefficient value to a second air-fuel ratio correction coefficient value suitable for the second injection mode. If the parameter comparison / determination means determines that the value of the provisional air-fuel ratio correction coefficient exceeds the reference value during the gradual change in the direction, The combustion parameter switching means is configured to perform the target air-fuel ratio correction.
  • the number is held at a first air-fuel ratio correction coefficient value suitable for the first injection mode, and when it is determined that the value of the temporary air-fuel ratio correction coefficient is equal to or smaller than the reference value, it is determined that:
  • the combustion parameter overnight switching means is configured to change the target air-fuel ratio correction coefficient from the first air-fuel ratio correction coefficient value to the first air-fuel ratio correction coefficient value and the second injection mode. 2 The value is suddenly changed to an intermediate air-fuel ratio correction coefficient value between the air-fuel ratio correction coefficient values, and then the value of the target air-fuel ratio correction coefficient is replaced with the temporary target air-fuel ratio correction coefficient.
  • the value of the target air-fuel ratio correction coefficient is set to a value that conforms to the first injection mode.
  • Injection mode can be changed smoothly by changing the value to a value suitable for the second injection mode at an appropriate timing.
  • the combustion parameters include a fuel injection end timing and an ignition timing.
  • the combustion parameter switching means includes: The value of the injection end timing is maintained at the first injection end timing value conforming to the first injection mode, and the ignition timing is adapted to the first injection mode as the first correction coefficient changes.
  • the first ignition timing value is gradually changed from the first ignition timing value to the second ignition timing value suitable for the second injection mode. Further, when it is determined that the provisional air-fuel ratio correction coefficient is equal to or less than the reference value, the combustion parameter overnight switching means determines the fuel injection end time from the first injection end time value. The second injection mode is suddenly changed to the second injection end timing value suitable for the second injection mode, and the ignition timing is changed from a middle ignition timing value between the first ignition timing value and the second ignition timing value. The value is suddenly changed to the second ignition timing value.
  • the values of the fuel injection end timing and the ignition timing are changed to the change of the target air-fuel ratio correction coefficient value. Injection mode switching can be performed smoothly by changing to match.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of an engine control device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the in-cylinder injection gasoline engine according to the embodiment
  • FIG. 3 shows the average effective pressure Pe in the engine cylinder and the engine rotation.
  • the embodiment is defined according to the number Ne and indicates the latter-stage injection lean operation region, the earlier-stage injection lean operation region, the former-stage injection stoichiometric feedback operation region, and the like.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a fuel injection mode in a late injection mode in the embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing a fuel injection mode in the previous injection mode in the embodiment.
  • Figure 6 calculates the target average effective pressure P e, the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf, the fuel injection end period T end, the basic ignition timing 0 B, the valve opening egr of the EGR valve 45, etc. Block diagram showing steps
  • Fig. 7 shows the schematic configuration of the target average effective pressure calculation map 70c in Fig. 6, and shows the relationship between the valve opening 0th of the throttle valve 28 and the engine speed Ne.
  • FIG. 8 shows a schematic configuration of the target average effective pressure calculation map 70 r of FIG. 6, and is calculated based on the intake pipe pressure Pb and the engine speed Ne. Diagram for explaining the target mean effective pressure P e,
  • Fig. 9 shows the configuration of a map used in late lean mode control to calculate the volumetric efficiency Ev according to the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
  • Fig. 10 shows the configuration of a map used in the first injection mode control to calculate the volumetric efficiency Ev according to the intake pipe pressure Pb and the engine speed Ne.
  • FIG. 11 shows the target air-fuel ratio correction coefficient value calculation map of Fig. 6.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of 0 j and explaining a target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf calculated according to the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
  • FIG. 12 shows a schematic configuration of the ignition timing setting means 7 On of FIG. 6, and the basic ignition timing ⁇ B calculated according to the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
  • FIG. 13 shows a schematic configuration of the EGR setting means 7 Op in FIG. 6, and is calculated according to the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
  • Fig. 14 shows a part of the flow chart of the combustion parameter setting routine for setting the combustion parameter setting values.
  • FIG 15 shows the other part of the combustion parameter setting routine, following the flowchart in Figure 14;
  • FIG 16 shows another part of the combustion parameter setting routine, following the flowchart in Figure 15
  • FIG 17 shows the other part of the combustion parameter setting routine, following the flowchart in Figure 16;
  • Figure 18 shows the other part of the combustion parameter setting routine, following the flowchart in Figure 17
  • FIG 19 shows the other part of the combustion parameter setting routine, following the flowchart in Figure 15
  • FIG 20 shows the other part of the combustion parameter setting routine, following the flowchart in Figure 19,
  • Figure 21 shows the other part of the combustion parameter setting routine, following the flowchart in Figure 19
  • Fig. 22 shows the remaining part of the combustion parameter setting routine, following the flowchart in Fig. 19,
  • FIG. 23 shows a part of the timing chart of the timing chart executed by the ECU 70 every time a clock pulse of a predetermined period is generated.
  • Figure 24 shows the remainder of the timer-tin flow chart, following the flow chart in Figure 23.
  • FIG. 25 shows a flow chart of the crank interrupt routine executed by the ECU 70 every time the predetermined crank angle position of the engine 1 is detected.
  • FIG. 26 is a diagram for explaining various tailing coefficient values used in the mode switching control and set according to the control mode switching mode.
  • Fig. 27 is a timing chart showing the time change of various control variables and combustion parameters during the mode switching control between the late lean mode and the S-FZB mode.
  • Fig. 28 is a timing chart showing the time change of various control variables and combustion parameter values during the mode switching control between the late lean mode and the early lean mode.
  • Fig. 29 is a timing chart showing the change over time of various control variables and combustion parameters during the mode transition control between the lean mode and the S-FZB mode. It is.
  • FIGS. 1 and 2 denotes an in-cylinder in-cylinder in-cylinder in-cylinder gasoline engine (hereinafter simply referred to as an engine) for an automobile.
  • EGR devices are designed exclusively for in-cylinder injection.
  • an electromagnetic fuel injection valve 4 is attached to the cylinder head 2 of the engine 1 together with the ignition plug 3 for each cylinder, and the combustion Fuel is directly injected into the chamber 5.
  • the top surface of the piston 7 that slides back and forth in the cylinder 6 has a hemispherical shape near the top dead center where the fuel spray from the fuel injection valve 4 reaches.
  • Cavity 8 is formed (Fig. 2).
  • the theoretical compression ratio of the engine 1 is set to be higher (about 12 in this embodiment) than that of the intake pipe injection type.
  • the valve mechanism employs a DOHC 4-valve system.
  • the intake and exhaust valves 9 and 10 should be driven above the cylinder head 2, and the intake camshaft should be driven.
  • the foot 11 and the exhaust side camshaft 12 are rotatably held.
  • An intake port 13 is formed in the cylinder head 2 in a substantially upright direction so as to allow a space between both camshafts 11 and 12 to be removed.
  • the intake air flow that has passed through the intake port 13 generates a reverse tumble flow described later in the combustion chamber 5.
  • the exhaust port 14 is formed in a substantially horizontal direction like a normal engine, but a large-diameter EGR port 15 (not shown in FIG. 2) branches diagonally. are doing .
  • 16 is a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature TW
  • 17 is a predetermined crank position of each cylinder (5 ° in this embodiment).
  • BTDC and 75 ° BTDC is a crank angle sensor that outputs a crank angle signal SGT
  • 19 is an ignition coil that outputs a high voltage to the ignition plug 3. is there .
  • a cylinder discrimination sensor (not shown) that outputs a cylinder discrimination signal SGC is provided. Then, the crank angle signal SGT is determined for each cylinder.
  • the intake port 13 is connected to an air cleaner 22, a throttle body 23, and a status panel via an intake manifold 21 having a surge tank 20.
  • An intake pipe 25 equipped with an evening ISCV (idle speed control valve) 24 is connected.
  • the intake pipe 25 is provided with a large-diameter air bypass pipe 26 that bypasses the throttle body 23 and introduces intake air into the intake manifold 21.
  • this line 26 is provided with a linear solenoid type large-sized ABV (air noise path) 27.
  • the air bypass pipe 26 has a flow passage area similar to that of the intake pipe 25. When the ABV 27 is fully opened, the amount of intake air required in the low to medium speed range of the engine 1 is sufficient. Is now available for distribution.
  • ISCV24 has a smaller flow area than ABV27, and ISCV24 is used for adjusting the intake air amount with high accuracy.
  • the throttle body 23 has a throttle opening and closing of the flow path, together with a free-running throttle knob 28, and a throttle opening between the valve and the valve 28.
  • Throttle sensor 29 to detect the throttle valve, and an idle switch to detect the throttle valve fully closed state. 30 and are provided.
  • 31 is a boost pressure (MAP: Manifold Absolute Pressure) sensor for detecting the intake pipe pressure Pb, which is connected to the surge tank 20.
  • MAP Manifold Absolute Pressure
  • a three-way catalyst 42 and a muffler are connected to the exhaust port 14 via an exhaust manifold 41 to which an O 2 sensor 40 is attached. Equipped exhaust pipe 43 is connected.
  • the EGR port 15 is a large-diameter EGR pipe.
  • the fuel tank 50 is installed at the rear of the vehicle body (not shown). Then, the fuel stored in the fuel tank 50 is sucked up by the electric low-pressure fuel pump 51, and is passed through the low-pressure feed pipe 52 to the engine. Sent to one side.
  • the fuel pressure in the low pressure feed pipe 52 is relatively low (in this embodiment, 3.0 mm) by the first fuel pressure regulator 54 interposed in the return pipe 53. kg / mm 2, hereinafter referred to as low fuel pressure).
  • the fuel supplied to the engine 1 side is supplied to the high-pressure feed pipe 56 and the high-pressure feed pipe 56 by the high-pressure fuel pump 55 attached to the cylinder head 2. Barino ,.
  • the fuel is supplied to each fuel injection valve 4 through the eves 57 and.
  • the high-pressure fuel pump 55 is a swash plate axial piston type, driven by the exhaust side camshaft 12, and the engine 1. Discharge pressure of 50 kg / mm2 or more during idle operation To cause.
  • the fuel pressure in the delivery pipe 57 is relatively high due to the second fuel regula- ter 59 installed in the return pipe 58 (in this embodiment, the fuel pressure in the delivery pipe 57 is relatively high).
  • 50 kg / mm 2 hereinafter referred to as high fuel pressure).
  • reference numeral 60 denotes an electromagnetic fuel pressure switching valve mounted on the second fuel pressure regulator 59, which refuels the fuel in the ON state and delivers the delivery pressure.
  • Reference numeral 61 denotes a return pipe for returning the fuel after lubrication and cooling of the high-pressure fuel pump 55 to the fuel tank 50.
  • An ECU (Electronic Control Unit) 70 is installed in the passenger compartment.
  • the ECU 70 is used to store input / output devices (not shown), control programs, control maps, and the like (not shown). It is equipped with a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), a timer counter, etc., and performs comprehensive control of the engine 1. ing .
  • Switches that is, air switches (AZC'SW) 33, power steering switches (P / S SW) 34, and inhibitor switches (I ⁇ ⁇ ⁇ SW) 35 are connected to each other (see Fig. 6), and each detection signal is supplied to the ECU 70.
  • a number of switches and sensors are connected to the input side.
  • Various warning lights and equipment are connected to the output side. ing.
  • the ECU 70 determines the ignition timing, the amount of EGR gas introduction, etc., including the fuel injection mode and fuel injection amount, based on the input signals from the various sensors and switches described above. Then, the drive of the fuel injection valve 4, the ignition coil 19, the EGR knob 45 and the like is controlled.
  • the ECU 70 operates alone, or in cooperation with the corresponding elements of the above-described various elements, to operate the operating state detecting means, the injection mode setting means, and the combustion parameters.
  • Overnight setting means, combustion parameter switching means, combustion state control means, mode switching determining means, judgment flag setting means, first correction coefficient setting means, parameter overnight comparing and determining means, 2 Functions as correction coefficient setting means and provisional target air-fuel ratio correction coefficient setting means.
  • the ECU 70 turns on the low-pressure fuel pump 51 and the fuel pressure switching valve 60 and turns on the fuel injection valve. Supply low fuel pressure fuel to 4. This is because when the engine 1 is stopped or cranked, the high-pressure fuel pump 55 is completely or incompletely operated, so that the low-pressure fuel pump 5 is not operated. This is because the fuel injection amount must be determined based on the discharge pressure of No. 1 and the valve opening time of the fuel injection valve 4.
  • the engine 1 is cranked by Sermo overnight (not shown), and the ECU 7 is simultaneously operated.
  • the fuel injection control by 0 is started.
  • the ECU 70 selects the first injection mode (first injection mode). Then, the fuel is injected so as to obtain a relatively rich air-fuel ratio. This is because the fuel vaporization rate is low when the engine is cold, and misfires and unburned fuel (HC) emissions cannot be avoided if the injection is performed in the late injection mode (that is, the compression stroke). You.
  • the ECU 70 closes the ABV 27 at the time of starting, so that the intake air to the combustion chamber 5 is supplied from the gap of the throttle valve 28 or the ISCV 24 power. It should be noted that ISCV 24 and ABV 27 are centrally managed by the ECU 70. Depending on the required amount of intake air (bypass) that bypasses the throttle valve 28. The respective valve opening amounts are determined.
  • the high-pressure fuel pump 55 starts the rated discharge operation, and the ECU 70 turns off the fuel pressure switching valve 60. Then, the fuel of high fuel pressure is supplied to the fuel injection valve 4. In this case, the fuel injection amount is determined based on the high fuel pressure and the opening time of the fuel injection valve 4 as a matter of course. Until the cooling water temperature TW rises to a predetermined value, the ECU 70 selects the previous injection mode and injects fuel as in the case of starting, and the ABV 27 continues to operate. To close. In addition, the control of the idle speed in response to the increase or decrease of the load on auxiliary equipment such as an air conditioner is similar to the intake pipe injection type. Performed).
  • the ECU 70 responds to the output voltage of the 02 sensor 40 by the air-fuel ratio feedback. Control of hazardous exhaust gas components It is purified by the catalyst 42. As described above, when the engine is cold, fuel injection control is performed in substantially the same manner as in the intake pipe injection type.However, since fuel droplets do not adhere to the wall of the intake pipe 13, the control response And accuracy will be higher.
  • the ECU 70 calculates the effective pressure in the cylinder (target average effective pressure) Pe obtained from the intake pipe pressure Pb and the throttle opening TH. Based on the engine speed Ne and the engine rotation speed Ne, the current fuel injection control area is searched from the fuel injection control map shown in FIG. 3, and the fuel injection mode and the fuel injection amount are determined to determine the fuel injection mode. In addition to driving valve 4, it also performs valve opening control of ABV 27 and EGR valve 45.
  • the engine load is represented by the horizontal boundary line between the early injection lean region and the late injection lean region in Fig. 3. Since the engine 1 is operated in the late-injection lean region below the load (injection mode set load) below which the engine is operating, the ECU 70 operates in the late-injection mode (this is called the late-lean mode). ) And open the ABV 27 and the EGR solenoid 40 according to the operating condition so that a lean air-fuel ratio (about 20 to 40 in this embodiment) is achieved. Inject fuel. At this point, as the vaporization rate of the fuel increases, the intake air flowing into the intake port 13 as shown in Fig.
  • the fuel spray injected from the injection valve 4 has to reach the ignition plug 3 by riding the reverse tumble flow described above.
  • the fuel must evaporate by the time it reaches the ignition point to form an air-fuel mixture that is easy to ignite.
  • a so-called rich misfire occurs locally in the vicinity of ignition plug 3 and a so-called rich misfire occurs, while it becomes 40 or more.
  • a misfire occurs beyond the lean limit, and the average air-fuel ratio is set so as to be in the range of 20 to 40. In this case, the mode is switched to the earlier injection mode described later.
  • the pre-injection lean area or the stoichiometric feedback shown in Fig. 3 The ECU 70 operates in the lean mode or the S-F / B mode in the previous period because it is in the range (the stoichiometric air-fuel ratio feedback control range, which is also called the S-FZB range). Mode (these two modes and the open loop control mode described later) Mode is collectively referred to as the previous injection mode), and fuel is injected to achieve a predetermined air-fuel ratio.
  • the valve opening amount and the fuel injection amount of the ABV 27 are controlled so that the air-fuel ratio is relatively lean (about 20 to 23 in this embodiment).
  • the S-FZB mode it controls the opening and closing of the 8827 and £ 0 length valve 45, and also controls the air-fuel ratio feed knock control according to the output voltage of the ⁇ 2 sensor 40. Go. Also in this case, as shown in FIG. 5, since the intake air flowing from the intake port 13 forms the reverse tumble flow 80, it is necessary to adjust the fuel injection start timing or the end timing. Even in the early-stage injection lean region, ignition is possible even with a lean air-fuel ratio due to the effect of turbulence due to the reverse tumble.
  • the ECU 70 opens the EGR valve 45 even in the previous injection lean range and introduces an appropriate amount of EGR gas into the combustion chamber 5 to achieve a lean air-fuel ratio. NOX generated by the operation is greatly reduced. In the S—FZB region, a relatively high compression ratio provides a larger output, and harmful exhaust gas components are purified by the three-way catalyst 42.
  • the open loop control area shown in Fig. 3 is assumed. Therefore, the ECU 70 selects the first injection mode, closes the ABV 27, and closes the throttle. Fuel is injected to achieve a relatively rich air-fuel ratio in accordance with the tor opening and the engine rotation speed Ne. In this case, the compression ratio is high, the intake flow forms a reverse tumble flow 80, and the intake port 13 is substantially upright with respect to the combustion chamber 5. Because you are, because high not output even Tsu by the inertia effect is further c are obtained, et al., Overrun operation during medium or high speed traveling ing fuel mosquitoes tools preparative zone in FIG. 3, ECU 7 0 is Stop fuel injection completely. As a result, the fuel consumption is improved and, at the same time, the emission of harmful exhaust gas components is reduced. The fuel cut is immediately stopped when the engine rotation speed Ne decreases below the return rotation speed or when the driver depresses the accelerator pedal.
  • a parameter set value that is set based on the target average effective pressure information and affects the combustion state in the engine combustion chamber, that is, the value of the fuel injection valve 4.
  • the procedure for setting the valve opening time T inj, the ignition timing T ig, the opening amount L egr of the EGR valve 45, etc. will be explained, and between the latter lean mode and S — FZB mode, and the former lean mode and S — The control procedure when switching between FZB modes and between early lean mode and late lean mode will be explained as an example.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a procedure for calculating the valve opening degree Legr and the like.
  • FIG. 14 or FIG. 25 shows a state in which the engine control mode is determined and the mode is shifted to that mode. It is a flowchart showing the control procedure for the control and the control procedure in that mode. Therefore, the engine control procedure of the present invention will be sequentially described following this flowchart.
  • the combustion parameters shown in Fig. 14 or Fig. 22 The setting routine is executed each time the ECU 70 detects a predetermined crank angle position of each cylinder by the ECU 70.
  • the ECU 70 determines and sets the control mode in step S1 or step S8 shown in FIG.
  • the details of the control in the control mode to be executed have been outlined with reference to FIG. 3 and will not be described in detail.However, the details are omitted based on the detection information from various sensors and switches.
  • the control mode to be executed is determined. For example, if the late lean mode is determined in step S1 (if the determination result in step S1 is affirmative (Yes)), then step S1 is performed. In step S2, various control flags and control variables are set so that the control in the late lean mode is executed. Also, if the previous lean mode is determined in step S5 (if the determination result in step S5 is positive), the previous lean mode is determined in step S6. Various control flags and control variables are set in order to execute the control by.
  • step S4 After setting the control flags for the late lean mode and the early lean mode in step S2 and step S6, the ECU 70 sets Perform step S4 to determine whether Engine 1 is accelerating.
  • Whether the engine 1 is accelerating or not is determined by the difference between the previous value and the current value of the throttle valve opening 0 th detected by the throttle sensor 29 (time (Change rate) ⁇ 0 and deviation between the previous value and the current value of the engine speed Ne detected by the crank angle sensor 17 (time change rate of the engine speed) It is determined based on ⁇ N. That is, the deviation ⁇ 0 or ⁇ N is If each of the predetermined discrimination values (h, ⁇ ) is exceeded, it is determined that the vehicle is accelerating. After the vehicle is once determined to be accelerating, the deviation ⁇ 0 or ⁇ ⁇ is determined by the respective predetermined discrimination values ( ⁇ — If ⁇ , ⁇ - ⁇ ), the acceleration is judged to be completed.
  • ( ⁇ , ⁇ ) is a minute value for providing a hysteresis characteristic to stabilize control, and these values are all appropriate values including 0. Can also be set.
  • step S8 If the determination result is affirmative in step S4 and it is determined that engine 1 is accelerating, the process proceeds to step S8, and the S-F / / mode is performed.
  • the set various control flags and control variables are changed to those by the S-F node mode.
  • the step S8 is repeatedly executed to perform the acceleration control.
  • the acceleration control method in this S-F node mode is not particularly limited, and a conventional acceleration control method can be used.
  • step S4 If the determination result of step S4 is negative (No), that is, if the acceleration state of engine 1 is not detected or it is determined that the acceleration is completed, the step is performed.
  • the control flags and the like set in S2 or step S6 are not changed, and the control is performed in the determined mode.
  • Step SI and Step S5 are No
  • the previous mode is S—FZB mode
  • Step S8 Set various control flags and control variables of FZB mode.
  • tering coefficients Kl, ⁇ 2, KS, and KL described later are set, respectively.
  • mode transition also called injection mode transition request
  • one of the above tailing coefficients corresponds to the mode of mode transition.
  • Set the tailing factor to the value 0.
  • the tailing coefficient KL is reset to the value 0.
  • step S10 in FIG. 15, controls the transition of each mode and the control thereof. Execute the control in the mode.
  • FIGS. 27 to 29, are timing charts showing the time change of various control parameter values.
  • the ECU 70 determines in step S10 whether the current engine operation state corresponds to the latter mode or the earlier mode. Is determined.
  • the latter term means the latter term lean mode
  • the earlier term mode includes the earlier term lean mode and the SB mode. Since the current operation mode of the engine 1 is the late lean mode as described above, the operation proceeds from step S10 to step S12, and the engine is operated.
  • the ECU 70 executes the target average effective time previously stored in the storage device described above. From the pressure map 70, the throttle valve opening 0 th detected by the throttle sensor 29 and the crank angle sensor 17 and the engine The target average effective pressure Pe corresponding to the rotational speed Ne is calculated.
  • Figure 7 shows the details of the target average effective pressure map, and shows the output required by the driver according to the throttle valve opening 0th and the engine speed Ne.
  • the corresponding target average effective pressure Peij is mapped and stored in the storage device of the ECU 70.
  • Each of these data is set experimentally for target mean effective pressure information (for example, net mean effective pressure) that is easy to collect in engine bench tests. Value.
  • the ECU 70 uses this map, for example, using the well-known four-point interpolation method. Accordingly, the optimum target average effective pressure Pe corresponding to the detected throttle valve opening 0 th and the engine speed Ne is calculated.
  • the target The net mean effective pressure Pe was used as the mean effective pressure information, but various things are used if there is no particular difference in data collection in the engine bench test. It can be the indicated mean effective pressure or net output.
  • the storage device of the ECU 70 includes various load devices that act as a mechanical and electrical load on the engine 1 during operation, such as air conditioners, power steering devices, and transmissions.
  • Output compensating maps 70d to 70f (Fig. 6) for detecting the operation of these load devices from the switches 33 to 35 (Fig. 6).
  • the target average effective pressure correction value corresponding to the engine speed Ne is output by the ON signal. These correction values are added to the target average effective pressure Pe obtained from the map 70c by the adder 70g, and the values are corrected.
  • the data of the target average effective pressure Pe calculated in this way is filtered by the first-order lag filter 7 Oh, and the combustion parameters are reduced. It is sent to the target air-fuel ratio correction factor numerical value Kaf calculation map 70 j as the setting means.
  • the reason for providing the first-order lag element (filter) 70 h is that when in-cylinder fuel injection is performed, a change in the injection amount immediately appears as a change in the output or the like.
  • the throttle valve opening 0 th used for determining the fuel injection amount is detection information that can be detected without delay compared to the detection of the intake air amount, etc., and the detected valve opening If the fuel injection amount corresponding to 0th is immediately supplied to the engine 1, There is a risk of impairing the driver's privacy.
  • the details of the target air-fuel ratio correction coefficient value calculation map 70 j are shown in Fig. 11, and multiple maps are prepared for each mode and for the presence or absence of EGR, etc.
  • the details of each map are experimentally set in advance according to the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne, as in the case shown in Fig. 7. And stored in the storage device described above.
  • the ECU 70 calculates the target average effective pressure P e and the engine speed N e input to the calculation map 70 j.
  • the corresponding target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is calculated and used for the calculation of the valve opening time described later.
  • the volumetric efficiency calculating means 7 Ok according to the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne that are filtered by the first-order lag as described above.
  • the volumetric efficiency EV value is calculated.
  • FIG. 9 shows the volumetric efficiency map used in the late lean mode control, and the volumetric efficiency map value shown in this map is similar to that shown in FIG. It is experimentally set in advance in accordance with the target average effective pressure Pe and the engine rotation speed Ne, and is stored in the above-described storage device.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf and the volumetric efficiency Ev obtained as described above are applied to the following equation (F1), and the fuel injection is performed at the timing described later.
  • K g is a gain correction coefficient of the injection valve 4
  • T DEC is an invalid time correction value, which is set according to the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne.
  • K is a conversion coefficient for converting the fuel amount into the valve opening time, and is a constant.
  • Kaf is set according to the engine operation state.
  • the expression (F1) is applied not only in the late lean mode control but also in other modes.
  • the air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is set by the method described later when the mode is switched between the later-described lean mode and the S-F / B mode.
  • the value is set according to the output voltage of the O 2 sensor 40, and in other modes, the value is set to the optimum value for that mode.
  • E V volumetric efficiency
  • the volumetric efficiency E v used for calculating the valve opening time T inj in the above equation (F1) is supplied to each combustion chamber 5 and is calculated per unit intake stroke (per cylinder). This is an index related to the amount of oxygen that can be involved in combustion.Similar indices include charging efficiency and intake efficiency. These indices are used instead of volumetric efficiency ⁇ V. It can also be used.
  • the value obtained from the volumetric efficiency E v and the intake pipe pressure P b is the unit intake stroke It is related to the amount of intake air per unit.
  • the directly determined unit intake stroke per intake stroke (AZN) can be used.
  • the data of the valve opening time T inj calculated in this way is sent to an injector drive circuit (not shown) that drives the fuel injection valve 4 at a predetermined timing. .
  • the ECU 70 sets the target at the injection end timing setting means (combustion parameter overnight setting means) 70 m shown in FIG. According to the average effective pressure Pe and the engine speed Ne, an injection end timing Tend suitable for the control mode currently selected is set. If the end timing of the fuel injection in the late lean mode is delayed, a period for the injected fuel spray to evaporate sufficiently is not secured, and black smoke is generated. Conversely, if it is too early, the injected fuel may collide with the cylinder wall, for example, and an optimal mixture may not be formed, which may cause a misfire.
  • the injection end time T end is experimentally set to an optimum value in advance for each control mode or in accordance with the presence or absence of EGR, etc., and is mapped. .
  • the data of the injection end timing T end set according to the target average effective pressure Pe and the like is further corrected by the engine water temperature, etc., and the above-mentioned injector drive is performed. Supplied to the circuit.
  • Injector drive circuit supplies The injection start timing is calculated based on the data of the calculated injection end timing T end and the valve opening time T inj, and when the calculated injection start timing comes, the valve opening time of the fuel injection valve 4 of the cylinder to be injected is calculated.
  • the drive signal is output over a period corresponding to T inj.
  • the ignition timing Tig is calculated by ECU70 based on the following equation (F2).
  • the basic ignition timing 0 B in the above equation is calculated by the ignition timing setting means (combustion parameter setting means) 7 On in FIG. Is calculated.
  • the ignition timing setting means 7 On has a plurality of basic ignition timing setting maps for each mode and for each operation state such as the presence or absence of EGR. Yes.
  • the target average effective pressure set according to the throttle valve opening 0th with the target average effective pressure map 70c described above
  • the data of Pe is supplied to the ignition timing setting means 70 n, and the basic ignition timing 0 B corresponding to the target average effective pressure Pe and the engine speed Ne is set to the latter period. Calculated from the map for open mode.
  • various types of retard amounts are included in the transition between the late lean mode and S-F / B mode.
  • the transition correction values R 1 (K) and R 2 ( ⁇ ) at the time of transition are set to the value 0 except at the time of transition.
  • the ignition timing during the late lean mode control is set at the time when the optimal mixture reaches the ignition plug 3, and this set timing becomes the optimal ignition timing.
  • the data of the ignition timing T ig set as described above is supplied to the ignition coil drive circuit (not shown), and the drive circuit corresponds to the set ignition timing T ig. At this point, a high voltage is applied to the ignition plug 3 of the cylinder to be ignited to ignite
  • the valve opening 6 of the EGR knob 45 is calculated by the EGR amount setting means (combustion parameter setting means) 7 Op in FIG.
  • the EGR amount setting means 70 P is provided for each operation mode in which exhaust gas is to be recirculated and for the selected position of the transmission (D range or N range). It has multiple EGR valve opening map according to the requirements.
  • the target average effective pressure Pe set according to the throttle valve opening 0 th in the target average effective pressure map 70 c described above.
  • the first-order lag filter and the ring processing are not performed for the data of the target data, and the data of the set target average effective pressure Pe is simply set to the mouth-to-pass filter and the value of 70 q is applied.
  • the target average effective pressure P e and e emissions di emissions rotation 'number N e and response Ji valve opening L egr to this is, for late rie Nmo de Calculated from the map.
  • the target average set in the target average effective pressure map 70c The data of the effective pressure Pe is supplied to the EGR amount setting means 70 p without delay.
  • the data of the valve opening degree L egr calculated as described above is supplied to an EGR drive circuit (not shown) after performing correction such as engine water temperature correction, and is supplied to the valve opening degree L egr.
  • the valve drive signal corresponding to egr is output to the EGR valve 45.
  • step S12 in FIG. 15 when the calculation of the various combustion parameters and the like has been completed as described above, the process proceeds to step S20 in FIG. 16.
  • the process proceeds to step S20 in FIG. 16.
  • the tailing coefficient K1 has a value of 1.0 when the transition to the late lean mode has been completed.
  • the engine is controlled by the late lean mode after the complete transition, so the terrain coefficient K1 is set to a value of 1.0. Therefore, your child prepare for the result of the discrimination at stearyl-up S 2 0 since ing to Y es, the transition to the late mode or we the previous mode proceed to scan STEP S 2 1 No.
  • the initial values of the control variables for the transition are set, and various correction coefficient values calculated in the above step S12 and used in the current latter-stage lean mode control It stores the Kaf, combustion parameter values Tig, Tend, EV, target average effective pressure Pe, and the like.
  • the control variables for the transition include the invalid period counter Td2 and the boost pressure delay counter CNT2, and the former counter Td2 is set as the target value as the initial value.
  • a value ⁇ , 2 (Ne, Pe) set according to the average effective pressure Pe and the engine speed Ne is set, and the value is set in the latter counter CNT2.
  • XN 2 is set. Note that the initial value of the control variable
  • the stored values such as the quantization and the correction coefficient value Kaf are updated to new values every time this step S21 is executed.
  • step S21 When the setting of the initial values of the control variables and the like in step S21 is completed, the process proceeds to step S22, where the late injection set routine is executed, and the fuel injection control and ignition described above are performed. Various controls such as timing control and EGR amount control are performed.
  • step S8 in FIG. 14 described above the teling coefficient K 2 is set to a value 0 as shown in FIG. 26 (t0 in FIG. 27). Time).
  • the ECU 70 determines the previous mode in step S10 of FIG. 15, executes step S14, and executes the above-described step S14.
  • various kinds of combustion parameter values Pe, Kaf, Tig, Tend, Legr, Ev, etc. are calculated.
  • the switching switches 70a and 70b shown in FIG. 6 are switched to the first mode side at the timing described later, and the target average effective pressure Pe is set to the first level. 2 Calculated by the calculated map, the target average effective pressure map 7Or.
  • the engine load required by the driver substantially corresponds to the intake pipe pressure Pb, as in the normal intake pipe injection type.
  • the pipe pressure P b itself has a first-order lag element. Therefore, unlike the case where the target average effective pressure Pe is set at the throttle valve opening of 0th, the first-order lag processing is not required, and this intake pipe pressure Pb is Target average effective pressure P Used to set e.
  • the data of the intake pipe pressure Pb detected by the boost sensor 31 is supplied to the target average effective pressure map 70r, and this intake pipe pressure Pb
  • the target average effective pressure Pe corresponding to the engine speed Ne and the engine speed Ne is calculated.
  • the method of calculating the target average effective pressure Pe is the same as in the case of the target average effective pressure map 70c, and this map 70r has the same structure as shown in Fig. 8.
  • a map similar to the one shown in Fig. 7 is prepared as many as necessary according to the engine operation status such as the presence or absence of EGR.
  • the amount of fresh air intake air detected by the air flow sensor may be used instead of the intake pipe pressure Pb.
  • the volumetric efficiency EV of the amount of air sucked by the engine 1 is obtained based on the intake pipe pressure Pb or the amount of fresh air intake air detected by the airflow sensor, and the obtained volumetric efficiency is obtained. It is also possible to calculate the target average effective pressure P e according to the EV and the engine speed N e.
  • the target average effective pressure Pe data is stored in the target air-fuel ratio correction coefficient value calculation map 70 j, the injection end timing setting means 70 m, and the ignition timing.
  • the target A / F, Tend, Tig, and Legr are supplied to the setting means 70n and the EGR amount setting means 70p, respectively, and a map corresponding to the operating state is used.
  • the data of the intake pipe pressure Pb detected by the boost sensor 31 is also supplied to the volumetric efficiency calculating means 70k, and the volumetric efficiency Ev is also shown in FIG. 10 and FIG.
  • the intake pipe pressure detection Pb and the engine speed Ne The volumetric efficiency EV corresponding to is calculated.
  • the volumetric efficiency E v may be calculated using the amount of fresh air intake air detected by the air flow sensor instead of the intake pipe pressure P b. Good.
  • step S50 when the calculation of various combustion parameter values and the like is completed as described above, the step in FIG. Proceed to S50.
  • this step it is determined whether or not the tailing coefficient K2 has a value of 1.0.
  • this tailing coefficient K2 is set to the value 0 since it is immediately after the request to shift to the late lean mode. Therefore, the determination result of step S50 is No, and the steps from step S51 onward are executed to execute S—F / B from the late-restart mode. Perform transition processing to mode.
  • the tailing coefficient K 2 has a value of 1.0 when the transition process is completed. Until that time, the tailing coefficient K 2 is determined by a timer routine shown in FIGS. 23 and 24 described later. A transition process according to the coefficient value K2 is continued until the minute value ⁇ K2 smaller than the value 1.0 is sequentially added and the tailing coefficient value K2 reaches the value 1.0. Is done.
  • FIGS. 23 and 24 show the flowchart of the evening routine executed by a clock pulse having a predetermined period generated by the built-in clock of the ECU 70. It shows that the various tailing coefficient values K1, K2, KL and KS depend on the clock pulse. It shows the steps that are counted up.
  • step S110 or step S113 the counting up of the tering coefficient K1 is performed.
  • a predetermined minute value ⁇ K1 smaller than the value 1.0 is added to the coefficient value K1 (step S110), and the coefficient value K1 is compared with the value 1.0 (step S110). If the value is larger than 1.0, the coefficient K 1 is reset to the value 1.0 in step S 113, and then the coefficient value is set.
  • step S 112 If K 1 is equal to or less than 1.0, the process proceeds from step S 112 to step S 114. As described above, once the teering coefficient value K1 is reset to the value 0, the minute value ⁇ K1 is added every time this routine is executed, and the addition is performed. If the value reaches the value 1.0, it will be held at that value.
  • tailing coefficient value K2 does not correspond to step S114 or step S117.
  • the coefficient values KL and KS are also counted up in step S118 or step S122, and step S1 is performed in the same manner. They are counted in steps 2 1 or 2 1, respectively.
  • the minute values ⁇ K 1, ⁇ K 2, etc. to be added to each coefficient value determine the required length of the mode transition control period.
  • each tailing coefficient is used. It is set to a different value every time. However, these minute values can be set to the same value as each other.
  • step S51 it is determined whether or not the count value of the invalid period count Td2 is 0, that is, the count is invalid. It is determined whether or not the invalid period corresponding to the initial value f 2 (Ne, Pe) of T d 2 has elapsed.
  • the initial value f 2 (N e, P e) of T d2 is set by executing the above-described step S 21 in FIG. 16, and this value is set immediately after the mode change request.
  • the count value Td2 at the time when the step S51 is executed is equal to the initial value f2 (Ne, Pe).
  • step S51 the result of the determination in step S51 is negative, and the process proceeds to step S52, in which the predetermined value ⁇ Td2 is subtracted from the counter value Td2. 5 Set the numerical value K2 to 0 in Brasser in step 3 again. Then, these steps S52 and S53 are repeatedly executed until the above-mentioned invalid period elapses, during which the tailing coefficient value K2 is kept at the value 0. It will be.
  • the tailing coefficient K2 and the ineffective period counter Td2 are both used to avoid a sudden change in the in-cylinder combustion state at the time of mode transition and to reduce the driver It aims to improve.
  • the ECU 70 executes steps S55 and S57, and calculates the provisional target air-fuel ratio correction coefficient Kaft and the volumetric efficiency EV by the following equation (F3), Each is calculated by (F4).
  • Kaft (1 -K2) * Kaf + K2 * Kaf ... (F3)
  • Kaf and Ev ' are the target air-fuel ratio correction coefficient value and the volume efficiency that were calculated last during the late lean mode control, and are shown in FIG.
  • the values were stored as the Kaf value and the EV 'value at the time of the last execution of step S21.
  • the Kaf and EV of the last term on the right side of each equation are set respectively during execution of S-FZB mode control, and Kaf The value is a value set according to the output value of 02 sensor 40.
  • the tentative target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft and the volumetric efficiency value EV are calculated in the previous period during the period when the coefficient value K2 is 0 (invalid period from time to to tl shown in Fig. 27).
  • the coefficient value is kept at the value set last in the late lean mode control, and the coefficient value K2 is maintained while the coefficient value K2 increases from 0 to 1.0. Is set to the value set by the weighting according to, and when the coefficient value K 2 reaches the value 1.0, it is set to the value calculated for the S-FZB mode control. .
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf changes as described later, and the volumetric efficiency Ev is calculated as shown in FIG. As shown in Fig. 7, the value gradually changes linearly from time 11 to time t4, and is kept at the value calculated by the S-FB mode after time t4. That is.
  • step S60 of FIG. 20 the ECU 70 determines that the boost pressure delay counter CNT2 has reached the value 0 by the countdown processing described below. Determine whether the countdown has occurred. If the boost pressure delay counter value CNT 2 has not yet been counted down to the value 0 (the determination result in step S60 is negative), step S 6 Execute 1 to rewrite the target average effective pressure Pe to the value Pe ', and change the value set last during the late lean control to the predetermined This is the period from the time point to to the time point t2 shown in Fig. 27).
  • Initial value XN The period corresponding to 2 is set in relation to the delay in the rise of the boost pressure with respect to the opening operation of the throttle valve 28. Set for the specified number of strokes of gin 1. The switching of the map for calculating the target average effective pressure Pe is delayed by the boost pressure delay counter value CNT2.
  • the count value of CNT 2 is calculated by the crank interrupt routine that is executed each time the specified crank angle position of each cylinder is detected, as shown in Fig. 25. , The value 1 is counted down.
  • the power values of the power terminals CNT1 and CNT3 are similarly counted down to one.
  • step S60 in FIG. 20 If the determination result of step S60 in FIG. 20 is affirmative (when the boost pressure delay period has elapsed), the target average effective pressure in FIG. 6 will be used in the subsequent S—FZB mode control. The value calculated from the map 70 will be used (after t2 in Fig. 27).
  • step S62 it is determined whether or not the target target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft calculated by the above equation (F3) is smaller than the value Xaf.
  • the discrimination value X af is calculated in the engine combustion chamber 5 when the engine is controlled in the late lean mode using the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf of this value. This is a value at which the risk of a litchi misfire occurs, which is equivalent to approximately 20 (the theoretical air-fuel ratio of 14.7) in terms of the overall air-fuel ratio. That is, if the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is smaller than the value Xaf, the engine output is adjusted by adjusting the fuel injection amount in the late lean mode.
  • the target target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft reaches the value Xaf (until time t3 shown in Fig. 27), the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf Is set to a value corresponding to the Tering coefficient K 2, that is, a provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft (step S 63). Then, in order to continue executing the late lean mode control, the ignition timing T ig is held at the last value T ig ′ set in the late lean mode (step S6). 4), the fuel injection end period T end is also held at the last value T end 'set in the late lean mode (step S65).
  • step S22 of FIG. 16 After resetting each combustion parameter value in this way, the above-described step S22 of FIG. 16 is executed, and the energy in the late lean mode is set. Engine control is performed.
  • the determination result of step S62 becomes negative, and Skip to Step S63 or Step S65, and go to Step S66.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf and the fuel injection end period Tend are the earliest provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft and the last calculated in the late lean mode processing.
  • the value calculated by the S — FZB mode is used as it is, without being rewritten to the value T end ′ of. In this case, it can be determined from the change in the correction coefficient value at time t3 in Fig. 27.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf suddenly changes to a suitable value corresponding to a value near the stoichiometric air-fuel ratio in the S-FZB mode, and at this point in time, To shift to S-F / B mode. That is, when the air-fuel ratio reaches a value (approximately 20) corresponding to the Litz misfire limit X af value in the late lean mode control, the air-fuel ratio falls between the value 20 and the stoichiometric air-fuel ratio. Rather than gradually changing, it is suddenly changed to near the stoichiometric air-fuel ratio in the S-FZB mode. Along with this, the fuel injection end period T end is also changed to a value suitable for S-FZB mode control (at time t3 in Fig. 27).
  • step S66 the current engine operation state corresponds to either the previous term lean mode included in the previous mode or the S-F / B mode included in the previous mode. Is determined, and different engine control is performed according to the determination result.
  • step S67 is executed, and the ignition timing Tig is calculated by the following equation ( Replaced by the value calculated by F5).
  • R2 (K2) is the amount of retard set to prevent a sudden change in the engine output due to the mode transition.
  • the ignition timing Tig changes as shown from the time point t3 to the time point t4 in FIG. You. By controlling the ignition timing Tig in this way, a sudden increase in output due to the start of the s-F / B mode control is prevented.
  • step S48 in FIG. 18 is executed, and engine control is performed in the previous injection mode.
  • Step S58 it is determined whether the first-period mode control should be performed in the first-period lean mode or the S-FB mode, and a different control is performed according to the determination result. Is executed. Subsequently, when the S—FB mode is determined, the ECU 70 proceeds to step S70 in FIG. 21 and shifts to the second-stage lean mode control or the first-stage lean mode. Prepare for transition to single-handed control.
  • the control variables for the migration include the invalid period counter Td1 and the EGR delay counter CNT1, and the former counter T dl has the target average effective pressure P
  • the value f 2 (N e, P e) set in accordance with e and the engine speed N e is set to the value XN 1 as the initial value in the latter power sensor CNT 1. It is set.
  • control in the S-FZB mode is repeated, and step S70 is repeated. Each time it is executed, it is updated to a new value.
  • step S70 When the initial values of the control variables and the like are set in step S70, the process proceeds to step S72, in which the lean mode is changed from the previous term lean mode to S-F / B mode. It is determined whether or not the tailing coefficient value KL used in the transition control is 1.0. Now that the transition to the S-FZB mode has been completed and the control of that mode has been performed, the coefficient value KL is 1.0, and the control jumps over step S73. Proceed to step S74. In step S74, the count value of an EGR delay counter CNT3 described later is determined. This count C N T 3 is always counted down by the crank interrupt routine shown in Fig. 25 described above.
  • step S74 the determination result in step S74 is also negative, and the process skips step S75. Then, the process proceeds to step S48 in FIG. 18 described above, and the control in the previous injection mode is executed. Steps S73 and S75 will be described in the later-described transition control from the lean mode to the S-FZB mode.
  • step S 1 in FIG. 14 if the engine operation in the late lean region is determined during the S—FZB mode control (at time 16 in FIG. 27), Tering coefficient in S2 Kl is set to the value 0. Then, in step S10 in FIG. 15, a request to shift to the late mode was determined, and in step S12 described above, calculation of various combustion parameters and the like was performed. Thereafter, step S20 of FIG. 16 is performed to determine whether K1 is equal to the value 1.0. Immediately after the late lean mode is determined, since the tailing coefficient value K1 is the value 0 as described above, the determination result of step S20 is negative, and the Execute the steps from step S24 to execute the transition process from S-FZB mode to the late lean mode.
  • the telecommunication coefficient K1 has a value of 1.0 when the transfer processing is completed, but until then, the timer multiplication shown in FIGS. 23 and 24 described above has been repeated. In this case, a small value ⁇ K 1 smaller than the value 1.0 is sequentially added, and the coefficient value K 1 is maintained until the tailing coefficient value K 1 reaches the value 1.0. The corresponding migration process is performed.
  • step S24 it is determined whether the invalid period counter Td1 has a value of 0, that is, corresponds to the initial value f1 (Ne, Pe) of the counter Tdl. It is determined whether the invalidation period has elapsed.
  • the initial value fl (N e, P e) of the counter T dl depends on the execution of the above-described step S70 in FIG.
  • the count value Td1 at the time when this step S24 is executed immediately after the mode transition is set to the initial value f1 (N e , P e). Accordingly, the result of the determination in step S24 is negative, and the process proceeds to step S25, in which the predetermined value ⁇ dl is subtracted from the count value Tdl.
  • Tailing coefficient value K in step S26 Reset 1 to value 0. Then, these steps S 25 and S 26 are repeatedly executed until the above-mentioned invalid period elapses (from time t6 to time t7 in FIG. 27). The tailing coefficient value K 1 will be kept at the value 0.
  • the ECU 70 executes step S28 and step S30 in FIG. 17 to calculate the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft and the volumetric efficiency EV by the following equation. Computed by (F6) and (F7) respectively.
  • Kaft (1 -K1) * Kaf + K1 * Kaf ... (F6)
  • K af and E v ′ are the target air-fuel ratio correction coefficient values and the volume efficiency calculated last in the S—FZB mode control, and represent the step S 70 in FIG. 21 described above. They were stored as the Kaf value and EV 'value at the time of the last execution. The Kaf and EV in the last term on the right side of each equation are used in the latter lean mode processing. These are calculated values.
  • the value of the target air-fuel ratio correction coefficient Kaft and the volumetric efficiency value EV becomes: It is set to a value set by weighting according to the value K1, and when the coefficient value K1 reaches the value 1.0, it is set to a value calculated by the late lean mode. This will be.
  • the tailing coefficient value K1 is As shown in FIG.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf at the time of the mode change changes as described later, and the volumetric efficiency EV changes from the time t7 to the time tlO in FIG. As shown, the value gradually changes linearly, and after 110, the value is held at the value calculated by the late lean mode.
  • the ECU 70 proceeds to step S31 in FIG. 17 and determines whether or not the EGR delay counter CNT1 has counted down to the value 0.
  • the counter CNT 1 is provided for the purpose of delaying the EGR control in the late lean mode, so that the S-FZB mode power is used to introduce a large amount of EGR. Prevents excessive EGR status during transition control to lean mode. If the EGR delay count value CNT1 has not yet been counted down to the value 0, execute step S32 to open the valve of the EGR knob 45.
  • legr is rewritten to the value Legr ', and the value set last in the S-FZB mode control is maintained for a predetermined period (a period corresponding to the initial value XN1 of the counter, as shown in FIG. 27). (period from time t6 to time t9).
  • the period corresponding to the initial value X N 1 is set in consideration of delaying the shift of the EGR amount to a value suitable for the late lean mode.
  • step S31 If the determination result of step S31 is affirmative (when the EGR delay period has elapsed), the aforementioned step S32 is skipped, and the subsequent lean mode control is performed. For this, the value calculated by the EGR amount setting means 70 p in FIG. 6 will be used (after point 19 in FIG. 27).
  • step S34 it is determined whether or not the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft calculated by the above equation (F6) is smaller than the value Xaf. As described in step S62 of FIG. 20, this discrimination value X af is a value at which misfire occurs if the fuel is rich in the late lean mode, that is, the air-fuel ratio.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is smaller than the value Xaf, the engine output is controlled by adjusting the fuel injection amount in the late lean mode. This means that it is possible, and the determination in step S34 determines whether or not it is OK to start the late lean mode. If the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is equal to or larger than the value Xaf, the S-FB mode control is continuously executed.
  • step S34 determines whether the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft reaches the value Xaf (from time t7 to time t8 shown in Fig. 27).
  • the ECU 70 rewrites the injection end period T end to the last value T end 'calculated in the S-FZB mode processing in step S 40 in FIG. 18). , And keep this value.
  • the transition request determination is performed. It is determined whether or not the correction coefficient value Kaf set and stored immediately before is smaller than the value 1.0.
  • the correction coefficient Kaf is always set to a value smaller than 1.0. If the determination result in step S42 is negative, that is, if the control mode before the determination of the shift request is the S-F / B mode, step S46 is performed. In this case, the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is held at the value Kaf 'immediately before the shift request is determined. Then, the adjustment of the engine output by continuously executing the S-FZB mode control is controlled by the ignition timing, and the process proceeds to step S47. Then, the ignition timing Tig is replaced with a value calculated by the following equation (F5).
  • R1 (K1) is the amount of retardation (second correction coefficient) set to prevent the output from changing suddenly when the mode is changed.
  • the tailing coefficient value (first correction coefficient) is set to a value such that the retardation gradually increases as a function of K1. Is set, and set to the maximum retard amount at time t8. Then, when the transition to the late lean mode is completed (after time t8 in FIG. 27), R 1 (K1) is set to the retard amount 0. In this way, as the timing for shifting to the late lean mode (at time t8 in FIG. 27) approaches, the amount of ignition timing retard is increased and the engine is increased. Adjust the output to prevent sudden output changes due to the start of late lean mode control.
  • step S48 is executed, and engine control is performed in the first injection mode.
  • step S42 of FIG. 18 the control mode before the transfer request was determined was the previous lean mode. If the judgment is made (if the judgment result is affirmative), the ECU 70 executes steps S43 and S44, but both steps S43 and S44 are executed in the previous period. This is executed at the time of transition from the lean mode to the late lean mode, and details thereof will be described later.
  • step S34 in FIG. 17 if the tailing coefficient value K1 increases and the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft falls below the discrimination value Xaf, The determination result of step S34 in FIG. 17 is affirmative, and the steps S40, S46, and S47 described above are not performed, and the steps are performed. Proceed to S36.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf corresponds to the value near the stoichiometric air-fuel ratio in the S-FZB mode.
  • the value changes from a value suitable for that mode to a value that is suitable for the late lean mode and does not cause a risk of misfiring in a step at a stretch.
  • Move to clean mode That is, the engine output gradually adjusted by the ignition timing adjustment during the mode transition control can be obtained at the air-fuel ratio of about 20 at the limit misfire limit in the late lean mode control.
  • the target air-fuel ratio is suddenly changed to the limit misfire limit air-fuel ratio in the late lean mode.
  • the injection end period T end and the ignition timing T ig are also changed to values suitable for the late lean mode control (at time t8 in FIG. 27).
  • step S22 in FIG. 16 is executed, and engine control is performed in the late lean mode.
  • step S20 in FIG. 16 The determination result in step S20 in FIG. 16 described above is affirmative (Yes).
  • the engine in the second lean mode is set in step S22. Control is performed, and steps S21 and S22 are repeatedly executed.
  • step S6 When the engine operation state changes and there is a request to shift from the late lean mode to the early lean mode, the engine stops at step S6 in FIG. 14 described above.
  • the coefficient K 2 is set to the value 0 as shown in Figure 26 (at time t20 in Figure 28).
  • ECU 70 determines the previous mode in step S10 of FIG. 15 and then executes step S14 to execute S-FZB as described above.
  • various combustion parameters P e, K af, T ig, T end, Legr, E v, etc. are calculated.
  • the target average effective pressure Pe corresponds to the intake pipe pressure Pb and the engine speed Ne based on the target average effective pressure map 70r, which is the second calculation map. It is calculated as follows.
  • the data of the target average effective pressure Pe is used as the target air-fuel ratio calculation map 70 j, the injection end timing setting means 70 m, the ignition
  • the target A / F, Tend, Tig are supplied to the timing setting means 70 n and the EGR amount setting means 7 Op, respectively, using a map corresponding to the operating state of the lean mode in the previous term.
  • Legr is calculated.
  • Ev is calculated based on the target average effective pressure Pe data.
  • step S50 the process proceeds to step S50 in FIG. 19, and the teiling coefficient ⁇ 2 has a value of 1.0. Determine whether or not.
  • this tailing coefficient ⁇ 2 is set to a value of 0 immediately after the request for the transition to the previous term lean mode, and accordingly, the stepping factor is set to 0.
  • the determination result of S50 is ⁇ , and the process from step S51 is executed to perform the transition process from the latter lean mode to the earlier lean mode. .
  • step S51 whether the invalid period count Td2 is equal to 0 is determined in the same manner as in the case of the transition control from the late lean mode card to the S—FZ ⁇ mode. That is, it is determined whether or not the invalid period corresponding to the initial value f 2 (N e, P e) of the counter ⁇ d2 has elapsed.
  • Initial value of T d2 f 2 (N e, Pe) are set by the execution of step S21 in FIG. 16 described above, and immediately after the mode change request, the initial value f2 (Ne, Pe) is set. be equivalent to. Accordingly, the determination result of step S51 is negative, and the flow advances to step S52 to subtract the predetermined value ATd2 from the force counter value Td2.
  • step 53 the teling coefficient value ⁇ 2 is reset to the value 0, and these steps S52 and 53 are performed during the invalid period (at time t20 shown in FIG. 28). This is repeated until the time from the time t21 to the time t21 elapses, during which time the tailing coefficient value K 2 is kept at the value 0.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft and the volumetric efficiency value EV are the previous values during the period when the coefficient value K2 is 0 (ineffective period from t20 to t21 shown in Fig. 28). In other words, it is held at the value calculated last in the late lean mode processing, and when the value of the coefficient value K 2 increases, it is set to a value set by weighting according to the K 2 value When the coefficient value K 2 reaches the value 1.0, the coefficient value is set to the value calculated by the lean mode processing in the previous period.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf and the volumetric efficiency Ev at the time of the mode transition are calculated as shown in FIG.
  • the value gradually changes linearly from the time point to the time point t24, and after the time point t24, the value is maintained at the value calculated by the lean mode in the previous period.
  • the ECU 70 determines the boost pressure delay count value CNT 2 in the above-described step S60 of FIG. 20 and determines the boost pressure delay count value CNT 2. If has not yet been counted down to the value 0 (the determination result of step S60 is negative), execute step S61 to execute the target average effective pressure.
  • step S60 If the determination result of step S60 is affirmative (when the boost pressure delay period has elapsed), the target average effective pressure map shown in FIG. 6 is used in the subsequent lean mode control. The value calculated from step 70r will be used (after t22 in Fig. 27).
  • step S62 it is determined whether or not the target target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft calculated by the above equation (F3) is smaller than the value Xaf. If the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is smaller than the value Xaf, the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft reaches the value Xaf (until t23 shown in Fig. 28). ), The target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is set to a value corresponding to the tailing coefficient K2, that is, the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft (step S63). Then, in order to execute the late lean mode control, the ignition timing T ig is set according to the latter lean mode. The calculated last value Tig 'is held (step S64), and the injection end period Tend is also held at the last value Tend' calculated by the late lean mode. (Step S65).
  • step S22 in FIG. 16 After resetting each combustion parameter value in this way, the above-described step S22 in FIG. 16 is executed, and the engine control in the late injection mode is performed. Done.
  • the transition control from the late lean mode to the S-FZB mode is the same as the transition control from the late lean mode to the previous lean mode.
  • the control different from the shift control to the S-FZB mode is performed as follows. Be executed.
  • the air-fuel ratio is set to a value that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and richer than the rich misfire limit value in the second lean mode. can do . Therefore, the engine output can be controlled by adjusting the air-fuel ratio, and a sudden change in the output at the time of transition can be prevented. Then, if the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft exceeds the discrimination value Xaf, and the discrimination result in step S62 becomes negative, the process proceeds to step S66.
  • steps S68 and S69 are executed, and the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf and the ignition timing T ig is calculated.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is rewritten to the above-mentioned provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft, and the ignition timing Tig is replaced with a value calculated by the following equation (F9). . Therefore, the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is Even if the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft exceeds the aforementioned discrimination value Xaf, the value is set to a value corresponding to the tailing coefficient value K2, and gradually increases as shown in Fig. 28. When the K2 value reaches the value 1.0, it shifts to the value calculated by the lean mode in the previous term.
  • the retard amount R 2 (K2) used for the transition control to the S-FZB mode is not set, and the ignition timing T ig is set to the tail. It is set to a value corresponding to the coefficient K 2.
  • the ignition timing Tig changes suddenly at time t23, and thereafter gradually changes toward a value suitable for the first-half lean mode control, and at time t24. After that, when the transition to the previous term lean mode is completed, it is set to the value calculated in the previous term lean mode.
  • the injection end period Tend is set to the previous term because the above-described step S65 is not executed.
  • the value calculated in the mode processing is used as it is.
  • the previous term lean mode control is executed when the target target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft exceeds the discrimination value Xaf. in injection end time T end is shifted immediately to the value calculated by the previous period rie Nmo de (hereinafter t23 time point of FIG. 28), the ignition timing T i g is te one Li in g coefficient values K According to 2 And gradually increase (between t23 and t24 in Fig. 28).
  • step S48 in FIG. 18 is executed, and the engine control is performed in the previous injection mode. .
  • Step S58 is executed.
  • Preparations for the transition include setting the initial values of the control variables for the transition, and various correction factors Kaf and combustion parameter values Tig and Tend calculated in the current control mode. , EV, target average effective pressure Pe, etc. are stored.
  • the control variables for the transition include the invalid period counter T dl and the EGR delay counter CNT 3 described later.
  • the value f 1 (N e, P e) set according to the pressure Pe and the engine rotation speed Ne is set to the initial value XN 3 for the latter counter CNT 3, respectively. Is set.
  • Each of these transition control variables, etc. has a new value each time the control in the previous-period lean mode is repeated and step S80 is repeated and executed. Will be updated to.
  • the EGR delay used in the transition control from the S-FNOB mode to the late lean mode described above is used.
  • the initial value of CNT1 is not set.
  • step S82 the transition control from S-FB mode power to the previous lean mode is performed. It is determined whether or not the tailing coefficient value KS to be used is the value 1.0. Since the transition to the previous term lean mode has now been completed and the control in the previous term lean mode is being performed, the coefficient value KS is 1.0 and the step S84 Then, the process proceeds to step S48 in FIG. 18 described above, skipping S86 and S86, and the control in the previous injection mode is executed. The skipped steps S84 and S86 are executed during the transition control from S-FZB mode to the previous term lean mode, and the details thereof will be described later.
  • step S1 in FIG. 14 If it is determined in step S1 in FIG. 14 that the engine operation state has changed during the first-half lean mode control and a request to shift to the second-half lean mode has been made ( At time t25 in FIG. 28), the value 0 is set to the tailing coefficient K1 in step S2. If it is determined in step S10 of FIG. 15 that the current engine operation state corresponds to the late mode, the above-described step S12 is executed. After calculation of various combustion parameter values and the like, it is determined in step S20 in FIG. 16 whether or not K1 is equal to the value 1.0. Immediately after the late lean mode is determined, the tailing coefficient value K1 is 0, so the result of the determination in step S20 is negative, and the step Step S24 and subsequent steps are executed to perform the transition processing from the first lean mode to the second lean mode.
  • step S24 it is determined whether or not the invalid period counter Td1 is ⁇ 0, that is, the invalid period corresponding to the initial value f1 (Ne, Pe) of the counter Tdl is determined. Determine if it has elapsed.
  • the initial value f 1 (N e, P e) of the countdown time T dl is obtained by executing the above-described step S80 in FIG. 22 during the lean mode control immediately before the transition.
  • the count value Td1 at the time when this step S24 is executed immediately after the mode transition is set to the initial value f1 (N e , P e).
  • step S24 determines whether the result of the determination in step S24 is negative, and the process proceeds to step S25, in which the predetermined value ⁇ dl is subtracted from the count value Tdl.
  • step S26 reset the tailing coefficient value K1 to the value 0. Then, these steps S25 and S26 are repeatedly executed until the above-mentioned invalid period elapses (until t26 in FIG. 28). The ring coefficient value K 1 will be held at the value 0.
  • the ECU 70 executes step S28 and step S30 in FIG. 17 to obtain the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft and the volumetric efficiency EV.
  • the preceding equations (F6) and (F7) are the target air-fuel ratio correction coefficient value and the volumetric efficiency, respectively, that were calculated last in the lean mode processing in the previous period.
  • the last execution of step S80 in FIG. 22 was performed, the values were stored as the Kaf value and the EV 'value. It is a thing.
  • the target target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft and the volumetric efficiency value EV are calculated during the period when the coefficient value K1 is 0 (the invalid period from t25 to t26 shown in Fig. 28). ),
  • the previous value that is, the value calculated last for the lean mode control in the previous period, is held, and when the coefficient value K1 increases, the weight is set according to the K1 value.
  • the coefficient value K1 reaches the value 1.0, it is set to the value set during the late lean mode control. Due to the above-described change in the tailing coefficient value K1, the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf and the volumetric efficiency EV at the time of the mode transition are changed from time t26 to time t29 in Fig. 28.
  • the value gradually changes linearly as shown between the time points, and after time t29, the value is maintained at the value set by the late lean mode processing.
  • step S31 of FIG. 17 the ECU 70 determines whether the EGR delay counter CNT1 has counted down to the value 0 or not. .
  • This countdown CNT 1 is provided to delay the EGR control in the late lean mode, so that a large amount of EGR is introduced from the early lean mode. Prevents excessive EGR during transition control to lean mode. If the EGR delay counter value CNT1 has not yet been counted down to the value 0, execute step S32 to execute the valve opening of the EGR knob 45. Rewrite Legr to the value Legr ', and change the last value set during the previous lean mode control to a predetermined period (the period corresponding to the initial value XN1 of the counter.
  • step S31 Period from t25 to t28 shown in Hold immediately after.
  • the period corresponding to the initial value XN 1 is set in consideration of delaying the transition of the EGR amount to a value suitable for the late lean mode. If the determination result of step S31 is affirmative (when the EGR delay period has elapsed), the above-described step S32 is skipped, and the subsequent lean mode is performed.
  • the value calculated by the EGR amount setting means 7 Op in FIG. 6 is used for control (after t28 in FIG. 28).
  • step S34 it is determined whether or not the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value K aft calculated by the previous equation (F6) is smaller than the value X af, and a later-stage reset is performed. Determine if it is OK to start the run mode. If the determination result in step S34 is negative and the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is equal to or larger than the value Xaf, the lean mode control is continuously executed in the previous period. In other words, the period during which the determination result of step S34 is negative, that is, until the target target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft reaches the value Xaf (from time t26 shown in FIG. 28). From time t27 to t27), in step S40 in Fig.
  • the ECU 70 calculates the injection end period Tend as the last value calculated using the previous term lean mode. Rewrite to T end 'and keep this value (the period from 26 o'clock to t27 shown in Fig. 28). In order to determine whether the control mode before the transfer request was determined was the previous lean mode or the S-FZB mode, immediately before the transfer request determination. It is determined whether or not the correction correction coefficient value Kaf set and stored in is smaller than the value 1.0.
  • step S42 Since transition from the previous lean mode is under control, The current discrimination result of step S42 is affirmative, and in step S43, the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf is rewritten to the provisional target air-fuel ratio correction coefficient value Kaft. Is Then, the ignition time Tig is replaced with a value calculated by the following equation (F10) according to the tailing coefficient value. As a result, the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf and the ignition timing Tig correspond to the tailing coefficient value K1, as shown from the time point t26 to the time point t27 in Fig. 28. Change gradually.
  • the amount of R1 (K1) was set to prevent the output from changing suddenly during the shift. F10) does not include the retard amount R1 (K1).
  • the output control is performed by adjusting the air-fuel ratio, and accordingly, the amount of return R 1 ( ⁇ 1) is reduced. There is no need for such correction, and the ignition timing T ig is set to a value corresponding to the tailing coefficient value 1.
  • step S48 is executed, and engine control is performed in the previous injection mode.
  • step S34 in FIG. 17 the determination result in step S34 in FIG. 17 is affirmative. Therefore, the process proceeds to step S36 without executing steps S40 and S44 described above.
  • step S22 in FIG. 16 is executed, and engine control is performed in the late injection mode.
  • step S 20 When the teering coefficient value K1 gradually increases to reach the value 1.0, the transition to the late lean mode is completed, and the steps shown in FIG.
  • the determination result in S 20 is affirmative (Yes), and after performing the preparation for shifting to the first-half mode control in step S 21, the operation proceeds to step S 2.
  • the engine control is performed in the second injection mode of step 2, and thereafter, steps S21 and S22 are repeatedly executed.
  • the teling coefficient KL is set to the value 0 as shown in FIG. 26 in step S8 of FIG. 14 described above (see FIG. 26). (At time t30 in Fig. 29).
  • the ECU 70 determines the previous mode in step S10 of FIG. 15 and then proceeds to step S14 to execute the various combustion paths described above.
  • the lame values Pe, Kaf, Tig, Tend, Legr, Ev, etc. are calculated.
  • step S50 determines whether or not the tailing coefficient K2 has a value of 1.0. .
  • This tailing coefficient value K 2 is a harm that has a value of 1.0 because this loop is a loop immediately after the request for transition from the previous lean mode to the S-F / B mode. Then, the determination result of step S50 becomes affirmative, and the process proceeds to step S58.
  • the ECU 70 proceeds to step S70 in FIG. Prepare for transition to lean mode control or transition to lean mode control in the previous term. Then, after preparing for the migration, proceed to step S72.
  • step S72 Is negative, and in step S73, the volumetric efficiency Ev is calculated based on the following equation (F11).
  • the above equation (F11) is similar to the above equation (F4), and E v ′ is the last calculated volume efficiency in the lean mode control in the previous period. This is the value that was stored as the value Ev 'when the last execution of step S80 was performed. E V in the last term on the right side of the above equation is the value calculated in this S-FZB mode processing.
  • the volumetric efficiency value EV is set to a value set by weighting according to the KL value when the value of the coefficient value KL increases.
  • the coefficient value KL reaches the value 1.0, it is set to the value calculated by the S-F-NOB mode processing. Due to the above-described change in the tailing coefficient value KL, the volumetric efficiency EV at the time of the mode transition gradually increases linearly as shown from the time point t30 to the time t32 in FIG. The value is changed, and after t32, the value is held at the value calculated by the S-F / B mode.
  • step S74 of FIG. 21 the ECU 70 determines whether or not the EGR delay count CNT 3 has counted down to the value 0 in step S74 of FIG. .
  • the counter CNT 3 is designed to delay the EGR control in the S-FZB mode, so that the control at the time of the mode transition is stabilized. It is planned.
  • the counter value CNT 3 is reset to the initial value XN 3 in step S80 of FIG. 22 described above.
  • the crank angle sensor 17 detects a predetermined crank angle position, it is reset and the routine of the interrupt routine shown in Figure 25 is executed. Step S100 has been executed and power down has been performed.
  • step S74 If the determination result in step S74 is negative, that is, if the EGR delay period (the period corresponding to the initial value XN3 shown from the time t30 to the time t31 in FIG. 29) has not elapsed.
  • the valve opening Legr of the EGR knob 45 is set to the previous value, that is, the value Legr 'at the time of the previous lean mode control executed immediately before the determination of the shift to the S-FZB mode. .
  • This value Legr ' is stored and updated each time step S80 in FIG. 22 described above is executed. It is new.
  • the determination result in step S74 is positive, that is, when the period corresponding to the initial value XN3 has elapsed (after point 31 in FIG. 29), the valve opening Legr is changed to the S—FZB mode.
  • the value thus calculated is set, and the valve opening of the EGR valve 45 is controlled based on the set valve opening egr.
  • the transition from the previous lean mode to the S-FZB mode is a transition in the same previous injection mode, and the map for calculating the target average effective pressure P e is as follows. The same map is used (see Figure 29).
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf, the fuel injection end period Tend, and the ignition timing Tig are Immediately at time t30 when the mode change request is determined, the values are switched to the values calculated by the S-FZB mode (see Fig. 29).
  • step S48 in FIG. 18 described above the control in the previous injection mode is executed.
  • step S6 the ECU 70 changes the tailing coefficient value KS by executing step S6 in FIG. 14 and the control rule shown in FIG. 26. Set to the value 0 according to.
  • step S50 the calculation of various combustion parameters and the like is performed in step S14. Proceed to step S50 in FIG.
  • step S50 Determines whether the tailing coefficient value K 2 is equal to 1.0 or not. This time, the loop has determined a request to shift from the S-F ⁇ ⁇ mode to the previous lean mode.
  • step S58 it is determined that the control in the previous lean mode is requested, and the step S80 in FIG. 22 is executed.
  • step S80 as described above, the initial values of the control variables for the transition are set in preparation for the transition to the late rein-mode control or the transition to S-FZB mode control. , And various correction coefficient values Kaf, combustion parameter values Tig, Tend, EV, target average effective pressure Pe, and the like calculated in the current control mode are stored.
  • step S82 is used at the time of controlling the transition from the S-FZB mode to the previous lean mode. Determines whether the numerical value KS is 1.0 or not. The loop this time is immediately after the request to shift to the lean mode in the previous term is determined, and the tailing coefficient value KS has just been set to the value 0. The judgment result of S82 is negative. If the determination result of step S82 is negative, ECU 70 repeatedly executes steps S84 and S86, and executes step S84. In step S84, the volumetric efficiency Ev is calculated based on the following equation (F12).
  • Ev (1 -KS) * Ev '+ KS * Ev ... (F12)
  • the above equation (F12) is similar to the above equations (F11) and (F4).
  • E v ′ is the volume efficiency finally calculated in the S—FZB mode
  • E v ′ is the value obtained when the above-described step S 70 of FIG. 21 is executed last.
  • v 'It is memorized as a value.
  • E v in the last term on the right side of the above equation is the value calculated by the lean mode processing in the previous term.
  • the volumetric efficiency value EV is set to a value set by weighting according to the KS value when the value of the coefficient value KS increases, and when the coefficient KS reaches the value 1.0, the lean mode in the previous term is set. It will be set to the value calculated by the processing. Due to the above-described change in the tailing coefficient value KS, the volumetric efficiency E v at the time of the mode transition changes during the period in which the tailing coefficient value KS changes from the value 0 to the value 1.0. Over time, the value gradually changes linearly as shown from the time point t34 to the time point t35 in Fig. 29, and after the time point t35, the value changes to the value calculated by the lean mode in the previous period. Will be retained.
  • K af K af
  • the tailing coefficient value KS is changed from the value 0 to the value 1.0.
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value The Kaf, ignition timing Tig, and fuel injection end timing Tend are switched to the values in the previous lean mode, at which point the transition to the previous lean mode control is completed. Become .
  • the transition control from the S-FZB mode to the previous lean mode requires the combustion parameters to be monitored from the standpoint of preventing switching shocks.
  • the change may be made gradually according to the coefficient value.However, if it is made to change gradually, the exhaust gas characteristics (particularly, NOX emission) may be deteriorated at the time of switching.
  • the volumetric efficiency EV By changing the volumetric efficiency EV gradually, switching shocks are prevented, and when the volumetric efficiency EV reaches a value suitable for the lean mode in the previous term (tape).
  • the target air-fuel ratio correction coefficient value Kaf, the ignition timing Tig, and the fuel injection end timing Tend are values that match the S-FZB mode. To the value that fits the lean mode in the previous period, REDUCE the generation to a minimum.
  • the valve opening degree Legr of the EGR valve 45 is set to the previous term lean mode simultaneously with the judgment of the mode transition request. It is set to the calculated value (see time t34 in Fig. 29).
  • S-F / B mode control in which the air-fuel ratio is controlled close to the stoichiometric air-fuel ratio, the emission of nitrogen oxides N ⁇ X is suppressed by the three-way catalyst 42 shown in Fig. 1. Is higher than the stoichiometric air-fuel ratio.
  • the ECU 70 proceeds to step S48 in FIG. 18 and executes the process in the previous injection mode. Execute engine control.
  • the map for calculating the target average effective pressure Pe is apparent from the comparison of the evening imaging charts shown in FIGS. 27 and 29.
  • an invalid period (period corresponding to XN2) is provided to reduce the response delay of the intake pipe pressure Pb.
  • S-FZB mode or the previous lean mode the mode transition was determined. The switch is made immediately at the point when it is done.
  • a large amount of exhaust gas and bypass air is supplied to engine 1 by opening EGR valve 45 and ABV 27, resulting in an extremely large overall air-fuel ratio.
  • At least one of the parameters that affect the combustion state in the combustion chamber must be at least one of the values that match the pre-switching mode, depending on the engine operating state.
  • the switching shock is effectively prevented by changing to a value suitable for the post-switching mode with timing according to the mode before and after the switching.
  • Fuel injection is performed in the first mode (previous mode) to ensure operating performance that requires engine output, such as acceleration operation and medium-high load, while the second mode (Late mode) Inject fuel to improve exhaust gas characteristics and fuel efficiency during low load operation.
  • the parameter value is switched when a predetermined period has elapsed from the time of the mode switching request, thereby accurately preventing a switching shock.
  • the specific parameter value at the time of mode switching is set to a value suitable for the mode before switching from a value suitable for the mode before switching based on the provisional correction coefficient value. While gradually changing at a predetermined change rate during the period, the other corrections are made according to the provisional correction coefficient value.
  • the switching timing of other parameter values can be made to correspond to the change of the specific parameter overnight value. Accurate and control-free control is realized more easily.
  • An accurate switching control is performed by changing the temporary correction coefficient value from the first predetermined value to the second predetermined value.
  • the period required for the change from the first predetermined value to the second predetermined value is set according to the mode before and after the switching, and fine switching control is performed.
  • the fuel injection amount that has the greatest effect on the combustion state in the combustion chamber is selected as a specific parameter, and the timing is determined by the temporary correction factor. Switch the fuel injection amount with to prevent a switching shock.
  • the fuel injection amount is reduced until the temporary correction coefficient value reaches the reference value (for example, the rich misfire limit value).
  • the coefficient value reaches the reference value, it is suddenly changed to a value suitable for the first sub mode.
  • the provisional correction coefficient value reaches the litchi misfire limit value
  • control of the engine in the second mode may cause a misfire. Therefore, the control is shifted to the first sub mode.
  • the fuel injection amount is set to a value suitable for the first sub mode until the provisional correction coefficient value reaches the reference value.
  • the provisional correction coefficient value reaches the reference value, the intermediate value corresponding to the provisional correction coefficient value between the value conforming to the first sub-mode and the value conforming to the second mode. After that, the value gradually changes from the intermediate value to the value suitable for the second mode after switching according to the provisional correction coefficient value.
  • the fuel injection end timing is adjusted to the mode before switching Switch from the value that changes to the value that matches the mode after switching.
  • the fuel injection end timing is switched at a timing associated with the fuel injection amount by the provisional correction coefficient value.
  • the ignition timing is maintained at a value suitable for the second mode until the temporary correction coefficient value reaches the reference value, and the temporary correction coefficient value is set to the reference value.
  • the value is switched to an intermediate value corresponding to the provisional correction coefficient value between the value conforming to the second mode and the value conforming to the first mode, and thereafter, the intermediate value is changed. Gradually switch to a value that matches the first mode.
  • the ignition timing is changed from the value conforming to the first mode to the second mode until the provisional correction coefficient value reaches the reference value.
  • the value is gradually changed in accordance with the provisional correction coefficient value toward a suitable value, and is switched to a value suitable for the second mode when the provisional correction coefficient value reaches the reference value.
  • the ignition timing is always set to the optimum value, and therefore, combustion can be performed even in an extremely lean air-fuel ratio state, and the ignition timing is advanced.
  • the engine output will decrease even if it is retarded.
  • the ignition timing is adjusted to adjust the engine output. It is not possible.
  • the engine output can be adjusted by adjusting the ignition timing.
  • the engine output is increased by setting the air-fuel ratio to a value richer than the value set in the second mode, and the engine output is increased. Adjust engine output by angle control.
  • the correction retard amount is changed from the second mode (the operation state in which the air-fuel ratio is set extremely lean) to the first sub-mode (the state in which the air-fuel ratio is operated at substantially the stoichiometric air-fuel ratio).
  • the provisional correction coefficient value reaches the reference value, set it to the maximum lead value, and then, from the maximum return value, move toward 0 according to the provisional correction coefficient value. Gradually decrease.
  • the ignition timing is further corrected by this correction retard amount to prevent a switching shock.
  • the correction retard amount is gradually increased from 0 in accordance with the temporary correction coefficient value, and the temporary correction coefficient value is increased.
  • the reference value set to the maximum retard value, and then set to zero.
  • the ignition timing is further corrected based on the correction retard amount, and the engine output of the first sub-mode is gradually limited by the ignition timing retard control, and the second Switch to mode smoothly.
  • the effective intake parameter value is set during the mode switching between the first mode and the second mode. Is gradually changed from a value suitable for the mode before switching to a value suitable for the mode after switching according to the provisional correction coefficient value. As a result, the effective intake parameter value is set according to the provisional correction coefficient value. Shifting the combustion state in the combustion chamber smoothly in accordance with the fuel injection amount to prevent switching shock.
  • the exhaust gas circulation Switch when switching from the first sub-mode to the second sub-mode, from the viewpoint of improving exhaust gas characteristics (especially NOX), the exhaust gas circulation Switch to a value that matches the second submode.
  • the mode is changed from the first sub mode (engine operation at approximately stoichiometric air-fuel ratio) to the second mode in which a large amount of exhaust gas is recirculated for the purpose of improving exhaust gas characteristics.
  • the exhaust gas amount is changed to the second mode after a lapse of a predetermined period from the mode switching point in order to prevent the exhaust gas circulation amount at the time of the mode transition from being excessive and the switching shock to be prevented. Switch to a value that conforms to.
  • the fuel injection amount is changed to a value (appropriate to the first sub-mode until the provisional correction coefficient value reaches the second predetermined value).
  • the second sub-mode is adapted. Switch to the value (the value corresponding to the lean air-fuel ratio). For example, if the fuel injection amount is set based on the value of the effective intake parameter, the effective intake parameter value will be changed while the mode is switched between the first sub mode and the second sub mode.
  • the value is gradually changed from a value suitable for the mode before switching to a value suitable for the mode after switching according to the temporary correction coefficient value, and the temporary correction coefficient value is changed to the second predetermined value.
  • the fuel injection amount is switched from a value suitable for the first sub-mode to a value suitable for the second sub-mode.
  • the fuel injection end timing or the ignition is performed during switching from the first sub mode to the second sub mode.
  • the timing value is maintained at a value that conforms to the first sub-mode, and when the temporary correction coefficient value reaches the second predetermined value, the second Switch to a value that matches the sub mode.
  • the exhaust gas circulation amount when the exhaust gas circulation amount is included in the parameter set value, the exhaust gas circulation amount is reduced when there is a request for switching from the first sub-mode to the second sub-mode. Switch to a value that matches the second submode. Since a response delay occurs until the exhaust gas circulation amount reaches a value suitable for the second sub mode, the exhaust gas Gas recirculation is performed simultaneously with mode switching from the viewpoint of improving exhaust gas characteristics (especially, NO x).
  • the driver When switching from the second sub-mode to the first sub-mode is requested, the driver often intends to accelerate, and wishes to increase the engine output quickly. Yes. Therefore, when there is a request to switch from the second sub-mode to the first sub-mode, the fuel injection amount is switched to a value suitable for the first sub-mode. If the parameter value includes the fuel injection end timing or the ignition timing, the point at which there is a request to switch from the second sub-mode to the first sub-mode Use to switch each parameter value to a value suitable for the first sub mode. On the other hand, if the parameter value includes the exhaust gas circulation amount, it is assumed that the predetermined period has elapsed since the request for switching from the second sub mode to the first sub mode. In addition, the exhaust gas circulation amount is switched to a value suitable for the first sub mode, and the control at the time of the mode transition is stabilized.
  • the mode is forcibly switched to the first mode to improve the responsiveness during acceleration.
  • the mode is switched from the first mode to a required mode to improve the exhaust gas characteristics and the fuel consumption characteristics.

Description

明 細 書
筒内噴射型火花点火式内燃エ ンジ ンの制御装置
技 術 分 野
本発明は、 自 動車等に搭載さ れる筒内噴射型火花点火 式内燃エ ンジ ンの出力等 を制御する制御装置に関する 。
背 景 技 術
近年、 自 動車等 に搭載さ れる燃料噴射火花点火式内燃 エ ン ジ ンか ら 排出 さ れる 有害ガス成分の低減や同ェ ン ジ ン の燃費の向上等 を 図 る た め 、 旧来の吸気管噴射型 に代 えて燃焼室に直接燃料を噴射する筒内噴射型の も の を採 用 したエ ンジ ン (以下、 筒内噴射ガ ソ リ ンエ ンジ ン) が 種々 提案さ れてい る 。
筒内噴射ガ ソ リ ンエ ン ジ ンは、 理論空燃比 に近 い空燃 比の混合気を点火 プラ グの周囲や ビス ト ン に設けたキ ヤ ビテ ィ 内 に局所的に供給 して、 全体 と して燃料希薄な空 燃比で も着火可能 にする 。 こ れに よ り 、 C Oや H C の排 出量が減少する と共 に、 アイ ド ル運転時や定常走行時の 燃費が大幅に向上する 。 更 に 、 筒内噴射ガ ソ リ ンェ ン ジ ンは、 燃料噴射量を増減 さ せる 際に吸気管に よ る 燃料移 送遅れがな いため、 加減速 レス ポ ンス も非常に よ く な る 。 しか し なが ら 、 負荷の増大 に伴い、 全体空燃比 (平均空 燃比 と も い う ) が理論空燃比 に近づ く よ う に燃料噴射量 を増大 さ せる と 、 点火プ ラ グ近傍が過度 に燃料過濃 にな り 、 所謂 リ ッ チ失火が生 じ る 。 すなわち 、 点火プラ グ近 傍の局所的空燃比 をエ ン ジ ン作動域の全域に亘つ て最適 値 に保っ てエ ン ジ ン の作動安定性を維持す る こ と は困難 であ る。
こ のよ う な欠点を解決する ため、 エ ン ジ ン負荷に応 じ て適切なタ イ ミ ン グで燃料噴射を行 う と共 に燃焼室の形 状を こ れに合わせて設計 し た筒内噴射エ ン ジ ンが、 例え ば、 特開平 5 — 7 9 3 7 0 号公報 に提案さ れてい る 。 こ の提案のエ ン ジ ンでは、 圧縮行程時 に燃料 を噴射さ せる 後期噴射モー ド と 吸気行程時に燃料噴射を行 う 前期噴射 モー ド と の間で噴射モー ド を負荷に応 じ て切 り 換え る よ う に して い る 。 詳 し く は、 低負荷運転時に は、 圧縮行程 末期 にキ ヤ ビティ 内 に燃料を噴射 し て、 点火 プラ グの周 囲やキ ヤ ビテ ィ 内 に局所的に理論空燃比 に近い空燃比の 混合気を形成 さ せる 。 こ れによ り 、 全体 と して リ ー ンな 空燃比で も着火が可能 と な り 、 C O や H C の排出量が減 少する と共に 、 アイ ドル運転時や定常走行時の燃費が大 幅に向上する 。 中負荷運転時に は、 前期噴射モー ド を選 択 して吸気行程初期 にキ ヤ ピテ ィ 内 に燃料 を噴射 して、 キ ヤ ビテ ィ 内 に混合気を集めて燃焼を安定 さ せる。 なお、 こ の場合に、 圧縮行程後期 に少量の燃料 をキ ヤ ビテ ィ 内 に噴射す る こ と に よ り 点火プラ グの周囲 に比較的濃い混 合気を形成 し て、 点火及び燃焼を よ り 安定化 してい る 。 また、 高負荷運転時に は、 吸気行程中 にキ ヤ ビティ 外に 燃料を噴射 して、 燃焼室内 に均一な空燃比の混合気を形 成させる 。 こ れに よ り 、 吸気管噴射型の も の と 同等量の 燃料を燃焼さ せる こ と が可能 と な り 、 発進 · 加速時に要 求さ れる 出 力 が確保 さ れる 。
上述の提案の筒内噴射ガ ソ リ ンエ ン ジ ン に よれば、 後 期噴射モー ド では全体空燃比 を極めて大き い値に設定す る こ と も可能であ る 。 従っ て、 ス ロ ッ ト ル弁をバイ パス する通路か ら 大量の新気を供給 し た り 、 排気ガス を大量 に再循環さ せる こ と (以下、 E G R と い う ) によ っ て、 アイ ド ル等の低負荷運転時にお ける リ ー ン燃焼を可能に し 、 有害排気ガス成分の排出量の低減 と燃費向上を図れ る 。
しか し なが ら 、 排気ガス特性や燃費特性の改善のため、 後期 噴射モー ド に お け る 全体空燃 比 を 極 め て 大 き い 値 (例えば 2 2 〜 4 0 ) に設定 し ょ う とする 場合、 エ ンジ ン 運転可能域の リ ッ チ側空燃比は 2 0 〜 2 2 程度の値に制 限さ れる 。 全体空燃比を こ の制限値よ り も燃料過濃にす る と 、 リ ッ チ失火が生 じた り 、 ス モー ク の発生の虞があ る か ら であ る 。 そ し て、 こ の様な空燃比制約条件があ る 後期噴射モー ド か ら 、 加速に最適な 、 均一混合燃焼を行 う 前期噴射モ一 ド へ制御モ一 ド を切 り 換えよ う とする 場 合 に は、 モー ド切換時に空燃比が不連続に変化 して、 シ ョ ッ ク が発生 して ド ライ バ ピ リ テ ィ を損な う と い う 問題 があ る 。
また 、 大量のバイ パス空気や E G R を導入する後期噴 射モー ド か ら 前期噴射モ ー ド へ のモー ド 切換時に は、 燃 料噴射量、 噴射時期および点火時期等の制御 に加えて、 バイ パス 空気量や E G R 量の制御が必要であ る 。 こ のた め 、 種々 のエ ンジ ン運転状態 にお け る モー ド 間の切 り 換 え (移行) を全てス ムーズに行わせ る こ と が極めて難 し か っ た。 発 明 の 開 示
本発明の 目 的は、 後期噴射モー ド と 前期噴射モー ド と の間での燃料噴射モー ド の切 り 換え時に、 失火ゃス モー ク の発生およ び排気ガス特性や燃費の悪化 を招 く こ と な く 、 切換シ ョ ッ ク を防止する よ う に した筒内噴射型火花 点火式内燃エ ン ジ ンの制御装置を提供する こ と に あ る 。
上記 目 的を達成する た め、 本発明は、 内燃エ ン ジ ンの 燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内噴射型火花点火式内 燃エ ン ジ ンの制御装置にお いて、 前記内燃エ ンジ ンの運 転状態を検出する運転状態検出手段 と 、 前記運転状態検 出手段の検出結果に応 じて、 主 と し て吸気行程で燃料を 噴射する第 1 噴射モー ド 、 又は、 主 と して圧縮行程で燃 料を噴射する 第 2 噴射モー ド を設定する 噴射モー ド設定 手段 と 、 前記燃焼室内の燃焼状態に影響を与える 少な く と も一つのパ ラ メ 一夕 の値を 、 前記噴射モー ド設定手段 に よ っ て設定さ れた噴射モー ド に適合する値に設定する 燃焼パ ラ メ ー タ 設定手段 と 、 前記噴射モー ド設定手段に よ り 設定さ れる噴射モー ド の変更 に応 じて噴射モー ド 切 換要求が判定 さ れる と 、 前記パ ラ メ ータ値を切換前の噴 射モ一 ド に適合する モー ド 切換前パ ラ メ ータ値か ら 切換 後の噴射モ一 ド に適合する モー ド 切換後パ ラ メ 一 夕値 に 切 り 換え る燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段 と 、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 設定手段に よ り 設定 さ れ、 かつ 、 前記噴射モー ド 切 換要求に応 じて前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段によ り 切 り 換え ら れる 前記パ ラ メ 一 夕 値 に基づき、 前記内燃ェ ン ジ ンの燃焼状態 を制御する 燃焼状態制御手段 と を備えた こ と を特徴 とする。
好ま し く は、 前記燃焼状態に影響を与え る 前記パ ラ メ 一夕 は、 目標空燃比補正係数、 燃料噴射終了時期、 燃料 噴射量、 点火時期、 体積効率およ び前記内燃エ ン ジ ンの 吸気系 に再循環さ れる排気ガス量の少な く と も一つであ る。
本発明 によれば、 エ ン ジ ン運転状態変化 に伴っ て噴射 モー ド切換え要求があ つ た と き 、 目 標空燃比補正係数、 燃料噴射終了時期、 燃料噴射量、 点火時期 、 体積効率、 再循環排気ガス量な どの、 燃焼に関与する一つ以上のパ ラ メ 一夕 の値をモー ド切換前パ ラ メ ータ値か ら モー ド 切 換後パ ラ メ 一 夕値 に切換え る こ と に よ り 、 噴射モー ド切 換の種類にかかわ らず、 噴射モー ド 切換に適合す る ェ ン ジ ン燃焼状態制御 を適正 に行え 、 噴射モー ド切換に よ る シ ョ ッ ク を低減また は防止でき る。 そ して、 第 1 噴射モ ー ド に よ る燃料噴射を行 う こ と に よ り 、 点火プラ グ近傍 にお ける 過度に リ ツ チな混合気の形成を防止 しつつ最適 空燃比の混合気を燃焼室内 に供給 して、 加速運転時や 中 高負荷時にお いて も所要エ ンジ ン出力 を確保でき、 ま た、 第 2 噴射モー ド に よ る燃料噴射を行 う こ と に よ り 、 最適 空燃比の混合気を点火プラ グ近傍に局所的に供給 して全 体 と して極めて リ ー ンな混合気に着火可能 と し 、 低負荷 運転時の排気ガス特性およ び燃費特性を向上でき る 。
本発明 にお いて、 好ま し く は、 前記噴射モー ド 設定手 段によ り 前記第 1 噴射モー ド が設定 さ れる と 、 前記内燃 エ ン ジ ン にお いて第 1 の空燃比状態が形成 さ れる よ う に、 前記燃焼パ ラ メ 一夕設定手段、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換 手段および前記燃焼状態制御手段が作動する 。 また、 前 記噴射モー ド設定手段に よ り 前記第 2 噴射モ一 ド が設定 さ れる と 、 前記第 1 の空燃比状態よ り も燃料希薄な第 2 の空燃比状態が.前記内燃エ ン ジ ン にお いて形成さ れる よ う に、 前記パ ラ メ ータ 設定手段、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切 換手段および前記燃焼状態制御手段が作動する。
こ の好適態様によれば、 第 1 噴射モー ド に よ る燃料噴 射を行 う こ と によ り エ ン ジ ン運転状態に応 じた最適混合 気をエ ン ジ ン に供給 してエ ン ジ ン出 力 を増大 させる こ と ができ る 。 また、 第 2 噴射モー ド に よ る燃料噴射を行 う こ と によ り 燃料希薄な混合気をエ ン ジ ンに供給 して排気 ガス特性および燃費性能を向上でき る 。
よ り 好ま し く は、 前記第 1 噴射モー ド は第 1 副噴射モ ー ド を含む。 前記噴射モー ド設定手段によ り 前記第 1 副 噴射モー ド が設定さ れる と 、 前記第 1 の空燃比状態 と し て の理論空燃比状態が前記内燃エ ン ジ ン にお いて形成さ れる よ う に、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 設定手段、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段およ び前記燃焼状態制御手段が作動す る 。
こ の好適態様 に よれば、 例え ば、 排気ガス 中 の酸素濃 度に基づ く 空燃比 フ ィ ー ド バ ッ ク 制御 を適正に行え る 。
よ り 好ま し く は、 前記第 1 噴射モー ド は第 2 副噴射モ ー ド を含む。 前記第 2 副噴射モー ド が設定さ れる と 、 前 記第 1 の空燃比状態 と し て の、 前記理論空燃比状態よ り も燃料希薄でかつ前記第 2 の空燃比状態よ り も燃料過濃 な空燃比状態が、 前記内燃エ ン ジ ン にお いて形成さ れる よ う に 、 前記燃焼パ ラ メ 一夕設定手段、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段およ び前記燃焼状態制御手段が作動する 。
こ の好適態様に よれば、 第 2 噴射モー ド に よ っ ては得 ら れな いエ ン ジ ン出力 を要する エ ン ジ ン運転状態にお い て、 こ のエ ンジ ン運転状態に適合する 空燃比状態 を形成 して、 所要のエ ン ジ ン出力 を得て第 2 噴射モー ド と第 2 副噴射モー ド 間の切換え に よ る シ ョ ッ ク の低減を図 り つ つ、 排気ガス特性および燃費特性を向上でき る 。
本発明にお いて、 好ま し く は、 前記噴射モー ド 切換要 求が判定される と 、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 切 換前の噴射モー ド と切換後の噴射モー ド と に応 じた タ イ ミ ン グで、 前記パ ラ メ ー タ 値を前記モー ド 切換前パ ラ メ 一夕値か ら 前記モー ド切換後パ ラ メ ータ値へ切換え る 。
こ の好適態様に よれば、 噴射モー ド切換の種類にかか わ らず、 噴射モー ド 切換に適合 した タ イ ミ ン グでパ ラ メ 一夕 値切換を行え 、 噴射モー ド切換中でのパ ラ メ 一 夕値 を適正化でき 、 噴射モー ド 切換に よ る シ ョ ッ ク の低減、 防止 を 図れる 。
よ り 好ま し く は、 前記噴射モー ド 切換要求が判定さ れ る と 、 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段は、 前記パ ラ メ ー タ 値を所定期間 にわた っ て前記モ一 ド 切換前パ ラ メ 一 夕 値 に保持する 。
こ の好適態様 に よれば、 所定期間 (例 え ば、 制御無効 期間) にわた つ てパ ラ メ 一 夕 値切換 を阻止す る こ と に よ り 、 噴射モー ド 切換要求 に即応 し てパ ラ メ 一 夕 値 を切 り 換え る場合に生 じ得る シ ョ ッ ク を防止でき る。
よ り 好ま し く は、 前記所定期間が経過 した と き に、 前 記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記パ ラ メ 一夕値を前記 モー ド 切換前パ ラ メ 一夕値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ 一夕値 に急変さ せる。
こ の好適態様に よれば、 パ ラ メ 一 夕値切換に伴 う シ ョ ッ ク を防止 しつつ、 パ ラ メ ータ値切換の遅れ、 ひいては、 噴射モ一 ド切換要求に対する エ ン ジ ン制御上の応答遅れ を小 さ く する こ とが可能にな る 。
或い は、 前記所定期間が経過 した と き に 、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記パ ラ メ 一 夕値を前記モー ド切 換前パ ラ メ 一 夕値か ら 前記モー ド切換前パ ラ メ ータ値 と 前記モー ド切換後パ ラ メ 一夕値 と の間の 中間パ ラ メ 一夕 値に急変さ せ、 次に、 前記パ ラ メ 一 夕値を前記中間パ ラ メ ータ 値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ ー タ値に向か っ て 徐々 に変化 さ せる 。 よ り 好ま し く は、 前記所定期間が経 過 した と き、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記パ ラ メ 一 夕値を前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕値か ら 前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕値 と 前記モー ド 切換後パ ラ メ 一 夕 値 と の間の 中間パ ラ メ ータ値に 向か っ て徐々 に変化 さ せ、 次に、 前記パ ラ メ 一夕値 を前記中 間パ ラ メ 一夕値か ら 前 記モー ド 切換後パ ラ メ ー タ値 に急変 さ せる 。
或い は、 前記所定期間が経過 した と き 、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換,手段は、 前記パ ラ メ 一 夕 値 を前記モー ド切換 前パ ラ メ ー タ 値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ 一 夕値 に向 かっ て徐々 に変化 させる 。 これ ら の好適態様によれば、 パ ラ メ 一夕 値切換 に伴 う シ ョ ッ ク の防止 と 噴射モー ド 切換要求に対する応答遅れ の防止 と い う 相反する課題を適切 に解決でき る。
切換前後の噴射モー ド に応 じ た タ イ ミ ン グでパ ラ メ ー 夕 値を切換え る態様にお いて、 好 ま し く は、 前記噴射モ ー ド 切換要求が判定 さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ ータ 切換 手段は、 前記パ ラ メ ータ 値を前記モー ド切換前パ ラ メ一 夕値か ら 前記モー ド切換後パ ラ メ 一 夕値 に向かっ て徐々 に変化 さ せる 。 よ り 好ま し く は、 前記噴射モー ド 切換要 求が判定さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前 記パ ラ メ ータ 値を前記モ一 ド 切換前パ ラ メ 一 夕 値か ら 前 記モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕 値 と 前記モー ド 切換後パ ラ メ 一夕値 と の間の 中間パ ラ メ ー タ 値 に 向か っ て徐々 に変化 させ、 次に、 前記パ ラ メ ー タ 値 を前記中間パ ラ メ ータ 値 か ら 前記モー ド切換後パ ラ メ ータ値 に急変 さ せる 。
切換前後の噴射モー ド に応 じた タ イ ミ ン グでパ ラ メ一 夕値 を切換え る態様にお いて、 好ま し く は、 前記噴射モ ー ド 切換要求が判定さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換 手段は、 前記パ ラ メ ー タ値 を前記モー ド切換前パ ラ メ一 夕値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ ータ 値に急変さ せる 。
こ れ ら の好適態様に よ っ て も 、 パ ラ メ 一夕値切換に伴 ぅ シ ョ ッ ク の防止 と 噴射モー ド 切換要求に対する応答遅 れの防止 と い う 相反する課題 を適切 に解決でき る 。
本発明 にお いて、 好ま し く は、 制御装置は、 前記噴射 モー ド 設定手段に よ り 設定 さ れる 噴射モー ド の変更に応 じて噴射モー ド 切換要求お よ び噴射モー ド 切換の種類を 判別する モー ド切換判別手段 と 、 前記モー ド切換判別手 段の判別結果を表すモー ド切換判別 フ ラ グを設定する判 別 フ ラ グ設定手段 と を備え る 。 前記燃焼パ ラ メ 一 夕切換 手段は、 前記判別 フ ラ グ設定手段によ り 設定さ れた前記 切換判別フ ラ グが表す噴射モー ド 切換の種類に応 じた 夕 イ ミ ン グで、 前記モー ド 切換前パ ラ メ ータ値か ら 前記モ ― ド 切換後パ ラ メ ー タ 値に切 り 換え る 。
こ の好適態様によれば、 噴射モー ド切換の種類にかか わ ら ず、 噴射モー ド切換 に適合 した タ イ ミ ン グでパ ラ メ 一夕値 を切換え る こ と ができ 、 噴射モー ド 切換に よ る シ ョ ッ ク の低減、 防止 を図 る こ とができ る。
よ り 好ま し く は、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前 記パ ラ メ 一夕値の切換に 関連する第 1 補正係数を設定す る 第 1 補正係数設定手段を有する 。 前記第 1 補正係数は、 前記モー ド切換判別手段 によ り 噴射モ一 ド 切換要求が判 別 さ れた と き に噴射モー ド切換開始時の第 1 設定値 に設 定 さ れ、 その後、 噴射モー ド 切換完了時の第 2 設定値へ 変化 さ れる。
こ の好適態様に よれば、 第 1 補正係数 をパ ラ メ 一夕 値 切換にお ける 制御指標 と して用 い る こ と によ り 、 パ ラ メ 一 夕値切換中 にお ける 一つ以上のパ ラ メ 一タ値 を適正化 でき 、 噴射モー ド 切換に伴 う シ ョ ッ ク を低減でき る。
よ り 好ま し く は、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前 記第 1 補正係数が前記第 1 設定値か ら 前記第 2 設定値へ 変化 した と き に 、 前記パ ラ メ 一 夕値 を前記モー ド 切換前 パ ラ メ 一夕値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ ータ値 に急変 させる。
こ の好適態様に よれば、 モー ド切換要求に応 じてパ ラ メ ータ値を急変 さ せる こ とが適切であ る場合、 モー ド 切 換要求に即応 し たパ ラ メ 一夕 値切換を行え、 応答性を向 上でき る 。
或い は、 前記第 1 補正係数が前記第 1 設定値か ら 前記 第 2 設定値へ変化 した と き、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手 段は、 前記燃焼状態 に影響を与え る パ ラ メ 一 夕 の う ち特 定のパ ラ メ ータ の値 を、 切換前の噴射モー ド に適合する モ一 ド切換前特定パ ラ メ 一 夕 値か ら 切換後の噴射モ一 ド に適合する モー ド 切換後特定パ ラ メ 一 夕値へ所定の変化 割合で徐々 に変化さ せる 。
こ の好適態様に よれば、 燃焼状態 に大き く 影響する特 定のパ ラ メ 一 夕 (例え ば目 標空燃比補正係数) の値をモ 一 ド 切換中 にお いて適正化でき る 。
或い は、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記燃焼状 態に影響を与え る ノ、' ラ メ 一夕 の う ち 特定のパ ラ メ 一夕 の 値 と 予め設定 さ れた基準値 と を比較す るパ ラ メ 一 夕 比較 判別手段を有 して 、 前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手段の判別 結果に基づいて前記パ ラ メ ー タ 値を前記モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕値か ら 前記モ一 ド 切換後パ ラ メ 一 夕 値に切 り 換 え る 。
こ の好適態様 に よ れば、 特定のパ ラ メ ー タ の値の変化 を監視 しつつ 、 そ の他の一つ以上のパ ラ メ 一 夕 の値の切 換を適正 に行え る 。 例 え ば、 第 2 噴射モー ド か ら 第 1 噴 射モー ド への切換要求があ っ た場合、 特定のパ ラ メ ー タ であ る 目 標空燃比補正係数が基準値であ る第 2 噴射モー ドでの リ ツ チ失火限界値 に達する ま では 目 標空燃比補正 係数値を変化させてモー ド切換要求 に対 して応答性良 く エ ンジ ン出力 を増大でき、 ま た 、 目 標空燃比補正係数値 が基準値に達 した と き に は 目 標空燃比補正係数値及びそ の他の一つ以上のパ ラ メ ータ (例え ば、 点火時期) 値 を 切換後の噴射モー ド に適合 した値 に変化 さ せる こ と がで き、 エ ンジ ン出力な どの諸特性を向上 さ せつつ、 噴射モ — ド切換に よ る シ ョ ッ ク を防止でき る 。
よ り 好ま し く は、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前 記特定のパ ラ メ 一夕 の値が前記基準値以下であ る こ と が 前記パ ラ メ 一夕比較判別手段に よ り 判別 された と き に前 記パ ラ メ ータ 値を前記モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕値に保持 し 、 ま た、 前記特定のパ ラ メ ー タ の値が前記基準値を超 えてい る こ と が前記パ ラ メ 一夕 比較判別手段によ り 判別 さ れた と き に は前記パ ラ メ 一 夕値を 前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ ータ値に急変 さ せる 。
或い は、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記パ ラ メ —夕 比較判別手段によ り 前記特定のパ ラ メ ータ の値が前 記基準値以下であ る こ と が判別 さ れた と き に前記パ ラ メ 一夕 値を前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕値 に保持 し 、 また、 前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手段に よ り 前記特定のパ ラ メ 一 夕 の値が前記基準値を超えて い る こ と が判別 さ れた と き に は前記パ ラ メ 一 夕値 を前記モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕 値 か ら 前記モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕 値 と 前記モー ド 切換後 パ ラ メ ータ値 と の間の 中 間パ ラ メ 一 夕値に急変 さ せ、 次 に、 前記パ ラ メ ータ値を前記中 間パ ラ メ 一 夕 値か ら 前記 モー ド切換後パ ラ メ 一 夕値に 向か っ て徐々 に変化 さ せる 或い は、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記第 1 補 正係数が前記第 1 設定値か ら 前記第 2 設定値へ変化する 間 に前記パ ラ メ 一夕 比較判別手段に よ り 前記特定のパ ラ メ ー タ の値が前記基準値 に達 し て いな い こ と が判別 さ れ た場合、 前記第 1 補正係数の変化につれて前記パ ラ メ一 夕値を前記モー ド切換前パ ラ メ ータ 値か ら 前記モー ド 切 換後パ ラ メ 一 夕値へ所定の変化割合で徐々 に変化 さ せ、 ま た、 前記パ ラ メ ータ 比較判別手段によ り 前記特定のパ ラ メ 一夕 の値が前記基準値 に達 し た こ とが判別 さ れた場 合に は、 前記パ ラ メ ータ 値 を 、 前記モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕値 と 前記モ一 ド 切換後パ ラ メ 一 夕値 と の間で変化 し てい る 中間パ ラ メ 一夕値か ら 前記モー ド切換後パ ラ メ一 夕値 に急変 さ せる。
こ れ ら の好適態様に よれば、 特定のパ ラ メ 一 夕 以外の 一つ以上のパ ラ メ 一 夕 の値が急変 し た と き の シ ョ ッ ク を 防止 しつつ 、 特定のパ ラ メ 一 夕 以外の一つ以上のパ ラ メ — 夕 の値を適正タ イ ミ ン グで切 り 換え る こ と ができ 、 従 つ て、 所要のエ ン ジ ン出力 を得つつ 、 排気特性、 燃費性 能な どのエ ン ジ ンの諸特性 を 向上でき る。
或い は、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記第 1 補 正係数の関数で表 さ れる第 2 補正係数 を設定する 第 2 補 正係数設定手段を有 して、 前記モー ド切換判別手段 に よ り 噴射モー ド 切換要求が判別 さ れる と 、 前記特定のパ ラ メ ータ の値を、 前記モー ド切換前の噴射モー ド に適合す る 切換前特定パ ラ メ 一夕 値か ら 、 切換後噴射モー ド に適 合する切換後特定パ ラ メ 一夕値に向 けて所定の変化割合 で徐々 に変化さ せつつ、 前記噴射モー ド切換要求の判別 後に前記第 2 補正係数を噴射モー ド 切換開始時の第 3 設 定値に設定 し 、 次に、 前記第 2 補正係数 を前記第 3 設定 値か ら 噴射モー ド切換完了時の第 4 設定値へ変化 させる, こ の好適態様に よれば、 特定のパ ラ メ ータ の値の切換 中 に、 第 1 及び第 2 補正係数 に関連 しかつ特定のパ ラ メ 一夕以外の も のであ る その他の一つ以上のパ ラ メ ータ の 値を変化さ せる こ と ができ、 これに よ り 、 エ ン ジ ンの諸 特性を損な う こ と な し に噴射モ一 ド 切換を 円滑 に行え る c 例え ば、 第 2 噴射モー ド か ら 第 1 噴射モー ドへの切換要 求があ っ た場合、 特定のパ ラ メ 一夕 であ る 目 標空燃比補 正係数の値を変化 さ せてモ一 ド切換要求に対 し て応答性 良 く エ ンジ ン出力 を増大 しつつ、 その他のパ ラ メ ータ 値 を特定パ ラ メ ータ 値の変化に適合する よ う に変化 させて (例え ば点火時期 を遅角 さ せて)エ ンジ ン出力 を適正に調 整でき 、 所要のエ ン ジ ン 出力 を得つつ 、 噴射モー ド切換 によ る シ ョ ッ ク を防止でき る。
或いは、 前記特定のパ ラ メ 一 夕 は少な く と も 目標空燃 比補正係数を含む。 前記燃焼パ ラ メ 一 夕切換手段は、 前 記 目 標空燃比補正係数を求め る ため に用 い ら れる 仮 目 標 空燃比補正係数の値 を設定する仮 目 標空燃比補正係数設 定手段を含み、 前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手段 に よ る 前記 仮 目標空燃比補正係数の値 と前記基準値 と の 比較判別結 果に基づき、 前記 目 標空燃比補正係数の値 を 、 切換前の 噴射モー ド に適合する補正係数値か ら 切換後の噴射モー ド に適合する補正係数値に切 り 換え る 。
こ の好適態様に よれば、 特定のパ ラ メ 一 夕 であ る 目 標 空燃比補正係数の値 を適正な タ イ ミ ン グで変化さ せて、 噴射モ一 ド 切換を 円滑に行え る 。
よ り 好ま し く は、 前記モー ド 切換判別手段 によ り 判別 さ れた前記第 2 噴射モー ド か ら 前記第 1 噴射モー ドへの 噴射モー ド切換要求を表す第 1 モー ド 切換状態フ ラ グが 前記判別 フ ラ グ設定手段に よ り 設定 さ れた場合に、 前記 燃焼パ ラ メ ータ 切換手段は、 前記第 1 補正係数の変化 に つれて、 前記仮目 標空燃比補正係数の値を、 前記第 2 噴 射モー ド に適合する第 2 空燃比補正係数値か ら 前記第 1 噴射モ一 ド に適合す る第 1 空燃比補正係数値 に向か っ て 徐々 に変化 さ せる 間 に、 前記仮空燃比補正係数の値が前 記基準値以下であ る こ と が前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手段 に よ り 判別 さ れる と 、 前記 目 標空燃比補正係数の値を前 記仮 目 標空燃比補正係数の値で置き換え、 ま た、 前記仮 空燃比補正係数が前記基準値 を超え た こ と が判別さ れる と 、 前記 目 標空燃比補正係数の値を 、 前記第 2 空燃比補 正係数値 と前記第 1 空燃比補正係数値 と の間 の 中 間空燃 比補正係数値か ら 前記第 1 空燃比補正係数値 に急変 さ せ る 。
こ の好適態様 に よれば、 第 2 噴射モー ド か ら 第 1 噴射 モー ド への切換要求があ っ た場合、 基準値 (例え ば第 2 噴射モー ド での リ ッ チ失火限界値) に達 し て いな い仮空 燃比補正係数値を 目 標空燃比補正係数値 と して用 い る こ と によ り 、 エ ンジ ン出力増大を要求する こ のモー ド切換 要求に対 して応答性良 く エ ン ジ ン出力 を増大でき、 ま た、 仮空燃比補正係数値が基準値に達 し た と き に 目標空燃比 補正係数値の実質的な切換を行え、 所要のエ ンジ ン出力 を得つつ、 噴射モー ド切換 に よ る シ ョ ッ ク を防止でき る 。
よ り 好ま し く は、 前記パ ラ メ ータ は、 燃料噴射終了時 期および点火時期 を含む。 前記仮空燃比補正係数の値が 前記基準値以下であ る こ と が前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手 段に よ り 判別される と 、 前記燃焼パ ラ メ ータ 切換手段は、 前記燃料噴射終了時期お よ び点火時期のそれぞれの値 を 前記第 2 噴射モー ド に適合する第 2 噴射終了時期値お よ び第 2 点火時期値 に保持する 。 また、 前記仮空燃比補正 係数の値が前記基準値を超えた と判別さ れる と 、 前記燃 焼パ ラ メ ータ 切換手段は、 前記燃料噴射終了時期 を前記 第 2 噴射終了時期値か ら 前記第 1 噴射モー ド に適合する 第 1 噴射終了時期値に急変 さ せる と共に、 前記点火時期 の値を前記第 2 点火時期値 と 前記第 1 噴射モ一 ド に適合 する 前記第 1 点火時期値 と の間の 中 間点火時期値に急変 さ せ、 更に、 前記第 1 補正係数の変化につれて前記中 間 点火時期値か ら 前記第 1 点火時期値 に向か っ て徐々 に変 化 さ せる 。
こ の好適態様に よれば、 目 標空燃比補正係数値の切換 中 に 、 燃料噴射終了時期値及び点火時期値の切換 を適正 タ イ ミ ン グで行え 、 噴射モー ド 切換を 円滑に行いつつ 、 ス モー ク や失火の発生を防止でき る 。 仮目 標空燃比補正係数の値 と 基準値 と の比較判別結果 に基づいて 目標空燃比補正係数値 を切 り 換え る態様にお いて、 好ま し く は、 前記モー ド 切換判別手段によ り 判別 さ れた前記第 1 噴射モー ド か ら 前記第 2 噴射モ一 ド への 噴射モ一 ド切換要求を表す第 2 モー ド 切換状態 フ ラ グが 前記判別 フ ラ グ設定手段 に よ り 設定さ れた場合、 前記第 1 補正係数の値の変化につれて前記仮空燃比補正係数の 値を前記中間空燃比補正係数値か ら 前記第 2 噴射モー ド に適合する第 2 空燃比補正係数値に 向か っ て徐々 に変化 さ せる 間に、 前記仮空燃比補正係数の値が前記基準値 を 超えて い る こ とが前記パ ラ メ ー タ 比較判別手段に よ り 判 別 さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記 目 標 空燃比補正係数を前記第 1 噴射モー ド に適合する 第 1 空 燃比補正係数値に保持 し 、 また 、 前記仮空燃比補正係数 の値が前記基準値以下であ る こ とが判.別 さ れる と 、 前記 燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記 目 標空燃比補正係数を、 前記第 1 空燃比補正係数値か ら 前記第 1 空燃比補正係数 値 と前記第 2 噴射モー ド に適合する 前記第 2 空燃比補正 係数値の間の 中 間空燃比補正係数値に急変 さ せ、 次に 、 前記 目 標空燃比補正係数の値を前記仮 目 標空燃比補正係 数で置き換え る 。
こ の好適態様に よれば、 第 1 噴射モー ド か ら 第 2 噴射 モー ド への切換要求があ っ た場合、 目 標空燃比補正係数 の値 を第 1 噴射モー ド に適合す る 値か ら 第 2 噴射モー ド に適合す る値 に適正な タ イ ミ ン グで変化 さ せて、 噴射モ — ド切換を 円滑に行え る 。 よ り 好ま し く は、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 が、 燃料噴射終 了時期および点火時期 を含む。 前記仮空燃比補正係数の 値が前記基準値を超えて い る こ と が前記パ ラ メ 一 夕 比較 判別手段によ り 判別 さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換 手段は、 前記燃料噴射終了時期の値 を前記第 1 噴射モ一 ド に適合する 前記第 1 噴射終了時期値 に保持する と共に 前記点火時期 を、 前記第 1 補正係数の変化 につれて、 前 記第 1 噴射モー ド に適合する 前記第 1 点火時期値か ら 前 記第 2 噴射モ一 ド に適合する 前記第 2 点火時期値に向か つ て徐々 に変化さ せる。 更に、 前記仮空燃比補正係数が 前記基準値以下であ る こ と が判別さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ 一夕切換手段は、 前記燃料噴射終了時期 を前記第 1 噴射終了時期値か ら 前記第 2 噴射モー ド に適合する 前記 第 2 噴射終了時期値に急変 さ せる と共に、 前記点火時期 を前記第 1 点火時期値 と 前記第 2 点火時期値 と の間の 中 間点火時期値か ら 前記第 2 点火時期値に急変 さ せる 。
こ の好適態様に よれば、 第 1 噴射モー ド か ら 第 2 噴射 モー ド への切換要求があ っ た場合、 燃料噴射終了時期及 び点火時期の値を 目標空燃比補正係数値の変化に適合す る よ う に変化 さ せて、 噴射モー ド切換を 円滑に行え る 。
図 面 の 簡 単 な 説 明 図 1 は、 本発明 に係る エ ン ジ ン制御装置の一実施例 を 示す概略構成図、
図 2 は、 実施例 に係る 筒内噴射ガ ソ リ ンエ ン ジ ンの縦 断面図、
図 3 は、 エ ン ジ ン筒内平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転 数 N e と に応 じて規定さ れ、 後期噴射 リ ー ン運転域、 前 期噴射 リ ー ン運転域、 前期噴射ス ト ィ キオ フ ィ ー ドバ ッ ク 運転域等を示す、 実施例 に係る燃料噴射制御マ ッ プ、 図 4 は、 実施例 にお ける後期噴射モー ド 時の燃料噴射 形態を示す説明図、
図 5 は、 実施例 にお け る 前期噴射モー ド 時の燃料噴射 形態を示す説明図、
図 6 は、 目 標平均有効圧 P e 、 目 標空燃比補正係数値 K af, 燃料噴射終了期間 T end , 基本点火時期 0 B 、 E G R バル ブ 4 5 の弁開度 egr 等 を算 出す る 手順 を 示すブ ロ ッ ク 図、
図 7 は、 図 6 の 目標平均有効圧算出マ ッ プ 7 0 c の概 略構成を示 し、 ス ロ ッ ト ルバルブ 2 8 の弁開度 0 th とェ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて算出 さ れる 目 標平均有効圧 P e を説明する ため の図、
図 8 は、 図 6 の 目 標平均有効圧算出マ ッ プ 7 0 r の概 略構成 を示 し 、 吸気管圧 P b と エ ン ジ ン回転数 N e と に 応 じて算出 さ れる 目 標平均有効圧 P e を説明する ため の 図、
図 9 は、 後期 リ ー ンモー ド制御時に使用 さ れ、 目標平 均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて体積効率 E v を算出する ため のマ ッ プの構成を示す図、
図 1 0 は、 前期噴射モー ド 制御時 に使用 さ れ、 吸気管 圧 P b と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて体積効率 E v を 算出する ため のマ ッ プの構成を示す図、
図 1 1 は、 図 6 の 目 標空燃比補正係数値算出マ ッ プ 7 0 j の概略構成を示 し、 目 標平均有効圧 P e とエ ン ジ ン 回転数 N e と に応 じて演算さ れる 目 標空燃比補正係数値 K af を説明する ための図、
図 1 2 は、 図 6 の点火時期設定手段 7 O n の概略構成 を示 し 、 目標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に 応 じて演算さ れる基本点火時期 θ Bを説明するため の図、 図 1 3 は、 図 6 の E G R設定手段 7 O p の概略構成を 示 し 、 目 標平均有効圧 P e と エ ンジ ン回転数 N e と に応 じ て演算 さ れ る E G Rバル ブ 4 5 の弁 開度 L egr を説 明する ため の図、
図 1 4 は、 各種燃焼パ ラ メ 一 夕値 を設定するた め の燃 焼パ ラ メ 一夕設定ルーチ ンの フ ロ ーチヤ 一 卜 の一部、
図 1 5 は、 図 1 4 の フ ロ ーチャ ー ト に続 く 、 燃焼パ ラ メ ータ 設定ルーチ ンの フ ロ ーチ ヤ一 卜 の他の一部、
図 1 6 は、 図 1 5 の フ ロ ーチ ャ ー ト に続 く 、 燃焼パ ラ メ ータ設定ルーチ ンの フ ロ ーチヤ一 卜 の他の一部、
図 1 7 は、 図 1 6 の フ ロ ーチ ャ ー ト に続 く 、 燃焼パ ラ メ ータ 設定ルーチ ンの フ ロ ーチヤ 一 卜 の他の一部、
図 1 8 は、 図 1 7 の フ ロ ーチ ャ ー ト に続 く 、 燃焼パ ラ メ ータ設定ルーチ ンの フ ロ ーチャ ー ト の他の一部、
図 1 9 は、 図 1 5 の フ ロ ーチ ャ ー ト に続 く 、 燃焼パ ラ メ ー タ設定ルーチ ン の フ ロ ーチ ヤ一 ト の他の一部、
図 2 0 は、 図 1 9 の フ ロ ーチ ャ ー ト に続 く 、 燃焼パ ラ メ ー タ 設定ルーチ ンの フ ロ ーチ ヤ 一 卜 の他の一部、
図 2 1 は、 図 1 9 の フ ロ ーチ ャ ー ト に続 く 、 燃焼パ ラ メ ータ 設定ルーチ ンの フ ロ ーチ ヤ一 卜 の他の一部、 図 2 2 は、 図 1 9 の フ ロ ーチ ャ ー ト に続 く 、 燃焼パ ラ メ ータ 設定ルーチ ンの フ ロ ーチヤ一 卜 の残部、
図 2 3 は、 所定周期の ク ロ ッ ク パルス が発生する毎に E C U 7 0 によ っ て実行 さ れる 、 タ イ マル一チ ンの フ ロ 一チ ャ ー ト の一部、
図 2 4 は、 図 2 3 の フ ロ ーチ ャ ー ト に続 く 、 タ イ マル —チ ン の フ ロ ーチ ヤ 一 卜 の残部、
図 2 5 は、 エ ン ジ ン 1 の所定 ク ラ ン ク 角位置を検出す る毎に E C U 7 0 に よ っ て実行さ れる 、 ク ラ ン ク 割込ル —チ ンの フ ローチヤ 一 卜 、
図 2 6 は、 モー ド 切換制御時に使用 さ れ、 制御モー ド の切換態様に応 じて設定される 各種テー リ ン グ係数値 を 説明する ための図、
図 2 7 は、 後期 リ ー ンモー ド と S — F Z B モー ド 間 の モー ド 切換制御時の、 各種制御変数およ び燃焼パ ラ メ一 夕値の時間変化 を示すタ イ ミ ン グチ ヤ一 ト 、
図 2 8 は、 後期 リ ー ン モー ド と前期 リ ー ンモー ド 間 の モー ド 切換制御時の、 各種制御変数およ び燃焼パ ラ メ一 タ 値の時間変化 を示すタ イ ミ ン グチ ャ ー ト 、 および
図 2 9 は、 前期 リ ー ンモー ド と S — F Z B モー ド 間 の モー ド移行制御時の、 各種制御変数およ び燃焼パ ラ メ一 夕値の時間変化 を示すタ イ ミ ン グチ ヤ一 ト であ る 。
発明 を実施す る ため の最良の形態 以下、 図面 を参照 して 、 筒 内噴射型火花点火式内燃ェ ン ジ ンおよ び同エ ン ジ ン に装備 さ れる 本発明の一実施例 に よ る制御装置 を詳細 に説明する 。 図 1 および図 2 にお いて、 参照符号 1 は 自 動車用 の筒 内噴射型直列 4 気筒ガ ソ リ ンエンジ ン (以下、 単にェ ン ジ ン と記す) であ り 、 燃焼室を始め吸気装置や E G R 装 置等が筒内噴射専用 に設計さ れてい る 。
本実施例の場合、 エ ンジ ン 1 の シ リ ンダへ ッ ド 2 に は、 各気筒毎に点火プラ グ 3 と共 に電磁式の燃料噴射弁 4 も 取 り 付け ら れてお り 、 燃焼室 5 内 に直接燃料が噴射さ れ る よ う にな っ てい る 。 ま た、 シ リ ンダ 6 内 を摺動 して往 復動する ピス ト ン 7 の頂面 に は、 上死点近傍で燃料噴射 弁 4 か ら の燃料噴霧が到達する位置に、 半球状のキ ヤ ビ テ ィ 8 が形成 さ れて い る (図 2 )。 ま た 、 こ の エ ン ジ ン 1 の理論圧縮比は、 吸気管噴射型の も の に比べ、 高 く (本 実施例では、 1 2 程度) 設定 さ れて い る 。 動弁機構 と し ては D O H C 4 弁式が採用 さ れてお り 、 シ リ ンダへ ッ ド 2 の上部には、 吸排気弁 9 , 1 0 をそれぞれ駆動すべ く 、 吸気側カ ム シ ャ フ ト 1 1 と排気側カ ム シ ャ フ ト 1 2 と が 回転 自在に保持さ れて い る 。
シ リ ンダヘ ッ ド 2 には、 両カ ム シ ャ フ ト 1 1 , 1 2 の 間を抜 ける よ う に して、 略直立方向 に吸気ポー ト 1 3 が 形成さ れてお り 、 こ の吸気ポー ト 1 3 を通過 した吸気流 が燃焼室 5 内で後述する 逆タ ン ブル流を発生 さ せる よ う にな っ てい る 。 排気ポー ト 1 4 は、 通常のエ ン ジ ン と 同 様に略水平方向 に形成 さ れて い る が、 斜め に大径の E G R ポー ト 1 5 (図 2 に は図示せず) が分岐 し て い る 。 図 中 、 1 6 は冷却水温 T W を検出する 水温セ ンサであ り 、 1 7 は各気筒の所定の ク ラ ン ク 位置(本実施例では、 5 ° BTDCおよ び 7 5 ° BTDC) で ク ラ ン ク 角信号 S G T を出 力する ク ラ ン ク 角セ ンサであ り 、 1 9 は点火プラ グ 3 に 高電圧を出力する 点火コ イ ルで あ る 。 尚、 ク ラ ン ク シ ャ フ ト の半分の回転数で回転する カ ム シ ャ フ ト 等に は、 気 筒判別信号 S G C を 出 力 す る 気筒判別セ ンサ ( 図示せ ず) が取 り 付け ら れ、 ク ラ ン ク 角信号 S G T がどの気筒 の も のか判別 さ れる 。
吸気ポー ト 1 3 に は、 サー ジタ ン ク 2 0 を有する 吸気 マ二ホール ド 2 1 を介 して、 エ ア ク リ ーナ 2 2 , ス ロ ッ ト ルボディ 2 3 , ス テ ツ パモ一 夕式の I S C V (アイ ド ルス ピー ド コ ン ト ロ ールバルブ) 2 4 を具えた吸気管 2 5 が接続 してい る 。 更に、 吸気管 2 5 に は、 ス ロ ッ ト ル ボディ 2 3 を迂回 して吸気マ二ホール ド 2 1 に吸入気を 導入する 、 大径のエアバイ パス パイ プ 2 6 が併設 さ れて お り 、 こ の管路 2 6 には リ ニア ソ レ ノ イ ド式で大型の A B V (エアノ イ パスノ ルブ) 2 7 が設け ら れて い る 。 尚、 エアバイ パス パイ プ 2 6 は、 吸気管 2 5 に準ずる 流路面 積を有 してお り 、 A B V 2 7 の全開時に はエ ンジ ン 1 の 低中速域で要求さ れる 量の吸入空気が流通可能 と な っ て る 。 一方、 I S C V 2 4 は、 A B V 2 7 よ り も 小 さ レ 流路面積を有 してお り 、 吸入空気量 を精度よ く 調整す る 場合 に は I S C V 2 4 を使用する 。
ス ロ ッ ト ルポディ 2 3 に は、 流路 を 開 閉する ノ 夕 フ ラ ィ 式のス ロ ッ ト ルノ ルブ 2 8 と 共に 、 ス ロ ッ ト ル )~\ルブ 2 8 の開度 0 TH を検出する ス ロ ッ ト リレセ ンサ 2 9 と 、 ス ロ ッ ト ルバルブ全閉状態を検出す る アイ ド ルス ィ ッ チ 3 0 と が備え ら れてい る 。 図中 、 3 1 は吸気管内圧力 P b を検出す る ブース ト 圧 ( M A P : Manifold Absolute Pressure) セ ンサであ り 、 サー ジタ ン ク 2 0 に接続 して い る。
一方、 排気ポー ト 1 4 には、 O 2 セ ンサ 4 0 が取付 け ら れた排気マ二ホール ド 4 1 を介 して、 三元触媒 4 2 や図示 しな いマ フ ラ ー等 を具えた排気管 4 3 が接続 して い る。 また、 E G R ポー ト 1 5 は、 大径の E G R パイ プ
4 4 を介 して、 ス ロ ッ ト ルゾ リレブ 2 8 の下流、 且つ、 吸 気マ二ホール ド 2 1 の上流に接続さ れてお り 、 その管路 にはス テ ツ パモー タ式の E G R バルブ 4 5 が設け られて い る 。
燃料タ ン ク 5 0 は、 図示 し な い車体の後部に設置さ れ てい る 。 そ して、 燃料タ ン ク 5 0 に貯留 さ れた燃料は、 電動式の低圧燃料ポ ンプ 5 1 に吸い上げ ら れ、 低圧フ ィ ー ド パイ プ 5 2 を介 して、 エ ン ジ ン 1 側に送給さ れる 。 低圧フ ィ ー ド パイ プ 5 2 内 の燃圧は、 リ タ ー ンパイ プ 5 3 に介装 さ れた第 1 燃圧 レギユ レ一 夕 5 4 に よ り 、 比較 的低圧 (本実施例では、 3.0kg/mm 2 。 以下、 低燃圧 と 記す) に調圧 さ れる 。 エ ンジ ン 1 側に送給さ れた燃料は、 シ リ ンダへ ッ ド 2 に取 り 付け ら れた高圧燃料ポ ン プ 5 5 によ り 、 高圧 フ ィ ー ドパイ プ 5 6 と デ リ バ リ ノ、。イ ブ 5 7 と を介 して、 各燃料噴射弁 4 に送給 さ れる 。 本実施例の 場合、 高圧燃料ポ ンプ 5 5 は斜板ア キ シ ャ ル ピス ト ン式 であ り 、 排気側カ ム シ ャ フ ト 1 2 に よ り 駆動 さ れ、 ェ ン ジ ン 1 の ア イ ド ル運転時 に も 50 kg/mm 2 以上の吐出圧 を発生する 。 デ リ バ リ パイ プ 5 7 内 の燃圧は、 リ タ ー ン パイ プ 5 8 に介装 さ れた第 2 燃庄 レギユ レ一 夕 5 9 に よ り 、 比較的高圧 (本実施例では、 50 kg/mm 2 。 以下、 高燃圧 と記す) に調圧さ れる 。 図中 、 6 0 は第 2 燃圧 レ ギユ レ一夕 5 9 に取付け ら れた電磁式の燃圧切換弁であ り 、 オ ン状態で燃料を リ リ ー フ して、 デ リ バ リ パイ プ 5 7 内の燃圧を所定値 (例え ば、 3.0kg/mm 2 ) に低下さ せる 。 また、 6 1 は高圧燃料ポ ンプ 5 5 の潤滑や冷却等 に供さ れた後の燃料を燃料タ ン ク 5 0 に還流さ せる リ タ — ンパイ プであ る。
車室内 に は、 E C U (電子制御ユニ ッ ト ) 7 0 が設置 さ れてお り 、 こ の E C U 7 0 に は図示 しない入出力装置, 制御プロ グラ ムや制御マ ッ プ等の記憶に供 さ れる記憶装 置 ( R O M , R A M , 不揮発性 R A M等), 中央処理装 置 ( C P U ) , タ イ マ カ ウ ン タ 等が具 え ら れ、 エ ン ジ ン 1 の総合的な制御 を行っ て い る 。
E C U 7 0 の入力側に は、 作動時 にエ ン ジ ン 1 の負荷 と な る エア コ ン装置、 ノ\° ワ ース テア リ ング装置、 自 動変 速装置等の作動状況を検出する ス ィ ッ チ類、 すなわち 、 エア コ ンスィ ッ チ ( A Z C ' S W ) 3 3 、 パ ワ ース テア リ ン グス ィ ッ チ ( P / S · S W ) 3 4 、 イ ン ヒ ビタ ス ィ ツ チ ( I Ν Η · S W ) 3 5 等が夫々 接続さ れ (図 6 参照)、 各検出信号を E C U 7 0 に供給 して い る 。 尚、 E C U 7 0 に は、 上述 した各種のセ ンサ類やス ィ ッ チ類の他に 、 図示 し な い多数のス ィ ツ チやセ ンサ類が入力側に接続さ れてお り 、 出 力側 に も各種警告灯や機器類等が接続さ れ てい る。
E C U 7 0 は、 上述 した各種セ ンサ類及びス ィ ッ チ類 か ら の入力信号に基づき 、 燃料噴射モー ドや燃料噴射量 を始め と して、 点火時期や E G R ガス の導入量等 を決定 し 、 燃料噴射弁 4 、 点火 コ イ ル 1 9 , E G R ノ ルブ 4 5 等を駆動制御する。
後述の説明か ら 明 ら かな よ う に、 E C U 7 0 は、 単独 ま た は上記各種要素の対応する も の と協同 して、 運転状 態検出手段、 噴射モー ド設定手段、 燃焼パ ラ メ 一 夕 設定 手段、 燃焼パ ラ メ ータ切換手段、 燃焼状態制御手段、 モ ー ド 切換判別手段、 判定フ ラ グ設定手段、 第 1 補正係数 設定手段、 パ ラ メ 一 夕 比較判別手段、 第 2 補正係数設定 手段、 仮 目標空燃比補正係数設定手段 と して機能する 。
次に、 エ ンジ ン制御の基本的な流れを簡単に説明する 。 冷機時にお いて、 運転者がイ グニ ッ シ ョ ンキー をオ ン 操作する と 、 E C U 7 0 は、 低圧燃料ポ ン プ 5 1 と燃圧 切換弁 6 0 を オ ン に して、 燃料噴射弁 4 に低燃圧の燃料 を供給する 。 これは、 エ ン ジ ン 1 の停止時や ク ラ ンキ ン グ時に は、 高圧燃料ポ ンプ 5 5 が全 く 、 あ る い は不完全 に し か作動 しな いため 、 低圧燃料ポ ン プ 5 1 の吐出圧 と 燃料噴射弁 4 の開弁時間 と に基づいて燃料噴射量 を決定 せ ざる を得な いためであ る 。 次に、 運転者がイ ダニ ッ シ ヨ ンキ一 をス タ ー ト 操作する と 、 図示 しな いセルモ一 夕 に よ り エ ン ジ ン 1 がク ラ ンキ ン グさ れ、 同時 に E C U 7 0 に よ る燃料噴射制御が開始 さ れる 。 こ の時点では、 E C U 7 0 は、 前期噴射モー ド (第 1 噴射モー ド) を選択 し、 比較的 リ ツ チな空燃比 と な る よ う に燃料を噴射する 。 これは、 冷機時に は燃料の気化率が低いため 、 後期噴射 モー ド (すなわち 、 圧縮行程) で噴射を行っ た場合、 失 火や未燃燃料 ( H C ) の排出が避け ら れな いためであ る。 また、 E C U 7 0 は、 始動時に は A B V 2 7 を閉鎖する ため、 燃焼室 5 への吸入空気はス ロ ッ ト ルバルブ 2 8 の 隙間や I S C V 2 4 力 ら 供給さ れる 。 尚、 I S C V 2 4 と A B V 2 7 と は E C U 7 0 によ り 一元管理 さ れてお り . ス ロ ッ ト ルバルブ 2 8 を迂回する 吸入空気 (バイ パスェ ァ) の必要導入量 に応 じ てそれぞれの開弁量が決定さ れ る 。
始動が完了 してエ ンジ ン 1 がア イ ド ル運転を開始する と 、 高圧燃料ポ ン プ 5 5 が定格の吐出作動 を始め る ため、 E C U 7 0 は、 燃圧切換弁 6 0 をオ フ に して燃料噴射弁 4 に高燃圧の燃料 を供給する 。 こ の際 に は、 当然の こ と なが ら 、 高燃圧 と燃料噴射弁 4 の開弁時間 と に基づいて 燃料噴射量が決定 さ れる 。 そ して、 冷却水温 T W が所定 値に上昇する まで は、 E C U 7 0 は、 始動時 と 同様に前 期噴射モー ド を選択 して燃料を噴射する と共 に、 A B V 2 7 も継続 して閉鎖する 。 また 、 エア コ ン等の補機類の 負荷の増減に応 じ た アイ ド ル回転数の制御 は、 吸気管噴 射型 と 同様に I S C V 2 4 (必要に応 じて A B V 2 7 も 開弁 さ れる ) によ っ て行われる 。 更 に 、 所定サイ ク ルが 経過 し て 0 2 セ ンサ 4 0 が活性温度に達す る と 、 E C U 7 0 は、 0 2 セ ンサ 4 0 の出力電圧に応 じ て空燃比 フ ィ ー ドバ ッ ク 制御 を 開始 し 、 有害排出ガス 成分を三元 触媒 4 2 によ り 浄化させる 。 こ のよ う に、 冷機時にお い ては、 吸気管噴射型 と略同様の燃料噴射制御が行われる が、 吸気管 1 3 の壁面への燃料滴の付着等がないため、 制御の応答性や精度は高 く な る 。
エ ン ジ ン 1 の暖機が終了する と 、 E C U 7 0 は、 吸気 管内圧力 P b やス ロ ッ ト ル開度 TH等か ら得た筒内有 効圧 ( 目標平均有効圧) P e と エ ン ジ ン回転速度 N e と に基づき 、 図 3 の燃料噴射制御マ ッ プか ら現在の燃料噴 射制御領域を検索 し 、 燃料噴射モー ド と燃料噴射量 と を 決定 して燃料噴射弁 4 を駆動す る他、 A B V 2 7 や E G R バルブ 4 5 の開弁制御等 も行 う 。
例え ば、 アイ ドル運転時等の低負荷 · 低回転運転時に は、 エ ン ジ ン負荷が、 図 3 中 の前期噴射 リ ー ン域 と後期 噴射 リ ー ン域 と の水平境界線で表さ れる 負荷 (噴射モー ド設定負荷) を下回っ てエ ン ジ ン 1 が後期噴射 リ ー ン域 で運転さ れる ため、 E C U 7 0 は、 後期噴射モー ド ( こ れを後期 リ ー ンモー ド'と も い う ) を選択する と共に A B V 2 7 及び E G R ゾ ルブ 4 0 を運転状態に応 じて開弁 し 、 リ ー ンな空燃比 (本実施例では、 20〜 40程度) となる よ う に燃料を噴射する。 こ の時点では燃料の気化率が上昇 する と共に、 図 4 に示 し たよ う に吸気ポー ト 1 3 か ら 流 入 し た吸気流が矢印で示す逆タ ン ブル流 8 0 を形成する ため、 燃料噴霧 8 1 が ピス ト ン 7 のキ ヤ ビティ 8 内 に保 存 さ れる 。 その結果、 点火時点 にお いて点火プラ グ 3 の 周囲 に は理論空燃比近傍の混合気が形成さ れる こ と にな り 、 全体 と し て極めて リ ー ンな空燃比 (例え ば、 全体空 燃比で 40程度) で も着火が可能 と な る 。 これに よ り 、 C Oや H C の排出が極 く 少量 にな る と共に、 排気ガス の還 流によ っ て N O x の排出量 も低 く 抑え ら れる 。 そ して、 A B V 2 7 及び E G R バルブ 4 0 を 開弁する こ と に よ る ボ ン ピ ン ダロ ス低減 と も相俟 っ て燃費が大幅 に向上する そ して、 負荷の増減に応 じ た アイ ド ル回転数制御は、 燃 料噴射量を増減さ せる こ と に よ り 行 う ため、 制御応答性 も非常に高 く な る 。
尚、 後期噴射モー ド にお いては、 噴射弁 4 か ら 噴射さ れた燃料噴霧が前述 した逆タ ン ブル流に乗っ て、 点火プ ラ グ 3 に到達 しな ければな ら な い し 、 到達 して点火時点 までに燃料が蒸発 して点火容易な混合気が形成さ れて い な ければな ら な い。 平均空燃比が 20以下にな る と点火プ ラ グ 3 近傍において局所的 にォ一バ リ ツ チな混合気が生 成さ れて所謂 リ ツ チ失火が生 じ る一方、 40以上にな る と 希薄限界を超えてやは り 失火 (所謂 リ ー ン失火) が生 じ る 。 こ のため 、 燃料噴射開始及び終了のタ イ ミ ン グが正 確 に制御 さ れる と共に、平均空燃比が 20〜 40の範囲 にな る よ う に設定さ れ、 こ の範囲 を超え る場合に は、 後述す る 前期噴射モー ド等 に切 り 換え ら れる。
また、 低中速走行時は、 その負荷状態やエ ン ジ ン回転 速度 N e に応 じて、 図 3 中 の前期噴射 リ ー ン域あ る い は ス ト ィ キオフ イ ー ド バ ッ ク 域 (理論空燃比 フ ィ ー ド バ ッ ク 制御域、 こ れを S — F Z B 域 と も い う ) と な る た め 、 E C U 7 0 は、 前期 リ ー ンモー ド 又は S — F / B モー ド ( こ の 2 つ の モー ド 及び後述す る オー プ ンルー プ制御モ ー ド を総称 して前期噴射モー ド と い う ) を選択する と共 に、 所定の空燃比 と な る よ う に燃料を噴射する。
すなわち 、 前期 リ ー ンモー ド では、 比較的 リ ー ンな空 燃比 (本実施例では、 20〜 23程度) と な る よ う に A B V 2 7 の開弁量と燃料噴射量 と を制御 し 、 S — F Z B モー ドでは、 八 8 2 7 と £ 0 尺 バルブ 4 5 と を 開閉制御す る と共に、 〇 2 セ ンサ 4 0 の出力電圧に応 じて空燃比 フ ィ ー ドノ ッ ク 制御 を行 う 。 こ の場合 も 、 図 5 に示 した よ う に吸気ポー ト 1 3 か ら 流入 した吸気流が逆タ ンブル 流 8 0 を形成する ため 、 燃料噴射開始時期又は終了時期 を調整する こ と に よ り 前期噴射 リ ー ン域にお いて も 、 逆 タ ンブルによ る乱れの効果で リ ー ンな空燃比で も着火が 可能 となる。 尚、 E C U 7 0 は、 前期噴射 リ ー ン域で も E G R バルブ 4 5 を 開弁 し 、 燃焼室 5 内 に適量の E G R ガス を導入する こ と によ り 、 リ ー ンな空燃比 にお いて発 生する N O X が大幅に低減する。 また、 S — F Z B 域 では、 比較的高 い圧縮比 に よ り 大きな出力 が得 ら れる と 共に、 有害排出ガス成分が三元触媒 4 2 に よ り 浄化 さ れ る 。
そ して、 急加速時や高速走行時は図 3 中 のオー プンル ー プ制御域 と な る ため 、 E C U 7 0 は、 前期噴射モー ド を選択する と共に A B V 2 7 を 閉鎖 し 、 ス ロ ッ ト ル開度 やエ ン ジ ン回転速度 N e 等に応 じて、 比較的 リ ツ チな空燃比 と な る よ う に燃料を噴射する 。 こ の際に は、 圧縮比が高い こ と や吸気流が逆タ ン ブル流 8 0 を形成す る こ と の他、 吸気ポー ト 1 3 が燃焼室 5 に対 して略直立 して い る ため 、 慣性効果によ っ て も 高 い 出力 が得 ら れる c 更に 、 中高速走行中 の惰行運転時は図 3 中 の燃料カ ツ ト 域 と な る ため、 E C U 7 0 は、 燃料噴射を完全に停止 する。 これに よ り 、 燃費が向上する と 同時に 、 有害排出 ガス 成分の排出量 も低減 さ れる 。 尚 、 燃料カ ッ ト は、 ェ ン ジ ン 回転速度 N e が復帰回転速度 よ り 低下 し た場合 や、 運転者がア ク セルペダルを踏み込んだ場合に は即座 に 中止 さ れる。
次に、 本発明 に関連 して、 目標平均有効圧情報 に よ つ て設定 さ れる エ ン ジ ン燃焼室内 の燃焼状態 に影響を与え るパ ラ メ 一 夕値、 すなわち 、 燃料噴射弁 4 の開弁時間 T inj 、点火時期 T ig、 E G Rバルブ 4 5 の開弁量 L egr 等 の設定手順を説明する と共に、 後期 リ ー ンモー ド と S — F Z B モー ド 間、 前期 リ ー ンモー ド と S — F Z B モー ド 間、 お よ び前期 リ ー ンモー ド と後期 リ ー ンモー ド 間のモ ー ド 切換を例 に、 それ ら のモー ド 切換時の制御手順につ いて説明する 。
図 6 は、 目 標平均有効圧 P e が算出 さ れ、 こ の 目標平 均有効圧 P e に応 じて 目 標 A Z F 、噴射終了時期 T end 、 基本点火時期 0 B 、 E G Rバルブ 4 5 の弁開度 L egr 等 が演算 さ れる 手順 を示すブロ ッ ク 図であ り 、 図 1 4 な い し 図 2 5 は、 エ ン ジ ン制御モー ド を判別 し てそのモー ド へ移行する た め の制御手順、 お よ びそのモー ド での制御 手順を示すフ ロ ーチ ャ ー ト で あ る 。 そ こ で、 こ の フ ロ ー チ ヤ 一 ト を追 っ て本発明のエ ン ジ ン制御手順を順次説明 する 。 なお、 図 1 4 な い し 図 2 2 に示す燃焼パ ラ メ ー タ 設定ルーチ ンは、 E C U 7 0 に よ っ て各気筒の所定 ク ラ ン ク 角位置を検出する毎に実行さ れる 。
先ず、 E C U 7 0 は、 図 1 4 に示すステ ッ プ S 1 な い しス テ ッ プ S 8 にお いて、 制御モー ド の判定 と設定を行 う 。 実行すべき制御モー ド での制御内容につ いて は図 3 を参照 してその概略を説明 した のでその詳細説明 は省略 する が、 各種セ ンサやス ィ ッ チ類か ら の検出情報 に基づ いて実行すべき制御モー ド が判別 さ れる。 そ して、 例え ば、 ス テ ッ プ S 1 にお い て後期 リ ー ンモー ドが判別 さ れ る と (ステ ッ プ S 1 の判別結果が肯定 ( Y e s ) の場合)、 ス テ ッ プ S 2 にお いて後期 リ ー ンモー ド に よ る制御 を実 行すべ く 各種制御 フ ラ グや制御変数が設定される 。 また、 ス テ ッ プ S 5 にお いて前期 リ ー ンモー ド が判別 さ れる と (ス テ ッ プ S 5 の判別結果が肯定の場合)、 ステ ッ プ S 6 にお いて前期 リ ー ンモー ド に よ る 制御 を実行すべ く 各種 制御 フ ラ グや制御変数が設定さ れる。
そ して、 ス テ ッ プ S 2 およ びス テ ッ プ S 6 にお ける後 期 リ ー ンモー ドおよび前期 リ ー ンモー ド の制御 フ ラ グ等 の設定 に続いて、 E C U 7 0 はステ ッ プ S 4 を実行 して エ ン ジ ン 1 が加速中であ る か否か を判別する。
エ ン ジ ン 1 が加速中で あ る か否か は、 ス ロ ッ ト ルセ ン サ 2 9 が検出する ス ロ ッ ト ル弁開度 0 t h の前回値 と 今 回値 と の偏差 (時間変化割合) Δ 0 、 及び、 ク ラ ン ク 角 セ ンサ 1 7 が検出する エ ン ジ ン回転数 N e の前回値 と 今 回値 と の偏差 (エ ン ジ ン回転数の時間変化割合) Δ N に 基づいて判別 さ れる 。 即ち 、 偏差 Δ 0 または Δ Nがそれ ぞれの所定の判別値 ( ひ , β ) を超え る と加速 と判定 し 、 また、 一旦加速 と判定さ れた後、 偏差 Δ 0 ま たは Δ Νが それぞれの所定の判別値 ( α — Δ ひ , β - Α β ) を下回 つ た ら 加速終了 と 判定する 。 こ こ に、 ( Δ α , Δ β ) は 制御を安定さ せる ため に ヒ ス テ リ シス特性を与え る た め の微小値であ り 、 これ ら の値は何れも 0 を含む適宜値に 設定する こ と も でき る。
ス テ ッ プ S 4 にお いて判別結果が肯定であ り 、 ェ ン ジ ン 1 が加速中であ る と判別 さ れる と 、 ス テ ッ プ S 8 に進 み、 S — F / Β モー ド に よ る加速制御を強制的に実行す ベ く 、 設定 して いた各種制御 フ ラ グや制御変数を S — F ノ Β モー ド に よ る も の に変更 さ れる 。 そ して、 上述の加 速条件が成立 し て い る 限 り は、 繰 り 返 し こ のス テ ッ プ S 8 が実行 さ れて加速制御が行われる 。 こ の S — F ノ Β モ ー ド に よ る加速制御方法につ いては、 特に限定さ れず従 来の加速制御方法を用 い る こ と ができ る 。 なお、 加速が 一旦判別 さ れる と 、 所定期間中 に加速解除の条件が成立 した と して も 、 所定の期間は S — F Z B モー ド に よ る 制 御 を継続させる こ と も で き る 。 こ の よ う にする と 制御が 安定 し 、 ド ラ イ バ ピ リ テ ィ も 向上する 。
ス テ ッ プ S 4 の判別結果が否定 ( N o ) の場合、 すな わち エ ン ジ ン 1 の加速状態が検出 さ れな いか、 加速終了 と判別 さ れた場合、 ス テ ッ プ S 2 ま たはス テ ッ プ S 6 で 設定さ れた制御 フ ラ グ等 は変更 さ れる こ と な く 、 判別 さ れた通 り のモー ド で制御が行われる 。
後期 リ ー ンモー ド で も な く 前期 リ ー ンモー ド で も な い 場合 (ス テ ッ プ S I およ びス テ ッ プ S 5 がいずれ も N o の場合) に は前期 S — F Z B モー ド と判定 し 、 前述のス テ ツ プ S 8 に進んで、 S — F Z B モー ド の各種制御 フ ラ グゃ制御変数を設定する 。
なお、 ス テ ッ プ S 2 , S 6 , および S 8 にお いて後述 する テ一 リ ン グ係数 K l , Κ 2 , K S , K L がそれぞれ 設定 さ れる 。 図 2 6 に示すよ う に、 モー ド の移行 (噴射 モー ド移行要求 と も い う ) が判別 さ れた時点で、 上記テ ー リ ン グ係数の う ち モー ド移行の態様 に対応する テー リ ン グ係数を値 0 に設定する 。 例え ば、 S — F Z B モー ド か ら 後期 リ ー ンモー ドへの移行を初めて判別 した時点で テ一 リ ン グ係数 Κ 1 が値 0 に リ セ ッ ト さ れる 。 また、 前 期 リ ー ンモー ドか ら S - F Z B モー ド への移行を初めて 判別 した時点で、 テー リ ン グ係数 K L が値 0 に リ セ ッ ト さ れる 。
こ の よ う な各種制御 フ ラ グ等の設定が終わ る と 、 E C U 7 0 は図 1 5 のス テ ッ プ S 1 0 以下のス テ ッ プに進み, 各モー ド の移行制御やそのモー ド での制御を実行する 。 以下、 これ ら の制御手順を図 2 7 な い し 図 2 9 の各種制 御パ ラ メ ータ 値の時間変化を示すタ イ ミ ン グチ ヤ一 ト を 参照 して説明する。
先ず、 説明 の都合上、 後期 リ ー ンモー ド の実行中であ つ てテ一 リ ン グ係数値 K 1 が値 1.0 に設定さ れてい る場 合か ら 説明する と (図 2 7 の t0 時点以前)、 E C U 7 0 は、 ス テ ッ プ S 1 0 にお いて、 現在のエ ン ジ ン運転状態 が後期モー ド か或い は前期モ一 ド の どち ら に対応する の か を判別する 。 こ こで、 後期モー ド は後期 リ ー ンモー ド を意味 し、 前期モー ド に は前期 リ ー ンモー ド と S — B モー ド とが含まれる 。 現在のエ ン ジ ン 1 の運転モー ド が上述 した通 り 後期 リ ー ンモー ド であ る か ら 、 ス テ ッ プ S 1 0 か ら ス テ ッ プ S 1 2 に進み、 エ ン ジ ン制御に必要 な各種パ ラ メ 一 夕値 P e , K a f, T i g, T e n d , L e gr , E v 等を演算する 。 これ ら のパ ラ メ 一 夕 値の演算方法に つ いて、 図 6 のブロ ッ ク 図 を参照 して以下に説明する 。 なお、 エ ン ジ ン 1 が後期 リ ー ンモー ド制御 を実行すべき 運転状態にあ る こ と が E C U 7 0 に よ り 判別 さ れてい る 場合、 図 6 に示す切換ス ィ ッ チ 7 0 a およ び 7 O b は後 期モ一 ド側 に切 り 換え ら れて い る 。
先ず、 燃料噴射弁 4 の開弁時間 T i nj に関連する 各種 変数値 の演算の説明か ら始め る と 、 E C U 7 0 は、 前述 し た記憶装置に予め記憶 さ れて い る 目標平均有効圧マ ツ プ 7 0 じ か ら 、 ス ロ ッ ト ルセ ンサ 2 9 及びク ラ ン ク 角セ ンサ 1 7 に よ っ て検出 さ れる ス ロ ッ ト ル弁開度 0 t h と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じ た 目 標平均有効圧 P e を算 出する 。 図 7 は、 目 標平均有効圧マ ッ プの詳細を示 し、 ス ロ ッ ト ル弁開度 0 th と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じ た、 運転者が要求する 出力 に対応する 目 標平均有効圧 P e ij がマ ッ ピ ン グさ れて E C U 7 0 の記憶装置に記憶 さ れて い る 。 こ れ ら の各デー タ は、 エ ン ジ ンの台上試験で デー タ が収集 し 易 い 目 標平均有効圧情報 (例 え ば正味平 均有効圧) につ いて、 実験的に設定 さ れた値であ る 。 E C U 7 0 は こ のマ ッ プか ら 例え ば公知の 4 点補間法等 に よ り 、 検出されたス ロ ッ ト ル弁開度 0 th と エ ンジ ン回転 数 N e と に応 じた最適の 目標平均有効圧 P e を算出する なお、 こ の実施例では、 目 標平均有効圧情報 と して正 味平均有効圧 P e を用 いたが、 エ ン ジ ンの台上試験での データ の収集に特に差 し障 り がな ければ種々 の も の を用 い る こ とができ、 図示平均有効圧力や正味出力等であ つ て も よ い。
E C U 7 0 の記憶装置に は、 作動時にエ ンジン 1 の機 械的、 電気的な負荷 とな る種々 の負荷装置、 例え ばエア コ ン装置、 パ ワース テア リ ン グ装置、 変速装置等のため の出力補正マ ッ プ 7 0 d 〜 7 0 f (図 6 ) を備えてお り 、 これ ら の負荷装置の作動を検出する ス ィ ッ チ 3 3 〜 3 5 (図 6 )か ら のオ ン信号によ り エ ン ジ ン回転数 N e に応 じ た 目標平均有効圧補正値が出 力 さ れる 。 こ れ ら の補正値 は加算器 7 0 g に よ っ てマ ッ プ 7 0 c か ら 得 ら れた 目 標 平均有効圧 P e に加算さ れてその値を修正する。
こ のよ う に して算出 さ れた 目 標平均有効圧 P e のデー 夕 は、 一次遅れフ ィ ルタ 7 O h によ っ て フ ィ ルタ リ ン グ さ れ、 燃焼パ ラ メ 一夕設定手段であ る 目 標空燃比補正係 数値 K af 算出マ ッ プ 7 0 j 等に送 られる 。 一次遅れ要素 ( フ ィ ルタ) 7 0 h を設ける 理 由 は、 筒内燃料噴射を行 う 場合、 噴射量の変化は直ち に出力等の変化 と な っ て出現 する こ と にな る 。 燃料噴射量の決定に用 い ら れる ス ロ ッ ト ル弁開度 0 t hは、 吸入空気量等の検出 と 比較 して遅れ な く 検出でき る検出情報であ り 、 検出 し た弁開度 0 thに 応 じ た燃料噴射量を直ち にエ ン ジ ン 1 に供給する と 、 ド ライ バ ビ リ テ ィ を損な う 虞があ る 。 なお、 一次遅れ要素
7 O h は、 制御の応答性を優先 さ せる場合等、 場合に よ つ ては これを設けな く て も よ い。
目 標空燃比補正係数値算出マ ッ プ 7 0 j の詳細は図 1 1 に示され、 各モー ド毎に、 ま た E G R の有無等 に対応 して複数枚のマ ッ プが準備さ れてお り 、 各マ ッ プの詳細 は図 7 に示 した も の と 同様に、 目 標平均有効圧 P e と ェ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて、 予め実験的に設定さ れ、 前述 し た記憶装置 に記憶さ れて い る 。 E C U 7 0 は 目標 空燃比補正係数値算出マ ッ プ 7 0 j か ら 、 算出マ ッ プ 7 0 j に入力 さ れた 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じた 目 標空燃比補正係数値 K af を算出 して、 後述する 開弁時間の演算 に使用する。
一方、 体積効率算出手段 7 O k では、 上述のよ う に し て一次遅れフ ィ ルタ リ ン グさ れた 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて体積効率 E V 値が算出 さ れる 。 図 9 は、 後期 リ ー ンモー ド 制御時に使用 さ れる体 積効率マ ッ プを示 し 、 こ のマ ッ プに示す体積効率マ ッ プ 値 も 、 図 7 に示す も の と 同様に、 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて予め実験的に設定さ れ、 前述 し た記憶装置に記憶さ れてい る 。
上述 の よ う に し て求 め た 目 標空燃比補正係数値 K af 及び体積効率 E v は、 次式(F 1 )に適用 さ れ、 後述する よ う なタ イ ミ ン グで燃料噴射弁 4 の 開弁時間 T inj が演算 さ れる 。 Tinj =K*Pb*Ev* Kaf*(Kwt* K at *..·)* K g + T DEC... (Fl) こ こ に、 P b は、 ブース ト 圧セ ンサ 3 1 によ っ て検出 さ れる 吸気管内圧力 (吸気通路内圧力) であ り 、 K wt、 K at... 等はエ ンジ ン水温 T w 、 大気温度 T at、 大気圧 力 T ap等に応 じて設定さ れる各種補正係数であ る 。 K g は、 噴射弁 4 のゲイ ン補正係数、 T DEC は、 無効時間 補正値であ り 、 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて設定 さ れる 。 K は、 燃料量を 開弁時間 に変 換する変換係数であ り 、 定数であ る。
K af は、 エ ン ジ ン運転状態に応 じて設定さ れる 。 尚、 式(F1)は、 後期 リ ー ンモー ド 制御時ばか り ではな く 他の モー ド にお いて も適用 さ れる 。 上述 した種々 の補正係数 の内、 空燃比補正係数値 K af は、 後述する後期 リ ー ンモ ― ド と S — F / B モー ド 間等のモー ド移行時に は後述す る方法によ り 設定 され、 S — F Z B モー ド 制御時に は、 O 2 セ ンサ 4 0 の出力電圧に応 じて設定され、 他のモ - ド にお いて もそのモー ド に最適な値に設定さ れる 。 ま た、 体積効率 E V は、 各モー ド において設定さ れる値が 使用 さ れる こ と は勿論の こ と であ る。
なお、 上式(F1)にお いて開弁時間 T inj の演算に使用 される体積効率 E v は、 各燃焼室 5 に供給され、 単位吸 気行程当 た り (一気筒 当 た り ) の、 燃焼に関わ る こ と の でき る 酸素量に関連 した指標であ り 、 類似の指標 と し て は充填効率、 吸気効率等があ り 、 体積効率 Ε V に代えて こ れ ら の指標を使用す る こ と も でき る 。 ま た、 体積効率 E v と 吸気管圧 P b と で求め ら れる値は、 単位吸気行程 当 た り 吸入空気量に関連 してお り 、 体積効率 E vや吸気 管圧 P b を使用する代わ り に、 エア フ ロ ーセ ンサで検出 さ れる 空気流量 と エ ンジ ン回転数 と で直接求め ら れる単 位吸気行程当た り 吸入空気量 ( A Z N ) を用 い る こ と が でき る 。 こ れ ら 、 体積効率、 充填効率、 単位吸気行程当 た り 吸入空気量 ( A Z N ) 等を総称 して有効吸気パ ラ メ 一夕 と い う 。
こ のよ う に算出 し た開弁時間 T inj のデー タ は、 所定 の タ イ ミ ン グで燃料噴射弁 4 を駆動する ィ ン ジェ ク タ駆 動回路 (図示せず) に送 ら れる 。
次に、噴射終了時期 T end の設定につ いて説明する と 、 E C U 7 0 は、 図 6 に示す噴射終了時期設定手段 (燃焼 パ ラ メ 一夕設定手段) 7 0 mにお いて、 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて、 現時点で選択 さ れて い る 制御モー ド に好適な噴射終了時期 T end を設 定する 。 後期 リ ー ンモー ド にお ける 燃料噴射の噴射終了 時期 を遅 ら せる と 、 噴射さ れた燃料噴霧が十分に蒸発す る ため の期間が確保さ れず、 黒煙の発生 を招 く 。 逆に早 や過ぎる と 噴射さ れた燃料が筒壁に衝突する等によ り 最 適混合気が形成さ れず失火を招 く 虞があ る 。 こ の噴射終 了時期 T end は、 制御モー ド毎に、 あ る い は E G R等の 有無に応 じてそれぞれ予め実験的に最適値 に設定さ れて マ ッ ピ ン グさ れて い る 。 目 標平均有効圧 P e 等 に応 じて 設定 さ れた噴射終了時期 T end のデー タ は、 更にェ ン ジ ン水温等に よ る補正が行われて前述のィ ン ジ ェ ク タ 駆動 回路 に供給さ れる 。 イ ン ジェ ク 夕駆動回路では、 供給さ れた噴射終了時期 T end お よ び開弁時間 T inj のデー 夕 に基づいて噴射開始時期 を演算 し 、 演算 し た噴射開始 時期になる と噴射すべき気筒の燃料噴射弁 4 に開弁時間 T inj に応 じた期間に亘つ て駆動信号を 出力する。
点火時期 T igは、 E C U 7 0 によ っ て次式(F2)に基づ いて演算される 。
T ig= 0 B + (各種 リ タ ー ド補正量) … (F2) 上式の基本点火時期 0 B は、 図 6 の点火時期設定手段 (燃焼パ ラ メ 一夕 設定手段) 7 O n にお いて算出 さ れる 。 図 1 2 に示すよ う に、 点火時期設定手段 7 O n は、 各モ ー ド毎の、 また、 E G R の有無等の運転状態毎の複数枚 の基本点火時期設定マ ッ プを有 して い る 。 後期 リ ー ンモ — ド制御時にお いては、 前述 し た 目 標平均有効圧マ ッ プ 7 0 c でス ロ ッ ト ル弁開度 0 th に応 じ て設定 さ れた 目 標平均有効圧 P e のデー タ が点火時期設定手段 7 0 n に 供給さ れ、 こ の 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じた基本点火時期 0 B が、 後期 リ ー ンモー ド用 マ ッ プか ら算出 さ れる。
各種 リ タ ー ド量 (第 2 補正係数) には、 エ ンジ ン水温 補正値等の通常の補正値の他に 、 後期 リ ー ンモー ド と S 一 F / B モー ド 間の移行時 に は後述する移行時 リ タ 一 ド 補正値 R 1(K), R 2(Κ)が含まれてい る 。 移行時 リ タ 一 ド 補正値 R 1(K), R 2(Κ)は、 移行時以外にお いて は値 0 に 設定さ れて い る 。. 後期 リ ー ンモー ド 制御時の点火時期 は、 最適混合気が点火プラ グ 3 に到達する時点 に設定 さ れ、 こ の設定時期が最適点火時期 にな る 。 上述の よ う に設定さ れた点火時期 T ig のデー タ は点 火コ イ ル駆動回路 (図示せず) に供給さ れ、 同駆動回路 は、 設定さ れた点火時期 T igに対応する 時点で、 点火す べき気筒の点火プラ グ 3 に高電圧を 印加 して点火させる
E G R ノ ルブ 4 5 の弁開度 6 は、 図 6 の E G R 量 設定手段 (燃焼パ ラ メ 一 夕 設定手段) 7 O p にお いて算 出 さ れる 。 図 1 3 に示すよ う に、 E G R 量設定手段 7 0 P は、 排気ガス を再循環 さ せる べき運転モー ド毎の、 ま た、 変速装置の選択位置 ( D レ ン ジか N レ ンジ) 等に応 じた複数枚の E G R 弁開度マ ッ プを有 して い る。 弁開度 L egr の算出 にお いては、 前述 した 目標平均有効圧マ ツ プ 7 0 c でス ロ ッ ト ル弁開度 0 th に応 じて設定 さ れた 目 標平均有効圧 P e のデー タ に対 し ては一次遅れフ ィ ル 夕 リ ン グ処理を行わず、 設定さ れた 目 標平均有効圧 P e のデ一 夕 を単に 口 一パス フ ィ ル 夕 7 0 q を介 し て E G R 量設定手段 7 O p に供給 し 、 こ の 目標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転 '数 N e と に応 じた弁開度 L egr が、 後期 リ ー ンモー ド用 マ ッ プか ら 算出 さ れる 。
排気ガス が E G R バルブ 4 5 を介 してエ ン ジ ン 1 に供 給さ れる と き 、 変更さ れた弁開度 に見合 う E G R 量がェ ン ジ ン 1 に供給さ れる に は大きな タ イ ム ラ グが生 じ る 。 こ の よ う なタ イ ム ラ グを考慮する と逸早 く 運転状態に最 適な E G R 量を演算 した方がよ い ので、 目 標平均有効圧 マ ッ プ 7 0 c で設定 した 目 標平均有効圧 P e のデータ を 遅れな く E G R 量設定手段 7 0 p に供給する よ う に して い る 。 上述の よ う に し て算出 さ れた弁 開度 L egr のデー タ は、 エ ンジン水温補正等の補正を行っ た後、 E G R駆動 回路 (図示せず) に供給さ れ、 弁開度 L egr に対応する 弁駆動信号を E G R バルブ 4 5 に出力する よ う に し て い る 。
図 1 5 のス テ ッ プ S 1 2 にお いて、 上述のよ う に各種 燃焼パ ラ メ 一夕 値等の算出が終わ る と 、 図 1 6 のス テ ツ プ S 2 0 に進む。 こ のス テ ッ プでは、 テ一 リ ン グ係数 K 1 が値 1.0 であ る か否か を判別する 。 こ のテー リ ン グ係 数 K 1 は、 前述 した通 り 、 後期 リ ー ンモー ド への移行が 完了 して い る場合に は値 1.0 であ る 。 現時点では、 完全 移行後の後期 リ ー ンモー ド に よ る エ ンジ ン制御が行われ てい る ので、 テ一 リ ン グ係数 K 1 は値 1.0 に設定さ れて い る 。 従っ て、 ステ ッ プ S 2 0 での判別結果が Y es にな る ので、 ス テ ッ プ S 2 1 に進んで後期モー ド か ら 前期モ ー ド への移行のため の準備 をお こ な う 。 移行の準備 と し ては、 移行のため の制御変数の初期値の設定、 及び前記 ス テ ッ プ S 1 2 で算出 さ れ、 現在の後期 リ 一 ンモー ド 制 御で使用する 各種補正係数値 K af や燃焼パ ラ メ ー タ 値 T ig、 T end 、 E V 、 目 標平均有効圧 P e 等を記憶 し てお く 。 移行のため の制御変数 と し ては、 無効期間カ ウ ンタ T d2 と ブース ト 圧遅れカ ウ ンタ C N T 2 があ り 、 前 者のカ ウ ン タ T d2 に は初期値 と し て 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン 回転数 N e と に 応 じ て設定 さ れ る 値 ί, 2 ( N e , P e ) が設定 さ れ、 後者のカ ウ ン夕 C N T 2 に は 値 X N 2 が設定 さ れる 。 なお 、 上述の制御変数値の初期 化や補正係数値 K af等の記憶値は、 こ のステ ッ プ S 2 1 が実行さ れる毎に新 し い値 に更新 さ れる 。
ステ ッ プ S 2 1 での制御変数等の初期値の設定が終わ る と 、 ス テ ッ プ S 2 2 に進み、 後期噴射セ ッ ト ルーチ ン を実行 し 、 前述 し た燃料噴射制御、 点火時期制御、 E G R量制御等の各種制御 を行 う 。
次に、 エ ン ジ ン 1 の運転状態が変化 し て後期 リ ー ンモ — ドか ら S — F Z B モー ド に移行 し た (モー ド移行要求 があ っ た) と判断 さ れた場合を想定する と 、 前述 し た図 1 4 のス テ ッ プ S 8 にお いてテ一 リ ン グ係数 K 2 が、 図 2 6 に示さ れる よ う に値 0 に設定さ れる (図 2 7 の t0時 点)。 こ の よ う な場合、 E C U 7 0 は図 1 5 の ス テ ッ プ S 1 0 で前期モー ド を判定 した後、 ス テ ッ プ S 1 4 を実 行 し 、 前述 したス テ ッ プ S 1 2 と 同 じ よ う に し て各種燃 焼パ ラ メ 一 夕値 P e , K af, T ig, T end , L egr , E v 等を演算する 。
こ の場合、 図 6 に示す切換ス ィ ッ チ 7 0 a , 7 0 b は、 後述する タ イ ミ ン グで前期モー ド側に切 り 換え ら れ、 目 標平均有効圧 P e は第 2 算出マ ッ プであ る 目標平均有効 圧マ ッ プ 7 O r に よ っ て算出 さ れる 。 前期 リ ー ンモー ド や S — F Z B モー ド では通常の吸気管噴射型 と 同様に、 運転者が要求する エ ン ジ ン負荷は吸気管圧 P b に略対応 してお り 、 検出 さ れる 吸気管圧 P b 自体に一次遅れ要素 を有 し て い る 。 従っ て、 ス ロ ッ ト ル弁開度 0 thで 目 標平 均有効圧 P e を設定する 場合の よ う に一次遅れ処理 を必 要 と し な い ので、 こ の吸気管圧 P b が 目 標平均有効圧 P e の設定に使用 さ れる。 ブ一ス ト セ ンサ 3 1 によ っ て検 出 さ れた吸気管圧 P b のデー タ は、 目 標平均有効圧マ ツ プ 7 0 r に供給さ れ、 こ の吸気管圧 P b と エ ンジ ン回転 数 N e と に応 じた 目標平均有効圧 P e が演算 さ れる 。 目 標平均有効圧 P e の演算の仕方は、 目 標平均有効圧マ ツ プ 7 0 c の場合 と 同様であ り 、 こ のマ ッ プ 7 0 r に は図 8 に示すよ う な、 図 7 に示す も の と 類似のマ ッ プが、 E G R の有無等のエ ンジ ン運転状態に応 じ て必要な枚数だ け準備 さ れてい る。
なお、 こ の よ う な前期モー ド では、 吸気管圧 P b に代 えて、 エア フ ロ ーセ ンサで検出 し た新気吸入空気量等を 用 レゝ る よ う に して も よ い。 また、 エ ン ジ ン 1 が吸入する 空気量の体積効率 E V を 吸気管圧 P b 又 はェ ア フ ロ 一 セ ンサで検出 した新気吸入空気量等 に基づいて求め 、 求 め た体積効率 E V と エ ン ジ ン 回転数 N e と に応 じ て 目 標平均有効圧 P e を算出する こ と も でき る。
目 標平均有効圧 P e が算出 さ れる と 、 こ の 目標平均有 効圧 P e のデータ は 目標空燃比補正係数値算出マ ッ プ 7 0 j , 噴射終了時期設定手段 7 0 m、 点火時期設定手段 7 0 n 、 E G R 量設定手段 7 0 p にそれぞれ供給さ れ、 運転状態に応 じたマ ッ プを使用 し て 目標 A / F , T end , T ig, L egr が演算 さ れる 。
また、 体積効率算出手段 7 O k に も ブース ト セ ンサ 3 1 が検出 し た吸気管圧 P b のデータ が供給さ れ、 体積効 率 E v も 図 1 0 に示す、 図 7 に示す も の と 類似の マ ッ プ を使用 して、 吸気管圧検出 P b と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じた体積効率 E V が演算 さ れる 。 こ の場合に も 、 体 積効率 E v の算出に は、 吸気管圧 P b に代えて、 エア フ ロ ーセ ンサで検出 した新気吸入空気量等 を用 い る よ う に して も よ い。
そ し て、 上述のよ う に して求めた 目標 A / F と体積効 率 E V を前式(F 1 )に適用 し て、 後期 リ ー ンモー ド で求め た と 同様に して燃料噴射弁 4 の開弁時間 T i nj が演算 さ れる 。
図 1 5 を再び参照する と 、 ス テ ッ プ S 1 4 にお いて、 上述の よ う に各種の燃焼パ ラ メ ータ 値等の算出が終わ る と 、 図 1 9 のス テ ッ プ S 5 0 に進む。 こ のス テ ッ プでは、 テー リ ン グ係数 K 2 が値 1 . 0 であ る か否かを判別する 。 こ のテー リ ン グ係数 K 2 は、 前述 した通 り 、 後期 リ ー ン モー ド への移行要求直後であ る か ら 、 値 0 に設定 さ れて い る 。 従っ て、 ス テ ッ プ S 5 0 の判別結果は N o であ り 、 ス テ ッ プ S 5 1 以降のス テ ッ プを実行 して後期 リ 一 ンモ ー ド か ら S — F / B モー ド への移行処理を行 う 。 なお 、 テー リ ン グ係数 K 2 は、 移行処理が完了する と値 1 . 0 に な る が、 それまでは、 後述する 図 2 3 および図 2 4 に示 すタ イ マルーチ ンに よ り 、 値 1 .0 よ り 小さ い微小値 Δ K 2 が順次加算さ れ、 テー リ ン グ係数値 K 2 が値 1 . 0 にな る 迄の間、 その係数値 K 2 に応 じた移行処理が行われる 。
図 2 3 , 図 2 4 は、 E C U 7 0 の内蔵ク ロ ッ ク が発生 さ せる 所定周期の ク 口 ッ ク パルス に よ っ て実行 さ れる 夕 イ マルーチ ンの フ ロ ーチ ャ ー ト を示 し 、 各種テー リ ン グ 係数値 K 1 , K 2 , K L , K S がク ロ ッ ク パルス に よ つ てカ ウ ン ト ア ッ プさ れる 手順を示 して い る 。 先ず、 ステ ッ プ S 1 1 0 な い し ステ ッ プ S 1 1 3 ではテ一 リ ン グ係 数 K 1 のカ ウ ン ト ア ッ プを行 う 。 係数値 K 1 に値 1 .0 よ り 小さ い所定微小値 Δ K 1 が加算 さ れ (ス テ ッ プ S 1 1 0 )、 こ の係数値 K 1 が値 1 .0 と 比較さ れ (ス テ ッ プ S 1 1 2 )、 値 1 .0 よ り 大で あればス テ ッ プ S 1 1 3 で係 数値 K 1 を値 1 .0 に設定 し直 した後に、 ま た、 係数値 K 1 が値 1 . 0 以下であればステ ッ プ S 1 1 2 か ら ステ ッ プ S 1 1 4 に進む。 こ の よ う に、 テ一 リ ン グ係数値 K 1 が 一旦値 0 に リ セ ッ 卜 さ れる と 、 こ のルーチ ンが実行さ れ る毎に微小値 Δ K 1 が加算 さ れ、 加算 さ れた値が値 1 .0 に到達すればその値に保持さ れる よ う にな っ て い る 。
他のテ一 リ ン グ係数値 につ いて も 同様であ り 、 テー リ ン グ係数値 K 2 につ いてはス テ ッ プ S 1 1 4 な い し ス テ ッ プ S 1 1 7 にお いてカ ウ ン ト ア ッ プさ れ、 係数値 K L , K S につ いては、 同様にス テ ッ プ S 1 1 8 な い し ス テ ツ プ S 1 2 0 、 ス テ ッ プ S 1 2 2 な い し ス テ ッ プ S 1 2 5 でそれぞれカ ウ ン ト ァ さ れる 。 なお、 各係数値 に加算す る微小値 Δ K 1 , Δ K 2 等は、 モー ド移行制御期間の必 要な長さ を決定する も のであ り 、 通常'は各テー リ ン グ係 数毎に異な る 値 に設定 さ れる 。 但 し 、 こ れ ら の微小値 を 互い に 同 じ値に設定する こ と もでき る 。
図 1 9 を再び参照する と 、 ス テ ッ プ S 5 1 では、 無効 期間カ ウ ン夕 T d 2 のカ ウ ン ト 値が値 0 であ る か否か、 す なわち 、 カ ウ ンタ T d 2 の初期値 f 2 ( N e , P e ) に対 応する無効期間が経過 し たか否か を判別する 。 カ ウ ン タ T d2の初期値 f 2 ( N e , P e ) は、 前述 し た図 1 6 の ステ ッ プ S 2 1 の実行に よ っ て設定 さ れてお り 、 モー ド 移行要求直後に こ のス テ ッ プ S 5 1 が実行さ れた時点で のカ ウ ン夕 値 T d2は、 こ の初期値 f 2 ( N e , P e ) に 等 し い。 従っ て、 ス テ ッ プ S 5 1 の判別結果は否定にな り 、 ステ ッ プ S 5 2 に進んでカ ウ ン タ 値 T d2か ら所定値 Δ T d2 を減算 し、 ステ ッ プ S 5 3 にお いてテ一 リ ン グ係 数値 K 2 を値 0 に設定 し直す。 そ し て、 これ ら のステ ツ プ S 5 2 , S 5 3 は上記無効期間が経過する まで繰 り 返 し実行さ れ、 その間、 テー リ ン グ係数値 K 2 は値 0 に保 持さ れる こ と にな る 。 こ こ にテー リ ン グ係数 K 2 およ び 無効期間カ ウ ンタ T d2は、 いずれ も モー ド移行時の急激 な筒内燃焼状況の変化 を回避 し て ド ラ イ バ ピ リ テ ィ の向 上 を 図る も のであ る 。
次いで、 E C U 7 0 はス テ ッ プ S 5 5 お よ びス テ ッ プ S 5 7 を実行 して、 仮 目標空燃比補正係数値 K aft お よ び体積効率 E V を下式(F3), (F4)に よ り それぞれ演算す る。
Kaft = (1 -K2) *Kaf +K2 *Kaf ...(F3)
E v = (1 -K2) * E V +K2 * E v ...(F4)
こ こ に 、 K af お よ び E v ' は、 後期 リ ー ンモー ド 制御 時に最後に演算 し た 目 標空燃比補正係数値およ び体積効 率であ り 、 前述 し た 図 1 6 のス テ ッ プ S 2 1 を最後に実 行 し た と き に K af 値お よ び E V ' 値 と し て記憶 し た も のであ る 。 各式の右辺最終項の K af お よ び E V は今回 S 一 F Z B モー ド 制御の実行時にそれぞれ設定 さ れ、 K af 値 は 0 2 セ ンサ 4 0 の 出 力 値 に応 じ て設定 さ れた 値
( S — F Z B モー ド処理で算出 さ れた値) であ る 。
従っ て、 仮 目標空燃比補正係数値 K aft および体積効 率値 E V は、 係数値 K 2 が値 0 であ る期間 (図 2 7 に示 す to 時点か ら tl 時点の無効期間) では前回値に、 すな わち 後期 リ ー ンモ一 ド制御時に最後に設定 した値に保持 さ れ、 また、 係数値 K 2 の値が 0 か ら 1.0 に向かっ て増 加する 間は係数値 K 2 に応 じ た重み付けで設定さ れる 値 に設定さ れ、 更に、 係数値 K 2 が値 1.0 に到達する と S 一 F Z Bモー ド制御用 に算出 さ れた値に設定さ れる こ と にな る 。 テー リ ン グ係数値 K 2 の上述のよ う に変化する につれて、 モー ド移行中、 目 標空燃比補正係数値 K af は、 後述する よ う に変化 し 、 体積効率 E v は、 図 2 7 に示す よ う に、 11時点か ら t4時点 ま では線形的に徐々 にその値 を変化 さ せ、 また、 t4時点以降は S — F B モー ド によ つ て算出 さ れる値に保持さ れる こ と にな る。
次に、 E C U 7 0 は、 図 2 0 のス テ ッ プ S 6 0 にお レ て、 ブース ト 圧遅れカ ウ ンタ C N T 2 が後述のカ ウ ン ト ダウ ン処理 に よ り 値 0 ま でカ ン ゥ ト ダウ ン さ れたか否か を判別する 。 ブース ト 圧遅れカ ウ ンタ値 C N T 2 が未だ 値 0 にカ ン ゥ ト ダウ ン さ れて いな い場合 (ス テ ッ プ S 6 0 での判別結果が否定) に は、 ス テ ッ プ S 6 1 を実行 し て 目 標平均有効圧 P e を値 P e ' に書換え、 後期 リ ー ン 制御時に最後 に設定さ れた値 を所定期間 (カ ウ ン夕 の初 期値 X N 2 に対応する期間であ り 、 図 2 7 に示す to時点 か ら t2時点までの期間) に亘 つ て保持する。 初期値 X N 2 に対応する期間は、 ス ロ ッ ト ル弁 2 8 の開弁動作に対 する ブース ト 圧の立ち 上が り の遅れに関連 して設定さ れ る も ので、 初期値 X N 2 はエ ン ジン 1 の所定の行程数分 に設定さ れる。 こ の ブース ト 圧遅れカ ウ ン タ 値 C N T 2 に よ っ て、 目 標平均有効圧 P e を算出する マ ッ プの切 り 換え を遅 ら せる。
なお、 カ ウ ン夕 C N T 2 のカ ウ ン ト 値は、 図 2 5 に示 す、 各気筒の所定 ク ラ ン ク 角位置を検出する 毎に実行さ れる ク ラ ン ク 割込ルーチ ンで、 値 1 宛カ ウ ン ト ダウ ン さ れる 。 こ のルーチ ンではカ ウ ンタ C N T 2 以外 に も 、 力 ゥ ン夕 C N T 1 , C N T 3 も 同様にそれ ら のカ ウ ン ト 値 が 1 宛カ ウ ン ト ダウ ン さ れる 。
図 2 0 のス テ ッ プ S 6 0 の判別結果が肯定の場合 ( ブ 一ス ト 圧遅れ期間が経過 し た場合)、 以後の S — F Z B モー ド 制御では図 6 の 目 標平均有効圧マ ッ プ 7 0 て か ら 算出 した値が使用 さ れる こ と になる (図 2 7 の t2時点以 降)。
次 いで、 ステ ッ プ S 6 2 に進み、 上式(F3)で演算 し た 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft が値 X afよ り 小であ る か 否か を判別する 。 こ の判別値 X af は、 こ の値の 目 標空燃 比補正係数値 K af を使用 し て後期 リ ー ンモー ド でェ ン ジ ン制御 し た場合、 エ ン ジ ン燃焼室 5 内で リ ッ チ失火の 虞が生 じ る値で、 全体空燃比で言え ば略 2 0 (理論空燃 比 1 4 . 7 ) に相 当す る 。 すなわち 、 目 標空燃比補正係 数値 K af が値 X af よ り 小であれば、後期 リ ー ンモー ド に よ る燃料噴射量調節 を行 う こ と に よ っ てエ ン ジ ン 出 力 の 制御が可能であ る こ と を意味 し 、 仮 目 標空燃比補正係数 値 K aft が値 X af に到達する までは (図 2 7 に示す t3 時点 まで)、 目標空燃比補正係数値 K af は、 テ一 リ ン グ 係数 K 2 に応 じた値、 すなわち仮 目 標空燃比補正係数値 K aft に設定 さ れる (ス テ ッ プ S 6 3 )。 そ し て、 後期 リ ー ンモー ド 制御 を 引 き続き実行する た め に 、 点火時期 T igを後期 リ ー ンモー ド で設定 し た最後の値 T ig' に保 持 し (ステ ッ プ S 6 4 )、 燃料噴射終了期間 T end も 、 後期 リ ー ンモ一 ド で設定 した最後の値 T end'に保持さ れ る (ス テ ッ プ S 6 5 )。
K af = K aft
ig = T ig'
T end = T end'
こ のよ う に各燃焼パ ラ メ ータ 値を設定 し直 し た後、 前 述 し た図 1 6 のス テ ッ プ S 2 2 が実行さ れ、 後期 リ ー ン モー ドでのエ ン ジ ン制御が行われる 。
テー リ ン グ係数値 K 2 が増加 して、 仮 目 標空燃比補正 係数値 K aft が判別値 X af を超え る と 、 ス テ ッ プ S 6 2 の判別結果が否定 とな り 、 前述 し たス テ ッ プ S 6 3 な い し ス テ ッ プ S 6 5 を実行する こ と な く 、 ス テ ッ プ S 6 6 に進む。 こ の結果、 目 標空燃比補正係数値 K af およ び燃 料噴射終了期間 T end は、 最早仮 目 標空燃比補正係数値 K aft およ び後期 リ ー ンモー ド処理で算出 し た最後の値 T end'にそれぞれ書き換え ら れる こ と はな く 、 S — F Z B モー ド によ っ て算出 し た値がその ま ま使用 さ れる 。 こ の場合、 図 2 7 の t3時点 に示す補正係数値の変化か ら 判 る よ う に、 目標空燃比補正係数値 K af は、 S — F Z B モ 一 ド にお いて理論空燃比近傍の値 に対応する好適な値 に ステ ッ プ状に一気に変化 して、 こ の時点で S — F / B モ ー ド に移行する 。 すなわち 、 後期 リ ー ンモー ド制御で空 燃比が リ ツ チ失火限界の X af 値 に対応する値 (略 2 0 ) に到達する と 、 空燃比はその値 2 0 と理論空燃比 と の間 で徐々 に変化 して い く のではな く 、 S — F Z B モー ド に よ る理論空燃比近傍に急変 さ せ ら れる こ と にな る 。 こ れ に伴っ て、 燃料噴射終了期間 T end も S — F Z B モー ド 制御 に好適な値 に変化 さ れる (図 2 7 の t3時点)。
ス テ ッ プ S 6 6 では、 現在のエ ン ジ ン運転状態が、 前 期モー ド に含まれる 前期 リ ー ンモー ド また は前期モー ド に含まれる S - F / B モー ド の いずれに対応する のかが 判別 さ れ、 判別結果に応 じて異な る エ ン ジ ン制御が行わ れる 。 今回ルー プでは S — F B モー ド が判別 さ れる の で (ス テ ッ プ S 6 6 の判別結果が否定)、 ス テ ッ プ S 6 7 が実行さ れ、 点火時期 T igは次式(F5)に よ っ て演算 さ れる値に置き換え ら れる 。
Tig = (1-K2) *Tig' +K2 *Tig+R 2(K2) —(F5)
こ こ で、 R 2(K2) は、 モー ド移行に伴 う エ ンジ ン出力 の 急変 を 防止する た め に設定 さ れた リ タ ー ド 量で、 その値 は、 図 2 7 の 13 時点か ら 4 時点間の変化で示すよ う に テ一 リ ン グ係数値 K 2 の関数 と して一時的 に負 の値 を取 り 、 そ の後その値か ら 徐 々 に変化 し て t4 時点 ( K 2 = 1.0 ) で値 0 に設定 さ れる 。 その結果、 点火時期 T igは、 図 2 7 の t3 時点か ら t4 時点間 に示さ れる よ う に変化す る。 点火時期 T igを こ のよ う に制御する こ と によ っ て s 一 F / B モー ド制御の開始によ る 出力 の急増が防止 さ れ る 。
こ のよ う に各燃焼パ ラ メ 一 夕 値を設定 し た後、 図 1 8 のステ ッ プ S 4 8 が実行 さ れ、 前期噴射モー ド に よ る ェ ン ジ ン制御が行われる。
テ一 リ ン グ係数値 K 2 が除々 に増加 して値 1.0 に到達 する と 、 図 1 9 のス テ ッ プ S 5 0 にお ける 判別結果が肯 定 ( Y e s ) とな り 、 ス テッ プ S 5 8 が実行さ れる 。 ス テ ツ プ S 5 8 では、 前期モー ド 制御 を前期 リ ー ンモー ド または S — F B モー ド の いずれに よ り 行 う べきかが判 別され、 こ の判別結果に応 じて異な る 制御が実行さ れる 。 引 き続いて S — F B モー ド が判別 さ れる と 、 E C U 7 0 は、 図 2 1 のス テ ッ プ S 7 0 にお いて、 後期 リ 一 ンモ 一 ド制御への移行または前期 リ ー ンモ一 ド制御への移行 のため の準備を行 う 。 移行の準備 と しては、 移行のた め の制御変数の初期値の設定、 及び現在制御モー ド で算出 さ れた各種補正係数値 K af や燃焼パ ラ メ 一 夕値 T ig、 T end 、 E V 、 目 標平均有効圧 P e 等を記憶 してお く 。 移 行のた め の制御変数 と し て は、 無効期間カ ウ ン 夕 T d 1 と E G R 遅延カ ウ ンタ C N T 1 があ り 、 前者のカ ウ ン タ T dl には 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて設定 さ れる値 f 2 ( N e , P e ) が、 後者の力 ン ウ タ C N T 1 に は値 X N 1 がそれぞれ初期値 と し て設 定 さ れる 。 こ れ ら の移行制御変数等は、 S — F Z B モー ド によ る 制御が繰 り 返さ れ、 ス テ ッ プ S 7 0 が繰 り 返 し 実行さ れる と 、 その都度新 し い値に更新 さ れる。
ス テ ッ プ S 7 0 での制御変数等の初期値の設定が終わ る と 、 ス テ ッ プ S 7 2 に進み、 前期 リ ー ンモー ド か ら S 一 F / B モー ド モー ドへの移行制御時に使用する テー リ ン グ係数値 K L が値 1.0 であ る か否か を判別する 。 現在 は S — F Z B モー ドへの移行が完了 し 、 そのモー ド の制 御が行われてい る ので、 係数値 K L は値 1.0 であ り 、 ス テ ツ プ S 7 3 を飛び越 してス テ ッ プ S 7 4 に進む。 ス テ ッ プ S 7 4 では、 後述する E G R遅延カ ウ ンタ C N T 3 のカ ウ ン ト値を判別する 。 こ のカ ウ ン夕 C N T 3 は、 前 述 した図 2 5 に示すク ラ ン ク割込ルーチ ンで常にカ ン ゥ ト ダウ ン さ れる 。 従っ て一旦初期値に設定 さ れた と し て も 、 カ ウ ンタ C N T 3 は、 後述する 前期 リ ー ンモー ド か ら S — F ノ B モー ド への移行制御中以外は値 0 にカ ウ ン ト ダウ ン さ れて い る 害であ る。 結局、 モー ド移行完了後 の S — F / B モー ド が実行さ れて い る 限 り 、 ステ ッ プ S 7 4 の判別結果 も否定 と な り 、 ス テ ッ プ S 7 5 を飛び越 して前述 した図 1 8 のス テ ッ プ S 4 8 に進み、 前期噴射 モー ド に よ る 制御が実行 さ れる 。 なお、 ス テ ッ プ S 7 3 , S 7 5 につ いては、 後述する 前期 リ ー ンモー ド か ら S — F Z B モー ドへの移行制御 にお いて説明する 。
次に 、 現在の S — F / B モー ドか ら 再び後期 リ ー ンモ ― ド に移行する 場合の移行制御 につ いて説明する 。
図 1 4 のス テ ッ プ S 1 にお い て S — F Z B モー ド 制御 中 に後期 リ ー ン域でのエ ン ジ ン運転が判別 さ れる と (図 2 7 の 16 時点)、 ス テ ッ プ S 2 にお いてテ一 リ ン グ係数 K l に値 0 が設定さ れる 。 そ して、 図 1 5 のステ ッ プ S 1 0 で後期モー ドへの移行要求を判別 し 、 前述 したス テ ッ ブ S 1 2 で各種燃焼パ ラ メ 一 夕値等の演算を行っ た後 図 1 6 のステ ッ プ S 2 0 が実行 さ れ、 K 1 が値 1 .0 に等 し いか否かが判別 さ れる 。 後期 リ ー ンモー ド が判別 さ れ た直後ではテー リ ン グ係数値 K 1 が前述 し た通 り 値 0 で あ る ので、 ス テ ッ プ S 2 0 の判別結果は否定 とな り 、 ス テ ツ プ S 2 4 以降のステ ッ プを実行 して S — F Z B モー ド か ら 後期 リ ー ンモー ド への移行処理 を行 う 。 なお、 テ 一 リ ン グ係数 K 1 は、 移行処理が完了する と 値 1 . 0 にな る が、 それまでは、 前述 した 図 2 3 およ び図 2 4 に示す タ イ マル一チ ンにお いて、 値 1 .0 も よ り 小さ い微小値 Δ K 1 が順次加算さ れ、 テー リ ン グ係数値 K 1 が値 1 . 0 に な る迄の間、 その係数値 K 1 に応 じ た移行処理が行われ る 。
ス テ ッ プ S 2 4 では、 無効期間カ ウ ンタ T d 1が値 0 で あ る か否か、 すなわち 、 カ ウ ン タ T d l の初期値 f 1 ( N e , P e ) に対応する 無効期間が経過 したか否か を判別 する 。 カ ウ ンタ T d l の初期値 f l ( N e , P e ) は、 移 行直前の S — F / B モー ド制御時に前述 し た図 2 1 のス テ ツ プ S 7 0 の実行に よ っ て設定さ れてお り 、 モー ド 移 行直後 に こ のス テ ッ プ S 2 4 が実行 さ れた時点でのカ ウ ン夕値 T d 1 は、 こ の初期値 f 1 ( N e , P e ) に等 し い。 従っ て、 ス テ ッ プ S 2 4 の判別結果は否定にな り 、 ス テ ッ プ S 2 5 に進んでカ ウ ン 夕 値 T d l か ら 所定値 Δ Τ d l を減算 し 、 ス テ ッ プ S 2 6 にお いてテー リ ン グ係数値 K 1 を値 0 に設定 し直す。 そ し て、 こ れ ら のス テ ッ プ S 2 5 , 2 6 は上記無効期間が経過する まで (図 2 7 の t6時 点か ら t7時点まで) 繰 り 返 し実行さ れ、 その間、 テー リ ン グ係数値 K 1 は値 0 に保持さ れる こ と にな る 。
次いで、 E C U 7 0 はス テ ッ プ S 2 8 およ び図 1 7 の ス テ ッ プ S 3 0 を実行 し て、 仮 目標空燃比補正係数値 K aft お よ び体積効率 E V を下式(F6), (F7)に よ り それぞ れ演算する。
Kaft = (1 -K1) *Kaf +K1 *Kaf ...(F6)
E v = (1-Kl) *Ev* +Kl *Ev „.(F7) 上式(F6), (F7)は、 前述 し た式(F3),(F4) にそれぞれ類似 してお り 、 K af および E v ' は、 S — F Z B モー ド 制 御時に最後に演算 した 目 標空燃比補正係数値およ び体積 効率であ り 、 前述 した図 2 1 のス テ ッ プ S 7 0 を最後に 実行 し た と き に K af 値お よ び E V ' 値 と し て記憶 し た も のであ る 。 各式の右辺最終項の K af お よび E V は今回 の後期 リ ー ンモー ド処理でそれぞれ算出 し た値であ る 。
従っ て、 係数値 K 1 が値 0 であ る期間 (図 2 7 に示す t6時点か ら t7時点の無効期間) は、 仮 目 標空燃比補正係 数値 K aft お よび体積効率値 E V は前回値、 すなわち S 一 F Z B モー ド制御時に最後 に設定 し た値 に保持 さ れる その後、 係数値 K 1 の値が 0 か ら 1.0 に向か っ て増加す る と 、 値 K aft 及び E V は、 値 K 1 に応 じ た重み付けで 設定 さ れる値に設定 さ れ、 ま た、 係数値 K 1 が値 1.0 に 到達する と後期 リ ー ンモー ド に よ っ て算出 さ れる 値 に設 定 さ れる こ と にな る 。 テー リ ン グ係数値 K 1 が上述の よ う に変化する につれて、 モー ド移行時の 目 標空燃比補正 係数値 K af は、 後述する よ う に変化 し 、 ま た、 体積効率 E V は、図 2 7 の t7時点か ら tlO 時点間 に示すよ う に線 形的に徐々 にその値 を変化 させ、 110 時点以降は後期 リ ー ンモー ド に よ っ て算出 さ れる値に保持 さ れる こ と にな る。
次に、 E C U 7 0 は、 図 1 7 のス テ ッ プ S 3 1 に進み、 E G R遅延カ ウ ン タ C N T 1 が値 0 までカ ン ゥ ト ダウ ン したか否か を判別する 。 こ のカ ウ ン タ C N T 1 は、 後期 リ ー ンモー ド にお け る E G R 制御 を遅 ら せる 目 的で設け られた も ので、 S — F Z B モー ド 力 ら 、 大量の E G R を 導入する後期 リ ー ンモー ドへの移行制御中 にお け る E G R過多状態 を防 ぐ。 E G R遅延カ ウ ン夕 値 C N T 1 が未 だ値 0 にカ ン ゥ ト ダウ ン さ れて いな い場合 に は、 ス テ ツ プ S 3 2 を 実行 し て E G R ノ ル ブ 4 5 の 弁 開 度 L egr を値 L egr'に書換え 、 S — F Z B モー ド 制御時に最後に 設定 し た値を所定期間 (カ ウ ン タ の初期値 X N 1 に対応 する期間であ り 、 図 2 7 に示す t6 時点か ら t9 時点まで の期間) に直 っ て保持する 。 初期値 X N 1 に対応する期 間は、 E G R 量を後期 リ ー ンモー ド に適合する値 に移行 させる の を遅 ら せる こ と を考慮 して設定 さ れて い る。
ス テ ッ プ S 3 1 の判別結果が肯定の場合 ( E G R遅延 期間が経過 し た場合)、 前述の ス テ ッ プ S 3 2 はス キ ッ プさ れ、 以後の後期 リ ー ンモー ド 制御 に は図 6 の E G R 量設定手段 7 0 p に よ り 算出 し た値が使用 さ れる こ と に なる (図 2 7 の 19時点以降)。 次いで、 ス テ ッ プ S 3 4 に進み、 上式(F6)で演算 し た 仮 目標空燃比補正係数値 K aft が値 X afよ り 小であ る か 否か を判別する。 こ の判別値 X af は、 図 2 0 のス テ ッ プ S 6 2 で説明 した通 り 、 後期 リ ー ンモー ド で燃料 リ ッ チ にすれば失火が生 じ る値、 空燃比で言え ば略 2 0 (理論 空燃比 1 4 . 7 ) に相当する 値 に設定さ れてい る 。 但 し 、 場合に よ っ ては、 値 X af ス テ ッ プ S 6 2 で設定 した値 と 同 じ値 に設定する必要はな い。 目 標空燃比補正係数値 K af が値 X af よ り 小であれば、 後期 リ ー ンモー ド によ る燃 料噴射量調節 を行 う こ と によ っ てエ ン ジ ン出力 の制御が 可能であ る こ と を意味 し 、 ス テ ッ プ S 3 4 の判別 によ つ て、 後期 リ ー ンモー ド を 開始 し て も よ いか否か を判別す る も のであ る 。目 標空燃比補正係数値 K af が値 X af 以上 であれば S — F B モー ド制御が引続き実行さ れる 。
ス テ ッ プ S 3 4 の判別結果が否定であ る期間、すなわ ち仮 目 標空燃比補正係数値 K aft が値 X af に到達する ま では (図 2 7 に示す t7 時点か ら t8 時点まで)、 E C U 7 0 は、 図 1 8 のステ ッ プ S 4 0 にお いて、 噴射終了期 間 T end を S — F Z B モ ー ド 処理で算 出 し た最後の値 T end'に書換え、 こ の値 に保持する 。 そ して、 移行要求 が判別 さ れる 前の制御モー ド が前期 リ ー ンモー ド であ つ たか、 或い は S — F ノ B モー ド であ つ たか を判別する た め に、 移行要求判別直前 に設定 し記憶 し た補正係数値 K af が値 1.0 よ り 小であ る か否か を判別する 。 前期 リ ー ンモー ド制御が実行 さ れる場合 に は、 補正係数 K af は値 1.0 よ り 小 に必ず設定さ れる 。 ス テ ッ プ S 4 2 の判別結果が否定であ る場合、 すなわ ち 、 移行要求判別前の制御モー ド が S — F / B モー ド で あ っ た場合、 ス テ ッ プ S 4 6 にお いて、 目標空燃比補正 係数値 K af を、 移行要求が判別 さ れた直前の値 K af' に 保持する。 そ して、 引 き続いて S — F Z B モー ド 制御 を 実行する こ と によ る エ ン ジ ン出力 の調整は点火時期で制 御する こ と と し 、 ス テ ッ プ S 4 7 に進んで、 点火時期 T igを次式(F5)によ っ て演算さ れる値に置き換え る 。
Tig = (1-K1) *Tig' +K1 *Tig+R 1( 1) ...(F8)
こ こ で、 R 1(K1) は、 モー ド移行に伴 う 出力 の急変 を防 止する ため に設定さ れた リ タ ー ド量 (第 2 補正係数) で、 その値は、 図 2 7 の 17 時点か ら t8 時点間の変化で示す よ う にテー リ ング係数値 (第 1 補正係数) K 1 の関数 と して徐々 に リ タ 一 ド 暈が大き く な る よ う な値に設定さ れ、 t8時点で最大 リ タ ー ド量に設定さ れる 。 そ して、 後期 リ — ンモー ド への移行 を完了する と (図 2 7 の t8 時点以 降)、 R 1(K1) は リ タ ー ド 量 0 に設定さ れる 。 こ の よ う に、 後期 リ ー ンモー ド に移行 さ せる タ イ ミ ン グ (図 2 7 の t8時点) に近づく に従っ て点火時期の リ タ 一 ド量を大 に して、 エ ンジ ン出力 を調整 して、 後期 リ ー ンモー ド 制 御の 開始に よ る 出力 の急変 を防止する 。
こ の よ う に各燃焼パ ラ メ 一 夕 値 を設定 した後、 ス テ ツ プ S 4 8 が実行さ れ、 前期噴射モー ド に よ る エ ン ジ ン制 御が行われる 。
なお 、 移行要求が判別 さ れる 前の制御モー ド が前期 リ — ンモー ド であ っ た こ と が図 1 8 のス テ ッ プ S 4 2 にお いて判別 さ れ る と (判別結果が肯定の場合)、 E C U 7 0 はス テ ッ プ S 4 3 , 4 4 を実行する が、 両ス テ ッ プ S 4 3 、 S 4 4 は、 前期 リ ー ンモー ド か ら 後期 リ ー ンモー ド への移行時に実行さ れる も のであ っ て 、 その詳細は後 述する 。
S 一 F Z B モ一 ドか ら 後期 リ ー ンモー ド への移行制御 中 、 テー リ ン グ係数値 K 1 が増加 し て仮 目 標空燃比補正 係数値 K aft が判別値 X af を下回る と 、 図 1 7 の ス テ ツ プ S 3 4 の判別結果が肯定 と な り 、 前述 し たス テ ッ プ S 4 0 , S 4 6 および S 4 7 を実行する こ と な く 、 ス テ ツ プ S 3 6 に進む。 こ の結果、 目 標空燃比補正係数値 K af は最早 S — F Z B モー ド 制御時の値に保持さ れる こ と は な く 、 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft に設定さ れ ( K af = K aft ) , こ れに伴っ て、 燃料噴射終了期間 T end お よ び点火時期 T igは、 後期 リ ー ンモー ド で算出 し た値が その ま ま使用 さ れる 。 こ の場合、 図 2 7 の t8時点に示す 補正係数値の変化か ら 判 る よ う に、 目 標空燃比補正係数 値 K af は、 S — F Z Bモー ド において理論空燃比近傍の 値に対応する そのモー ド に好適な値か ら 、 後期 リ ー ンモ 一 ド に適合 しかつ リ ツ チ失火の虞がな い値 にス テ ッ プ状 に一気に変化 し 、 こ の時点で制御が後期 リ ー ンモー ド に 移行する 。 すなわち 、 モー ド移行制御中 に点火時期調整 に よ り 徐々 に調整 さ れた エ ン ジ ン出力が、 後期 リ ー ンモ ー ド 制御での リ ツ チ失火限界の空燃比略 2 0 で得 ら れる 出 力 と 略同 じ にな る と 、 目 標空燃比を後期 リ ー ンモー ド での リ ツ チ失火限界空燃比 に一気に急変 さ せる こ と にな る。 これに伴っ て、 噴射終了期間 T end およ び点火時期 T ig も後期 リ ー ンモー ド 制御 に好適な値 に変化 さ せる (図 2 7 の t8時点)。
こ のよ う に各燃焼パ ラ メ ー タ 値 を設定 した後、 図 1 6 のステ ッ プ S 2 2 が実行さ れ、 後期 リ ー ンモー ド によ る エ ンジ ン制御が行われる。
テー リ ン グ係数値 K 1 が除々 に増加 して値 1.0 に到達 する と 、 S — F / B モー ドか ら 後期 リ ー ンモー ドへの移 行が完了 し た こ と にな り 、 以後前述 し た図 1 6 のステ ツ プ S 2 0 にお ける 判別結果が肯定 ( Y e s ) と な る。 こ の場合、 ス テ ッ プ S 2 1 にお いて前期モー ド 制御への移 行のた めの準備を実行 した後、 ス テ ッ プ S 2 2 で後期 リ ー ンモー ド に よ る エ ンジ ン制御が行われ、 ス テ ッ プ S 2 1 , S 2 2 が繰 り 返 し実行さ れる こ と になる。
次に 、 後期 リ ー ンモー ドか ら 前期 リ ー ンモー ド への移 行制御につ いて説明する 。
エ ン ジ ン運転状態が変化 して、 後期 リ ー ンモー ドか ら 前期 リ ー ンモー ド への移行要求があ る と 、 前述 した図 1 4 のス テ ッ プ S 6 にお いてテー リ ン グ係数 K 2 が、 図 2 6 に示さ れる よ う に値 0 に設定さ れる (図 2 8 の t20 時 点)。 こ の よ う な場合、 E C U 7 0 は図 1 5 の ス テ ッ プ S 1 0 で前期モー ド を判定 し た後、 ス テ ッ プ S 1 4 を実 行 し 、 前述 し た S — F Z B モー ド制御への移行時 と 同 じ よ う に して各種燃焼パ ラ メ 一 夕 値 P e , K af, T ig, T end , L egr , E v 等 を演算する 。
なお、 前期 リ ー ンモー ド制御への移行制御中 には、 前 述の S — F Z B モー ド制御時 と 同様 に図 6 に示す切換ス イ ッ チ 7 0 a , 7 0 b は、 後述する所定のタ ン ミ ン グで 前期モー ド側に切 り 換え ら れ、 目 標平均有効圧 P e は第 2 算出マ ッ プであ る 目標平均有効圧マ ッ プ 7 0 r に基づ き、 吸気管圧 P b と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて演算 さ れる 。 また、 目 標平均有効圧 P e が算出 される と 、 こ の 目標平均有効圧 P e のデー タ は、 目 標空燃比算出マ ツ プ 7 0 j 、 噴射終了時期設定手段 7 0 m、 点火時期設定 手段 7 0 n 、 E G R量設定手段 7 O p にそれぞれ供給さ れ、 前期 リ ー ンモー ド の運転状態に応 じたマ ッ プを使用 して 目標 A / F, T end , T ig, L egrが演算さ れる 。 また、 目 標平均有効圧 P e デー タ に基づき E v が演算 さ れる 。
上述のよ う に各種の燃焼パ ラ メ 一 夕 値等の算出が終わ る と 、 図 1 9 のス テ ッ プ S 5 0 に進み、 テ一 リ ン グ係数 Κ 2 が値 1.0 であ る か否か を判別する 。 こ のテー リ ン グ 係数 Κ 2 は、 前述 した通 り 、 前期 リ ー ン モー ド へ の移行 要求直後であ るか ら 、 値 0 に設定 さ れてお り 、 従っ て、 ス テ ッ プ S 5 0 の判別結果は Ν ο であ り 、 ス テ ッ プ S 5 1 以降のス テ ッ プを実行 して後期 リ ー ンモー ドか ら 前期 リ ー ン モー ド への移行処理 を行 う 。
ス テ ッ プ S 5 1 では、 後期 リ ー ンモー ド カゝ ら S — F Z Β モー ド への移行制御の場合 と 同様に して無効期間カ ウ ン 夕 T d2 が値 0 であ る か否か 、 すなわ ち 、 カ ウ ン タ τ d2の初期値 f 2 ( N e , P e ) に対応する 無効期間が経 過 し たか否か を判別する 。カ ウ ン 夕 T d2の初期値 f 2( N e , P e ) は、 前述 し た図 1 6 のステ ッ プ S 2 1 の実行 に よ っ て設定されてお り 、 モー ド移行要求直後に は初期 値 f 2 ( N e , P e ) に等 し い。 従っ て、 ス テ ッ プ S 5 1 の判別結果は否定にな り 、 ス テ ッ プ S 5 2 に進んで力 ゥ ンタ値 T d2 か ら所定値 A T d2 を減算 し 、 ス テ ッ プ S 5 3 にお いてテ一 リ ン グ係数値 Κ 2 を値 0 に設定 し直す そ して、 これ ら のス テ ッ プ S 5 2 , 5 3 は上記無効期間 (図 2 8 に示す t20 時点か ら t21 時点までの期間) が経 過する まで繰 り 返 し実行 さ れ、 その間、 テー リ ン グ係数 値 K 2 は値 0 に保持さ れる こ と になる 。
次いで、 E C U 7 0 はス テ ッ プ S 5 5 お よ びス テ ッ プ S 5 7 を実行 して、 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft およ び体積効率 E V を前述 した式(F3), (F4)に よ り それぞれ 演算する 。 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft お よび体積効 率値 E V は、 係数値 K 2 が値 0 であ る期間 (図 2 8 に示 す t20 時点か ら t21 時点の無効期間) では前回値、 すな わ ち後期 リ ー ンモ一 ド処理で最後に算出 した値 に保持 さ れ、 係数値 K 2 の値が増加する と K 2 値に応 じた重み付 けで設定さ れる値に設定さ れ、 係数値 K 2 が値 1.0 に到 達する と 、 前期 リ ー ンモー ド処理で算出 さ れる値 に設定 さ れる こ と にな る 。 テー リ ン グ係数値 K 2 の上述のよ う な変化 に よ り 、 モー ド移行時の 目標空燃比補正係数値 K af お よび体積効率 E v は、 図 2 8 に示すよ う に 、 t21 時 点か ら t24 時点 ま で は線形 的 に徐 々 にそ の値 を変化 さ せ、 t24 時点以降は前期 リ ー ンモー ド によ っ て算出 さ れ る 値 に保持さ れる こ と にな る 。 次に、 E C U 7 0 は、 図 2 0 の前述 し たステ ッ プ S 6 0 において、 ブース ト圧遅れカ ウ ン 夕 値 C N T 2 を判別 して、 ブース ト圧遅れカ ウ ン夕値 C N T 2 が未だ値 0 に カ ンゥ ト ダウ ン さ れていな い場合 (ス テ ッ プ S 6 0 の判 別結果が否定) に は、 ス テ ッ プ S 6 1 を実行 して 目標平 均有効圧 P e を値 P e ' に書換え、 後期 リ ー ンモー ド に よ っ て最後に算出 さ れた値を所定期間(図 2 8 に示す t20 時点か ら t22 時点までの期間) に亘つ て保持する 。 こ の ブ一ス ト 圧遅れカ ウ ン夕値 C N T 2 に よ っ て、 目 標平均 有効圧 P e を算出する マ ッ プの切 り 換え を遅 ら せる 。 な お、 初期値 X N 2 に対応する期間は、 エ ン ジ ン に よ っ て は前述 した S — F Z B モー ド での設定値 と 異な る値 に設 定 して も よ い。
ス テ ッ プ S 6 0 の判別結果が肯定の場合 (ブース 卜 圧 遅れ期 間が経過 し た 場合)、 以後の前期 リ ー ン モー ド 制 御 に は図 6 の 目 標平均有効圧マ ッ プ 7 0 r か ら算出 し た 値が使用 さ れる こ と にな る (図 2 7 の t22 時点以降)。
次に、 ス テ ッ プ S 6 2 に進み、 上式(F 3)で演算 し た仮 目 標空燃比補正係数値 K aft が値 X afよ り も 小であ る か 否か を判別 し 、 目 標空燃比補正係数値 K af が値 X af よ り も 小さ ければ、 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft が値 X af に到達す る まで (図 2 8 に示す t23 時点ま で)、 目 標空 燃比補正係数値 K af をテー リ ン グ係数 K 2 に応 じた値、 すなわち 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft に設定する (ス テ ツ プ S 6 3 )。 そ し て 、 後期 リ ー ンモ ー ド 制御 を実行 する ため に、 点火時期 T ig を後期 リ ー ンモー ド に よ っ て 算出 した最後の値 T ig' に保持 し (ス テ ッ プ S 6 4 )、 噴 射終了期間 T end も 、 後期 リ ー ンモー ド によ っ て算出 し た最後の値 T end'に保持さ れる (ス テ ッ プ S 6 5 )。
こ のよ う に各燃焼パ ラ メ 一 タ値 を設定 し直 した後、 前 述 した図 1 6 のス テ ッ プ S 2 2 が実行され、 後期噴射モ ― ドでのエ ンジ ン制御が行われる 。
こ こ までは後期 リ ー ンモー ド か ら S — F Z Bモー ド へ の移行制御の場合 と 同 じであ る が、 後期 リ ー ンモー ドか ら 前期 リ ー ンモー ド への移行制御では、 テー リ ン グ係数 値 K 2 が増加 して仮 目標空燃比補正係数値 K aft が判別 値 X af を超え る と 、 S — F Z B モー ド への移行制御 と異 なる 制御が以下の よ う に し て実行 さ れる 。
すなわち 、 前期 リ ー ンモー ド では、 空燃比 を理論空燃 比よ り も リ ー ン側でかつ後期 リ ー ンモー ド での リ ツ チ失 火限界値よ り も リ ツ チ側の値 に設定する こ と ができ る 。 こ のた め 、 空燃比 を調整す る こ と に よ っ てエ ンジ ン出力 の制御 を行 う こ とができ 、 移行時の出力 の急変を防止す る こ と ができ る 。 そ こ で、 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft が判別値 X af を超え 、 ス テ ッ プ S 6 2 の判別結果が否定 にな る と 、 ス テ ッ プ S 6 6 に進んで、 前期 リ ー ンモー ド であ る こ と を判別 し た後、 ス テ ッ プ S 6 8 お よびス テ ツ プ S 6 9 が実行さ れ、 目 標空燃比補正係数値 K af および 点火時期 T igが算出 さ れる 。 目 標空燃比補正係数値 K af は、 前述 し た仮 目 標空燃比補正係数値 K aft に書き換え られ、 点火時期 T igは次式(F9)に よ っ て演算 さ れる値 に 置き換え ら れる 。 従っ て、 目 標空燃比補正係数値 K af は、 仮 目標空燃比補正係数値 K aft が前述の判別値 X afを超 えて も 、 テー リ ン グ係数値 K 2 に応 じた値に設定さ れ、 図 2 8 に示すよ う に 引続き漸増 し 、 K 2 値が値 1.0 に到 達 した時点で前期 リ ー ンモ一 ド によ っ て算出 した値 に移 行する こ と にな る。
Tig = (1-K2) *Tig' + K2 *Tig 〜(F9)
また、 前期 リ ー ンモー ド への移行制御では、 S — F Z B モー ド への移行制御 に用 い た リ タ ー ド 量 R 2(K2) の 設定はな く 、 点火時期 T igはテー リ ン グ係数値 K 2 に応 じた値 に設定さ れる 。 前期 リ ー ンモー ドへの移行制御で は S — F / B モー ド への移行制御の場合 と は異な り 、 出 力 の急変が空燃比の調整で防止でき る か ら であ る 。 従つ て、 点火時期 T igは、 図 2 8 に示さ れる よ う に、 t23 時 点で急変 し 、 以後除々 に前期 リ ー ンモー ド 制御 に好適な 値に向か っ て変化 し 、 t24 時点およ びそれ以降の前期 リ ー ンモー ド への移行完了状態では前期 リ ー ンモー ド で算 出 した値に設定さ れ。
また、 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft が判別値 X af を 超え る と 、 前述のス テ ッ プ S 6 5 が実行さ れな いた め に、 噴射終了期間 T end は、 前期 リ ー ンモー ド処理で算出 し た値がその ま ま使用 さ れる 。 以上の結果、 前期 リ ー ンモ ー ド への移行制御では、 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft が判別値 X af を超えた時点で、 前期 リ ー ンモー ド 制御が 実行さ れ、 その時点で噴射終了期間 T end は、 前期 リ ー ンモー ド で算出 し た値に直ち に移行 し (図 2 8 の t23 時 点以降)、 点火時期 T ig は、 テ一 リ ン グ係数値 K 2 に従 つ て徐々 に増加する こ と にな る (図 2 8 の t23 時点か ら t24 時点間)。
こ の よ う に各燃焼パ ラ メ ータ値を設定 し た後、 図 1 8 のス テ ッ プ S 4 8 が実行 さ れ、 前期噴射モー ド に よ る ェ ン ジ ン制御が行われる。
テー リ ン グ係数値 K 2 が除々 に増加 して値 1.0 に到達 する と 、 図 1 9 のス テ ッ プ S 5 0 にお ける判別結果が肯 定 ( Y e s ) とな り 、 ス テ ッ プ S 5 8 が実行さ れる 。 こ のス テ ッ プ S 5 8 では現在の制御モー ド が前期 リ ー ンモ — ドであ る と判別 さ れる ため、 E C U 7 0 は、 図 2 2 の ス テ ッ プ S 8 0 にお いて後期 リ ー ンモー ド 制御への移行 または S — F Z B モー ド 制御への移行のため の準備を行 う 。 移行の準備 と し ては、 移行のた めの制御変数の初期 値の設定、 及び現在制御モー ド で算出 さ れた各種補正係 数値 K af や燃焼パ ラ メ ー タ値 T ig、 T end 、 E V 、 目 標平均有効圧 P e 等 を記憶 してお く 。 移行のため の制御 変数 と しては、 無効期間カ ウ ンタ T dl と後述する E G R 遅延カ ウ ンタ C N T 3 があ り 、 前者のカ ウ ンタ T dl に は 初期値 と し て 目 標平均有効圧 P e と エ ン ジ ン回転数 N e と に応 じて設定さ れる値 f 1 ( N e , P e ) が、 後者の カ ン ウ タ C N T 3 に は値 X N 3 がそれぞれ初期値 と し て 設定さ れる 。 こ れ ら の移行制御変数等は、 前期 リ 一 ンモ ー ド に よ る 制御が繰 り 返 さ れ、 ス テ ッ プ S 8 0 が繰 り 返 し実行 さ れる と 、 その都度新 し い値 に更新 さ れる 。 なお、 こ のス テ ッ プ S 8 0 では、 前述 し た S — F ノ B モー ド か ら 後期 リ ー ンモー ド への移行制御時に使用 し た E G R 遅 延カ ウ ン夕 C N T 1 の初期値の設定は行われない。
ス テ ッ プ S 8 0 での制御変数等の初期値の設定が終わ る と 、 ス テ ッ プ S 8 2 に進み、 S — F B モー ド 力 ら 前 期 リ ー ンモー ド への移行制御に使用する テー リ ン グ係数 値 K S が値 1 . 0 であ る か否か を判別する 。 現在は前期 リ ー ンモー ド への移行が完了 して前期 リ ー ンモー ド に よ る 制御が行われて い る ので、 係数値 K S は値 1 . 0 であ り 、 ス テ ッ プ S 8 4 お よび S 8 6 を飛び越 して前述 し た図 1 8 のス テ ッ プ S 4 8 に進み、 前期噴射モー ド によ る 制御 が実行 さ れる 。 なお、 飛び越 し たス テ ッ プ S 8 4 お よ び S 8 6 は、 S — F Z B モー ド か ら 前期 リ ー ンモー ド への 移行制御時に実行さ れる も のでその詳細 につ いて は後述 する 。
次に、 前期 リ ー ンモー ド か ら 後期 リ ー ンモー ド へ移行 する 場合の移行制御につ い て説明する 。
前期 リ ー ンモー ド制御中 にエ ン ジ ン運転状態が変化 し て後期 リ ー ンモー ドへの移行要求があ っ た こ と が図 1 4 のス テ ッ プ S 1 で判別 さ れる と (図 2 8 の t 25 時点)、 ステ ッ プ S 2 にお いてテー リ ン グ係数 K 1 に値 0 が設定 さ れる 。 そ して、 図 1 5 のス テ ッ プ S 1 0 で現在のェ ン ジ ン運転状態が後期モー ド に対応す る こ と が判別 さ れる と 、 前述 したス テ ッ プ S 1 2 で各種燃焼パ ラ メ ー タ 値等 の演算 を行っ た後、 K 1 が値 1 . 0 に等 し いか否かが図 1 6 のス テ ッ プ S 2 0 で判別 さ れる 。 後期 リ ー ンモー ド が 判別 さ れた直後で はテー リ ン グ係数値 K 1 が値 0 で あ る ので、 ス テ ッ プ S 2 0 の判別結果は否定 と な り 、 ス テ ツ プ S 2 4 以降のス テ ッ プを実行 して前期 リ ー ンモー ド か ら後期 リ ー ンモー ドへの移行処理を行 う 。
ステ ッ プ S 2 4 では、 無効期間カ ウ ンタ T d 1が值 0 で あるか否か、 すなわち 、 カ ウ ンタ T dl の初期値 f 1 ( N e , P e ) に対応する無効期間が経過 したか否か を判別 する 。 カ ウ ン夕 T dl の初期値 f 1 ( N e , P e ) は、 移 行直前の前期 リ ー ンモー ド 制御時に前述 し た図 2 2 の ス テ ツ プ S 8 0 の実行によ っ て設定さ れてお り 、 モー ド移 行直後に こ のス テ ッ プ S 2 4 が実行さ れた時点でのカ ウ ン夕 値 T d 1 は、 こ の初期値 f 1 ( N e , P e ) に等 し い。 従っ て、 ステ ッ プ S 2 4 の判別結果は否定にな り 、 ス テ ッ プ S 2 5 に進んでカ ウ ン 夕値 T dl か ら所定値 Δ Τ dl を減算 し 、 ス テ ッ プ S 2 6 にお いてテー リ ン グ係数値 K 1 を値 0 に設定 し直す。 そ して、 こ れ ら のス テ ッ プ S 2 5 , 2 6 は上記無効期間が経過する まで(図 2 8 の t26 時 点ま で) 繰 り 返 し実行さ れ、 その間、 テ一 リ ン グ係数値 K 1 は値 0 に保持さ れる こ と にな る 。
次いで、 E C U 7 0 はス テ ッ プ S 2 8 およ び図 1 7 の ス テ ッ プ S 3 0 を実行 して、 仮 目標空燃比補正係数値 K aft およ び体積効率 E V を 、 前述 し た S — F Z B モー ド か ら 後期 リ ー ンモー ド への移行制御時 と 同様に前式(F6), (F7)によ り それぞれ演算する 。 こ の場合、 前式(F6), (F7) 中 の af お よ び E V ' は、 それぞれ前期 リ ー ンモー ド 処理で最後に算出 し た 目 標空燃比補正係数値お よ び体積 効率であ り 、 前述 した 図 2 2 のス テ ッ プ S 8 0 を最後に 実行 し た と き に K af 値お よ び E V ' 値 と し て記憶 し た も のであ る 。
従っ て、 仮 目 標空燃比補正係数値 K aft お よ び体積効 率値 E V は、 係数値 K 1 が値 0 であ る期間 (図 2 8 に示 す t25 時点か ら t26 時点の無効期間) では、 前回値、 す なわち 前期 リ ー ンモー ド 制御用 に最後に算出 した値に保 持され、 係数値 K 1 の値が増加する と K 1 値 に応 じた重 み付けで設定 さ れる 値 に設定 さ れ、 係数値 K 1 が値 1.0 に到達する と後期 リ ー ンモー ド 制御時に設定さ れる値に 設定さ れる 。 テー リ ン グ係数値 K 1 の上述の よ う な変化 によ り 、 モー ド移行時の 目 標空燃比補正係数値 K af およ び体積効率 E V は、 図 2 8 の t26 時点か ら t29 時点間 に 示すよ う に線形的に徐々 にその値 を変化 さ せ、 t29 時点 以降は後期 リ ー ンモー ド処理 に よ っ て設定 さ れる値 に保 持さ れる こ と にな る 。
次に、 E C U 7 0 は、 図 1 7 のス テ ッ プ S 3 1 にお い て、 E G R遅延カ ウ ンタ C N T 1 が値 0 ま でカ ン ゥ ト ダ ゥ ン し たか否か を判別する 。 こ のカ ウ ン 夕 C N T 1 は、 後期 リ ー ンモー ド にお け る E G R 制御 を遅 ら せる 目 的で 設け ら れた も ので、 前期 リ ー ンモー ド か ら 、 大量の E G R を導入する後期 リ ー ンモー ド への移行制御中 の E G R 過多を防 ぐ。 E G R 遅延カ ウ ン タ値 C N T 1 が未だ値 0 にカ ウ ン ト ダウ ン さ れて いな い場合に は、 ス テ ッ プ S 3 2 を 実行 し て E G R ノ ル ブ 4 5 の弁 開 度 L e gr を 値 L e gr ' に書換え 、 前期 リ ー ンモー ド 制御時に最後に設定 し た値 を所定期間 (カ ウ ン タ の初期値 X N 1 に対応する期 間であ り 、 図 2 8 に示す t25 時点か ら t28 時点までの期 間) に直っ て保持する 。 初期値 X N 1 に対応する期間は、 E G R 量を後期 リ ー ンモー ド に適合する値に移行させる の を遅 らせる こ と を考慮 して設定さ れてい る。 ス テ ッ プ S 3 1 の判別結果が肯定の場合 ( E G R遅延期間が経過 し た場合)、 前述の ス テ ッ プ S 3 2 はス キ ッ プさ れ、 以 降の後期 リ ー ンモー ド制御 に は図 6 の E G R 量設定手段 7 O p によ り 算出 した値が使用 さ れる こ と にな る (図 2 8 の t28 時点以降)。
次 いで、 ス テ ッ プ S 3 4 に進み、 前式(F6)で演算 した 仮 目標空燃比補正係数値 K aft が値 X afよ り 小であ る か 否か を判別 して、 後期 リ ー ンモー ド を 開始 して も よ いか 否か を判別する 。 ス テ ッ プ S 3 4 の判別結果が否定で、 目 標空燃比補正係数値 K af が値 X af 以上であれば前期 リ ー ンモー ド制御が引続き実行さ れる 。 すなわち 、 ス テ ッ プ S 3 4 の判別結果が否定であ る期間、 すなわち仮 目 標空燃比補正係数値 K aft が値 X af に到達す る までは (図 2 8 〖こ示す t26 時点か ら t27 時点まで)、 図 1 8 の ス テ ツ プ S 4 0 にお いて、 E C U 7 0 は、 噴射終了期間 T end を 前期 リ ー ン モ ー ド に よ っ て算 出 し た最後の値 T end'に書換え、 こ の値に保持する (図 2 8 に示す 26 時 点か ら t27 時点 までの期間)。 そ し て、 移行要求が判別 さ れる 前の制御モ一 ドが前期 リ ー ンモ一 ド であ っ たか或 い は S — F Z B モー ドであ つ たか を判別する ため に、 移 行要求判別直前 に設定 し 記憶 し た補正補正係数値 K af が値 1.0 よ り も 小であ る か否か を判別する 。
前期 リ ー ンモー ド か ら の移行制御 中であ る か ら 、 ス テ ッ プ S 4 2 の今回の判別結果は肯定 と な り 、 ス テ ッ プ S 4 3 にお いて、 目標空燃比補正係数値 K af は仮 目 標空燃 比補正係数値 K aft に書き換え ら れる 。 そ して、 点火時 期 T igは、 テー リ ン グ係数値 に応 じて、 次式(F10) に よ つ て演算さ れる値 に置き換え る 。 こ の結果、 目標空燃比 補正係数値 K af およ び点火時期 T igは、図 2 8 の t26 時 点か ら t27 時点に示すよ う に、 テ一 リ ン グ係数値 K 1 に 応 じて徐々 に変化する。
Tig = (l-Kl) *Tig* +K1 *Tig ..(F10)
なお、 S — F Z B モー ド か ら 後期 リ ー ン モー ド への移行 時に は リ タ 一 ド量 R 1 (K1) を設けて、 移行時に伴 う 出力 の急変 を 防止 し た が 、 上式 (F10) に は 、 リ タ 一 ド 量 R 1(K1) が含まれて いな い。 前期 リ ー ンモー ド か ら 後期 リ ー ンモー ド への移行の場合 に は、 空燃比の調整に よ っ て 出力制御が行われてお り 、 従っ て リ タ ー ド量 R 1(Κ1) に よ る補正は必要がな く 、 点火時期 T igはテー リ ン グ係数 値 1 に応 じた値に設定さ れる 。
こ の よ う に各燃焼パ ラ メ ー タ 値を設定 した後、 ス テ ツ ブ S 4 8 が実行さ れ、 前期噴射モー ド に よ る エ ン ジ ン制 御が行われる。
テ一 リ ン グ係数値 K 1 が増加 して、 仮 目 標空燃比補正 係数値 K aft が判別値 X af を下回る と 、 図 1 7 の ス テ ツ プ S 3 4 の判別結果が肯定 と な り 、 前述 し たス テ ッ プ S 4 0 お よび S 4 4 が実行 さ れる こ と な く 、 ス テ ッ プ S 3 6 に進む。 こ の結果、 目 標空燃比補正係数値 K af は仮 目 標空燃比補正係数値 K aft に設定 さ れ ( K af= K aft )、 これに伴っ て、 燃料噴射終了期間 T end およ び点火時期 T igは、 後期 リ ー ンモー ド処理で算出 した値がその ま ま 使用 される。 こ の場合、 噴射終了期間 T end および点火 時期 T igは、 図 2 8 の t27 時点に示す変化か ら判る よ う に、 後期 リ ー ンモー ド制御に好適な値にス テ ッ プ状 に変 化する。
こ のよ う に各燃焼パ ラ メ 一 夕値 を設定 した後、 図 1 6 のステ ッ プ S 2 2 が実行さ れ、 後期噴射モー ド によ る ェ ンジン制御が行われる 。
テ一 リ ン グ係数値 K 1 が除々 に増加 して値 1.0 に到達 する と 、 後期 リ ー ンモー ドへの移行が完了 した こ と にな り 、 以後前述 した図 1 6 のス テ ッ プ S 2 0 にお ける判別 結果が肯定 ( Y e s ) と な り 、 ス テ ッ プ S 2 1 にお いて 前期モー ド制御への移行のため の準備を実行 した後、 ス テ ツ プ S 2 2 の後期噴射モー ド に よ る エ ン ジ ン制御が行 われ、 以後、 ス テ ッ プ S 2 1 , S 2 2 が繰 り 返 し実行さ れる 。
次に、 前期 リ ー ンモー ド か ら S — F ノ B モー ド に移行 する場合の移行制御 につ いて説明する 。 モー ド移行要求 があ る と 、 前述 し た図 1 4 のステ ッ プ S 8 にお いてテ一 リ ン グ係数 K L が、 図 2 6 に示 さ れる よ う に値 0 に設定 さ れる (図 2 9 の t30 時点)。 こ の よ う な場合、 E C U 7 0 は、 図 1 5 の ス テ ッ プ S 1 0 にお いて前期モー ド を 判別 し た後、 ステ ッ プ S 1 4 に進み、 前述 し た各種燃焼 パ ラ メ 一 夕 値 P e , K af, T ig, T end , L egr , E v 等 を演算する 。 各種の燃焼パ ラ メ 一夕 値等の算出が終わ る と 、 図 1 9 のス テ ッ プ S 5 0 に進み、 テー リ ン グ係数 K 2 が値 1.0 であ る か否か を判別する 。 こ のテー リ ン グ係数値 K 2 は、 今回ループが前期 リ ー ンモー ド か ら S 一 F / B モー ド へ の移行要求直後のループであ る か ら 、 値 1.0 であ る害で あ り 、 ステ ッ プ S 5 0 の判別結果は肯定 と なっ てステ ツ ブ S 5 8 に進む。 次にス テ ッ プ S 5 8 にお いて S — F Z B モー ド であ る こ と を判別 し た後、 E C U 7 0 は図 2 1 のス テ ッ プ S 7 0 に進み、 前述 した後期 リ ー ンモー ド 制 御への移行ま たは前期 リ ー ンモ一 ド 制御への移行のた め の準備を行 う 。 そ して、 移行の準備 を終えた後、 ス テ ツ プ S 7 2 に進む。
S 一 F B モー ド への移行要求が判別 さ れた直後にお いて は、 テー リ ン グ係数値 K L は値 0 に設定 さ れた ばか り であ る か ら 、 ス テ ッ プ S 7 2 の判別結果は否定であ り 、 ス テ ッ プ S 7 3 にお いて体積効率 E v を 、 次式(F11) に 基づき演算する。
Ε V = (1 -KL) *EV +KL*Ev ...(Fll)
上式(F11) は、前述 した式(F4)に類似 し てお り 、 E v ' は、 前期 リ ー ンモー ド 制御 にお いて最後に算出 した体積効率 であ り 、 前述 した図 2 2 のス テ ッ プ S 8 0 を最後に実行 し た と き に E v ' 値 と し て記憶 し た も の であ る 。 上式の 右辺最終項の E V は今回の S - F Z B モー ド処理で算出 さ れた値であ る 。
従っ て、 体積効率値 E V は、 係数値 K L の値が増加す る と K L 値 に応 じた重み付けで設定 さ れる値 に設定 さ れ、 ま た、 係数値 K Lが値 1.0 に到達する と S — Fノ B モー ド処理で算出 される値に設定さ れる こ と にな る 。 テー リ ン グ係数値 K L の上述の よ う な変化 によ り 、 モー ド移行 時の体積効率 E V は、 図 2 9 の t30 時点か ら t32 時点間 に示すよ う に線形的 に徐々 にその値を変化さ せ、 t32 時 点以降は S — F / B モー ド に よ っ て算出 さ れる値 に保持 さ れる こ と にな る。
次に、 E C U 7 0 は、 図 2 1 のス テ ッ プ S 7 4 にお い て、 E G R遅延カ ウ ン夕 C N T 3 が値 0 までカ ン ゥ ト ダ ゥ ン したか否か を判別する 。 こ のカ ウ ンタ C N T 3 は、 S — F Z B モー ド にお ける E G R制御を遅 ら せる 目 的で 設 け ら れた も ので、 こ れによ つ てモー ド移行時の制御の 安定化が図 ら れる 。 なお 、 カ ウ ンタ 値 C N T 3 は、 前期 リ ー ンモー ド制御が繰 り 返 し実行さ れる と 、 前述 した 図 2 2 のス テ ッ プ S 8 0 にお いてその都度、 初期値 X N 3 に設定 し直 さ れ、 また、 ク ラ ン ク 角セ ンサ 1 7 が所定の ク ラ ン ク 角位置を検出する 毎に、 図 2 5 に示すク ラ ン ク 割 り 込みのルーチ ンのス テ ッ プ S 1 0 0 が実行さ れて力 ゥ ン ト ダウ ン さ れてい る 。
ス テ ッ プ S 7 4 の判別結果が否定、 すなわち 、 E G R 遅延期間 (図 2 9 の t30 時点か ら t31 時点間で示す、 初 期値 X N 3 に対応する期間) が経過 していな ければ E G Rノ ルブ 4 5 の弁開度 L e gr は前回値、 すなわち 、 S — F Z B モ一 ド への移行判別の直前に実施 した前期 リ ー ン モー ド制御時の値 L egr'に設定さ れる。 こ の値 L egr'は、 前述 し た図 2 2 のス テ ッ プ S 8 0 の実行の都度記憶 し更 新 した も のであ る 。 ス テ ッ プ S 7 4 の判別結果が肯定、 すなわち初期値 X N 3 に対応する期間が経過する と (図 2 9 の 31 時点以降)、 弁開度 L egr は、 S — F Z B モ ー ド によ っ て算出 さ れる値 に設定さ れ、 設定さ れた弁開 度 egr に基づい て E G R バル ブ 4 5 の弁 開度が制御 さ れる。
なお、 前期 リ ー ンモー ド か ら S — F Z B モー ド への移 行は、 同 じ前期噴射モー ド での移行であ り 、 目 標平均有 効圧 P e を算 出 す る マ ッ プは 同 じ マ ッ プが使用 さ れ る (図 2 9 参照)。 ま た、 ア ク セルベタ リレの踏込みに よ り 運 転者の出力増大要求が想定さ れる ので、 目 標空燃比補正 係数値 K af、 燃料噴射終了期間 T end 、 およ び点火時期 T igは、モー ド移行要求が判定さ れた t30 時点で直ち に、 S 一 F Z B モー ド に よ っ て算出 さ れたそれぞれの値 に切 り 換え ら れる (図 2 9 参照)。
こ のよ う に各種燃焼パ ラ メ ー タ値 を演算 し た後、 前述 し た図 1 8 のス テ ッ プ S 4 8 に進み、 前期噴射モー ド に よ る 制御が実行 さ れる 。
最後に、 S — F Z B モー ド か ら 前期 リ ー ンモー ド に移 行する 場合の移行制御につ いて説明する 。 こ の場合、 E C U 7 0 は、 モー ド移行要求があ る と 、 図 1 4 のス テ ツ プ S 6 の実行に よ っ てテー リ ン グ係数値 K S を 、 図 2 6 に示す制御ルール に従っ て値 0 に設定する 。 そ し て、 図 1 5 のス テ ッ プ S 1 0 にお いて前期モー ド を判別 し た後, ス テ ッ プ S 1 4 にお いて各種燃焼パ ラ メ 一 夕 値等 を演算 し 、 図 1 9 のス テ ッ プ S 5 0 に進む。 ス テ ッ プ S 5 0 で はテー リ ン グ係数値 K 2 が値 1.0 であ る か否か を判別す るが、 今回ルー プは、 S — F Β モー ド か ら 前期 リ ー ン モー ド への移行要求を判別 した直後であ る か ら 、 係数値 Κ 2 は値 1.0 であ る 箬であ り 、 ス テ ッ プ S 5 0 での判別 結果は肯定 と な っ てス テ ッ プ S 5 8 に進む。 こ のス テ ツ プ S 5 8 では前期 リ ー ンモー ド に よ る 制御が要求さ れて レ る こ と が判別 さ れて、 図 2 2 のス テ ッ プ S 8 0 が実行 さ れる 。 ス テ ッ プ S 8 0 では、 前述 した通 り 、 後期 リ 一 ンモー 制御への移行または S — F Z B モ一 ド制御への 移行の準備のため に、 移行のための制御変数の初期値の 設定、 及び現在制御モー ド で算出 さ れた各種補正係数値 K af や燃焼パ ラ メ 一夕値 T ig、 T end 、 E V 、 目標平 均有効圧 P e 等 を記憶 してお く 。
ステ ッ プ S 8 0 での制御変数等の初期値の設定が終わ る と 、 ステ ッ プ S 8 2 に進み、 S — F Z B モー ド か ら 前 期 リ ー ンモー ド への移行制御時に使用する テー リ ン グ係 数値 K S が値 1.0 であ る か否か を判別する 。 今回ループ は、 前期 リ ー ンモー ド へ の移行要求が判別 さ れた直後で あ り 、 テー リ ン グ係数値 K S は値 0 に設定 さ れた ばか り であ る か ら 、 ス テ ッ プ S 8 2 の判別結果は否定にな る 。 E C U 7 0 は、 ス テ ッ プ S 8 2 の判別結果が否定であ る 場合、 ス テ ッ プ S 8 4 およ びス テ ッ プ S 8 6 を繰 り 返 し 実行 し 、 ス テ ッ プ S 8 4 では体積効率 E v を 、 次式(F12) に基づき演算する 。
Ev = (1 -KS) *Ev' +KS*Ev ...(F12) 上式(F12) は、 前述 し た式(F11) や式(F4)に類似 し てお り 、 E v ' は、 S — F Z B モー ド に よ っ て最後に算出 し た体積効率であ り 、 前述 し た 図 2 1 のス テ ッ プ S 7 0 を 最後に実行 した と き に E v ' 値 と し て記憶 し た も ので あ る 。 上式の右辺最終項の E v は今回前期 リ ー ンモー ド処 理 によ っ て算出 した値であ る 。
従っ て、 体積効率値 E V は、 係数値 K S の値が増加す る と K S 値に応 じ た重み付けで設定 さ れる値に設定、 係 数値 K S が値 1.0 に到達する と 、 前期 リ ー ンモー ド処理 に よ っ て算出 さ れる値に設定さ れる こ と にな る。 テー リ ン グ係数値 K S の上述の よ う な変化によ り 、 モー ド移行 時の体積効率 E v は、 テ一 リ ン グ係数値 K S が値 0 か ら 値 1.0 に変化す る 期間 に亘 り 、 図 2 9 の t34 時点か ら t35 時点間 に示すよ う に線形的 に徐々 にその値を変化 さ せ、 t35 時点以降は前期 リ ー ンモー ド に よ っ て算出 さ れ る値 に保持さ れる こ と にな る 。
次に、 ス テ ッ プ S 8 6 では 目 標空燃比補正係数値 K af、 点火時期 T ig、 および噴射終了期間 T end がそれぞれ S 一 F ノ B モー ド処理で最後に算出 し た値 K af' 、値 T ig' 、 お よ び値 T end'に設定さ れ、 テ一 リ ン グ係数値 K S が値 1.0 にな る まで、 それ ら の値が保持 さ れる (図 2 9 の t34 時点か ら t35 時点間)。
K af = K af
T ig = T ig'
T end = T end'
こ の よ う に、 S — F Z B モー ド カゝ ら 前期 リ ー ンモー ド への移行時 に は、テー リ ン グ係数値 K S が値 0 か ら 値 1.0 にな る までの期間、 引 き続き S — F / B モー ド でェ ン ジ ン制御が行われ、 テー リ ン グ係数値 K S が値 1.0 にな つ た時点で、 目標空燃比補正係数値 K af、 点火時期 T igお よ び燃料噴射終了 時期 T end が前期 リ ー ンモー ド で の 値へ切 り 換え ら れ、 その時点で前期 リ ー ンモー ド 制御へ の移行が完了する こ と にな る 。 S — F Z B モー ド か ら 前 期 リ ー ンモー ド への移行制御に は、 切換シ ョ ッ ク の防止 と い う 観点か ら は、 これ ら 燃焼パ ラ メ 一夕 値をテ一 リ ン グ係数値 に応 じて徐々 に変化さ せて も よ いが、 徐々 に変 化 さ せ る と切換時に排ガス特性 (特に N O X 排出量) を 悪化 さ せる虞があ る ので、 こ の実施例では、 体積効率 E V を徐々 に変化 さ せる こ と によ っ て切換シ ョ ッ ク を防止 する こ と に し 、 体積効率 E V が前期 リ ー ンモー ド に適合 す る値 に到達 し た時点 (テー リ ン グ係数値 K S が値 1.0 に到達 した時点) で、 目 標空燃比補正係数値 K af、 点火 時期 T ig および燃料噴射終了時期 T end がー気に S — F Z B モー ド に適合する 値か ら 前期 リ ー ンモー ド に適合 する値 に切 り 換え る よ う に して、 N O x等の発生 を最少 限に抑え る。
なお、 こ の S — F Z B モー ド か ら 前期 リ ー ンモー ド へ の移行制御時に は、 E G Rバルブ 4 5 の弁開度 L egr は、 モー ド移行要求の判定 と 同時に 、 前期 リ ー ンモー ド に よ る 算出値 に設定 さ れて い る (図 2 9 の t34 時点参照)。 空燃比 を理論空燃比近傍 に制御する S — F / B モー ド 制 御時に は図 1 に示す三元触媒 4 2 に よ っ て窒素酸化物 N 〇 X の排出が抑制 さ れる が、 空燃比が理論空燃比よ り も 希薄側の リ ー ン空燃比 (例えば空燃比 2 2 ) で リ ー ン燃 焼さ せる場合 に は、 排気ガス を早い時期 に大量にェ ン ジ ン 1 に導入さ せた方がよ く 、 従っ て、 E G Rノ ルブ 4 5 の弁開度 L egr の変更は、 モー ド移行要求の判定 と 同時 に行われる。
こ のよ う に して各種燃焼パ ラ メ ー タ 値等の設定が終わ る と 、 E C U 7 0 は図 1 8 のス テ ッ プ S 4 8 に進み、 前 期噴射モー ド に よ る エ ン ジ ン制御 を実行する 。
上述の実施例では、 図 2 7 な い し 図 2 9 に示す夕 イ ミ ン グチ ャ ー ト の比較か ら 明 ら かな よ う に 、 目 標平均有効 圧 P e を算出する マ ッ プを切 り 換え る 際 に、 後期 リ ー ン モー ド か ら 前期噴射モー ド に切 り 換え る 場合 に は、 無効 期間 ( X N 2 に対応する期間) を設け、 吸気管圧 P b の 応答遅れの解消 を待っ て切 り 換えたが、 前期噴射モー ド ( S 一 F Z Bモ一 ド ま た は前期 リ 一 ンモ一 ド )か ら 後期 リ ー ンモー ド への移行時に はモ一 ド の移行 を判別 し た時点 で直ち に切 り 換えてい る 。 後期 リ ー ンモー ド 制御時 に は E G Rバルブ 4 5 や A B V 2 7 を開弁 し て大量の排気ガ スお よ びバイ パス 空気がエ ンジ ン 1 に供給さ れ、 全体空 燃比を極めて大き い値 (例え ば 3 0 〜 3 5 ) に設定さ れ る 。 そ して、 E G R量や新気吸入空気量 に 関係な く 燃料 噴射量を調整する こ と に よ り エ ン ジ ン 1 の 出 力制御がお こ なわれる ので、 検出遅れのあ る 吸気管圧 P b 等のパ ラ メ ー タ と は異な り 、 ス ロ ッ ト ルバルブ 2 8 の弁開度 0 th を検出する こ と に よ っ て遅れな く 運転者の運転意図が制 御 に反映さ れ、 応答性の よ いエ ン ジ ン制御 を行 う こ と が でき る。
本実施例の制御装置の作動お よ び利点 を以下に列記す る。
( 1 ) 燃焼室内の燃焼状態 に影響を与え る パ ラ メ 一 夕 値の少な く と も一つ を、 エ ン ジ ン運転状態に応 じて、 切 換前モー ド に適合する値か ら 切換後モ一 ド に適合する値 に、 切換前後のモー ド に応 じた タ イ ミ ン グで変化さ せる こ と によ り 、 切換シ ョ ッ ク を効果的に防止する 。
( 2 ) 第 1 モー ド (前期モー ド) に よ る燃料噴射を行 つ て加速運転や中高負荷時の よ う なエ ンジ ン出力が要求 さ れる運転性能を確保する 一方、 第 2 モー ド (後期モー ド) によ る燃料噴射を行っ て低負荷運転時の排気ガス特 性およ び燃費特性の向上を 図る。
( 3 ) モー ド切換要求があ っ た時点か ら 所定期間が経 過 した と き にパ ラ メ ータ値を切 り 換えて、 切換シ ョ ッ ク を正確に防止する 。
( 4 ) モー ド 切換時の特定のパ ラ メ 一 夕 値 を、 仮補正 係数値 に基づいて、 切換前のモー ド に適合する値か ら 切 換後のモー ド に適合する値 に所定の期間に所定の変化割 合で徐々 に変化 さ せつつ、 こ の仮補正係数値 に応 じて他 のノ、。 ラ メ 一夕 値 も 切 り 換え る こ と に よ り 、 その他のパ ラ メ ー タ値の切換タ イ ミ ン グを特定パ ラ メ 一 夕 値の変化 と 対応さ せる こ と ができ、 正確かつ切換シ ョ ッ ク のな い制 御を よ り 容易 に実現する。
( 5 ) モー ド 切換要求があ っ た時点か ら 切換シ ョ ッ ク 防止に好適な期間だけ仮補正係数値の設定を遅 らせつつ、 仮補正係数値を第 1 所定値か ら 第 2 所定値に変化 さ せて 正確な切換制御 を行う 。 第 1 所定値か ら第 2 所定値への 変化に要する期間を切換前後のモー ド に応 じて設定 して 肌理細か い切換制御を行 う 。
( 6 ) 燃焼室内の燃焼状態に最 も影響を大き く 与え る 燃料噴射量を特定のパ ラ メ ー タ と し て選択 し 、 仮補正係 数値に よ っ て定ま る タ イ ミ ン グで燃料噴射量を切 り 換え て、 切換シ ョ ッ ク を防止する 。
例え ば、 第 2 モー ド か ら 第 1 副モー ド への切換中 、 仮 補正係数値が基準値 (例え ば リ ッ チ失火限界値) に到達 する までは、 燃料噴射量を 、 仮補正係数値に応 じて第 2 モー ド に適合.する値か ら 第 1 副モー ド に適合する値 (略 理論空燃比 に対応する値) に向か っ て徐々 に切 り 換え、 また、 仮補正係数値が基準値 に到達 した時点で第 1 副モ ー ド に適合する値に急変 さ せる 。 仮補正係数値が リ ッ チ 失火限界値に到達する と 、 第 2 モー ド でエ ンジ ン を制御 すれば失火の虞があ る ので、 第 1 副モー ド に移行 さ せる 。
逆に第 1 副モー ド か ら 第 2 モー ド に切 り 換え ら れた と き、 仮補正係数値が基準値に到達する までは、 燃料噴射 量を 、 第 1 副モー ド に適合する 値 に保持 し 、 仮補正係数 値が基準値に到達 した時点で、 第 1 副モー ド に適合する 値 と第 2 モー ド に適合する 値 と の間の、 仮補正係数値 に 応 じ た 中 間値 に切 り 換え 、 その後は中 間値か ら 切換後の 第 2 モー ド に適合する値 に 向か っ て仮補正係数値 に応 じ て徐々 に切 り 換え る 。
( 7 ) 或い は、 燃料噴射量 と 他のパ ラ メ ー タ 値 と を仮 補正係数値によ っ て対応付けた タ イ ミ ン グで切 り 換えて 切換シ ョ ッ ク.を防止す る。
例え ば、 第 1 モー ド と第 2 モー ド と の間でのモー ド切 換中、 仮補正係数値が所定値 に到達 した時点で、 燃料噴 射終了時期を 、 切換前のモー ド に適合する値か ら 切換後 のモー ド に適合する値に切 り 換え る 。 また、 仮補正係数 値 によ っ て燃料噴射量 と対応付けた タ イ ミ ン グで、 燃料 噴射終了時期を切 り 換え る 。
第 2 モー ドか ら 第 1 モー ド への切換中 、 点火時期 を、 仮補正係数値が基準値に到達する までは第 2 モー ド に適 合する 値に保持 し 、 仮補正係数値が基準値に到達 した時 点で第 2 モー ド に適合する値 と第 1 モー ド に適合する値 と の間の仮補正係数値に応 じた 中間値 に切 り 換え、 その 後は中間値か ら第 1 モ一 ド に適合する 値に向か っ て徐々 に切 り 換え る 。
逆に 、 第 1 モー ド か ら 第 2 モー ド への切換中 、 点火時 期 を、 仮補正係数値が基準値 に到達する までは第 1 モー ド に適合する 値か ら 第 2 モー ド に適合する値に 向か っ て 仮補正係数値に応 じて徐々 に変化さ せ、 仮補正係数値が 基準値に到達 した時点で第 2 モー ド に適合する 値 に切 り 換え る 。
( 8 ) 第 2 モー ド に よ る 制御時に は点火時期が常に最 適値 に設定 さ れ、 従っ て、 極めて リ ー ンな空燃比状態で も燃焼可能であ り 、 点火時期 を進角 して も遅角 して も ェ ン ジ ン出力 は減少 して し ま う 。 換言すれば、 第 2 モー ド 制御時に は点火時期 を調節 してエ ン ジ ン出力 を調整する こ と はできな い。 一方、 第 1 モー ド 制御時では、 点火時 期調節によ る エ ンジ ン出力調整が可能であ る 。
そ こ で、 第 1 モー ド では、 空燃比 を第 2 モー ド での設 定値よ り も燃料過濃側の値 に設定 し てエ ン ジ ン出力 を増 大 さ せる一方、 点火時期の遅角制御 に よ っ てエ ンジ ン出 力 を調整する 。 例え ば、 補正 リ タ 一 ド 量を、 第 2 モー ド (空燃比が極めて リ ー ン に設定 さ れる運転状態)か ら第 1 副モー ド (略理論空燃比で運転さ れる 状態) への切換中、 仮補正係数値が基準値に到達 し た時点で最大 リ 夕 一 ド値 に設定 し 、 その後、 最大 リ タ ー ド値か ら 仮補正係数値 に 応 じて 0 に向か っ て徐々 に減少 さ せる 。 そ して、 こ の補 正 リ タ ー ド量によ り 点火時期 を更に補正 して切換シ ョ ッ ク を防止する 。
逆に 、 第 1 副モー ド か ら 第 2 モー ド への切換え 中 、 補 正 リ タ 一 ド 量を 、 仮補正係数値 に応 じ て 0 か ら 徐々 に増 加さ せ、 仮補正係数値が基準値 に到達 し た時点で最大 リ タ ー ド 値 に設定 し 、 その後 0 に設定す る 。 そ して 、 こ の 補正 リ タ ー ド 量に よ り 点火時期 を更 に補正 して第 1 副モ 一 ド のエ ン ジ ン出力 を点火時期の遅角制御で徐々 に制限 し 、 第 2 モー ド へ円滑 に切換え る 。
( 9 ) 有効吸気パ ラ メ 一 夕 値 に基づいて燃料噴射量を 設定す る場合、 第 1 モー ド と 第 2 モー ド と の間でのモー ド 切換中、 有効吸気パ ラ メ 一 夕 値 を 、 切換前のモー ド に 適合す る値か ら 切換後のモ一 ド に適合する 値に向か っ て 仮補正係数値 に応 じ て徐々 に変化 さ せる 。 こ れに よ り 、 有効吸気パ ラ メ 一 夕 値 を仮補正係数値 に応 じて設定 さ れ る燃料噴射量 と対応付けて、 燃焼室内の燃焼状態をス ム ーズに移行させて切換シ ョ ッ ク を防止する。
( 1 0 ) 燃焼状態 を変化 さ せる ベ く 排気ガス再循環量 を変化 させる には、 E G R ノ ルブ開度を変化 さ せる 。 し か し 、 排気ガス再循環量変化に は、 E G R バルブ変化 に 対する応答遅れを伴 う 。 そ こ で、 モー ド切換時に は、 排 気ガス量を、 モー ド 切換が要求さ れた時点で切換前のモ ― ド に適合する値か ら 切換後のモー ド に適合する値に直 ち に切 り 換えて、 上述の応答遅れを可能な限 り 小にする 。
例え ば、 第 1 副モー ドか ら 第 2 副モー ド への切換の場 合、 排ガス特性 (特に、 N O X ) の向上の観点か ら 、 切 換要求があ っ た時点で、 排気ガス循環量を第 2 副モー ド に適合する値に切 り 換え る 。
但 し 、 第 1 副モー ド (略理論空燃比状態でのエ ンジ ン 運転) か ら 、 排気ガス特性の向上を 目 的に大量の排気ガ ス を再循環させる第 2 モー ド へのモー ド 切換に際 しては、 モー ド移行時の排気ガス循環量の過多状態ひいては切換 シ ョ ッ ク を防止する ため、 排気ガス量を、 モー ド切換時 点か ら 所定期間経過後に第 2 モー ド に適合する値に切 り 換え る。
( 1 1 ) 第 1 副モー ド か ら 第 2 副モー ド (理論空燃比 よ り 燃料希薄側の空燃比でのエ ンジ ン運転) への切換の 場合、 切換 シ ョ ッ ク を防止する 観点か ら はパ ラ メ 一 夕 値 を徐々 に変化 さ せる こ と が好 ま し い。 しか し 、 排気ガス 特性に悪影響を与えな い ため に は、 切換シ ョ ッ ク の発生 の虞がな い時点でパ ラ メ 一 夕 値を一気に変化 さ せた方が 好ま し い場合があ る。
そ こ で、 第 1 副モー ド か ら 第 2 副モー ド への切換時、 燃料噴射量を、 仮補正係数値が第 2 所定値 に到達する ま では第 1 副モー ド に適合する 値 (略理論空燃比 に対応す る値) に保持 し 、 仮補正係数値が第 2 所定値 に到達 し て 切換シ ョ ッ ク 発生の虞がな い時点で、 第 2 副モー ド に適 合する値 ( リ ー ン空燃比 に対応する 値) に切 り 換え る 。 例え ば、 有効吸気パ ラ メ 一 夕 値 に基づいて燃料噴射量を 設定する場合、 第 1 副モー ド と第 2 副モー ド 間でのモー ド切換中、 有効吸気パ ラ メ ー タ 値を、 切換前のモー ド に 適合する値か ら 切換後のモー ド に適合する値 に向か っ て 仮補正係数値 に応 じて徐々 に変化 さ せ、 仮補正係数値が 第 2 所定値 に到達 し た時点で、 燃料噴射量 を第 1 副モー ド に適合する 値か ら 第 2 副モ一 ド に適合する値に切換え る 。
( 1 2 ) パ ラ メ 一 夕値 に燃料噴射終了時期 ま た は点火 時期が含まれる 場合、 第 1 副モー ド か ら第 2 副モー ド へ の切換中 、 燃料噴射終了時期 ま たは点火時期 の値を、 仮 補正係数値が第 2 所定値に到達する までは、 第 1 副モー ド に適合する 値に保持 し 、 仮補正係数値が第 2 所定値 に 到達 し た時点で第 2 副モー ド に適合す る値に切 り 換え る 。
ま た、 パ ラ メ 一 夕 値に排気ガス循環量が含 まれる場合 には、 第 1 副モー ド か ら 第 2 副モー ド への切換要求があ つ た時点で、 排気ガス循環量 を第 2 副モー ド に適合す る 値 に切 り 換え る 。 排気ガ ス循環量が第 2 副モー ド に適合 する 値 に到達する ま で に は応答遅れが生 じ る ので、 排気 ガス の再循環は排ガス特性 (特に、 N O x ) の向上の観 点か ら モー ド切換 と 同時に行われる 。
( 1 3 ) 第 2 副モー ド か ら 第 1 副モー ド への切換要求 時、 運転者は加速 を意図 して い る こ とが多 く 、 逸早いェ ン ジ ン出力 の増大を望んでい る 。 従っ て、 第 2 副モー ド か ら 第 1 副モ一 ドへの切換要求があ っ た時点で、 燃料噴 射量を第 1 副 ド に適合する値 に切 り 換え る 。 そ して、 パ ラ メ ータ値に燃料噴射終了時期 ま た は点火時期が含ま れる場合は、 第 2 副モ一 ド か ら 第 1 副モ一 ド への切換要 求があ っ た時点で、 各パ ラ メ 一 夕値を第 1 副モー ド に適 合する値 に切 り 換え る。 一方、 パ ラ メ ータ値 に排気ガス 循環量が含まれる場合に は、 第 2 副モー ドか ら第 1 副モ 一 ド へ の切換要求があ っ た時点か ら 所定期間が経過 した と さ に 、 排気ガス循環量を第 1 副モー ド に適合する値に 切 り 換え、 モ一 ド移行時の制御の安定化を図 る 。
( 1 4 ) ェ ン ジ ン の加速状態が検出 された と き 、 第 1 ド に強制的に切 り 換えて加速時の応答性向上を 図る 。 また 、 ェ ン ジ ン加速状態の終了が検出 さ れた と き、 第 1 ド か ら所要のモ一 ド に切 り 換えて排ガス特性お よ び 燃費特性の向上を図る 。

Claims

SB 求 の 範 囲
1 . 内燃エ ン ジ ンの燃焼室内 に直接燃料を噴射する 筒内噴射型火花点火式内燃エ ン ジ ンの制御装置にお いて 前記内燃エ ン ジ ンの運転状態 を検出する運転状態検出手 段 と 、
前記運転状態検出手段の検出結果に応 じて、 主 と して吸 気行程で燃料を噴射する第 1 噴射モー ド 、 又は、 主 と し て圧縮行程で燃料 を噴射する第 2 噴射モー ド を設定する 噴射モー ド設定手段 と 、
前記燃焼室内の燃焼状態 に影響を与え る 少な く と も一 つ のパ ラ メ 一 夕 の値を 、 前記噴射モー ド設定手段によ つ て設定さ れた噴射モー ド に適合する 値に設定する燃焼パ ラ メ 一 夕 設定手段 と 、
前記噴射モー ド 設定手段 に よ り 設定さ れる 噴射モー ド の変更に応 じて噴射モー ド 切換要求が判定さ れる と 、 前 記パ ラ メ 一 夕値を切換前の噴射モー ド に適合する モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕 値か ら 切換後の噴射モ一 ド に適合す る モ一 ド 切換後パ ラ メ 一夕 値 に切 り 換え る燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段 と 、
前記燃焼パ ラ メ ー タ 設定手段 によ り 設定さ れ、 かつ 、 前記噴射モー ド 切換要求 に応 じ て前記燃焼パ ラ メ ー タ 切 換手段に よ り 切 り 換え ら れる 前記パ ラ メ 一 夕 値 に基づき 前記内燃エ ン ジ ン の燃焼状態を制御する燃焼状態制御手 段 と
を備えた こ と を特徴 と す る 、 筒 内噴射型火花点火式内 燃エ ン ジ ン の制御装置。
2 . 前記噴射モー ド設定手段によ り 前記第 1 噴射モー ド が設定さ れる と 、 前記内燃エ ンジ ン にお いて第 1 の空 燃比状態が形成さ れる よ う に 、 前記燃焼パ ラ メ 一夕設定 手段、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段および前記燃焼状態 制御手段が作動 し 、 また、 前記噴射モー ド 設定手段に よ り 前記第 2 噴射モー ドが設定 さ れる と 、 前記第 1 の空燃 比状態よ り も燃料希薄な第 2 の空燃比状態が前記内燃ェ ンジ ン にお いて形成 さ れる よ う に、 前記パ ラ メ 一夕 設定 手段、 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段およ び前記燃焼状態 制御手段が作動す る こ と を特徴 とする請求の範囲第 1 項 に記載の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ンの制御装置。
3 . 前記第 1 噴射モー ド は第 1 副噴射モー ド を含み、 前記噴射モ一 ド設定手段によ り 前記第 1 副噴射モー ド が 設定さ れる と 、 前記第 1 の空燃比状態 と し ての理論空燃 比状態が前記内燃エ ンジ ン にお いて形成さ れる よ う に、 前記燃焼パ ラ メ ー タ 設定手段、 前記燃焼パ ラ メ ータ 切換 手段および前記燃焼状態制御手段が作動する こ と を特徴 とする請求の範囲第 2 項に記載の筒内噴射型火花点火内 燃エ ンジンの制御装置。
4 . 前記第 1 噴射モー ド は第 2 副噴射モー ド を含み、 前記第 2 副噴射モー ド が設定さ れる と 、 前記第 1 の空燃 比状態 と し ての、 前記理論空燃比状態よ り も燃料希薄で かつ前記第 2 の空燃比状態よ り も燃料過濃な空燃比状態 が、 前記内燃エ ン ジ ン にお いて形成 さ れる よ う に、 前記 燃焼パ ラ メ 一 夕 設定手段、 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段 および前記燃焼状態制御手段が作動する こ と を特徴 とす る請求の範囲第 3 項に記載の筒内噴射型火花点火内燃ェ ン ジ ンの制御装置。
5 . 前記噴射モー ド切換要求が判定さ れる と 、 前記燃 焼パ ラ メ 一 夕切換手段は、 切換前の噴射モー ド と 切換後 の噴射モー ド と に応 じた タ イ ミ ン グで、 前記パ ラ メ ータ 値を前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕 値か ら 前記モ一 ド切換 後パ ラ メ ータ 値へ切換え る こ と を特徵 と す る 請求の範囲 第 1 項に記載の筒 内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ンの制御 装置。
6 . 前記噴射モー ド切換要求が判定 さ れる と 、 前記燃 焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記パ ラ メ 一 夕値を所定期間 にわた つ て前記モー ド切換前パ ラ メ 一夕値 に保持する こ と を特徴 とする請求の範囲第 5 項 に記載の筒内噴射型火 花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
7 . 前記所定期間が経過 し た と き に、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕切換手段は、 前記パ ラ メ 一 夕 値 を前記モー ド 切換前 パ ラ メ 一夕値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ ー タ値に急変 させる こ と を特徴 とする 請求の範囲第 6 項に記載の筒内 噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
8 . 前記所定期間が経過 し た と き に、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記パ ラ メ 一 夕 値 を前記モー ド 切換前 パ ラ メ 一 夕 値か ら 前記モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕値 と 前記 モー ド 切換後パ ラ メ 一 夕 値 と の 間の 中間パ ラ メ 一 夕 値 に 急変 さ せ、 次に 、 前記パ ラ メ ー タ 値 を前記 中 間パ ラ メ一 夕値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ ー タ 値 に 向か っ て徐々 に変化 さ せる こ と を特徴 とする 請求の範囲第 6 項 に記載 の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
9 . 前記所定期間が経過 した と き 、 前記燃焼パ ラ メ一 夕 切換手段は、 前記パ ラ メ 一 夕値 を前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕 値か ら前記モー ド 切換後パ ラ メ 一夕 値に向か つ て徐々 に変化さ せる こ と を特徴 とする請求の範囲第 6 項 に記載の筒内噴射型火花点火内燃エ ンジ ンの制御装置。
1 0 . 前記所定期間が経過 し た と き、 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記パ ラ メ 一 夕値 を前記モー ド 切換前 パ ラ メ 一夕値か ら 前記モ一 ド 切換前パ ラ メ 一 夕値 と 前記 モー ド 切換後パ ラ メ ータ 値 と の間の 中間パ ラ メ 一 夕値に 向か っ て徐々 に変化さ せ、 次に 、 前記パ ラ メ ータ値 を前 記中間パ ラ メ ータ値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ ータ値 に急変 させる こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 9 項に記載 の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
1 1 . 前記噴射モー ド 切換要求が判定さ れる と 、 前記 燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記パ ラ メ ー タ値を前記モ 一 ド切換前パ ラ メ ータ 値か ら 前記モー ド切換後パ ラ メ 一 夕値に向か っ て徐々 に変化 させる こ と を特徴 とする請求 の範囲第 5 項に記載の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
1 2 . 前記噴射モー ド 切換要求が判定さ れる と 、 前記 燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記パ ラ メ ータ値を前記モ ー ド 切換前パ ラ メ 一夕 値か ら 前記モー ド 切換前パ ラ メ一 夕 値 と 前記モー ド 切換後パ ラ メ 一 夕 値 と の間の 中 間パ ラ メ ー タ 値に向かっ て徐々 に変化 さ せ、 次に、 前記パ ラ メ 一 夕 値 を前記中 間パ ラ メ ー タ 値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ 一 夕値に急変 さ せる こ と を特徴 とする 請求の範囲第
1 1 項に記載の筒 内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ンの制御 装置。
1 3 . 前記噴射モー ド 切換要求が判定さ れる と 、 前記 燃焼パ ラ メ ータ 切換手段は、 前記パ ラ メ 一 夕値を前記モ 一 ド 切換前パ ラ メ 一 夕 値か ら 前記モー ド切換後パ ラ メ一 夕 値に急変さ せる こ と を特徴 とする請求の範囲第 5 項 に 記載の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
1 4 . 前記制御装置は、 前記噴射モー ド設定手段によ り 設定さ れる 噴射モ一 ド の変更 に応 じて噴射モー ド 切換 要求お よび噴射モ一 ド 切換の種類を判別する モー ド切換 判別手段 と 、 前記モー ド 切換判別手段の判別結果を表す モー ド 切換判別 フ ラ グを設定する判別 フ ラ グ設定手段 と を備え、
前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段は、 前記判別 フ ラ グ設定 手段 に よ り 設定 さ れた前記切換判別 フ ラ グが表す噴射モ 一 ド 切換の種類に応 じた タ イ ミ ン グで、 前記モー ド 切換 前パ ラ メ ータ 値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ 一 夕値に切 り 換え る こ と を特徴 とする 請求の範囲第 1 項 に記載の筒 内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ンの制御装置。
1 5 . 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段は、 前記パ ラ メ一 タ 値の切換に 関連する 第 1 補正係数 を設定する第 1 補正 係数設定手段 を有 し 、
前記第 1 補正係数は、 前記モー ド 切換判別手段 に よ り 噴射モー ド 切換要求が判別 さ れた と き に噴射モー ド 切換 開始時の第 1 設定値 に設定さ れ、 その後、 噴射モー ド 切 換完了時の第 2 設定値へ変化さ れる こ と を特徴 とする請 求の範囲第 1 4 項に記載の筒内噴射型火花点火内燃ェ ン ジ ンの制御装置。
1 6 . 前記燃焼パ ラ メ 一夕 切換手段は、 前記第 1 補正 係数が前記第 1 設定値か ら 前記第 2 設定値へ変化 した と き に、 前記パ ラ メ 一夕値 を前記モー ド 切換前パ ラ メ 一夕 値か ら 前記モ一 ド 切換後パ ラ メ 一 夕 値 に急変 さ せる こ と を特徴 とする 請求の範囲第 1 5 項に記載の筒内噴射型火 花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
1 7 . 前記第 1 補正係数が前記第 1 設定値か ら 前記第 2 設定値へ変化 し た と き 、 前記燃焼パ ラ メ ータ 切換手段 は、 前記燃焼状態に影響を与え るパ ラ メ ー タ の う ち特定 のパ ラ メ ータ の値を、 切換前の噴射モー ド に適合する モ 一 ド切換前特定パ ラ メ 一 夕値か ら 切換後の噴射モー ド に 適合する モー ド 切換後特定パ ラ メ ー タ 値へ所定の変化割 合で徐々 に変化 さ せる こ と を特徴 と する 請求の範囲第 1 5 項に記載の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装 置。
1 8 . 前記燃焼パ ラ メ ータ 切換手段は、 前記燃焼状態 に影響を与え る パ ラ メ ー タ の う ち特定のパ ラ メ 一夕 の値 と予め設定さ れた基準値 と を比較す る パ ラ メ 一夕 比較判 別手段 を有 して、 前記パ ラ メ ー タ 比較判別手段の判別結 果に基づいて前記パ ラ メ 一夕値 を前記モー ド 切換前パ ラ メ ー タ 値か ら 前記モー ド 切換後パ ラ メ ー タ 値 に切 り 換え る こ と を特徴 とする請求の範囲第 1 5 項に記載の筒内噴 射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
1 9 . 前記燃焼パ ラ メ ータ 切換手段は、 前記特定のパ ラ メ 一 夕 の値が前記基準値以下であ る こ と が前記パ ラ メ 一夕 比較判別手段によ り 判別 さ れた と き に前記パ ラ メ一 夕値を前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕値に保持 し、 また、 前記特定のパ ラ メ 一夕 の値が前記基準値を超えて い る こ とが前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手段に よ り 判別 さ れた と き に は前記パ ラ メ 一夕値を前記モー ド 切換前パ ラ メ ータ 値 か ら 前記モ一 ド 切換後パ ラ メ ー タ値 に急変 させる こ と を 特徴 と す る請求の範囲第 1 8 項 に記載の筒 内噴射型火花 点火内燃エ ン ジ ンの制御装置。
2 0 . 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段は、 前記パ ラ メ一 夕 比較判別手段に よ り 前記特定のパ ラ メ 一 夕 の値が前記 基準値以下であ る こ と が判別 さ れた と き に前記パ ラ メ一 タ 値 を前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕 値に保持 し 、 また、 前記パ ラ メ ー タ 比較判別手段 に よ り 前記特定のパ ラ メ一 夕 の値が前記基準値を超えて い る こ と が判別 さ れた と き には前記パ ラ メ ー タ値 を前記モー ド 切換前パ ラ メ 一 夕 値 か ら 前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕値 と 前記モー ド 切換後 パ ラ メ ー タ 値 と の間の 中 間パ ラ メ 一 夕値に急変さ せ、 次 に、 前記パ ラ メ ー タ値を前記中 間パ ラ メ ータ値か ら 前記 モー ド 切換後パ ラ メ ー タ 値 に 向か っ て徐々 に変化 さ せる こ と を特徴 と する 請求の範囲第 1 8 項に記載の筒内噴射 型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
2 1 . 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段は、 前記第 1 補正 係数が前記第 1 設定値か ら 前記第 2 設定値へ変化する 間 に前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手段 に よ り 前記特定のパ ラ メ 一夕 の値が前記基準値に達 して いない こ とが判別 さ れた 場合、 前記第 1 補正係数の変化につれて前記パ ラ メ 一 夕 値 を前記モー ド切換前パ ラ メ 一 夕 値か ら 前記モー ド切換 後パ ラ メ ータ値へ所定の変化割合で徐々 に変化 さ せ、 ま た、 前記パ ラ メ ータ 比較判別手段に よ り 前記特定のパ ラ メ ータ の値が前記基準値 に達 した こ と が判別 さ れた場合 に は、 前記パ ラ メ 一 夕 値 を、 前記モー ド切換前パ ラ メ一 タ値 と 前記モー ド切換後パ ラ メ 一夕値 と の間で変化 し て い る 中 間パ ラ メ ータ値か ら 前記モー ド切換後パ ラ メ 一 夕 値に急変させる こ と を特徴 とする請求の範囲第 1 8 項に 記載の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
2 2 . 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段は、 前記第 1 補正 係数の関数で表さ れる第 2 補正係数を設定する第 2 補正 係数設定手段を有 して、 前記モー ド 切換判別手段に よ り 噴射モー ド切換要求が判別 さ れる と 、 前記特定のパ ラ メ — 夕 の値を、 前記モー ド 切換前の噴射モー ド に適合する 切換前特定パ ラ メ 一夕 値か ら 、 切換後噴射モー ド に適合 する 切換後特定パ ラ メ 一 夕値に向けて所定の変化割合で 徐々 に変化 さ せつつ、 前記噴射モー ド切換要求の判別後 に前記第 2 補正係数を噴射モー ド 切換開始時の第 3 設定 値 に設定 し 、 次に、 前記第 2 補正係数を前記第 3 設定値 か ら 噴射モー ド 切換完了時の第 4 設定値へ変化 さ せる こ と を特徴 とする 請求の範囲第 1 8 項に記載の筒内噴射型 火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
2 3 . 前記特定のパ ラ メ 一 夕 は少な く と も 目 標空燃比 補正係数を含み、 前記燃焼パ ラ メ ータ 切換手段は、 前記 目 標空燃比補正 係数を求め る ため に用 い ら れる仮 目 標空燃比補正係数の 値を設定する仮 目 標空燃比補正係数設定手段を含み、 前 記パ ラ メ 一夕 比較判別手段に よ る前記仮 目 標空燃比補正 係数の値 と 前記基準値 と の比較判別結果に基づき、 前記 目標空燃比補正係数の値 を、 切換前の噴射モー ド に適合 する補正係数値か ら 切換後の噴射モー ド に適合する補正 係数値 に切 り 換え る こ と を特徴 とす る請求の範囲第 1 8 項に記載の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の制御装置 ,
2 4 . 前記モー ド 切換判別手段に よ り 判別 さ れた前記 第 2 噴射モ一 ド か ら 前記第 1 噴射モー ド への噴射モー ド 切換要求を表す第 1 モー ド 切換状態 フ ラ グが前記判別 フ ラ グ設定手段 に よ り 設定さ れた場合に 、 前記燃焼パ ラ メ —夕切換手段は、 前記第 1 補正係数の変化 につれて、 前 記仮 目標空燃比補正係数の値を、 前記第 2 噴射モー ド に 適合する第 2 空燃比補正係数値か ら 前記第 1 噴射モー ド に適合する第 1 空燃比補正係数値に向か っ て徐々 に変化 さ せる 間 に、 前記仮空燃比補正係数の値が前記基準値以 下であ る こ と が前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手段に よ り 判別 さ れる と 、 前記 目 標空燃比補正係数の値 を前記仮 目 標空 燃比補正係数の値で置き換え、 また 、 前記仮空燃比補正 係数が前記基準値 を超えた こ と が判別 さ れる と 、 前記 目 標空燃比補正係数の値を 、 前記第 2 空燃比補正係数値 と 前記第 1 空燃比補正係数値 と の間の 中 間空燃比補正係数 値か ら 前記第 1 空燃比補正係数値 に急変 さ せる こ と を特 徵 とする請求の範囲第 2 3 項に記載の筒 内噴射型火花点 火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
2 5 . 前記パ ラ メ ータ が、 燃料噴射終了時期およ び点 火時期 を含み、
前記仮空燃比補正係数の値が前記基準値以下であ る こ とが前記パ ラ メ ータ 比較判別手段に よ り 判別 さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記燃料噴射終了時期 およ び点火時期のそれぞれの値 を前記第 2 噴射モー ド に 適合する第 2 噴射終了時期値お よび第 2 点火時期値に保 持 し 、
また、 前記仮空燃比補正係数の値が前記基準値を超え た と判別 さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前 記燃料噴射終了時期 を前記第 2 噴射終了時期値か ら 前記 第 1 噴射モー ド に適合する第 1 噴射終了時期値に急変 さ せる と共に、 前記点火時期の値 を前記第 2 点火時期値 と 前記第 1 噴射モ一 ド に適合する 前記第 1 点火時期値 と の 間の 中 間点火時期値 に急変 さ せ、 更 に、 前記第 1 補正係 数の変化につれて前記中 間点火時期値か ら 前記第 1 点火 時期値 に向か っ て徐々 に変化 さ せる こ と を特徴 とする 請 求の範囲第 2 4 項に記載の筒内噴射型火花点火内燃ェ ン ジ ン の制御装置。
2 6 . 前記モー ド 切換判別手段に よ り 判別 さ れた前記 第 1 噴射モー ド か ら 前記第 2 噴射モ ー ド への噴射モー ド 切換要求を表す第 2 モー ド 切換状態 フ ラ グが前記判別 フ ラ グ設定手段 に よ り 設定 さ れた場合、 前記第 1 補正係数 の値の変化 につれて前記仮空燃比補正係数の値を前記 中 間空燃比補正係数値か ら 前記第 2 噴射モー ド に適合する 第 2 空燃比補正係数値に 向か つ て徐々 に変化 させる 間 に 前記仮空燃比補正係数の値が前記基準値を超えて い る こ と が前記パ ラ メ ー タ 比較判別手段に よ り 判別 さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記 目標空燃比補正係 数 を前記第 1 噴射モー ド に適合する第 1 空燃比補正係数 値 に保持 し、 また、 前記仮空燃比補正係数の値が前記基 準値以下であ る こ とが判別 さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ一 夕 切換手段は、 前記 目標空燃比補正係数を 、 前記第 1 空 燃比補正係数値か ら 前記第 1 空燃比補正係数値 と 前記第 2 噴射モー ド に適合する 前記第 2 空燃比補正係数値の間 の 中 間空燃比補正係数値 に急変 さ せ、 次に、 前記 目 標空 燃比補正係数の値を前記仮 目 標空燃比補正係数で置き換 え る こ と を特徴 とする 請求の範囲第 2 3 項に記載の筒内 噴射型火花点火内燃エ ンジ ン の制御装置。
2 7 . 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 が、 燃料噴射終了時期お よ び点火時期 を含み、
前記仮空燃比補正係数の値が前記基準値 を超えて い る こ と が前記パ ラ メ 一 夕 比較判別手段によ り 判別 さ れる と , 前記燃焼パ ラ メ ー タ 切換手段は、 前記燃料噴射終了時期 の値を前記第 1 噴射モー ド に適合する前記第 1 噴射終了 時期値に保持する と共に、 前記点火時期 を 、 前記第 1 補 正係数の変化につれて、 前記第 1 噴射モー ド に適合する 前記第 1 点火時期値か ら 前記第 2 噴射モー ド に適合する 前記第 2 点火時期値 に向か っ て徐々 に変化 さ せ、
更に 、 前記仮空燃比補正係数が前記基準値以下で あ る こ と が判別 さ れる と 、 前記燃焼パ ラ メ 一 夕 切換手段は、 前記燃料噴射終了時期 を前記第 1 噴射終了時期値か ら 前 記第 2 噴射モー ド に適合する 前記第 2 噴射終了時期値 に 急変さ せる と共に 、 前記点火時期 を前記第 1 点火時期値 と 前記第 2 点火時期値 と の間の 中間点火時期値か ら 前記 第 2 点火時期値に急変 さ せる こ と を特徴 とする請求の範 囲第 2 6 項に記載の筒内噴射型火花点火内燃エ ン ジ ン の 制御装置。
2 8 . 前記燃焼状態 に影響を与え る 前記パ ラ メ ータ は、 目 標空燃比補正係数、 燃料噴射終了時期、 燃料噴射量、 点火時期、 体積効率およ び前記内燃エ ン ジ ン の吸気系 に 再循環さ れる排気ガス量の少な く と も一つであ る こ と を 特徴 とする請求の範囲第 1 項 に記載の筒内噴射型火花点 火内燃エ ン ジ ン の制御装置。
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