JP3878169B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、成層燃焼モードと均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、算出された要求燃料量に応じて燃料噴射量を制御する筒内噴射式の内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an in-cylinder internal combustion engine that operates by switching a combustion mode between a stratified combustion mode and a uniform combustion mode and controls a fuel injection amount in accordance with a calculated required fuel amount.

従来、この種の制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この制御装置では、車両に搭載された内燃機関の燃焼モードが成層燃焼モードから均一燃焼モードに切り換えられたときに、複数の気筒のうちの一部の気筒については、引き続き成層燃焼が行われる。そして、この一部の気筒の燃料噴射量が、次のようにして算出される。すなわち、前回の最終的な燃料噴射量と、内燃機関の回転数に基づいて設定されたトルク補正量の今回値と前回値との比と、基本燃料噴射量の今回値と前回値との比とを互いに乗算した値が、最終的な燃料噴射量として算出される。より具体的には、トルク補正量は、内燃機関の回転数の前回値と今回値との間の増減に応じて一定量、増減した値として設定される。また、基本燃料噴射量は、その前回値と、吸入空気量と内燃機関の回転数に基づいて算出される今回の燃料噴射量とを加重平均した値として設定される。上記のように燃料噴射量を算出することにより、内燃機関の回転数や吸入空気量の変化状態を反映させながら、燃料噴射量を制御するとともに、制御装置の演算負荷を軽減するようにしている。   Conventionally, what was disclosed by patent document 1, for example is known as this kind of control apparatus. In this control apparatus, when the combustion mode of the internal combustion engine mounted on the vehicle is switched from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, stratified combustion is continuously performed for some of the plurality of cylinders. Then, the fuel injection amount of some of the cylinders is calculated as follows. That is, the ratio between the previous final fuel injection amount, the current value of the torque correction amount set based on the rotational speed of the internal combustion engine and the previous value, and the ratio between the current value of the basic fuel injection amount and the previous value. A value obtained by multiplying the two values with each other is calculated as the final fuel injection amount. More specifically, the torque correction amount is set as a value that is increased or decreased by a fixed amount according to the increase or decrease between the previous value and the current value of the rotational speed of the internal combustion engine. The basic fuel injection amount is set as a weighted average value of the previous value and the current fuel injection amount calculated based on the intake air amount and the rotational speed of the internal combustion engine. By calculating the fuel injection amount as described above, the fuel injection amount is controlled and the calculation load of the control device is reduced while reflecting changes in the rotational speed of the internal combustion engine and the intake air amount. .

しかし、上述した従来の制御装置には、次のような問題がある。すなわち、上述した燃料噴射量の算出手法では、燃焼モードの切換時に、前回の燃料噴射量をベースとして、これにトルク補正量の前回値と今回値との比と、基本燃料噴射量の前回値と今回値との比を乗算した値が、燃料噴射量として算出される。上述したように、トルク補正量は、内燃機関の回転数の増減に応じて、一定量、増減される値に過ぎないので、その前回値と今回値との比は、内燃機関の回転数の変化に基づく内燃機関のトルクの変化を正しく反映しない。また、基本燃料噴射量は、その前回値と、吸入空気量と内燃機関の回転数に応じて設定される基本燃料噴射量の今回値とを加重平均した、すなわち、なまされた値であるので、その前回値と今回値との比もまた、吸入空気量および内燃機関の回転数に基づくトルクの変化を正しく反映しない。したがって、これらのパラメータに基づいて算出された燃料噴射量によって得られる内燃機関の出力トルクが、要求トルクと一致しなくなってしまい、その結果、ドライバビリティ(運転性)の低下を招いてしまう。   However, the conventional control device described above has the following problems. That is, in the fuel injection amount calculation method described above, when the combustion mode is switched, the previous fuel injection amount is used as a base, the ratio between the previous value and the current value of the torque correction amount, and the previous value of the basic fuel injection amount. A value obtained by multiplying the ratio between the current value and the current value is calculated as the fuel injection amount. As described above, since the torque correction amount is only a value that is increased or decreased by a certain amount in accordance with the increase or decrease in the rotational speed of the internal combustion engine, the ratio between the previous value and the current value is the value of the rotational speed of the internal combustion engine. Does not correctly reflect changes in internal combustion engine torque due to changes. The basic fuel injection amount is a weighted average of the previous value and the current value of the basic fuel injection amount set according to the intake air amount and the rotational speed of the internal combustion engine, that is, a smoothed value. Therefore, the ratio between the previous value and the current value also does not correctly reflect the change in torque based on the intake air amount and the rotational speed of the internal combustion engine. Therefore, the output torque of the internal combustion engine obtained by the fuel injection amount calculated based on these parameters does not coincide with the required torque, and as a result, drivability (driability) is reduced.

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、燃焼モードの切換時に、内燃機関の出力トルクを要求トルクに良好に一致させることができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and when the combustion mode is switched, the output torque of the internal combustion engine can be made to coincide well with the required torque, thereby improving drivability. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.

特開平11−50895号公報(第5頁1欄〜第8頁2欄および図3〜12)Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-50895 (page 5, column 1 to page 8, column 2 and FIGS. 3 to 12)

上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明は、混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと均一燃焼させる均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、算出された要求燃料量(実施形態における(以下本項において同じ)要求燃料噴射量TCYL)に応じて燃料噴射量を制御する筒内噴射式の内燃機関3の制御装置1であって、内燃機関3の運転状態を検出する運転状態検出手段(クランク角センサ22、エアフローセンサ24、吸気管内絶対圧センサ26、アクセル開度センサ30、ECU2)と、検出された内燃機関3の運転状態に応じて、要求燃料量を算出する要求燃料量算出手段(ECU2、図2のステップ7,図4のステップ20,21,図7のステップ72,73,図6のステップ33,図4のステップ25)と、検出された内燃機関3の運転状態に応じて、内燃機関3の要求トルクPMCMDを算出する要求トルク算出手段(ECU2、図3のステップ15)と、燃焼モードが切り換えられる直前に算出された要求燃料量(切換直前要求燃料噴射量TCYLMINI)を記憶する記憶手段(ECU2、図8のステップ96)と、算出された要求トルクPMCMDの燃焼モードの切換直前から今回までの変化量を表すトルク変化量パラメータ(トルク変化量補正項TCYLDPM)を算出するトルク変化量パラメータ算出手段(ECU2、図8のステップ105)と、内燃機関3の燃焼効率(第1燃焼効率パラメータKTCLDS、第4燃焼効率パラメータKTCLLD)を推定する燃焼効率推定手段(ECU2、図10ステップ125,129、図16のステップ150)と、燃焼モードが切り換えられたときに、記憶された要求燃料量、算出された今回のトルク変化量パラメータ、および推定された今回の燃焼効率に応じて、要求燃料量として切換時要求燃料量(第1リミット値TCYLDS、第2リミット値TCYLDL、第3リミット値TCYLSD、第4リミット値TCYLLD)を算出する切換時要求燃料量算出手段(ECU2、図11のステップ130,図6のステップ42、図5のステップ46,図6のステップ47、図5のステップ49,図6のステップ50、図16のステップ151,図6のステップ53、図4のステップ25)と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 operates by switching the combustion mode between the stratified combustion mode in which the air-fuel mixture is stratified combustion and the uniform combustion mode in which uniform combustion is performed, and the calculated required fuel amount A control device 1 for a direct injection internal combustion engine 3 that controls a fuel injection amount in accordance with a required fuel injection amount TCYL) in the embodiment (hereinafter the same in this section), and detects an operating state of the internal combustion engine 3 The required fuel amount is calculated according to the operating state detecting means (crank angle sensor 22, air flow sensor 24, intake pipe absolute pressure sensor 26, accelerator opening sensor 30, ECU 2) and the detected operating state of the internal combustion engine 3. Required fuel amount calculation means (ECU 2, step 7 in FIG. 2, steps 20 and 21 in FIG. 4, steps 72 and 73 in FIG. 7, step 33 in FIG. 6, step in FIG. 4) 5), the required torque calculation means (ECU 2, step 15 in FIG. 3) for calculating the required torque PMCMD of the internal combustion engine 3 according to the detected operating state of the internal combustion engine 3, and the calculation just before the combustion mode is switched. Storage means (ECU2, step 96 in FIG. 8) for storing the calculated required fuel amount (required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching) and the amount of change in the calculated required torque PMCMD from immediately before switching to the present time Torque change amount parameter calculating means (ECU 2, step 105 in FIG. 8) for calculating a torque change amount parameter (torque change amount correction term TCYLDPM) and the combustion efficiency of the internal combustion engine 3 (first combustion efficiency parameter KTCLDS, fourth combustion efficiency) Combustion efficiency estimating means (ECU2, steps 125 and 12 in FIG. 10) for estimating the parameter KTCLLD) 16), and when the combustion mode is switched, the required fuel amount is stored according to the stored required fuel amount, the calculated current torque change parameter, and the estimated current combustion efficiency. As a switching time required fuel amount (first limit value TCYLDS, second limit value TCYLDL, third limit value TCYLSD, fourth limit value TCYLLD) Step 42 in FIG. 6, Step 46 in FIG. 5, Step 47 in FIG. 6, Step 49 in FIG. 5, Step 50 in FIG. 6, Step 151 in FIG. 16, Step 53 in FIG. 6, Step 25 in FIG. It is characterized by providing.

この内燃機関の制御装置によれば、要求燃料量算出手段により、各燃焼モードにおける要求燃料量が内燃機関の運転状態に応じて算出され、算出された要求燃料量に応じて、燃料噴射量が制御される。また、燃焼モードが切り換えられたときには、要求燃料量として切換時要求燃料量が、切換時要求燃料量算出手段によって算出される。これは次の理由による。すなわち、一般に、成層燃焼モードでは、吸入空気量が非常に大きく、極めてリーンな空燃比で燃焼が行われる一方、均一燃焼モードでは、成層燃焼モードよりも吸入空気量が小さく、よりリッチな空燃比で燃焼が行われる。また、燃焼モードが切り換えられたときには、吸入空気量が、即座には変化せず、応答遅れを伴うことで、切換後の燃焼モードに適した値に収束するのに時間がかかる。そのような状況で、燃焼モードの切換時に、吸入空気量などの運転状態に応じて要求燃料量を算出した場合、要求燃料量が急激に変動してしまい、その結果、内燃機関の出力トルクが要求トルクに一致しにくくなるためである。   According to the control device for an internal combustion engine, the required fuel amount calculation means calculates the required fuel amount in each combustion mode according to the operating state of the internal combustion engine, and the fuel injection amount is determined according to the calculated required fuel amount. Be controlled. Further, when the combustion mode is switched, the switching required fuel amount is calculated as the required fuel amount by the switching required fuel amount calculating means. This is due to the following reason. That is, in general, in the stratified combustion mode, the intake air amount is very large and combustion is performed at an extremely lean air-fuel ratio, whereas in the uniform combustion mode, the intake air amount is smaller than that in the stratified combustion mode and a richer air-fuel ratio is achieved. Combustion takes place. Further, when the combustion mode is switched, the intake air amount does not change immediately, but with a response delay, it takes time to converge to a value suitable for the switched combustion mode. In such a situation, when the required fuel amount is calculated according to the operation state such as the intake air amount when switching the combustion mode, the required fuel amount fluctuates rapidly, and as a result, the output torque of the internal combustion engine This is because it becomes difficult to match the required torque.

また、本発明によれば、要求トルク算出手段により、内燃機関の要求トルクが内燃機関の運転状態に応じて算出されるとともに、トルク変化量パラメータ算出手段により、要求トルクの燃焼モードの切換直前から今回までの変化量を表すトルク変化量パラメータが算出され、燃焼効率推定手段により、内燃機関の燃焼効率が推定される。さらに、上記の切換時要求燃料量が、この切換の直前に算出された要求燃料量、今回のトルク変化量パラメータ、および今回の燃焼効率に応じて算出される。   Further, according to the present invention, the required torque of the internal combustion engine is calculated according to the operating state of the internal combustion engine by the required torque calculating means, and immediately before the combustion mode switching of the required torque is calculated by the torque change amount parameter calculating means. A torque change amount parameter representing the amount of change up to this time is calculated, and the combustion efficiency of the internal combustion engine is estimated by the combustion efficiency estimating means. Further, the required fuel amount at the time of switching is calculated according to the required fuel amount calculated immediately before the switching, the current torque change parameter, and the current combustion efficiency.

このように、燃焼モードの切換直前における要求燃料量をベースとして切換時要求燃料量を算出するので、この切換前後においてトルクの急激な段差を生じることなく、燃焼モードの移行を滑らかに行うことができる。また、燃焼モードの切換直前から今回までの要求トルクの変化量を表すトルク変化量パラメータに応じて、切換時要求燃料量を算出するので、燃焼モードの切換直前からその時点までの実際の要求トルクの変化分を良好に反映させながら、切換時要求燃料量を適切に設定できる。さらに、成層燃焼モードと均一燃焼モードでは燃焼効率が互いに異なるため、切換時には燃焼効率が変化するのに対し、上述した構成によれば、今回の燃焼効率に応じて切換時要求燃料量を算出するので、これをそのときの実際の燃焼効率に応じた適切な値に設定できる。以上により、燃焼モードの切換時において、内燃機関の出力トルクを要求トルクに良好に一致させることができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。   Thus, since the required fuel amount at the time of switching is calculated based on the required fuel amount immediately before the switching of the combustion mode, the transition of the combustion mode can be performed smoothly without causing a steep step in torque before and after the switching. it can. In addition, since the required fuel amount at the time of switching is calculated according to the torque change amount parameter representing the change amount of the required torque from immediately before the combustion mode switching to the current time, the actual required torque from immediately before the switching of the combustion mode to that point in time is calculated. It is possible to appropriately set the required fuel amount at the time of switching while reflecting the change amount of. Furthermore, since the combustion efficiency differs between the stratified combustion mode and the uniform combustion mode, the combustion efficiency changes at the time of switching, whereas the above-described configuration calculates the required fuel amount at the time of switching according to the current combustion efficiency. Therefore, this can be set to an appropriate value according to the actual combustion efficiency at that time. As described above, at the time of switching the combustion mode, the output torque of the internal combustion engine can be made to agree well with the required torque, thereby improving drivability.

本発明の一実施形態による制御装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a control device according to an embodiment of the present invention and an internal combustion engine to which the control device is applied. 燃料噴射制御処理のメインルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the main routine of a fuel-injection control process. 要求トルクPMCMD算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows request torque PMCMD calculation processing. 図2の要求燃料噴射量TCYLの算出処理を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a calculation process of a required fuel injection amount TCYL in FIG. 2. FIG. 図4の暫定要求燃料噴射量TCYLLMTの算出処理を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a process for calculating a provisional required fuel injection amount TCYLLMT in FIG. 4. 図5の処理の続きを示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a continuation of the process of FIG. 図5の処理のTCYLLMTPARA算出のサブルーチンを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a subroutine for calculating TCYLLMTPARA in the process of FIG. 5. FIG. 図7の処理の続きを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the continuation of the process of FIG. 図8の処理で用いられるTCYLDPMテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the TCYLDPM table used by the process of FIG. 図5の処理の第1リミット値TCYLDSの算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a subroutine of a calculation process of a first limit value TCYLDS in the process of FIG. 5. 図10の処理の続きを示すフローチャートである。11 is a flowchart showing a continuation of the process of FIG. 図10の処理で用いられる第1テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 1st table used by the process of FIG. 図10の処理で用いられる第2テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 2nd table used by the process of FIG. 図10の処理で用いられる第3テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the 3rd table used by the process of FIG. 図10の処理で用いられるKTCLDSPテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the KTCLDSP table used by the process of FIG. 図5の処理の第4リミット値TCYLLDの算出処理のサブルーチンを示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating a subroutine of a fourth limit value TCYLLD calculation process in the process of FIG. 5. 図16の処理で用いられるKTCLLDテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the KTCLLD table used by the process of FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態による内燃機関の制御装置について説明する。図1に示すように、制御装置1はECU2を備えており、このECU2は、後述するように、内燃機関(以下「エンジン」という)3の燃料噴射制御処理などを行う。   Hereinafter, an internal combustion engine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the control device 1 includes an ECU 2, which performs a fuel injection control process for an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 as described later.

エンジン3は、車両(図示せず)に搭載された直列4気筒(1つのみ図示)タイプのガソリンエンジンであり、各気筒のピストン3aとシリンダヘッド3bとの間に燃焼室3cが形成されている。ピストン3aの上面の中央部には、凹部3dが形成されている。また、シリンダヘッド3bには、燃焼室3cに臨むように燃料噴射弁(以下「インジェクタ」という)4および点火プラグ5が取り付けられており、燃料は燃焼室3c内に直接、噴射される。すなわちエンジン3は、筒内噴射式のものである。   The engine 3 is an in-line 4-cylinder (only one shown) type gasoline engine mounted on a vehicle (not shown), and a combustion chamber 3c is formed between a piston 3a and a cylinder head 3b of each cylinder. Yes. A recess 3d is formed at the center of the upper surface of the piston 3a. Further, a fuel injection valve (hereinafter referred to as “injector”) 4 and a spark plug 5 are attached to the cylinder head 3b so as to face the combustion chamber 3c, and fuel is directly injected into the combustion chamber 3c. That is, the engine 3 is a cylinder injection type.

インジェクタ4は、燃焼室3cの天壁中央部に配置されており、燃料パイプ4bを介して高圧ポンプ4aに接続されている。燃料は、燃料タンク(図示せず)からこの高圧ポンプ4aで高圧に昇圧された後、レギュレータ(図示せず)で調圧された状態でインジェクタ4に供給されるとともに、インジェクタ4を介して、ピストン3aの凹部3d側に向かって噴射される。これにより、燃料は、凹部3dを含むピストン3aの上面に衝突して燃料噴流を形成する。特に、後述する成層燃焼のときには、インジェクタ4が噴射した燃料の大部分は、凹部3dに衝突して燃料噴流を形成する。   The injector 4 is disposed in the center of the top wall of the combustion chamber 3c, and is connected to the high-pressure pump 4a via the fuel pipe 4b. The fuel is boosted from a fuel tank (not shown) to a high pressure by the high-pressure pump 4a and then supplied to the injector 4 in a state of being regulated by a regulator (not shown), and through the injector 4, It is injected toward the concave portion 3d side of the piston 3a. As a result, the fuel collides with the upper surface of the piston 3a including the recess 3d to form a fuel jet. In particular, during stratified combustion, which will be described later, most of the fuel injected by the injector 4 collides with the recess 3d to form a fuel jet.

また、燃料パイプ4bのインジェクタ4の付近には、燃料圧センサ20が取り付けられている。この燃料圧センサ20は、インジェクタ4が噴射する燃料の燃料圧PFを検出して、その検出信号をECU2に出力する。さらに、ECU2には、燃料温センサ21から、燃料の温度(以下「燃料温」という)TFを表す検出信号が出力される。また、インジェクタ4は、後述するように、ECU2からの駆動信号により、その開弁時間である燃料噴射時間および燃料噴射時期(開弁タイミングおよび閉弁タイミング)が制御される。なお、このインジェクタ4の燃料噴射時間は、気筒内に噴射される燃料量すなわち燃料噴射量に相当するので、以下、インジェクタ4の燃料噴射時間を燃料噴射量という。   A fuel pressure sensor 20 is attached in the vicinity of the injector 4 of the fuel pipe 4b. The fuel pressure sensor 20 detects the fuel pressure PF of the fuel injected by the injector 4 and outputs a detection signal to the ECU 2. Further, the ECU 2 outputs a detection signal representing the fuel temperature (hereinafter referred to as “fuel temperature”) TF from the fuel temperature sensor 21. Further, as will be described later, the fuel injection time and the fuel injection timing (the valve opening timing and the valve closing timing) that are the valve opening time of the injector 4 are controlled by a drive signal from the ECU 2. Since the fuel injection time of the injector 4 corresponds to the amount of fuel injected into the cylinder, that is, the fuel injection amount, the fuel injection time of the injector 4 is hereinafter referred to as fuel injection amount.

また、点火プラグ5は、ECU2から点火時期に応じたタイミングで高電圧が加えられることによって放電し、それにより燃焼室3c内の混合気を燃焼させる。   The spark plug 5 is discharged when a high voltage is applied from the ECU 2 at a timing corresponding to the ignition timing, thereby burning the air-fuel mixture in the combustion chamber 3c.

さらに、エンジン3は、DOHC型のものであり、吸気カムシャフト6および排気カムシャフト7を備えている。これらのカムシャフト6,7はそれぞれ、吸気弁8および排気弁9を開閉駆動する吸気カム6aおよび排気カム7aを有している。吸気および排気カムシャフト6,7は、タイミングベルト(図示せず)を介してクランクシャフト3eに連結されており、クランクシャフト3eの回転に従って、これが2回転するごとに1回転する。この吸気カムシャフト6の一端部には、カム位相可変機構(以下「VTC」という)10が設けられている。   Further, the engine 3 is of the DOHC type and includes an intake camshaft 6 and an exhaust camshaft 7. These camshafts 6 and 7 have an intake cam 6a and an exhaust cam 7a for opening and closing the intake valve 8 and the exhaust valve 9, respectively. The intake and exhaust camshafts 6 and 7 are connected to the crankshaft 3e via a timing belt (not shown), and rotate once every two rotations according to the rotation of the crankshaft 3e. A cam phase variable mechanism (hereinafter referred to as “VTC”) 10 is provided at one end of the intake camshaft 6.

VTC10は、油圧が供給されることによって作動し、クランクシャフト3eに対する吸気カム6aの位相を無段階に進角または遅角させることにより、吸気弁8の開閉タイミングを早めまたは遅らせる。これにより、吸気弁8と排気弁9のバルブオーバーラップを長くまたは短くすることによって、内部EGR量を増加または減少させるとともに、充填効率を変化させる。また、VTC10には、VTC電磁制御弁10aが接続されている。このVTC電磁制御弁10aは、ECU2からの駆動信号によって駆動され、その駆動信号のデューティ比に応じて、エンジン3の潤滑系の油圧ポンプ(図示せず)からの油圧をVTC10に供給する。これにより、VTC10は、吸気カム6aのカム位相を進角または遅角させる。   The VTC 10 operates by being supplied with hydraulic pressure, and advances or retards the opening / closing timing of the intake valve 8 by advancing or retarding the phase of the intake cam 6a with respect to the crankshaft 3e steplessly. Thus, by increasing or decreasing the valve overlap between the intake valve 8 and the exhaust valve 9, the internal EGR amount is increased or decreased, and the charging efficiency is changed. Further, a VTC electromagnetic control valve 10a is connected to the VTC 10. The VTC electromagnetic control valve 10a is driven by a drive signal from the ECU 2, and supplies hydraulic pressure from a lubrication hydraulic pump (not shown) of the engine 3 to the VTC 10 according to the duty ratio of the drive signal. As a result, the VTC 10 advances or retards the cam phase of the intake cam 6a.

さらに、図示しないが、吸気カム6aおよび排気カム7aの各々は、低速カムと、低速カムよりも高いカムノーズを有する高速カムとで構成されている。また、エンジン3には、複数のバルブタイミング切換機構(以下「VTEC(登録商標)」という)11が設けられている。各VTEC11は、吸気カム6aおよび排気カム7aを低速カムと高速カムの間で切り換えることにより、吸気弁8および排気弁9のバルブタイミングを低速バルブタイミング(以下「LO.VT」という)と高速バルブタイミング(以下「HI.VT」という)との間で切り換える。この場合、LO.VTと比較し、HI.VTのときには、吸気弁8および排気弁9の開弁期間と、両者のバルブオーバーラップが長くなるとともに、バルブリフト量も大きくなることにより、充填効率が高められる。このVTEC11も、上記VTC10と同様に、ECU2によりVTEC電磁制御弁11aを介して油圧が供給されることによって作動し、上記切換動作を実行する。   Further, although not shown, each of the intake cam 6a and the exhaust cam 7a includes a low-speed cam and a high-speed cam having a cam nose higher than that of the low-speed cam. The engine 3 is provided with a plurality of valve timing switching mechanisms (hereinafter referred to as “VTEC (registered trademark)”) 11. Each VTEC 11 switches the intake cam 6a and the exhaust cam 7a between a low speed cam and a high speed cam, thereby changing the valve timing of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 to a low speed valve timing (hereinafter referred to as “LO.VT”) and a high speed valve. Switching between timings (hereinafter referred to as “HI.VT”). In this case, LO. Compared with VT, HI. In the case of VT, the opening period of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 and the valve overlap between both become longer, and the valve lift amount is also increased, so that the charging efficiency is improved. Similarly to the VTC 10, the VTEC 11 is operated by the hydraulic pressure supplied from the ECU 2 via the VTEC electromagnetic control valve 11a, and executes the switching operation.

一方、前記クランクシャフト3eには、マグネットロータ22aが取り付けられている。このマグネットロータ22aは、MREピックアップ22bとともに、クランク角センサ22(運転状態検出手段)を構成している。クランク角センサ22は、クランクシャフト3eの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号およびTDC信号を出力する。CRK信号は、所定のクランク角(例えば30゜)ごとに1パルスが出力される。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを求める。TDC信号は、各気筒のピストン3aが吸気行程開始時のTDC(上死点)付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、4気筒タイプの本例では、クランク角180゜ごとに1パルスが出力される。   On the other hand, a magnet rotor 22a is attached to the crankshaft 3e. The magnet rotor 22a, together with the MRE pickup 22b, constitutes a crank angle sensor 22 (operating state detection means). The crank angle sensor 22 outputs a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, as the crankshaft 3e rotates. One pulse of the CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 30 °). The ECU 2 obtains the rotational speed NE (hereinafter referred to as “engine rotational speed”) NE of the engine 3 based on the CRK signal. The TDC signal is a signal indicating that the piston 3a of each cylinder is at a predetermined crank angle position near the TDC (top dead center) at the start of the intake stroke, and in this example of the 4-cylinder type, every crank angle of 180 °. One pulse is output.

また、エンジン3の本体には、水温センサ23が取り付けられている。水温センサ23は、サーミスタで構成されており、エンジン3の本体内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温TWを検出して、その検出信号をECU2に出力する。   A water temperature sensor 23 is attached to the main body of the engine 3. The water temperature sensor 23 is composed of a thermistor, detects an engine water temperature TW that is the temperature of the cooling water circulating in the main body of the engine 3, and outputs a detection signal to the ECU 2.

さらに、エンジン3の吸気管12には、上流側から順に、エアフローセンサ24(運転状態検出手段)、スロットル弁機構13、スロットル弁開度センサ25および吸気管内絶対圧センサ26(運転状態検出手段)などが設けられている。   Further, in the intake pipe 12 of the engine 3, an air flow sensor 24 (operating state detecting means), a throttle valve mechanism 13, a throttle valve opening sensor 25, and an intake pipe absolute pressure sensor 26 (operating state detecting means) are sequentially arranged from the upstream side. Etc. are provided.

エアフローセンサ24は、熱線式エアフローメータで構成されており、スロットル弁機構13の後述するスロットル弁13aを通過する吸入空気量(以下「TH通過吸入空気量」という)GTHを表す検出信号をECU2に出力する。   The air flow sensor 24 is constituted by a hot-wire air flow meter, and sends a detection signal indicating an intake air amount (hereinafter referred to as “TH passage intake air amount”) GTH passing through a throttle valve 13a (to be described later) of the throttle valve mechanism 13 to the ECU 2. Output.

スロットル弁機構13は、スロットル弁13aおよびこれを開閉駆動するアクチュエータ13bなどを備えている。スロットル弁13aは、吸気管12の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりTH通過吸入空気量GTHを変化させる。アクチュエータ13bは、ECU2に接続されたモータにギヤ機構(いずれも図示せず)を組み合わせたものであり、ECU2からの駆動信号によって駆動されることにより、スロットル弁13aの開度(以下「スロットル弁開度」という)THを変化させる。   The throttle valve mechanism 13 includes a throttle valve 13a and an actuator 13b that opens and closes the throttle valve 13a. The throttle valve 13a is rotatably provided in the middle of the intake pipe 12, and changes the TH passing intake air amount GTH by changing the opening degree associated with the rotation. The actuator 13b is a combination of a motor connected to the ECU 2 and a gear mechanism (both not shown). The actuator 13b is driven by a drive signal from the ECU 2, thereby opening the throttle valve 13a (hereinafter referred to as "throttle valve"). TH) is changed.

スロットル弁開度センサ25は、例えばポテンショメータなどで構成され、スロットル弁開度THを検出して、その検出信号をECU2に出力する。吸気管内絶対圧センサ26は、半導体圧力センサなどで構成されており、吸気管12内の絶対圧である吸気管内絶対圧PBAを検出して、その検出信号をECU2に出力する。さらに、吸気管12には、吸気温センサ27が設けられている。吸気温センサ27は、サーミスタで構成されており、吸気管12内の吸気温TAを検出して、その検出信号をECU2に出力する。   The throttle valve opening sensor 25 is composed of, for example, a potentiometer, detects the throttle valve opening TH, and outputs a detection signal to the ECU 2. The intake pipe absolute pressure sensor 26 is constituted by a semiconductor pressure sensor or the like, detects an intake pipe absolute pressure PBA, which is an absolute pressure in the intake pipe 12, and outputs a detection signal to the ECU 2. Further, the intake pipe 12 is provided with an intake air temperature sensor 27. The intake air temperature sensor 27 is composed of a thermistor, detects the intake air temperature TA in the intake pipe 12, and outputs a detection signal to the ECU 2.

また、エンジン3の排気管14には、触媒装置17が設けられている。この触媒装置17は、NOx触媒と3元触媒を組み合わせたものであり、このNOx触媒は、図示しないが、イリジウム触媒(イリジウムを担持した炭化ケイ素ウイスカ粉末とシリカの焼成体)をハニカム構造の基材の表面に被覆し、その上にペロブスカイト型複酸化物(LaCoO3粉末とシリカの焼成体)をさらに被覆したものである。触媒装置17は、NOx触媒による還元作用により、後述する成層燃焼モードでの運転時およびリーンバーン運転時の排気ガス中のNOxを浄化するとともに、3元触媒の酸化還元作用により、リーンバーン運転以外の運転時の排気ガス中のCO、HCおよびNOxを浄化する。   A catalyst device 17 is provided in the exhaust pipe 14 of the engine 3. This catalyst device 17 is a combination of a NOx catalyst and a three-way catalyst. This NOx catalyst is not shown, but an iridium catalyst (a silicon carbide whisker powder carrying iridium and a fired body of silica) is used as a honeycomb structure. The surface of the material is coated, and a perovskite double oxide (LaCoO3 powder and silica fired body) is further coated thereon. The catalyst device 17 purifies NOx in exhaust gas during the operation in the stratified combustion mode and the lean burn operation, which will be described later, by the reducing action by the NOx catalyst, and other than the lean burn operation by the redox action of the three-way catalyst. The CO, HC and NOx in the exhaust gas during operation are purified.

さらに、吸気管12のスロットル弁機構13よりも下流側と、排気管14の触媒装置17よりも上流側との間には、EGR管15が接続されている。このEGR管15を介して、エンジン3の排気ガスが吸気側に再循環することによって、前記燃焼室3c内の燃焼温度を下げることにより排気ガス中のNOxを低減させるEGR動作が行われる。また、EGR管15には、EGR制御弁16が取り付けられている。EGR制御弁16は、リニア電磁弁であり、ECU2からの駆動信号に応じてそのバルブリフト量がリニアに変化し、これによってEGR管15を開閉する。また、EGR制御弁16のバルブリフト量は、バルブリフト量センサ(図示せず)によって検出され、その検出信号はECU2に出力される。   Further, an EGR pipe 15 is connected between the intake pipe 12 downstream of the throttle valve mechanism 13 and the exhaust pipe 14 upstream of the catalyst device 17. Through the EGR pipe 15, the exhaust gas of the engine 3 is recirculated to the intake side, so that an EGR operation is performed to reduce NOx in the exhaust gas by lowering the combustion temperature in the combustion chamber 3c. An EGR control valve 16 is attached to the EGR pipe 15. The EGR control valve 16 is a linear electromagnetic valve, and its valve lift varies linearly in response to a drive signal from the ECU 2, thereby opening and closing the EGR pipe 15. Further, the valve lift amount of the EGR control valve 16 is detected by a valve lift amount sensor (not shown), and the detection signal is output to the ECU 2.

ECU2は、エンジン3の運転状態に応じてEGR制御弁16の目標バルブリフト量を算出するとともに、実際のバルブリフト量が目標バルブリフト量になるように、EGR制御弁16を制御することにより、EGR量を制御する。   The ECU 2 calculates the target valve lift amount of the EGR control valve 16 according to the operating state of the engine 3, and controls the EGR control valve 16 so that the actual valve lift amount becomes the target valve lift amount. Control the EGR amount.

さらに、排気管14の触媒装置17よりも上流側および下流側にはそれぞれ、LAFセンサ28およびO2センサ(図示せず)が設けられている。LAFセンサ28は、ジルコニアおよび白金電極などで構成され、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーン領域までの広範囲な空燃比の領域において、排気ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、このLAFセンサ28の検出信号に基づき、排気ガス中の空燃比を表す検出空燃比KACTを算出する。なお、この検出空燃比KACTは、具体的には当量比として算出される。また、O2センサは、排気ガス中の酸素濃度を表す検出信号をECU2に出力する。   Further, a LAF sensor 28 and an O 2 sensor (not shown) are provided on the upstream side and the downstream side of the exhaust pipe 14 from the catalyst device 17, respectively. The LAF sensor 28 is composed of zirconia and a platinum electrode, etc., and linearly detects the oxygen concentration in the exhaust gas in a wide range of air-fuel ratios from a rich region richer than the theoretical air-fuel ratio to an extremely lean region. Is output to the ECU 2. The ECU 2 calculates a detected air-fuel ratio KACT representing the air-fuel ratio in the exhaust gas based on the detection signal of the LAF sensor 28. The detected air-fuel ratio KACT is specifically calculated as an equivalence ratio. The O2 sensor outputs a detection signal indicating the oxygen concentration in the exhaust gas to the ECU 2.

さらに、ECU2には、大気圧センサ29、アクセル開度センサ30(運転状態検出手段)、シフト位置センサ31および車速センサ32が接続されている。この大気圧センサ29は、半導体圧力センサで構成されており、大気圧PAを検出して、その検出信号をECU2に出力する。また、アクセル開度センサ30は、アクセルペダル(図示せず)の操作量であるアクセル開度APを検出して、その検出信号をECU2に出力する。さらに、シフト位置センサ31および車速センサ32はそれぞれ、自動変速機(図示せず)のシフト位置POSIおよび車速VPを検出して、その検出信号をECU2に出力する。   Furthermore, an atmospheric pressure sensor 29, an accelerator opening sensor 30 (operating state detection means), a shift position sensor 31, and a vehicle speed sensor 32 are connected to the ECU 2. The atmospheric pressure sensor 29 is constituted by a semiconductor pressure sensor, detects the atmospheric pressure PA, and outputs a detection signal to the ECU 2. The accelerator opening sensor 30 detects an accelerator opening AP, which is an operation amount of an accelerator pedal (not shown), and outputs a detection signal to the ECU 2. Further, shift position sensor 31 and vehicle speed sensor 32 detect shift position POSI and vehicle speed VP of an automatic transmission (not shown), respectively, and output detection signals to ECU 2.

ECU2は、CPU2a、RAM2bおよびROM2cなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。ECU2は、前述した各種のセンサ20〜32の検出信号に応じ、ROM2cに記憶された制御プログラムなどに基づいて各種の演算処理を実行する。具体的には、上記各種の検出信号からエンジン3の運転状態を判別し、その判別結果に基づいて、エンジン3の燃焼モード(燃焼形態)を決定するとともに、決定された燃焼モードに従って、インジェクタ4の燃料噴射量および点火プラグ5の点火時期などを制御する。なお、本実施形態では、ECU2により、運転状態検出手段、要求燃料量算出手段、要求トルク算出手段、記憶手段、トルク変化量パラメータ算出手段、燃焼効率推定手段、および切換時要求燃料量算出手段が構成されている。   The ECU 2 is composed of a microcomputer including a CPU 2a, a RAM 2b, a ROM 2c, and the like. The ECU 2 executes various arithmetic processes based on the control programs stored in the ROM 2c according to the detection signals of the various sensors 20 to 32 described above. Specifically, the operating state of the engine 3 is determined from the various detection signals described above, and the combustion mode (combustion mode) of the engine 3 is determined based on the determination result, and the injector 4 is determined according to the determined combustion mode. The fuel injection amount and ignition timing of the spark plug 5 are controlled. In the present embodiment, the ECU 2 performs an operation state detection means, a required fuel amount calculation means, a required torque calculation means, a storage means, a torque change amount parameter calculation means, a combustion efficiency estimation means, and a switching required fuel amount calculation means. It is configured.

上記の燃焼モードは、エンジン回転数NE、および後述するようにして算出される要求トルクPMCMDに応じて決定され、原則として、アイドル運転時などの極低負荷運転時には成層燃焼モードに、極低負荷運転時以外の運転時には均一燃焼モードにそれぞれ決定される。また、両燃焼モード間の切換時には、燃焼モードが、2回噴射燃焼モードに決定される。   The above combustion mode is determined according to the engine speed NE and the required torque PMCMD calculated as described later. In principle, the stratified combustion mode is switched to the stratified combustion mode at the time of extremely low load operation such as idle operation. During the operation other than the operation, the uniform combustion mode is determined. At the time of switching between both combustion modes, the combustion mode is determined to be the double injection combustion mode.

上記の成層燃焼モードでは、燃料をインジェクタ4から圧縮行程中に燃焼室3c内に噴射し、噴射燃料の大部分を凹部3dに衝突させることにより燃料噴流が形成される。この燃料噴流と、吸気管12からの流入空気の流動とによって混合気が生成されるとともに、ピストン3aが圧縮行程の上死点に近い位置にあることで、混合気を点火プラグ5の付近に偏在させながら、成層燃焼が行われる。また、成層燃焼モードでの混合気の空燃比は、スロットル弁13aをほぼ全開状態に制御することにより、理論空燃比よりも極めてリーンな空燃比(例えば27〜60)に制御される。   In the stratified combustion mode, fuel is injected from the injector 4 into the combustion chamber 3c during the compression stroke, and a fuel jet is formed by causing most of the injected fuel to collide with the recess 3d. An air-fuel mixture is generated by this fuel jet and the flow of the inflow air from the intake pipe 12, and the piston 3a is located near the top dead center of the compression stroke, so that the air-fuel mixture is brought close to the spark plug 5. Stratified combustion is performed while being unevenly distributed. Further, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the stratified combustion mode is controlled to an air-fuel ratio (for example, 27 to 60) that is much leaner than the stoichiometric air-fuel ratio by controlling the throttle valve 13a to be in a fully open state.

均一燃焼モードでは、燃料を吸気行程中に燃焼室3c内に噴射し、燃料噴流と空気の流動とによって生成した混合気を燃焼室3c内に均一に分散させながら、均一燃焼が行われる。また、均一燃焼モードでの空燃比は、成層燃焼モード中のときと比較して、スロットル弁13aを小さな開度に制御することにより吸入空気量を小さくすることで、成層燃焼モードよりもリッチな空燃比(例えば12〜22)に制御される。さらに、均一燃焼モードでのEGR制御弁16の目標バルブリフト量は、成層燃焼モードの場合よりも小さな値に設定される。   In the uniform combustion mode, fuel is injected into the combustion chamber 3c during the intake stroke, and uniform combustion is performed while an air-fuel mixture generated by the fuel jet and air flow is uniformly dispersed in the combustion chamber 3c. In addition, the air-fuel ratio in the uniform combustion mode is richer than that in the stratified combustion mode by reducing the intake air amount by controlling the throttle valve 13a to a small opening as compared with that in the stratified combustion mode. The air-fuel ratio is controlled (for example, 12 to 22). Further, the target valve lift amount of the EGR control valve 16 in the uniform combustion mode is set to a smaller value than in the stratified combustion mode.

さらに、2回噴射燃焼モードでは、原則として1燃焼サイクル中に燃料を間隔をあけて2回噴射し、成層燃焼モードよりもリッチな空燃比(例えば14.7〜27)で、燃焼が行われる。この場合の2回の燃料噴射は、吸気行程中と圧縮行程中に実行される。   Furthermore, in the two-injection combustion mode, fuel is injected twice at intervals during one combustion cycle in principle, and combustion is performed at a richer air-fuel ratio (for example, 14.7 to 27) than in the stratified combustion mode. . In this case, the two fuel injections are executed during the intake stroke and the compression stroke.

なお、均一燃焼モードには、ストイキ燃焼モードおよびリーン燃焼モードが含まれ、これらは、エンジン3の運転状態に従って決定される。前者での空燃比は、理論空燃比またはこれよりもリッチ側に制御される。また、リーン燃焼モードでの空燃比は、ストイキ燃焼モードの場合よりもリーン側に制御される。   The uniform combustion mode includes a stoichiometric combustion mode and a lean combustion mode, which are determined according to the operating state of the engine 3. The former air-fuel ratio is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio or richer than this. Further, the air-fuel ratio in the lean combustion mode is controlled to be leaner than in the stoichiometric combustion mode.

次に、燃料噴射制御処理について、図2〜図17を参照しながら説明する。図2は、この燃料噴射制御処理のメインルーチンを示しており、本処理は、TDC信号の入力に同期して割り込み実行される。まず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)において、各種の補正係数を算出する。これら各種の補正係数はそれぞれ、各種のパラメータ、例えば吸気温TA、大気圧PAやエンジン水温TWなどに応じて、各種のテーブルやマップ(いずれも図示せず)を検索することによって算出される。   Next, the fuel injection control process will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the main routine of this fuel injection control process. This process is interrupted in synchronization with the input of the TDC signal. First, in step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), various correction coefficients are calculated. These various correction coefficients are calculated by searching various tables and maps (none of which are shown) according to various parameters such as intake air temperature TA, atmospheric pressure PA, engine water temperature TW, and the like.

次いで、ステップ2および3において、吸気行程噴射用の目標空燃比KCMD1STおよび圧縮行程噴射用の目標空燃比KCMD2NDをそれぞれ算出する。これらの吸気・圧縮行程噴射用の目標空燃比KCMD1ST,KCMD2NDは、エンジン回転数NEや要求トルクPMCMDなどに応じて算出される。この要求トルクPMCMDは、図3に示す要求トルクPMCMD算出処理によって算出され、具体的には、そのステップ15において、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、マップ(図示せず)を検索することによって算出される。なお、要求トルクPMCMDは、燃焼時の図示平均有効圧力を示す。   Next, in steps 2 and 3, a target air-fuel ratio KCMD1ST for intake stroke injection and a target air-fuel ratio KCMD2ND for compression stroke injection are calculated, respectively. The target air-fuel ratios KCMD1ST and KCMD2ND for intake / compression stroke injection are calculated according to the engine speed NE, the required torque PMCMD, and the like. This required torque PMCMD is calculated by the required torque PMCMD calculation process shown in FIG. 3. Specifically, in step 15, a map (not shown) is searched according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP. Is calculated by The required torque PMCMD indicates the indicated mean effective pressure during combustion.

ステップ3に続くステップ4では、F/B補正係数KAFを算出する。このF/B補正係数KAFは、燃焼モードに応じて算出される。具体的には、検出空燃比KACTや上記ステップ2および3で求めた吸気または圧縮行程噴射用の目標空燃比KCMD1ST,KCMD2NDなどに応じて、フィードバック制御アルゴリズムにより算出される。   In step 4 following step 3, an F / B correction coefficient KAF is calculated. The F / B correction coefficient KAF is calculated according to the combustion mode. Specifically, it is calculated by a feedback control algorithm according to the detected air-fuel ratio KACT or the target air-fuel ratios KCMD1ST, KCMD2ND for intake or compression stroke injection obtained in steps 2 and 3 above.

次いで、吸気行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1STを算出する(ステップ5)。この基本燃料噴射量TIM1STは、次のようにして算出される。すなわち、TH通過吸入空気量GTHおよび吸気管内絶対圧PBAなどに基づいて、気筒内に実際に吸入されたと推定される吸入空気量として実吸入空気量を算出する。そして、算出した実吸入空気量に応じ、テーブル(図示せず)を検索することなどによって、吸気行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1STが算出される。   Next, a basic fuel injection amount TIM1ST for intake stroke injection is calculated (step 5). The basic fuel injection amount TIM1ST is calculated as follows. That is, based on the TH passing intake air amount GTH, the intake pipe absolute pressure PBA, and the like, the actual intake air amount is calculated as the intake air amount estimated to be actually taken into the cylinder. Then, a basic fuel injection amount TIM1ST for intake stroke injection is calculated by searching a table (not shown) according to the calculated actual intake air amount.

次に、圧縮行程噴射用の基本燃料噴射量TIM2NDを算出する(ステップ6)。この基本燃料噴射量TIM2NDは、上記の吸気行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1STとほぼ同様にして算出される。その算出方法の説明については省略する。   Next, a basic fuel injection amount TIM2ND for compression stroke injection is calculated (step 6). The basic fuel injection amount TIM2ND is calculated in substantially the same manner as the basic fuel injection amount TIM1ST for intake stroke injection described above. A description of the calculation method is omitted.

次いで、要求燃料噴射量TCYL(要求燃料量)を算出する(ステップ7)。この算出処理については後述する。次に、算出した要求燃料噴射量TCYLを、燃料圧PFおよび燃料温TFに基づくそれぞれの補正係数で補正することにより、最終燃料噴射量TOUTを算出する(ステップ8)。次いで、算出した最終燃料噴射量TOUTに基づく駆動信号をインジェクタ4に出力することによって、燃料噴射を実行し(ステップ9)、本処理を終了する。なお、2回噴射燃焼モードでは、最終燃料噴射量TOUTを分割することによって、吸気行程中および圧縮行程中に噴射する燃料噴射量が求められ、求めた燃料噴射量に基づく駆動信号がインジェクタ4に出力される。   Next, a required fuel injection amount TCYL (required fuel amount) is calculated (step 7). This calculation process will be described later. Next, the final required fuel injection amount TOUT is calculated by correcting the calculated required fuel injection amount TCYL with the respective correction coefficients based on the fuel pressure PF and the fuel temperature TF (step 8). Next, by outputting a drive signal based on the calculated final fuel injection amount TOUT to the injector 4, fuel injection is executed (step 9), and this process is terminated. In the double injection combustion mode, the final fuel injection amount TOUT is divided to obtain the fuel injection amount to be injected during the intake stroke and the compression stroke, and a drive signal based on the obtained fuel injection amount is sent to the injector 4. Is output.

次に、図2の上記ステップ7の要求燃料噴射量TCYLを算出する処理について、図4のフローチャートを参照しながら説明する。まず、ステップ20において、吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTを算出する。この要求燃料噴射量TCYL1STTは、均一燃焼モードにおいて、要求燃料噴射量TCYLとして用いられるものである。また、吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTは、上述した図2の処理で求めた各種の補正係数、吸気行程噴射用の目標空燃比KCMD1ST、F/B補正係数KAF、および吸気行程噴射用の基本燃料噴射量TIM1STを互いに乗算することにより算出される。   Next, the process for calculating the required fuel injection amount TCYL in step 7 of FIG. 2 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, at step 20, a required fuel injection amount TCYL1STT for intake stroke injection is calculated. This required fuel injection amount TCYL1STT is used as the required fuel injection amount TCYL in the uniform combustion mode. Further, the required fuel injection amount TCYL1STT for intake stroke injection includes the various correction coefficients obtained in the above-described processing of FIG. 2, the target air-fuel ratio KCMD1ST for intake stroke injection, the F / B correction coefficient KAF, and the intake stroke injection The basic fuel injection amount TIM1ST is multiplied by each other.

次いで、圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTを算出する(ステップ21)。この要求燃料噴射量TCYL2NDTは、成層燃焼モードにおいて、要求燃料噴射量TCYLとして用いられるものである。また、圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTは、各種の補正係数、圧縮行程噴射用の目標空燃比KCMD2ND、F/B補正係数KAF、および圧縮行程噴射用の基本燃料噴射量TIM2NDを互いに乗算することにより算出される。   Next, a required fuel injection amount TCYL2NDT for compression stroke injection is calculated (step 21). This required fuel injection amount TCYL2NDT is used as the required fuel injection amount TCYL in the stratified combustion mode. Further, the required fuel injection amount TCYL2NDT for compression stroke injection is multiplied by various correction coefficients, a target air-fuel ratio KCMD2ND for compression stroke injection, an F / B correction coefficient KAF, and a basic fuel injection amount TIM2ND for compression stroke injection. It is calculated by doing.

次に、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを算出する(ステップ22)。この算出処理については後述する。次いで、膨張行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL3RDを算出する(ステップ23)。この膨張行程噴射は、触媒装置17に吸着されたNOxおよび硫黄をそれぞれ還元および脱離させることにより、触媒装置17の吸着能力を回復させるために、膨張行程中に気筒内に燃料を噴射するものである。上記の要求燃料噴射量TCYL3RDは、この膨張行程噴射に用いられる燃料量である。なお、その算出方法の説明については省略する。   Next, a temporary required fuel injection amount TCYLLMT is calculated (step 22). This calculation process will be described later. Next, a required fuel injection amount TCYL3RD for expansion stroke injection is calculated (step 23). In this expansion stroke injection, NOx and sulfur adsorbed by the catalyst device 17 are reduced and desorbed, respectively, so that the adsorption capacity of the catalyst device 17 is recovered, and fuel is injected into the cylinder during the expansion stroke. It is. The required fuel injection amount TCYL3RD is a fuel amount used for the expansion stroke injection. A description of the calculation method is omitted.

次に、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する(ステップ24)。この成層燃焼許可フラグF_DISCOKは、成層燃焼の実行条件が成立していることを「1」で表すものであり、その判定処理(図示せず)においてセットされる。なお、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」のときには、原則として、燃焼モードが成層燃焼モードに決定される。   Next, it is determined whether or not the stratified combustion permission flag F_DISCOK is “1” (step 24). This stratified combustion permission flag F_DISCOK indicates that the execution condition of stratified combustion is satisfied by “1”, and is set in the determination process (not shown). When the stratified combustion permission flag F_DISCOK is “1”, in principle, the combustion mode is determined to be the stratified combustion mode.

上記ステップ24の答がYESで、成層燃焼の実行条件が成立しているときには、上記ステップ22で算出した暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを要求燃料噴射量TCYLとして設定し(ステップ25)、本処理を終了する。   If the answer to step 24 is YES and the stratified combustion execution condition is satisfied, the provisional required fuel injection amount TCYLLMT calculated in step 22 is set as the required fuel injection amount TCYL (step 25). finish.

一方、ステップ24の答がNOで、F_DISCOK=0、すなわち、成層燃焼の実行条件が成立していないときには、膨張行程噴射フラグF_DIBCが「1」であるか否かを判別する(ステップ26)。この膨張行程噴射フラグF_DIBCは、上述した膨張行程噴射の実行条件が成立していることを「1」で表すものであり、その判定処理(図示せず)においてセットされる。   On the other hand, if the answer to step 24 is NO and F_DISCOK = 0, that is, if the stratified charge combustion execution condition is not satisfied, it is determined whether or not the expansion stroke injection flag F_DIBC is “1” (step 26). This expansion stroke injection flag F_DIBC indicates that the above-described expansion stroke injection execution condition is satisfied by “1”, and is set in the determination process (not shown).

ステップ26の答がYESで、膨張行程噴射の実行条件が成立しているときには、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTと膨張行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL3RDとの和を、要求燃料噴射量TCYLとして設定し(ステップ27)、本処理を終了する。一方、ステップ26の答がNOのときには、前記ステップ25を実行し、本処理を終了する。   If the answer to step 26 is YES and the execution conditions of the expansion stroke injection are satisfied, the sum of the temporary required fuel injection amount TCYLLMT and the required fuel injection amount TCYL3RD for the expansion stroke injection is set as the required fuel injection amount TCYL. (Step 27), and this process is terminated. On the other hand, when the answer to step 26 is NO, the step 25 is executed, and this process is terminated.

次いで、前記ステップ22の暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを算出する処理について、図5および図6のフローチャートを参照しながら説明する。本処理では、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTは、原則として、均一燃焼モード中には吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTに設定され、成層燃焼モード中には圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTに設定され、両燃焼モード間の切換時には、後述する第1〜第4のリミット値TCYLDS,TCYLDL,TCYLSD,TCYLLD(切換時要求燃料量)のいずれかに設定される。   Next, the process of calculating the provisional required fuel injection amount TCYLLMT in step 22 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. In this process, the provisional required fuel injection amount TCYLLMT is basically set to the required fuel injection amount TCYL1STT for intake stroke injection during the uniform combustion mode, and the required fuel injection amount for compression stroke injection during the stratified combustion mode. It is set to TCYL2NDT, and is set to one of first to fourth limit values TCYLDS, TCYLDL, TCYLSD, and TCYLLD (switching required fuel amount) described later when switching between both combustion modes.

これは次の理由による。すなわち、前述したように成層燃焼モードと均一燃焼モードとの間で設定されるべき吸入空気量およびEGR量は大きく異なり、また、切換時におけるこれらの変化には応答遅れがある。このため、前述したように気筒内に実際に吸入される吸入空気量に応じて設定される吸気・圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STT,TCYL2NDTのうち、均一燃焼モードへの切換時に、前者TCYL1STTは、設定すべき値よりも大きな値に設定され、これと逆の切換時に、後者TCYL2NDTは、設定すべき値よりも小さな値に設定される傾向にある。このような傾向にあることから、吸入空気量などが安定するまでの間、吸気・圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STT,TCYL2NDTを制限するためである。このため、第1リミット値TCYLDSなどは、吸気・圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STT,TCYL2NDTを、均一燃焼モードへの切換時には上限側で、その逆の成層燃焼モードへの切換時には下限側でそれぞれ制限するように設定される。なお、第1リミット値TCYLDSなどによる制限を以下「リミット」という。   This is due to the following reason. That is, as described above, the intake air amount and the EGR amount that should be set between the stratified combustion mode and the uniform combustion mode differ greatly, and there is a response delay in these changes at the time of switching. Therefore, of the required fuel injection amounts TCYL1STT and TCYL2NDT for intake / compression stroke injection set according to the intake air amount actually sucked into the cylinder as described above, the former is performed at the time of switching to the uniform combustion mode. TCYL1STT is set to a value larger than the value to be set, and when switching is reversed, the latter TCYL2NDT tends to be set to a value smaller than the value to be set. Because of this tendency, the required fuel injection amounts TCYL1STT and TCYL2NDT for intake / compression stroke injection are limited until the intake air amount is stabilized. For this reason, the first limit value TCYLDS etc. is the upper limit side when the required fuel injection amount TCYL1STT, TCYL2NDT for intake / compression stroke injection is switched to the uniform combustion mode, and the lower limit side when switching to the opposite stratified combustion mode. Are set to limit each. Note that the limitation by the first limit value TCYLDS or the like is hereinafter referred to as “limit”.

まず、図5のステップ30において、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTの算出に用いられる各種のパラメータを算出する。この算出処理について、図7および図8を参照しながら説明する。   First, in step 30 of FIG. 5, various parameters used for calculating the temporary required fuel injection amount TCYLLMT are calculated. This calculation process will be described with reference to FIGS.

図7のステップ70では、後述する切換ステータスの今回値EMOD_STSを、その前回値EMOD_STSZとして設定する。次いで、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する(ステップ71)。この答がYES、すなわち、成層燃焼の実行条件が成立しているときには、図4の前記ステップ21で求めた圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL2NDTを、通常時要求燃料噴射量TCYLTとして設定する(ステップ72)。一方、ステップ71の答がNOで、F_DISCOK=0、すなわち、成層燃焼の実行条件が成立していないときには、前記ステップ20で求めた吸気行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STTを、通常時要求燃料噴射量TCYLTとして設定する(ステップ73)。   In step 70 of FIG. 7, a current value EMOD_STS of a switching status to be described later is set as the previous value EMOD_STSZ. Next, it is determined whether or not the stratified combustion permission flag F_DISCOK is “1” (step 71). When the answer is YES, that is, when the execution condition for stratified combustion is satisfied, the required fuel injection amount TCYL2NDT for compression stroke injection obtained in step 21 in FIG. 4 is set as the normal required fuel injection amount TCYLT. (Step 72). On the other hand, if the answer to step 71 is NO and F_DISCOK = 0, that is, if the execution condition for stratified combustion is not satisfied, the required fuel injection amount TCYL1STT for intake stroke injection obtained in step 20 is calculated as the normal required fuel The injection amount TCYLT is set (step 73).

上記ステップ72または73に続くステップ74では、フューエルカットフラグの前回値F_FCZが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、F_FCZ=1のとき、すなわち、前回のループでフューエルカット(以下「F/C」という)運転が実行されていたときには、以下のステップ75〜80において、上記の各種のパラメータを初期化する。まず、ステップ75〜77では、リミット時間TMTCYLMTを値0にリセットし、切換ステータスEMOD_STSを「0」にリセットするとともに、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINI(燃焼モードが切り換えられる直前に算出された要求燃料量)を、所定値TCYLREFに設定する。続くステップ78〜80では、切換直前要求トルクPMTCYLIN、トルク変化量DPMTCLINおよびトルク変化量補正項TCYLDPM(トルク変化量パラメータ)をそれぞれ値0に設定し、本処理を終了する。   In step 74 following step 72 or 73, it is determined whether or not the previous value F_FCZ of the fuel cut flag is “1”. When the answer is YES and F_FCZ = 1, that is, when the fuel cut (hereinafter referred to as “F / C”) operation has been executed in the previous loop, in the following steps 75 to 80, the above various parameters are set. Is initialized. First, in steps 75 to 77, the limit time TMTCYLMT is reset to the value 0, the switching status EMOD_STS is reset to “0”, and the requested fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching (the requested fuel calculated immediately before the combustion mode is switched). Amount) is set to a predetermined value TCYLREF. In subsequent steps 78 to 80, the request torque PMTCYLIN immediately before switching, the torque change amount DPMTCLIN, and the torque change amount correction term TCYLDPM (torque change amount parameter) are set to 0, respectively, and this process ends.

以上のように、前回のループでF/C運転が実行されていた場合に、各種のパラメータを初期化するのは次の理由による。すなわち、後述するように、第1リミット値TCYLDSなどは、燃焼モードの切換直前に算出された要求燃料噴射量TCYLに応じて算出されるので、上記のような場合には、第1リミット値TCYLDSなどの算出およびそれによるリミットを適切に行えないため、各種のパラメータを初期化することにより、この算出を行わないようにするためである。   As described above, when the F / C operation is executed in the previous loop, various parameters are initialized for the following reason. That is, as will be described later, the first limit value TCYLDS and the like are calculated according to the required fuel injection amount TCYL calculated immediately before switching of the combustion mode. In such a case, the first limit value TCYLDS is calculated. This is because the calculation and the limit due thereto cannot be appropriately performed, so that this calculation is not performed by initializing various parameters.

一方、前記ステップ74の答がNO、すなわち、前回のループでF/Cが実行されていなかったときには、成層燃焼許可フラグの今回値F_DISCOKがその前回値F_DISCOKZと等しいか否かを判別する(ステップ81)。この答がNOで、F_DISCOK≠F_DISCOKZのとき、すなわち、今回のループが成層燃焼の実行条件が成立したまたは不成立になった直後のループであるときには、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「1」であるか否かを判別する(ステップ82)。   On the other hand, if the answer to step 74 is NO, that is, if F / C has not been executed in the previous loop, it is determined whether or not the current value F_DISCOK of the stratified combustion permission flag is equal to the previous value F_DISCOKZ (step). 81). If this answer is NO and F_DISCOK ≠ F_DISCOKZ, that is, if the current loop is a loop immediately after the execution condition of stratified combustion is satisfied or not established, is the stratified combustion permission flag F_DISCOK “1”? It is determined whether or not (step 82).

この答がYES、すなわち、成層燃焼の実行条件が成立しているときには、吸気行程噴射用の目標空燃比の前回値KCMD1STZが、予混合リーンバーン空燃比相当の所定のしきい値KCMDTCLMT(例えば0.88)以上であるか否かを判別する(ステップ83)。この答がYESで、前回のループでの混合気の空燃比が、予混合リーンバーン空燃比以上でリッチ側に制御されていたときには、今回のループが、均一燃焼モードのうちのストイキ燃焼モードから成層燃焼モードに燃焼モードを切り換えた最初のループであるとして、リミット時間TMTCYLMTを第1の所定時間TMTCYLMSD(例えば3.0sec)に設定し(ステップ84)、燃焼モードがストイキ燃焼モードから成層燃焼モードに切り換えられたことを表すために、切換ステータスEMOD_STSを「3」にセットする(ステップ85)。   When the answer is YES, that is, when the stratified combustion execution condition is satisfied, the previous value KCMD1STZ of the target air-fuel ratio for intake stroke injection is a predetermined threshold value KCMDTCLMT (for example, 0) corresponding to the premixed lean burn air-fuel ratio. .88) It is determined whether or not it is above (step 83). If the answer is YES and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the previous loop is controlled to the rich side at the premixed lean burn air-fuel ratio or higher, the current loop is changed from the stoichiometric combustion mode in the uniform combustion mode. The limit time TMTCYLMT is set to a first predetermined time TMTCYLMSD (for example, 3.0 sec) (step 84) and the combustion mode is changed from the stoichiometric combustion mode to the stratified combustion mode. In order to indicate that it has been switched to, the switching status EMOD_STS is set to “3” (step 85).

一方、ステップ83の答がNOで、KCMD1STZ<KCMDTCLMTのときには、今回のループが、均一燃焼モードのうちのリーン燃焼モードから成層燃焼モードに燃焼モードを切り換えた最初のループであるとして、リミット時間TMTCYLMTを第2の所定時間TMTCYLMLD(例えば2.5sec)に設定し(ステップ86)、燃焼モードがリーン燃焼モードから成層燃焼モードに切り換えられたことを表すために、切換ステータスEMOD_STSを「4」にセットする(ステップ87)。   On the other hand, when the answer to step 83 is NO and KCMD1STZ <KCMDTCLMT, it is determined that the current loop is the first loop in which the combustion mode is switched from the lean combustion mode to the stratified combustion mode in the uniform combustion mode, and the limit time TMTCYLMT Is set to the second predetermined time TMTCYLMLD (for example, 2.5 sec) (step 86), and the switching status EMOD_STS is set to “4” to indicate that the combustion mode is switched from the lean combustion mode to the stratified combustion mode. (Step 87).

一方、上記ステップ82の答がNOで、F_DISCOK=0のとき、すなわち、成層燃焼の実行条件が成立していないときには、吸気行程噴射用の目標空燃比KCMD1STが、上記ステップ83で用いたしきい値KCMDTCLMT以上であるか否かを判別する(ステップ88)。この答がYESで、今回の空燃比が、予混合リーンバーン空燃比以上でリッチ側に制御されているときには、今回のループが、成層燃焼モードからストイキ燃焼モードに燃焼モードを切り換えた最初のループであるとして、ステップ89〜93を実行する。   On the other hand, when the answer to step 82 is NO and F_DISCOK = 0, that is, when the stratified combustion execution condition is not satisfied, the target air-fuel ratio KCMD1ST for intake stroke injection is the threshold value used in step 83 above. It is determined whether it is equal to or greater than KCMDTCLMT (step 88). If the answer is YES and the current air-fuel ratio is greater than the premixed lean burn air-fuel ratio and controlled to the rich side, the current loop is the first loop that switches the combustion mode from the stratified combustion mode to the stoichiometric combustion mode. Steps 89 to 93 are executed.

まず、ステップ89および90ではそれぞれ、車速VPおよびエンジン回転数NEがそれぞれ、所定車速VPTCLMDS(例えば10km/h)および所定回転数NETCLMDS(例えば850rpm)よりも小さいか否かを判別する。これらの答がいずれもNOのときには、ステップ91で、リミット時間TMTCYLMTを第3の所定時間TMTCYLMDSS(例えば2.0sec)に設定する。一方、上記、ステップ89および90の答のいずれかがYESで、車速VPまたはエンジン回転数NEが小さいときには、エンジン3が低負荷運転状態にあるとして、ステップ92で、リミット時間TMTCYLMTを第4の所定時間TMTCYLMDS(例えば5.0sec)に設定する。また、ステップ91またはステップ92に続くステップ93では、燃焼モードが成層燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換えられたことを表すために、切換ステータスEMOD_STSを「1」にセットする。   First, in steps 89 and 90, it is determined whether the vehicle speed VP and the engine speed NE are smaller than a predetermined vehicle speed VPTCLMDS (for example, 10 km / h) and a predetermined speed NETCLMDS (for example, 850 rpm), respectively. When both of these answers are NO, in step 91, the limit time TMTCYLMT is set to the third predetermined time TMTCYLMDSS (for example, 2.0 sec). On the other hand, if any of the answers to Steps 89 and 90 is YES and the vehicle speed VP or the engine speed NE is small, it is determined that the engine 3 is in the low load operation state, and the limit time TMTCYLMT is set to the fourth time in Step 92. The predetermined time TMTCYLMDS (for example, 5.0 sec) is set. In step 93 following step 91 or step 92, the switching status EMOD_STS is set to “1” to indicate that the combustion mode has been switched from the stratified combustion mode to the stoichiometric combustion mode.

一方、前記ステップ88の答がNOで、KCMD1ST<KCMDTCLMTのときには、今回のループが、成層燃焼モードからリーン燃焼モードに燃焼モードを切り換えた最初のループであるとして、リミット時間TMTCYLMTを第5の所定時間TMTCYLMDL(例えば2.0sec)に設定し(ステップ94)、燃焼モードが成層燃焼モードからリーン燃焼モードに切り換えられたことを表すために、切換ステータスEMOD_STSを「2」にセットする(ステップ95)。   On the other hand, when the answer to step 88 is NO and KCMD1ST <KCMDTCLMT, it is assumed that the current loop is the first loop in which the combustion mode is switched from the stratified combustion mode to the lean combustion mode, and the limit time TMTCYLMT is set to the fifth predetermined time. Time TMTCYLMDL (for example, 2.0 sec) is set (step 94), and the switching status EMOD_STS is set to “2” to indicate that the combustion mode has been switched from the stratified combustion mode to the lean combustion mode (step 95). .

前記ステップ85、87、93または95に続くステップ96では、そのときの暫定要求燃料噴射量TCYLLMT、すなわち燃焼モードの切換直前に得られた暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIとして設定する。次いで、要求トルクの前回値PMCMDZ、すなわち燃焼モードの切換直前での要求トルクPMCMDが、所定の下限トルクPMTCYLMIN(例えば0.2kgf/cm2 )よりも小さいか否かを判別する(ステップ97)。この答がNOのときには、切換直前要求トルクPMTCYLINを要求トルクの前回値PMCMDZに設定し(ステップ98)、ステップ100に進む。一方、ステップ97の答がYESで、PMCMDZ<PMTCYLMINのときには、切換直前要求トルクPMTCYLINを下限トルクPMTCYLMINに設定し(ステップ99)、リミット処理し、ステップ100に進む。 In step 96 following step 85, 87, 93 or 95, the temporary required fuel injection amount TCYLLMT at that time, that is, the temporary required fuel injection amount TCYLLMT obtained immediately before switching of the combustion mode is used as the required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching. Set as. Next, it is determined whether or not the previous value PMCMDZ of the required torque, that is, the required torque PMCMD immediately before switching of the combustion mode is smaller than a predetermined lower limit torque PMTCYLMIN (for example, 0.2 kgf / cm 2 ) (step 97). When the answer is NO, the request torque PMTCCYLIN immediately before switching is set to the previous value PMCMDZ of the request torque (step 98), and the process proceeds to step 100. On the other hand, if the answer to step 97 is YES and PMCMDZ <PMTCYLMIN, the request torque PMTCYLIN immediately before switching is set to the lower limit torque PMTCYLMIN (step 99), limit processing is performed, and the process proceeds to step 100.

一方、前記ステップ81の答がYESで、F_DISCOK=F_DISCOKZ、すなわち、今回のループが燃焼モードを切り換えた2回目以降のループであるときには、リミット実行フラグF_TCYLLMTが「1」であるか否かを判別する(ステップ101)。このリミット実行フラグF_TCYLLMTは、前述したリミットを実行していることを「1」で表すものである。   On the other hand, if the answer to step 81 is YES and F_DISCOK = F_DISCOKZ, that is, if the current loop is the second or subsequent loop after switching the combustion mode, it is determined whether or not the limit execution flag F_TCYLLMT is “1”. (Step 101). This limit execution flag F_TCYLLMT indicates that the aforementioned limit is being executed by “1”.

この答がYESで、リミットを実行しているときには、ステップ100に進む一方、この答がNOのときには、前記ステップ75以降を実行することで、各種のパラメータをリセットし、本処理を終了する。   If the answer is YES and the limit is being executed, the process proceeds to step 100, while if the answer is NO, the above-described step 75 and subsequent steps are executed to reset various parameters and the process ends.

以上のように、燃焼モードが切り換えられた直後において、前記ステップ96が実行され、それにより、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIは、燃焼モードの切換直前に算出された暫定要求燃料噴射量TCYLLMTに設定される。また、前述したように、この暫定要求燃料噴射量TCYLLMTは、膨張行程噴射が実行されない限り、要求燃料噴射量TCYLに等しい(図4の前記ステップ25)。したがって、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIは、燃焼モードの切換直前における要求燃料噴射量TCYLを表す。また、同様に、燃焼モードの切換直後において、前記ステップ97〜99が実行されるため、切換直前要求トルクPMTCYLINは、上述したステップ99によるリミット処理が行われない限り、燃焼モードの切換直前に算出された要求トルクPMCMDに相当する。   As described above, immediately after the combustion mode is switched, the step 96 is executed, whereby the required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching is set to the provisional required fuel injection amount TCYLLMT calculated immediately before switching the combustion mode. Is done. Further, as described above, the temporary required fuel injection amount TCYLLMT is equal to the required fuel injection amount TCYL unless the expansion stroke injection is executed (step 25 in FIG. 4). Therefore, the required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching represents the required fuel injection amount TCYL immediately before switching of the combustion mode. Similarly, since the steps 97 to 99 are executed immediately after the switching of the combustion mode, the torque immediately before switching PMTCYLIN is calculated immediately before the switching of the combustion mode unless the limit process in the above-described step 99 is performed. This corresponds to the required torque PMCMD.

前記ステップ98、99または101に続く、ステップ100では、要求トルクPMCMDが値0よりも小さいか否かを判別する。この答がNOのときには、算出用要求トルクPMCMDTMPを要求トルクPMCMDに設定する(ステップ102)。一方、この答がYESで、要求トルクPMCMDが負値のときには、算出用要求トルクPMCMDTMPを値0に設定し(ステップ103)、リミット処理する。   In Step 100 following Step 98, 99 or 101, it is determined whether or not the required torque PMCMD is smaller than 0. When this answer is NO, the calculation request torque PMCMDTMP is set to the request torque PMCMD (step 102). On the other hand, when the answer is YES and the required torque PMCMD is a negative value, the calculation request torque PMCMDTMP is set to 0 (step 103), and limit processing is performed.

次に、ステップ104では、上記ステップ102または103で設定した算出用要求トルクPMCMDTMPから、上記ステップ98または99で設定した切換直前要求トルクPMTCYLINを減算した値を、トルク変化量DPMTCLINとして設定する。このトルク変化量DPMTCLINは、その算出方法から明らかなように、上述したステップ99および103によるリミット処理が行われない限り、燃焼モードの切換直前から今回までの要求トルクPMCMDの変化量を表す。   Next, in step 104, a value obtained by subtracting the torque immediately before switching PMTCCYLIN set in step 98 or 99 from the calculation request torque PMCMDTMP set in step 102 or 103 is set as the torque change amount DPMTCLIN. As is apparent from the calculation method, this torque change amount DPMTCLIN represents the change amount of the required torque PMCMD from immediately before the switching of the combustion mode to this time, unless the limit processing in steps 99 and 103 described above is performed.

次いで、上記ステップ104で設定したトルク変化量DPMTCLINに応じて、図9に示すTCYLDPMテーブルを検索することにより、トルク変化量補正項TCYLDPMを求め(ステップ105)、本処理を終了する。このトルク変化量補正項TCYLDPMは、燃焼モードの切換直前から今回までの要求トルクPMCMDの変化分を燃料量に換算したものであり、後述するように第1リミット値TCYLDSなどを算出する際に加算項として用いられる。   Next, the torque change amount correction term TCYLDPM is obtained by searching the TCYLDPM table shown in FIG. 9 according to the torque change amount DPMTCLIN set in step 104 (step 105), and this process is terminated. This torque change amount correction term TCYLDPM is obtained by converting the change amount of the required torque PMCMD from immediately before the switching of the combustion mode to this time into a fuel amount, and is added when calculating the first limit value TCYLDS and the like as will be described later. Used as a term.

上記のTCYLDPMテーブルでは、トルク変化量補正項TCYLDPMは、トルク変化量DPMTCLINが、負値である第1所定値DP1(例えば−9kgf/cm2 )以下では負値である最小値TDPMMIN(例えば値−3.1)に設定されるとともに、値0のときには値0に設定され、正値である第2所定値DP2(例えば9kgf/cm2 )以上では最大値TDPMMAX(例えば値3.1)に設定されている。また、トルク変化量補正項TCYLDPMは、トルク変化量DPMTCLINが第1所定値DP1と第2所定値DP2との間では、DPMTCLIN値が大きいほど、より大きな値になるようにリニアに設定されている。これは、トルク変化量DPMTCLINの絶対値が大きいほど、すなわち、要求トルクPMCMDの燃焼モードの切換直前からの増加量または減少量が大きいほど、それに応じてエンジン3の出力トルクを増加または減少させるために、燃料噴射量をより大きく増減させる必要があるので、トルク変化量補正項TCYLDPMを加算項として補正される第1リミット値TCYLDSなどをより大きく増減させるためである。 In the above TCYLDPM table, the torque variation correction term TCYLDPM, the torque variation DPMTCLIN is, first predetermined value DP1 (e.g. -9kgf / cm 2) minimum TDPMMIN (e.g. the value is a negative value below a negative value - 3.1), when the value is 0, the value is set to 0, and when the value is equal to or greater than the second predetermined value DP2 (for example, 9 kgf / cm 2 ) that is a positive value, the maximum value TDPMMAX (for example, the value 3.1) is set. Has been. Further, the torque change amount correction term TCYLDPM is linearly set so that the larger the DPMTCLIN value, the larger the value when the torque change amount DPMTCLIN is between the first predetermined value DP1 and the second predetermined value DP2. . This is because the output torque of the engine 3 is increased or decreased as the absolute value of the torque change amount DPMTCLIN is larger, that is, as the amount of increase or decrease in the required torque PMCMD immediately before switching the combustion mode is larger. In addition, since it is necessary to increase or decrease the fuel injection amount more greatly, the first limit value TCYLDS or the like corrected using the torque change amount correction term TCYLDPM as an addition term is increased or decreased more greatly.

以上のように、切換ステータスEMOD_STSは、燃焼モードの切換直後(前記ステップ81:NO)に、前記ステップ82〜95が実行されることにより、そのときの燃焼モードの切換パターンに応じて、上述したように「1」〜「4」にセットされる。また、切換ステータスEMOD_STSは、リミットが終了したとき(前記ステップ101:NO)、またはF/C運転が実行されたとき(前記ステップ74:YES)に、「0」にリセットされる。   As described above, the switching status EMOD_STS is described above according to the switching pattern of the combustion mode at that time by executing the steps 82 to 95 immediately after switching the combustion mode (step 81: NO). Thus, it is set to “1” to “4”. Further, the switching status EMOD_STS is reset to “0” when the limit is finished (step 101: NO) or when the F / C operation is executed (step 74: YES).

次いで、図5に戻り、前記ステップ30に続くステップ31では、要求トルクPMCMDが値0よりも大きいか否かを判別する。この答がNOで、エンジン3にトルクが要求されていないときには、アップカウント式の切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCを所定時間TTCYLREF(例えば6.0sec)にセットし(ステップ32)、暫定要求燃料噴射量TCYLLMTを、図7の前記ステップ72または73で設定した通常時要求燃料噴射量TCYLTに設定する(ステップ33)。また、リミット実行フラグF_TCYLLMTを「0」にセットし、リミットを実行しないようにする(ステップ34)。これは、エンジン3にトルクが要求されていないことにより、燃料噴射量が値0かまたは極少量であるために、リミットを実行する必要性に乏しいためである。   Next, returning to FIG. 5, in step 31 following step 30, it is determined whether or not the required torque PMCMD is larger than 0. If the answer is NO and no torque is required for the engine 3, the timer value TTCYLMC of the up-count type post-switching elapsed time timer is set to a predetermined time TTCYLREF (for example, 6.0 sec) (step 32), and the provisional request The fuel injection amount TCYLLMT is set to the normal required fuel injection amount TCYLT set in step 72 or 73 of FIG. 7 (step 33). Further, the limit execution flag F_TCYLLMT is set to “0” so that the limit is not executed (step 34). This is because the torque is not required for the engine 3 and the fuel injection amount is 0 or very small, so that it is not necessary to execute the limit.

一方、ステップ31の答がYESで、PMCMD>0のときには、切換ステータスEMOD_STSが「0」であるか否かを判別する(ステップ35)。この答がYES、すなわち、燃焼モードが切り換えられていないときには、前記ステップ32〜34を実行する。   On the other hand, if the answer to step 31 is YES and PMCMD> 0, it is determined whether or not the switching status EMOD_STS is “0” (step 35). When the answer is YES, that is, when the combustion mode is not switched, the steps 32 to 34 are executed.

一方、ステップ35の答がNOで、EMOD_STS≠0のときには、切換ステータスの今回値EMOD_STSが、その前回値EMOD_STSZと等しいか否かを判別する(ステップ36)。この答がYESで、切換ステータスEMOD_STSが変化しておらず、今回のループが燃焼モードの切換直後でないときには、リミット実行フラグF_TCYLLMTが「1」であるか否かを判別する(ステップ37)。この答がNOで、リミットを実行していないときには、前記ステップ32〜34を実行する。一方、ステップ37の答がYESで、リミットを実行しているときには、ステップ39に進む。   On the other hand, if the answer to step 35 is NO and EMOD_STS ≠ 0, it is determined whether or not the current value EMOD_STS of the switching status is equal to the previous value EMOD_STSZ (step 36). If the answer is YES and the switching status EMOD_STS has not changed and the current loop is not immediately after the switching of the combustion mode, it is determined whether or not the limit execution flag F_TCYLLMT is “1” (step 37). When this answer is NO and the limit is not executed, the above steps 32 to 34 are executed. On the other hand, when the answer to step 37 is YES and the limit is being executed, the process proceeds to step 39.

一方、上記ステップ36の答がNOで、EMOD_STS≠EMOD_STSZ、すなわち、今回のループが燃焼モードの切換直後であるときには、前記ステップ32でセットした切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCを値0にリセットし(ステップ38)、ステップ39に進む。   On the other hand, if the answer to step 36 is NO and EMOD_STS ≠ EMOD_STSZ, that is, if the current loop is immediately after switching of the combustion mode, the timer value TTCYLMC of the post-switching elapsed time timer set in step 32 is reset to 0. Then (step 38), the process proceeds to step 39.

このステップ39では、切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCが、図7の前記ステップ84、86、91、92または94で設定したリミット時間TMTCYLMTよりも小さいか否かを判別する。この答がYES、すなわち、燃焼モードの切換後、切換パターンに応じたリミット時間TMTCYLMTが経過していないときには、切換ステータスEMOD_STSが「1」であるか否かを判別する(ステップ40)。この答がYES、すなわち、切換パターンが成層燃焼モード→ストイキ燃焼モードのときには、この切換パターン用の第1リミット値TCYLDSを算出する(ステップ41)。次いで、算出した第1リミット値TCYLDSを暫定要求燃料噴射量TCYLLMTとして設定し(ステップ42)、リミット実行フラグF_TCYLLMTを第1リミット値算出フラグF_TCYLDSにセットされている値にセットする(ステップ43)。   In this step 39, it is determined whether or not the timer value TTCYLMC of the post-switching elapsed time timer is smaller than the limit time TMTCYLMT set in the step 84, 86, 91, 92 or 94 of FIG. If the answer is YES, that is, if the limit time TMTCYLMT corresponding to the switching pattern has not elapsed after switching of the combustion mode, it is determined whether or not the switching status EMOD_STS is “1” (step 40). When the answer is YES, that is, when the switching pattern is stratified combustion mode → stoichiometric combustion mode, the first limit value TCYLDS for this switching pattern is calculated (step 41). Next, the calculated first limit value TCYLDS is set as the provisional required fuel injection amount TCYLLMT (step 42), and the limit execution flag F_TCYLLMT is set to the value set in the first limit value calculation flag F_TCYLDS (step 43).

一方、ステップ40の答がNOのときには、上記ステップ40〜43と同様に、ステップ44〜54を実行する。まず、ステップ44および45では、切換ステータスEMOD_STSが「2」および「3」であるか否かをそれぞれ判別する。そして、ステップ44の答がYES(EMOD_STS=2)で、切換パターンが成層燃焼モード→リーン燃焼モードのときには、この切換パターン用の第2リミット値TCYLDLを算出し(ステップ46)、この第2リミット値TCYLDLを暫定要求燃料噴射量TCYLLMTとして設定し(ステップ47)、リミット実行フラグF_TCYLLMTを第2リミット値算出フラグF_TCYLDLの値にセットする(ステップ48)。   On the other hand, when the answer to step 40 is NO, steps 44 to 54 are executed in the same manner as steps 40 to 43 described above. First, in steps 44 and 45, it is determined whether or not the switching status EMOD_STS is “2” and “3”, respectively. When the answer to step 44 is YES (EMOD_STS = 2) and the switching pattern is stratified combustion mode → lean combustion mode, a second limit value TCYLDL for this switching pattern is calculated (step 46). The value TCYLDL is set as the temporary required fuel injection amount TCYLLMT (step 47), and the limit execution flag F_TCYLLMT is set to the value of the second limit value calculation flag F_TCYLDL (step 48).

また、上記ステップ45の答がYES(EMOD_STS=3)で、切換パターンがストイキ燃焼モード→成層燃焼モードのときには、この切換パターン用の第3リミット値TCYLSDを算出し(ステップ49)、この第3リミット値TCYLSDを暫定要求燃料噴射量TCYLLMTとして設定し(ステップ50)、リミット実行フラグF_TCYLLMTを第3リミット値算出フラグF_TCYLSDの値にセットする(ステップ51)。さらに、上記ステップ45の答がNO(EMOD_STS=4)で、切換パターンがリーン燃焼モード→成層燃焼モードのときには、この切換パターン用の第4リミット値TCYLLDを算出し(ステップ52)、この第4リミット値TCYLLDを暫定要求燃料噴射量TCYLLMTとして設定し(ステップ53)、リミット実行フラグF_TCYLLMTを第4リミット値算出フラグF_TCYLLDの値にセットする(ステップ54)。   If the answer to step 45 is YES (EMOD_STS = 3) and the switching pattern is stoichiometric combustion mode → stratified combustion mode, the third limit value TCYLSD for this switching pattern is calculated (step 49). Limit value TCYLSD is set as provisional required fuel injection amount TCYLLMT (step 50), and limit execution flag F_TCYLLMT is set to the value of third limit value calculation flag F_TCYLSD (step 51). Further, when the answer to step 45 is NO (EMOD_STS = 4) and the switching pattern is the lean combustion mode → stratified combustion mode, a fourth limit value TCYLLD for this switching pattern is calculated (step 52). The limit value TCYLLD is set as the provisional required fuel injection amount TCYLLMT (step 53), and the limit execution flag F_TCYLLMT is set to the value of the fourth limit value calculation flag F_TCYLLD (step 54).

一方、前記ステップ39の答がNOで、TTCYLMC≧TMTCYLMTのとき、すなわち、燃焼モードの切換後、リミット時間TMTCYLMTが経過したときには、リミットの実行期間が終了したとして、前記ステップ33および34を実行し、リミットを終了する。   On the other hand, if the answer to step 39 is NO and TTCYLMC ≧ TMTCYLMT, that is, if the limit time TMTCYLMT has elapsed after switching to the combustion mode, the steps 33 and 34 are executed assuming that the limit execution period has ended. End the limit.

前記ステップ34、43、48、51または54に続くステップ55では、リミット実行フラグF_TCYLLMTが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、リミットを実行しているときには、成層燃焼許可フラグF_DISCOKが「0」であるか否かを判別する(ステップ56)。この答がYESで、成層燃焼の実行条件が成立していないときには、ダウンカウント式のディレイタイマのタイマ値TAFDTOSを所定の待機時間TMAFDTOS(例えば3.0sec)にセットし(ステップ57)、ステップ58に進む。一方、ステップ55の答がNOで、F_TCYLLMT=0のとき、またはステップ56の答がNOで、F_DISCOK=1のときには、ステップ57をスキップし、ステップ58に進む。   In step 55 following step 34, 43, 48, 51 or 54, it is determined whether or not a limit execution flag F_TCYLLMT is “1”. If the answer is YES and the limit is being executed, it is determined whether or not the stratified combustion permission flag F_DISCOK is “0” (step 56). If the answer is YES and the stratified combustion execution condition is not satisfied, the timer value TAFDTOS of the down-count delay timer is set to a predetermined standby time TMAFDTOS (eg, 3.0 sec) (step 57), and step 58 Proceed to On the other hand, when the answer to step 55 is NO and F_TCYLLMT = 0, or when the answer to step 56 is NO and F_DISCOK = 1, step 57 is skipped and the process proceeds to step 58.

このステップ58では、上記ステップ57でセットしたディレイタイマのタイマ値TAFDTOSが値0であるか否かを判別する。この答がNOのときには、成層燃焼モードを禁止するために、成層燃焼モードフラグF_TAFDTOS0を「0」にセットし(ステップ59)、本処理を終了する。一方、この答がYESで、TAFDTOS=0のときには、成層燃焼モードフラグF_TAFDTOS0を「1」にセットし(ステップ60)、本処理を終了する。   In step 58, it is determined whether or not the timer value TAFDTOS of the delay timer set in step 57 is 0. When this answer is NO, in order to prohibit the stratified combustion mode, the stratified combustion mode flag F_TAFDTOS0 is set to “0” (step 59), and this process is terminated. On the other hand, if the answer is YES and TAFDTOS = 0, the stratified combustion mode flag F_TAFDTOS0 is set to “1” (step 60), and this process is terminated.

以上のように、上記ステップ55〜59から明らかなように、成層燃焼モードから均一燃焼モードへの切換パターンでのリミットが実行されている状態から、このリミットが終了した後、または成層燃焼の実行条件が成立した後、待機時間TMAFDTOSが経過するまでは、成層燃焼モードが禁止される。これにより、成層燃焼モードから均一燃焼モードへの切換時に、成層燃焼の実行条件の成立あるいはリミットの終了に応じて、燃焼モードが再び成層燃焼モードにすぐに切り換えられるのを防止することができる。   As described above, as apparent from the above steps 55 to 59, after the limit is executed in the switching pattern from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, after this limit is completed, or the execution of the stratified combustion is performed. After the condition is established, the stratified combustion mode is prohibited until the standby time TMAFDTOS elapses. Accordingly, when switching from the stratified combustion mode to the uniform combustion mode, it is possible to prevent the combustion mode from being immediately switched again to the stratified combustion mode in accordance with the establishment of the stratified combustion execution condition or the end of the limit.

また、燃焼モードの切換時(前記ステップ35:NO)には、前記ステップ40〜54により、そのときの切換パターンに応じて、第1〜第4のリミット値TCYLDS,TCYLDL,TCYLSD,TCYLLDのいずれかが算出され、算出されたリミット値によるリミットが実行される。そして、燃焼モードの切換後、リミット時間TMTCYLMTが経過すると(前記ステップ39:NO)、前記ステップ33および34により、リミットが終了される。   At the time of switching the combustion mode (step 35: NO), any one of the first to fourth limit values TCYLDS, TCYLDL, TCYLSD, and TCYLLD according to the switching pattern at that time is performed in steps 40 to 54. Is calculated, and the limit based on the calculated limit value is executed. When the limit time TMTCYLMT elapses after the combustion mode is switched (step 39: NO), the limit is terminated by steps 33 and 34.

なお、前述したように、ストイキ燃焼モードへの切換時にリミット時間TMTCYLMTとして用いられる第3および第4の所定時間TMTCYLMDSS,TMTCYLMDSは、TMTCYLMDSS<TMTCYLMDSの大小関係に設定されている。これは次の理由による。すなわち、前述したように、第4の所定時間TMTCYLMDSは、前記ステップ89および90により、車速VPまたはエンジン回転数NEが小さいとき、すなわち、エンジン3が低負荷運転状態にあるときのリミット時間TMTCYLMTとして用いられる。また、ストイキ燃焼モードでの低負荷運転中の吸入空気量は、成層燃焼モードのときよりも遥かに小さいことによって、低負荷運転状態でのストイキ燃焼モードへの切換時では、吸入空気量がストイキ燃焼モードに適した大きさになるのに特に時間がかかるので、その分、リミットの実行期間を延長するためである。   As described above, the third and fourth predetermined times TMTCYLMDSS and TMTCYLMDS used as the limit time TMTCYLMT when switching to the stoichiometric combustion mode are set to have a magnitude relationship of TMTCYLMDSS <TMTCYLMDS. This is due to the following reason. That is, as described above, the fourth predetermined time TMTCYLMDS is determined as the limit time TMTCYLMT when the vehicle speed VP or the engine speed NE is small, that is, when the engine 3 is in the low load operation state, according to the steps 89 and 90. Used. In addition, the intake air amount during low load operation in the stoichiometric combustion mode is much smaller than in the stratified combustion mode, so that the intake air amount is reduced when switching to the stoichiometric combustion mode in the low load operation state. This is in order to extend the limit execution period by that much amount of time because it takes a particularly long time to be suitable for the combustion mode.

また、第1〜第3の所定時間TMTCYLMSD,TMTCYLMLD,TMTCYLMDSS、および第5の所定時間TMTCYLMDLは、前述したように成層燃焼モードでのEGR制御弁16の目標バルブリフト量が均一燃焼モードの場合よりも大きいことと、EGR制御弁16の応答性を考慮し、実際のバルブリフト量が切換後の燃焼モードに適した値に確実に達するのに必要な時間としてそれぞれ設定されている。具体的には、均一燃焼モードへの切換時用の第3および第5の所定時間TMTCYLMDSS,TMTCYLMDLは、成層燃焼モードへの切換時用の第1および第2の所定時間TMTCYLMSD,TMTCYLMLDよりも短い時間に設定されている。これは、均一燃焼モードへの切換時におけるEGR制御弁16の閉弁時には、EGR制御弁16の弁体に、ステッピングモータによる閉じ側への駆動力に加えて、ばねによる閉じ側への反力がさらに作用するので、上記の弁体の閉弁に必要な時間が、開弁時間よりも短いためである。以上により、燃焼モードの切換時におけるEGR制御弁16の応答遅れの間、リミットを確実に実行することができる。   In addition, the first to third predetermined times TMTCYLMDS, TMTCYLMLD, TMTCYLMDSS, and the fifth predetermined time TMTCYLMDL are higher than those in the case where the target valve lift amount of the EGR control valve 16 in the stratified combustion mode is the uniform combustion mode as described above. And the time required for the actual valve lift amount to reach a value suitable for the combustion mode after switching is set in consideration of the largeness and the responsiveness of the EGR control valve 16. Specifically, the third and fifth predetermined times TMTCYLMDSS and TMTCYLMDL for switching to the uniform combustion mode are shorter than the first and second predetermined times TMTCYLMDSD and TMTCYLMLD for switching to the stratified combustion mode. Set to time. This is because when the EGR control valve 16 is closed at the time of switching to the uniform combustion mode, the valve body of the EGR control valve 16 is applied to the closing force by the spring in addition to the driving force to the closing side by the stepping motor. This is because the time required for closing the valve body is shorter than the valve opening time. As described above, the limit can be reliably executed during the response delay of the EGR control valve 16 at the time of switching the combustion mode.

次いで、図5の前記ステップ41で実行される、成層燃焼モードからストイキ燃焼モードへの切換時用の第1リミット値TCYLDSの算出処理について、図10および図11を参照しながら説明する。まず、ステップ110では、リミット実行フラグF_TCYLLMTが「1」であるか否かを判別する。この答がYESで、リミットを実行しているときには、それまでにセットされていた要求トルク領域外フラグF_TCYLDSPMの値を、その暫定フラグF_TCYLDSPMTMPにシフトする(ステップ111)。この要求トルク領域外フラグF_TCYLDSPMは、リミットの実行中に、要求トルクPMCMDが非常に大きくなったことを「1」で表すものである。一方、ステップ110の答がNO、すなわち、リミットを実行しておらず、今回のループがリミットを開始した最初のループであるときには、暫定フラグF_TCYLDSPMTMPを「0」にセットする(ステップ112)。   Next, the calculation process of the first limit value TCYLDS for switching from the stratified combustion mode to the stoichiometric combustion mode, which is executed in step 41 of FIG. 5, will be described with reference to FIGS. First, in step 110, it is determined whether or not a limit execution flag F_TCYLLMT is “1”. If the answer is YES and the limit is being executed, the value of the required torque region outside flag F_TCYLDSPM that has been set so far is shifted to the provisional flag F_TCYLDSPMTMP (step 111). This required torque region outside flag F_TCYLDSPM indicates that the required torque PMCMD has become very large during execution of the limit by “1”. On the other hand, if the answer to step 110 is NO, that is, if the limit is not executed and the current loop is the first loop that started the limit, the provisional flag F_TCYLDSPMTMP is set to “0” (step 112).

次に、ステップ113では、暫定フラグF_TCYLDSPMTMPが「1」であるか否かを判別する。この答がNOのときには、要求トルクPMCMDが、所定の上限トルクPMTCYLLG(例えば6.0kgf/cm2 )以下であるか否かを判別する(ステップ114)。この答がYESで、要求トルクPMCMDがあまり大きくないときには、暫定フラグF_TCYLDSPMTMPの値を、要求トルク領域外フラグF_TCYLDSPMにシフトする(ステップ115)。 Next, in step 113, it is determined whether or not the provisional flag F_TCYLDSPMTMP is “1”. If the answer is NO, it is determined whether or not the required torque PMCMD is equal to or less than a predetermined upper limit torque PMTCYLLG (for example, 6.0 kgf / cm 2 ) (step 114). If the answer is YES and the required torque PMCMD is not so large, the value of the provisional flag F_TCYLDSPMTMP is shifted to the required torque region outside flag F_TCYLDSPM (step 115).

次いで、運転状態ステータスNKENGCNDが「1」であるか否かを判別する(ステップ116)。この運転状態ステータスNKENGCNDは、エンジン3の運転状態を表すものであり、具体的には、エンジン3がアイドル運転状態のときに「1」に、高負荷運転状態のときに「2」に、低負荷運転状態のときに「3」に、それぞれセットされる。   Next, it is determined whether or not the operation state status NKENGCND is “1” (step 116). This operation state status NKENGCND represents the operation state of the engine 3, and specifically, it is “1” when the engine 3 is in the idle operation state, and “2” when the engine 3 is in the high load operation state. It is set to “3” in the load operation state.

このステップ116の答がYESで、NKENGCND=1のとき、すなわち、エンジン3がアイドル運転状態にあるときには、図5の前記ステップ38で初期化される切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCに応じて、図12の第1テーブルを検索することにより、アイドル運転時用の第1テーブル値KTCYLDSTを求め(ステップ117)、燃焼効率係数KTCLDSTとして設定する(ステップ118)。この第1テーブルでは、第1テーブル値KTCYLDSTは、タイマ値TTCYLMCが大きいほど、すなわち燃焼モードの切換後の経過時間が長いほど、徐々に大きくなるように設定され、タイマ値TTCYLMCが所定時間Tα(例えば2sec)以上のときには、最大値KTDSTMAX(例えば値1)に設定されている。   When the answer to this step 116 is YES and NKENGCND = 1, that is, when the engine 3 is in an idling operation state, it depends on the timer value TTCYLMC of the post-switching elapsed time timer initialized in the step 38 of FIG. The first table value KTCYLDST for idle operation is obtained by searching the first table of FIG. 12 (step 117) and set as the combustion efficiency coefficient KTCLST (step 118). In this first table, the first table value KTCYLDST is set to increase gradually as the timer value TTCYLMC is larger, that is, as the elapsed time after switching of the combustion mode is longer, and the timer value TTCYLMC is set to a predetermined time Tα ( For example, when it is equal to or longer than 2 sec), the maximum value KTDSTMAX (for example, value 1) is set.

一方、上記ステップ116の答がNOのときには、上記ステップ116〜118と同様に、ステップ119〜123において以下の処理を実行する。すなわち、ステップ119で、運転状態ステータスNKENGCNDが「2」であるか否かを判別し、この答がYESで、高負荷運転状態のときには、ステップ120および121で、切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCに応じて、図13に示す第2テーブルを検索することにより、高負荷運転時用の第2テーブル値KTCYLDST2を求め、燃焼効率係数KTCLDSTとして設定する。   On the other hand, when the answer to step 116 is NO, the following processing is executed in steps 119 to 123 as in steps 116 to 118. That is, at step 119, it is determined whether or not the operation state status NKENGCND is “2”. If the answer is YES and the high load operation state is established, the timer value of the elapsed time timer after switching is determined at steps 120 and 121. By searching the second table shown in FIG. 13 according to TTCYLMC, a second table value KTCYLDST2 for high load operation is obtained and set as the combustion efficiency coefficient KTCLLDST.

一方、ステップ119の答がNOで、低負荷運転状態のときには、ステップ122および123において、タイマ値TTCYLMCに応じて、図14に示す第3テーブルを検索することにより、低負荷運転時用の第3テーブル値KTCYLDST3を求め、燃焼効率係数KTCLDSTとして設定する。   On the other hand, when the answer to step 119 is NO and the vehicle is in a low load operation state, the third table shown in FIG. 14 is searched according to the timer value TTCYLMC in steps 122 and 123, thereby 3 The table value KTCYLDST3 is obtained and set as the combustion efficiency coefficient KTCLLDST.

上記の第2および第3のテーブルでは、第2および第3のテーブル値KTCYLDST2,KTCYLDST3は、タイマ値TTCYLMCが大きいほど、徐々に大きくなるように設定され、上述した第1テーブル値KTCYLDSTと同様、タイマ値TTCYLMCが上記の所定時間Tα以上のときには、上記の最大値KTDSTMAXに設定されている。また、この場合の第2および第3のテーブル値KTCYLDST2,KTCYLDST3の切換後の初期における増加度合は、第1テーブル値KTCYLDSTの場合よりも大きく設定されている。   In the second and third tables described above, the second and third table values KTCYLDST2 and KTCYLDST3 are set to gradually increase as the timer value TTCYLMC increases. Like the first table value KTCYLDST described above, When the timer value TTCYLMC is equal to or longer than the predetermined time Tα, the maximum value KTDSTMAX is set. In this case, the degree of increase in the initial stage after switching of the second and third table values KTCYLDST2 and KTCYLDST3 is set to be larger than that in the case of the first table value KTCYLDST.

次いで、前記ステップ118、121または123に続くステップ124では、図8のステップ104で設定したトルク変化量DPMTCLINに応じて、図15に示すKTCLDSPテーブルを検索することにより、トルク補正係数KTCLDSPを求める。このテーブルでは、トルク補正係数KTCLDSPは、トルク変化量DPMTCLINが第3所定値DP3(例えば1kgf/cm2 )以下では、最小値KTDSPMIN(例えば値1)に設定され、第3所定値DP3とこれよりも大きい第4所定値DP4(例えば4kgf/cm2 )との間では、トルク変化量DPMTCLINが大きいほど、より大きな値に設定され、第4所定値DP4以上では、最大値KTDSPMAX(例えば値2)に設定されている。 Next, in step 124 following step 118, 121 or 123, the torque correction coefficient KTCLDSP is obtained by searching the KTCLDSP table shown in FIG. 15 according to the torque change amount DPMTCLIN set in step 104 of FIG. In this table, the torque correction coefficient KTCLDSP is set to the minimum value KTDSPMIN (for example, value 1) when the torque change amount DPMTCLIN is equal to or less than the third predetermined value DP3 (for example, 1 kgf / cm 2 ). also large fourth predetermined value DP4 between (e.g. 4 kgf / cm 2), the larger the amount of change in torque DPMTCLIN, is set to a larger value, the fourth predetermined value DP4 above, the maximum value KTDSPMAX (for example, the value 2) Is set to

次いで、前記ステップ118、121または123で設定した燃焼効率係数KTCLDSTに、上記ステップ124で求めたトルク補正係数KTCLDSPを乗算することによって、第1燃焼効率パラメータKTCLDS(燃焼効率)を算出し(ステップ125)、後述するステップ130に進む。   Next, the first combustion efficiency parameter KTCLDS (combustion efficiency) is calculated by multiplying the combustion efficiency coefficient KTCLDST set in step 118, 121 or 123 by the torque correction coefficient KTCLDSP obtained in step 124 (step 125). ), The process proceeds to step 130 described later.

一方、前記ステップ113の答がYESで、F_TCYLDSPMTMP=1のとき、または前記ステップ114の答がNOで、PMCMD>PMTCYLLG、すなわち要求トルクPMCMDが非常に大きいときには、ステップ126〜129において、以下の処理を実行し、ステップ130に進む。すなわち、暫定フラグF_TCYLDSPMTMPを「1」にセットし、燃焼効率係数KTCLDSTおよびトルク補正係数KTCLDSPをそれぞれ値1に設定し、第1燃焼効率パラメータKTCLDSを所定値KTCLDSαに設定する。なお、この所定値KTCLDSαは、上記ステップ125で設定される第1燃焼効率パラメータKTCLDSよりも大きな値に設定されている。   On the other hand, when the answer to step 113 is YES and F_TCYLDSPMTMP = 1, or when the answer to step 114 is NO and PMCMD> PMTCYLLG, that is, the required torque PMCMD is very large, the following processing is performed at steps 126 to 129. And go to step 130. That is, the temporary flag F_TCYLDSPMTMP is set to “1”, the combustion efficiency coefficient KTCLDST and the torque correction coefficient KTCLDSP are each set to a value 1, and the first combustion efficiency parameter KTCLDS is set to a predetermined value KTCLDSα. The predetermined value KTCLDSα is set to a value larger than the first combustion efficiency parameter KTCLDS set in step 125.

上記のステップ130では、第1リミット値TCYLDSを、上記ステップ125または129で設定した第1燃焼効率パラメータKTCLDS、図8の前記ステップ96および105でそれぞれ設定した切換直前要求燃料噴射量TCYLMINI、およびトルク変化量補正項TCYLDPMを用いて、次式(1)により算出する。
TCYLDS=(TCYLMINI+TCYLDPM)・(1+KTCLDS) …… (1)
In step 130, the first limit value TCYLDS is set to the first combustion efficiency parameter KTCLDS set in step 125 or 129, the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching set in steps 96 and 105 in FIG. The change amount correction term TCYLDPM is used to calculate the following equation (1).
TCYLDS = (TCYLMINI + TCYLDPM) ・ (1 + KTCLDS) …… (1)

なお、燃焼効率は、燃焼モードの切換が実行されるような低負荷運転中では、成層燃焼モードよりも均一燃焼モードの方が低い。このため、前者から後者への燃焼モードの切換時には、燃焼効率が低下し、それに伴い、同一のトルクを出力するための要求燃料噴射量TCYLが増加する傾向にある。このため、上式(1)では、値1に第1燃焼効率パラメータKTCLDSを加算した値(1+KTCLDS)を、切換直前を基準とした燃焼効率の低下度合を表す値として設定し、これを乗算しており、それにより、第1リミット値TCYLDSがより大きな値に設定される。また、この場合の燃焼効率は、燃焼モードの切換後、時間が経過するにつれて次第に低下する。これに対応して、図12〜図14の第1〜第3のテーブルでは、前述したように、それぞれのテーブル値KTCYLDST,KTCYLDST2,KTCYLDST3が、切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCの増加に伴って、徐々に大きくなるように設定されている。これにより、上記の値(1+KTCLDS)を、燃焼モードの切換後の時間の経過に応じて変化する実際の燃焼効率に見合うように適切に設定することができる。   Note that the combustion efficiency is lower in the uniform combustion mode than in the stratified combustion mode during low-load operation in which switching of the combustion mode is performed. For this reason, when the combustion mode is switched from the former to the latter, the combustion efficiency decreases, and accordingly, the required fuel injection amount TCYL for outputting the same torque tends to increase. For this reason, in the above equation (1), a value (1 + KTCLDS) obtained by adding the first combustion efficiency parameter KTCLDS to the value 1 is set as a value representing the degree of decrease in combustion efficiency with reference to immediately before switching, and multiplied by this. Thereby, the first limit value TCYLDS is set to a larger value. Further, the combustion efficiency in this case gradually decreases as time passes after switching the combustion mode. Correspondingly, in the first to third tables of FIGS. 12 to 14, as described above, the respective table values KTCYLDST, KTCYLDST2, and KTCYLDST3 increase with the increase of the timer value TTCYLMC of the elapsed time timer after switching. Is set to gradually increase. As a result, the above value (1 + KTCLDS) can be appropriately set to match the actual combustion efficiency that changes with the passage of time after switching the combustion mode.

また、前述した図15のテーブルでは、トルク変化量DPMTCLINが第3所定値DP3よりも大きく、燃焼モードの切換後、要求トルクPMCMDが増加しているときには、トルク補正係数KTCLDSPはトルク変化量DPMTCLINが大きいほどより大きな値に設定されているので、これにより第1燃焼効率パラメータKTCLDSを増大補正し、要求燃料噴射量TCYLを増量補正することによって、運転者の加速要求を満たすことができる。   In the table of FIG. 15 described above, when the torque change amount DPMTCLIN is larger than the third predetermined value DP3 and the required torque PMCMD has increased after the combustion mode is switched, the torque correction coefficient KTCLDSP is equal to the torque change amount DPMTCLIN. Since the larger value is set to a larger value, the first combustion efficiency parameter KTCLDS is increased and corrected, and the required fuel injection amount TCYL is increased and corrected, thereby satisfying the driver's acceleration request.

さらに、前記ステップ112〜114および129により、リミットの実行中に一旦、要求トルクPMCMDが非常に大きくなると、その後リミットが終了するまで、第1燃焼効率パラメータKTCLDSが、ステップ125によって算出する場合よりも大きな所定値KTCLDSαに設定される。これにより、要求トルクPMCMDが非常に大きいときに、第1リミット値TCYLDSによるリミットを緩めて、より大きなエンジン3の出力トルクを確保することができる。   Furthermore, once the required torque PMCMD becomes very large during execution of the limit in steps 112 to 114 and 129, the first combustion efficiency parameter KTCLDS is calculated more than in the case where the first combustion efficiency parameter KTCLDS is calculated in step 125 until the limit ends thereafter. A large predetermined value KTCLDSα is set. As a result, when the required torque PMCMD is very large, the limit by the first limit value TCYLDS can be loosened to ensure a larger output torque of the engine 3.

次に、前記ステップ130に続く、ステップ131では、算出した第1リミット値TCYLDSが、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIよりも小さいか否かを判別する。この答がYESで、第1リミット値TCYLDSが切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIを下回ったときには、第1リミット値TCYLDSを切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIに設定し(ステップ132)、ステップ133に進む一方、NOのときには、そのままステップ133に進む。   Next, in step 131 following step 130, it is determined whether or not the calculated first limit value TCYLDS is smaller than the requested fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching. If the answer is YES and the first limit value TCYLDS falls below the fuel injection amount TCYLMINI just before switching, the first limit value TCYLDS is set to the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching (step 132), and the process proceeds to step 133. If NO, the process proceeds to step 133 as it is.

上記ステップ131および132の趣旨は次によるものである。すなわち、前述したように、均一燃焼モードへの燃焼モードの切換時では、燃焼効率が低下する傾向にあるので、通常、第1リミット値TCYLDSは、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIよりも大きくなり、ステップ131の答はNOになる。一方、低負荷運転状態においてエアコンなどの補機がONされることによって、均一燃焼モードに燃焼モードが切り換えられた後、そのリミット中にOFFされたような場合には、それに応じて要求トルクPMCMDが減少するのに伴い、トルク変化量補正項TCYLDPMが減少する結果、第1リミット値TCYLDSが過小に算出される場合がある。そのような第1リミット値TCYLDSをそのまま用いてリミットを実行すると、空燃比が極めてリーンになることで、燃焼が不安定になるおそれがある。ステップ131の判別は、このような事態を想定したものであり、第1リミット値TCYLDSが切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIを下回ったときに、ステップ132により第1リミット値TCYLDSを切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIに設定することによって、空燃比をリッチ側に維持することで、安定した燃焼を確保することができる。   The purpose of steps 131 and 132 is as follows. That is, as described above, since the combustion efficiency tends to decrease when the combustion mode is switched to the uniform combustion mode, the first limit value TCYLDS is usually larger than the required fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching, The answer to step 131 is NO. On the other hand, when the auxiliary mode such as an air conditioner is turned on in the low load operation state, and the combustion mode is switched to the uniform combustion mode and then turned off during the limit, the required torque PMCMD is accordingly changed. As the torque decreases, the torque change amount correction term TCYLDPM decreases, and as a result, the first limit value TCYLDS may be calculated too small. If the limit is executed using the first limit value TCYLDS as it is, the air-fuel ratio becomes extremely lean, and combustion may become unstable. The determination in step 131 assumes such a situation, and when the first limit value TCYLDS falls below the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching, the first limit value TCYLDS is determined to be the fuel injection required immediately before switching in step 132. By setting the amount to TCYLMINI, stable combustion can be ensured by maintaining the air-fuel ratio on the rich side.

上記ステップ133では、通常時要求燃料噴射量TCYLTが第1リミット値TCYLDSよりも大きいか否かを判別する(ステップ133)。この答がYESのときには、第1リミット値TCYLDSによるリミットの実行中であることを表すために、第1リミット値算出フラグF_TCYLDSを「1」にセットする(ステップ134)とともに、暫定フラグF_TCYLDSPMTMPの値を要求トルク領域外フラグF_TCYLDSPMにシフトし(ステップ135)、本処理を終了する。   In step 133, it is determined whether or not the normal required fuel injection amount TCYLT is larger than the first limit value TCYLDS (step 133). When the answer is YES, the first limit value calculation flag F_TCYLDS is set to “1” to indicate that the limit by the first limit value TCYLDS is being executed (step 134) and the value of the provisional flag F_TCYLDSPMTMP Is shifted to the required torque region outside flag F_TCYLDSPM (step 135), and this process is terminated.

一方、ステップ133の答がNOで、TCYLT≦TCYLDSのときには、通常時要求燃料噴射量TCYLTを第1リミット値TCYLDSとして設定する(ステップ136)。また、第1リミット値TCYLDSが通常時要求燃料噴射量TCYLT以上の関係になっていて、リミットを行えない状態であるので、第1リミット値TCYLDSの算出を終了させ、リミットを終了させるために、第1リミット値算出フラグF_TCYLDSを「0」にリセットする(ステップ137)とともに、暫定フラグF_TCYLDSPMTMPを「0」にリセットし(ステップ138)、上記ステップ135を実行し、本処理を終了する。   On the other hand, when the answer to step 133 is NO and TCYLT ≦ TCYLDS, the normal-time required fuel injection amount TCYLT is set as the first limit value TCYLDS (step 136). Also, since the first limit value TCYLDS is in a relationship that is greater than or equal to the normal required fuel injection amount TCYLT and cannot be limited, in order to end the calculation of the first limit value TCYLDS and end the limit, The first limit value calculation flag F_TCYLDS is reset to “0” (step 137), and the provisional flag F_TCYLDSPMTMP is reset to “0” (step 138). Then, the above step 135 is executed, and this process is terminated.

なお、図5の前記ステップ46で実行される、成層燃焼モードからリーン燃焼モードへの燃焼モードの切換時用の第2リミット値TCYLDLの算出処理については、上述した第1リミット値TCYLDSの算出処理とほぼ同様に行われる。その説明については省略する。また、前記ステップ47および48の第3および第4のリミット値TCYLSD,TCYLLDの算出処理は、ほぼ同様に行われる。以下、これらを代表して、リーン燃焼モードから成層燃焼モードへの燃焼モードの切換時用の後者TCYLLDの算出処理について、図16を参照しながら説明する。   Note that the calculation process of the second limit value TCYLDL for switching the combustion mode from the stratified combustion mode to the lean combustion mode, which is executed in step 46 of FIG. 5, is the above-described calculation process of the first limit value TCYLDS. Is done in much the same way. The description is omitted. Further, the third and fourth limit values TCYLSD and TCYLLD are calculated in substantially the same manner in the steps 47 and 48. Hereinafter, as a representative of these, the calculation process of the latter TCYLLD for switching the combustion mode from the lean combustion mode to the stratified combustion mode will be described with reference to FIG.

まず、ステップ150では、切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCに応じて、図17に示すKTCLLDテーブルを検索することにより、第4燃焼効率パラメータKTCLLD(燃焼効率)を求める。このテーブルでは、第4燃焼効率パラメータKTCLLDは、このタイマ値TTCYLMCが大きいほど、徐々に大きくなるように設定されている。   First, in step 150, the fourth combustion efficiency parameter KTCLLD (combustion efficiency) is obtained by searching the KTCLLD table shown in FIG. 17 according to the timer value TTCYLMC of the post-switching elapsed time timer. In this table, the fourth combustion efficiency parameter KTCLLD is set to gradually increase as the timer value TTCYLMC increases.

次いで、ステップ151において、第4リミット値TCYLLDを、上記の第4燃焼効率パラメータKTCLLD、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIおよびトルク変化量補正項TCYLDPMを用いて、次式(2)により算出する。
TCYLLD=(TCYLMINI+TCYLDPM)・(1-KTCLLD) …… (2)
Next, at step 151, the fourth limit value TCYLLD is calculated by the following equation (2) using the fourth combustion efficiency parameter KTCLLD, the fuel injection amount TCYLMMINI immediately before switching, and the torque change amount correction term TCYLDPM.
TCYLLD = (TCYLMINI + TCYLDPM) ・ (1-KTCLLD) …… (2)

なお、前述したように、均一燃焼モードから成層燃焼モードへの燃焼モードの切換時では、燃焼効率が上昇し、それに伴い、同一のトルクを出力するための要求燃料噴射量TCYLが減少する傾向にある。このため、上式(2)では、前式(1)と異なり、値1から第4燃焼効率パラメータKTCLLDを減算した値(1−KTCLLD)を、切換直前を基準とした燃焼効率の上昇度合を表す値として設定し、これを乗算しており、それにより、第4リミット値TCYLLDがより小さな値に設定される。また、この場合の燃焼効率は、燃焼モードの切換後、時間が経過するにつれて次第に上昇する。これに対応して、図17のテーブルでは、第4燃焼効率パラメータKTCLLDは、上述したように、切換後経過時間タイマのタイマ値TTCYLMCの増加に伴って、徐々に大きくなるように設定されている。これにより、上記の値(1−KTCLLD)を、燃焼モードの切換後の時間の経過に応じて変化する実際の燃焼効率に見合うように適切に設定することができる。   As described above, when the combustion mode is switched from the uniform combustion mode to the stratified combustion mode, the combustion efficiency increases, and accordingly, the required fuel injection amount TCYL for outputting the same torque tends to decrease. is there. For this reason, in the above formula (2), unlike the previous formula (1), the value obtained by subtracting the fourth combustion efficiency parameter KTCLLD from the value 1 (1-KTCLLD) is set as the degree of increase in the combustion efficiency with reference to immediately before switching. This is set as a value to be expressed and multiplied by this, whereby the fourth limit value TCYLLD is set to a smaller value. Further, the combustion efficiency in this case gradually increases as time elapses after the combustion mode is switched. Correspondingly, in the table of FIG. 17, the fourth combustion efficiency parameter KTCLLD is set to gradually increase as the timer value TTCYLMC of the post-switching elapsed time timer increases as described above. . Thereby, said value (1-KTCLLD) can be appropriately set so that it may correspond to the actual combustion efficiency which changes with progress of the time after switching of combustion mode.

次いで、算出した第4リミット値TCYLLDが、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIよりも大きいか否かを判別する(ステップ152)。この答がYESで、第4リミット値TCYLLDが切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIを上回ったときには、第4リミット値TCYLLDを切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIに設定し(ステップ153)、ステップ154に進む一方、NOのときには、そのままステップ154に進む。   Next, it is determined whether or not the calculated fourth limit value TCYLLD is larger than the requested fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching (step 152). If the answer is YES and the fourth limit value TCYLLD exceeds the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching, the fourth limit value TCYLLD is set to the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching (step 153), and the process proceeds to step 154. If NO, the process proceeds to step 154 as it is.

上記ステップ152および153の趣旨は、前記ステップ131および132の趣旨と同様である。すなわち、低負荷運転状態において補機がOFFされることによって燃焼モードが成層燃焼モードに切り換えられた後、そのリミット中に補機がONされたような場合には、それに応じて要求トルクPMCMDが増加するのに伴い、第4リミット値TCYLLDが過大に算出される場合がある。そのような第4リミット値TCYLLDをそのまま用いてリミットを実行すると、空燃比が極めてリッチになることで、燃焼が不安定になるおそれがある。ステップ152の判別は、このような事態を想定したものであり、第4リミット値TCYLLDが切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIを上回ったときに、ステップ153により第4リミット値TCYLLDを切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIに設定することによって、空燃比をリーン側に維持することで、安定した燃焼を確保することができる。   The purpose of steps 152 and 153 is the same as that of steps 131 and 132. That is, when the auxiliary machine is turned off in the low load operation state and the combustion mode is switched to the stratified combustion mode, and the auxiliary machine is turned on during the limit, the required torque PMCMD is accordingly increased. As the value increases, the fourth limit value TCYLLD may be excessively calculated. If the limit is executed using the fourth limit value TCYLLD as it is, the air-fuel ratio becomes extremely rich, which may cause unstable combustion. The determination at step 152 assumes such a situation, and when the fourth limit value TCYLLD exceeds the fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching, the fourth limit value TCYLLD is increased by the step 153 to request fuel injection immediately before switching. By setting the amount to TCYLMINI, stable combustion can be ensured by maintaining the air-fuel ratio on the lean side.

上記ステップ152または153に続くステップ154では、通常時要求燃料噴射量TCYLTが第4リミット値TCYLLDよりも小さいか否かを判別する。この答がYESのときには、第4リミット値TCYLLDによるリミットの実行中であることを表すために、第4リミット値算出フラグF_TCYLLDを「1」にセットし(ステップ155)、本処理を終了する。   In step 154 following step 152 or 153, it is determined whether or not the normal required fuel injection amount TCYLT is smaller than the fourth limit value TCYLLD. If the answer is YES, the fourth limit value calculation flag F_TCYLLD is set to “1” to indicate that the limit by the fourth limit value TCYLLD is being executed (step 155), and this process is terminated.

一方、ステップ154の答がNOで、TCYLT≧TCYLLDのときには、通常時要求燃料噴射量TCYLTを第4リミット値TCYLLDとして設定する(ステップ156)。また、第4リミット値TCYLLDが通常時要求燃料噴射量TCYLT以下の関係になっていて、リミットを行えない状態であるので、第4リミット値TCYLLDの算出を終了させ、リミットを終了させるために、第4リミット値算出フラグF_TCYLLDを「0」にセットし(ステップ157)、本処理を終了する。   On the other hand, when the answer to step 154 is NO and TCYLT ≧ TCYLLD, the normal-time required fuel injection amount TCYLT is set as the fourth limit value TCYLLD (step 156). In addition, since the fourth limit value TCYLLD is in a state where the normal fuel injection amount TCYLT is equal to or less than the normal time and the limit cannot be performed, the calculation of the fourth limit value TCYLLD is terminated and the limit is terminated. The fourth limit value calculation flag F_TCYLLD is set to “0” (step 157), and this process ends.

以上のように、本実施形態によれば、燃焼モードの切換時に、第1〜第4のリミット値TCYLDS,TCYLDL,TCYLSD,TCYLLDを、切換直前要求燃料噴射量TCYLMINIをベースとして算出するので、この切換前後においてトルクの急激な段差を生じることなく、燃焼モードの移行を滑らかに行うことができる。また、第1リミット値TCYLDSなどをトルク変化量補正項TCYLDPMに応じて算出するので、前述したように実吸入空気量に応じて算出される吸気行程噴射用および圧縮行程噴射用の要求燃料噴射量TCYL1STT,TCYL2NDTと異なり、切換直前からその時点までの実際の要求トルクPMCMDの変化分を良好に反映させながら、第1リミット値TCYLDSなどを急激に変動させることなく適切に設定できる。さらに、第1または第4の燃焼効率パラメータKTCLDS,KTCLLDに応じて、対応するリミット値を算出するので、これをそのときの実際の燃焼効率に応じた適切な値に設定できる。以上により、燃焼モードの切換時において、内燃機関の出力トルクを要求トルクに良好に一致させることができ、それにより、ドライバビリティを向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, when the combustion mode is switched, the first to fourth limit values TCYLDS, TCYLDL, TCYLSD, and TCYLLD are calculated based on the requested fuel injection amount TCYLMINI immediately before switching. The combustion mode can be smoothly shifted without causing a sharp torque step before and after switching. Further, since the first limit value TCYLDS and the like are calculated according to the torque change amount correction term TCYLDPM, the required fuel injection amount for the intake stroke injection and the compression stroke injection calculated according to the actual intake air amount as described above. Unlike TCYL1STT and TCYL2NDT, the first limit value TCYLDS or the like can be appropriately set without causing abrupt fluctuations while favorably reflecting the change in the actual required torque PMCMD from immediately before switching to that time. Furthermore, since the corresponding limit value is calculated according to the first or fourth combustion efficiency parameter KTCLDS, KTCLLD, it can be set to an appropriate value according to the actual combustion efficiency at that time. As described above, at the time of switching the combustion mode, the output torque of the internal combustion engine can be made to agree well with the required torque, thereby improving drivability.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、トルク変化量パラメータとして、トルク変化量補正項TCYLDPMを、要求トルクPMCMDの燃焼モードの切換直前から今回までの変化量を燃料量に換算した加算項として算出したが、トルク変化量パラメータは、これに限らず、要求トルクPMCMDの燃焼モードの切換直前から今回までの変化量を表すものであればよく、例えば、乗算される補正係数として算出してもよい。また、本発明は、クランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の筒内噴射式の内燃機関の制御装置に適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。   In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the torque change amount correction term TCYLDPM is calculated as the torque change amount parameter as an addition term obtained by converting the change amount from immediately before switching of the required torque PMCMD to the current time into the fuel amount. The quantity parameter is not limited to this, and any quantity parameter may be used as long as it represents the amount of change from immediately before the change of the combustion mode of the required torque PMCMD to this time. For example, the quantity parameter may be calculated as a correction coefficient to be multiplied. Further, the present invention can be applied to various industrial cylinder injection internal combustion engine control devices including a marine propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft arranged in a vertical direction. It is. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 制御装置
2 ECU(運転状態検出手段、要求燃料量算出手段、
要求トルク算出手段、記憶手段、トルク変化量パラメータ
算出手段、燃焼効率推定手段、切換時要求燃料量算出手段)
3 エンジン
22 クランク角センサ(運転状態検出手段)
24 エアフローセンサ(運転状態検出手段)
26 吸気管内絶対圧センサ(運転状態検出手段)
30 アクセル開度センサ(運転状態検出手段)
TCYL 要求燃料噴射量(要求燃料量)
PMCMD 要求トルク
TCYLMINI 切換直前要求燃料噴射量(燃焼モードが切り換えられる直前に算出
された要求燃料量)
TCYLDPM トルク変化量補正項(トルク変化量パラメータ)
KTCLDS 第1燃焼効率パラメータ(燃焼効率)
KTCLLD 第4燃焼効率パラメータ(燃焼効率)
TCYLDS 第1リミット値(切換時要求燃料量)
TCYLDL 第2リミット値(切換時要求燃料量)
TCYLSD 第3リミット値(切換時要求燃料量)
TCYLLD 第4リミット値(切換時要求燃料量)
1 Control device
2 ECU (operating state detecting means, required fuel amount calculating means,
Required torque calculation means, storage means, torque change parameter
(Calculation means, combustion efficiency estimation means, switching required fuel amount calculation means)
3 Engine
22 Crank angle sensor (operating state detection means)
24 Air flow sensor (operating state detection means)
26 Intake pipe absolute pressure sensor (operating state detection means)
30 accelerator opening sensor (operating state detection means)
TCYL Required fuel injection amount (Required fuel amount)
PMCMD Required torque TCYLMINI Requested fuel injection amount immediately before switching (calculated just before the combustion mode is switched)
Requested fuel amount)
TCYLDPM Torque change amount correction term (torque change parameter)
KTCLDS 1st combustion efficiency parameter (combustion efficiency)
KTCLLD 4th combustion efficiency parameter (combustion efficiency)
TCYLDS first limit value (required fuel amount at switching)
TCYLDL 2nd limit value (required fuel amount at switching)
TCYLSD third limit value (required fuel amount at switching)
TCYLLD 4th limit value (required fuel amount at switching)

Claims (1)

混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと均一燃焼させる均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、算出された要求燃料量に応じて燃料噴射量を制御する筒内噴射式の内燃機関の制御装置であって、
当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記要求燃料量を算出する要求燃料量算出手段と、
前記検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記内燃機関の要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
前記燃焼モードが切り換えられる直前に算出された前記要求燃料量を記憶する記憶手段と、
前記算出された要求トルクの前記燃焼モードの切換直前から今回までの変化量を表すトルク変化量パラメータを算出するトルク変化量パラメータ算出手段と、
前記内燃機関の燃焼効率を推定する燃焼効率推定手段と、
前記燃焼モードが切り換えられたときに、前記記憶された要求燃料量、前記算出された今回のトルク変化量パラメータ、および前記推定された今回の燃焼効率に応じて、前記要求燃料量として切換時要求燃料量を算出する切換時要求燃料量算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
An in-cylinder injection type internal combustion engine that operates by switching the combustion mode between a stratified combustion mode in which the air-fuel mixture is stratified combustion and a uniform combustion mode in which uniform combustion is performed, and controls the fuel injection amount in accordance with the calculated required fuel amount A control device,
Operating state detecting means for detecting the operating state of the internal combustion engine;
A required fuel amount calculating means for calculating the required fuel amount according to the detected operating state of the internal combustion engine;
Requested torque calculating means for calculating a required torque of the internal combustion engine according to the detected operating state of the internal combustion engine;
Storage means for storing the required fuel amount calculated immediately before the combustion mode is switched;
A torque change amount parameter calculating means for calculating a torque change amount parameter representing a change amount of the calculated required torque from immediately before switching to the combustion mode to this time;
Combustion efficiency estimating means for estimating the combustion efficiency of the internal combustion engine;
When the combustion mode is switched, the stored required fuel amount, the calculated current torque change parameter, and the estimated current combustion efficiency are used as the required fuel amount at the time of switching. A required fuel amount calculation means at the time of switching for calculating the fuel amount;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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