JP6001920B2 - Engine combustion control device - Google Patents
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Description
本発明は、筒内空気の一部を排気系に流出させて空燃比リッチ状態で燃焼させ、排気ガスは排気系に流出した空気と混合させることで触媒の浄化能力に対応した空燃比とするエンジンの燃焼制御装置に関する。 In the present invention, a part of the in-cylinder air is caused to flow into the exhaust system and burned in an air-fuel ratio rich state, and the exhaust gas is mixed with the air that has flowed into the exhaust system to obtain an air-fuel ratio corresponding to the purification capacity of the catalyst. The present invention relates to an engine combustion control device.
従来、エンジン始動後のファストアイドルでは、排気対策の観点から空燃比のリーン化と点火時期の遅角化が行われている。これは、空燃比をリーンにすることで排気ガス中のHC(炭化水素)の排出量が抑制され、点火時期を遅角化させることで排気温度の上昇による触媒の早期活性化を実現することができるためである。 Conventionally, in the fast idle after the engine is started, the air-fuel ratio is made lean and the ignition timing is retarded from the viewpoint of exhaust measures. This is to achieve an early activation of the catalyst by increasing the exhaust temperature by retarding the ignition timing by suppressing the amount of HC (hydrocarbon) emission in the exhaust gas by making the air-fuel ratio lean. It is because it can do.
しかし、ファストアイドルにおける空燃比のリーン化、及び点火時期の遅角化は燃焼の不安定化を招き、未燃料ガスの排出を助長してしまうため、リーン限界を超えない空燃比制御が要求される。 However, lean air-fuel ratio and retarded ignition timing in fast idling lead to instability of combustion and promote discharge of unfueled gas, so air-fuel ratio control that does not exceed the lean limit is required. The
又、最近の小排気量車、ハイブリッド車、CVT車等の車両では、燃費を向上させるために低回転高負荷運転領域が多用される傾向にある。又、低回転高負荷運転や最大負荷運転(WOT:Wide Open Throttle)ではノックが発生し易くなり、ノック発生時には点火時期を遅角させてノックを回避させる制御が行われるが、点火時期を遅角させるとトルク低下を招くことになる。 Further, in recent vehicles such as small displacement vehicles, hybrid vehicles, CVT vehicles, etc., there is a tendency that a low rotation and high load operation region is frequently used in order to improve fuel efficiency. In addition, knocking is likely to occur during low-rotation high-load operation or maximum load operation (WOT: Wide Open Throttle). When knocking occurs, control is performed to retard the ignition timing and avoid knocking. If this is done, the torque will decrease.
ファストアイドル時における燃焼の安定化を実現し、しかも、高負荷運転時のノック発生を有効に回避させる手段として、例えば特許文献1(特開2009−293424号公報)に開示されている技術を利用することが考えられる。この文献には、圧縮行程中に吸気弁或いは排気弁を一時的に開弁させて、気筒内の空気量の一部を吸気系或いは排気系に排出させる技術が開示されている。 For example, a technique disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-293424) is used as means for realizing stabilization of combustion at the time of fast idling and effectively avoiding knocking at the time of high load operation. It is possible to do. This document discloses a technique in which an intake valve or an exhaust valve is temporarily opened during a compression stroke so that a part of the air amount in the cylinder is discharged to the intake system or the exhaust system.
この技術を燃焼制御に適用すれば、吸気行程時に筒内に吸入される空気(以下、「筒内空気」と称する)の一部を吸気系或いは排気系へ流出させることで、実効圧縮比が低下されるため、結果として、点火時期を遅角させることなくノックを有効に回避させることができる。 If this technology is applied to combustion control, the effective compression ratio can be reduced by allowing a portion of the air that is sucked into the cylinder during the intake stroke (hereinafter referred to as “in-cylinder air”) to flow into the intake system or the exhaust system. As a result, knocking can be effectively avoided without retarding the ignition timing.
上述した文献に開示されている技術では、吸気弁と排気弁との双方が閉弁している状態で燃料が噴射されるため、気筒内に供給される燃料が吸気系或いは排気系に流出せず、従って、例えば排気弁を開弁させることで気筒内の空気の一部を排気系に排出させた場合、筒内の空燃比に対し、排気系の空燃比は流出した空気量の分だけリーンになる。 In the technique disclosed in the above-described document, since fuel is injected with both the intake valve and the exhaust valve closed, the fuel supplied into the cylinder flows out to the intake system or the exhaust system. Therefore, for example, when a part of the air in the cylinder is discharged to the exhaust system by opening the exhaust valve, for example, the air-fuel ratio of the exhaust system is equal to the amount of the outflowed air with respect to the air-fuel ratio in the cylinder. Become lean.
しかし、上述した文献には、気筒内の空燃比と排気系を流れる排気ガスの空燃比との関係が明確に記載されておらず、触媒を通過する排気ガスの空燃比リーン状態が継続された場合、酸素過多となり触媒浄化能力を充分に発揮させることができなくなる不都合がある。 However, the above-mentioned document does not clearly describe the relationship between the air-fuel ratio in the cylinder and the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust system, and the air-fuel ratio lean state of the exhaust gas passing through the catalyst has been continued. In this case, there is an inconvenience that oxygen excess is caused and the catalyst purification ability cannot be fully exhibited.
本発明は、上記事情に鑑み、触媒に流入する排気ガスの空燃比を適正に制御することができると共に、ファストアイドル時の燃焼の安定化を実現し、更に、低回転高負荷運転や最大負荷運転でのノックの発生を有効に回避することのできるエンジンの燃焼制御装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can appropriately control the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst, realizes stabilization of combustion at the time of fast idling, and further achieves low rotation high load operation and maximum load. An object of the present invention is to provide an engine combustion control device capable of effectively avoiding the occurrence of knocking during operation.
本発明による第1のエンジンの燃焼制御装置は、燃焼室と排気系との間を開閉させる空気排出弁と、前記空気排出弁を開閉動作させる排出弁駆動手段と、前記燃焼室内に燃料噴射する燃料噴射手段と、排気系に配設されている触媒と、前記排出弁駆動手段と前記燃料噴射手段とを動作させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記触媒の浄化能力に対応した空燃比となる燃料噴射量を設定する燃料噴射設定手段と、前記燃焼室内での燃焼により最大トルクを発揮することのできる筒内目標空燃比を求める筒内目標空燃比設定手段と、前記燃料噴射設定手段で算出した前記燃料噴射量と筒内目標空燃比設定手段で設定した前記筒内目標空燃比とに基づき、該筒内目標空燃比とするための要求排出空気量を設定する要求排出空気量設定手段と、前記要求排出空気量設定手段で設定した要求排出空気量に対応する駆動信号を前記排出弁駆動手段に出力して前記空気排出弁を所定タイミングで開弁動作させると共に、前記排出弁を閉弁させた後に前記燃料噴射設定手段で設定した前記燃料噴射量に対応する駆動信号を前記燃料噴射手段に出力する駆動制御手段と、エンジン運転状態が設定されている運転領域をファストアイドル領域と低負荷ノック領域と最大負荷領域と通常制御領域との何れかを判定する運転領域判定手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記運転領域判定手段が運転領域を前記ファストアイドル領域或いは前記低負荷ノック領域と判定した場合は前記排出弁の開弁タイミングを圧縮行程下死点を基準に設定し、前記最大負荷領域と判定した場合は前記排出弁の開弁タイミングを吸気行程上死点を基準に設定する。
本発明による第2のエンジンの燃焼制御装置は、燃焼室と排気系との間を開閉させる空気排出弁と、前記空気排出弁を開閉動作させる排出弁駆動手段と、前記燃焼室内に燃料噴射する燃料噴射手段と、排気系に配設されている触媒と、前記排出弁駆動手段と前記燃料噴射手段とを動作させる制御手段とを備え、前記制御手段は、前記触媒の浄化能力に対応した空燃比となる燃料噴射量を設定する燃料噴射設定手段と、前記燃焼室内での燃焼により最大トルクを発揮することのできる筒内目標空燃比を求める筒内目標空燃比設定手段と、前記燃料噴射設定手段で算出した前記燃料噴射量と筒内目標空燃比設定手段で設定した前記筒内目標空燃比とに基づき、該筒内目標空燃比とするための要求排出空気量を設定する要求排出空気量設定手段と、前記要求排出空気量設定手段で設定した要求排出空気量に対応する駆動信号を前記排出弁駆動手段に出力して前記空気排出弁を所定タイミングで開弁動作させると共に、前記排出弁を閉弁させた後に前記燃料噴射設定手段で設定した前記燃料噴射量に対応する駆動信号を前記燃料噴射手段に出力する駆動制御手段と、エンジン運転状態が設定されている運転領域をファストアイドル領域と低負荷ノック領域と最大負荷領域と通常制御領域との何れかを判定する運転領域判定手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記運転領域判定手段が運転領域を前記低負荷ノック領域と判定した場合は前記排出弁の開弁タイミングを圧縮行程下死点を基準に設定し、前記最大負荷領域、或いは、前記ファストアイドル領域において排気脈動により発生する負圧波が吸気行程における筒内圧力よりも低いと判定した場合は前記排出弁の開弁タイミングを吸気行程上死点を基準に設定する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a combustion control apparatus for an engine, an air discharge valve for opening and closing a combustion chamber and an exhaust system, discharge valve driving means for opening and closing the air discharge valve, and fuel injection into the combustion chamber. Fuel injection means, a catalyst disposed in the exhaust system, and control means for operating the exhaust valve driving means and the fuel injection means. The control means is an empty space corresponding to the purification capacity of the catalyst. A fuel injection setting means for setting a fuel injection amount to become the fuel ratio, a cylinder target air-fuel ratio setting means for obtaining a cylinder target air-fuel ratio capable of exhibiting a maximum torque by combustion in the combustion chamber, and the fuel injection setting A required exhaust air amount for setting a required exhaust air amount to obtain the in-cylinder target air-fuel ratio based on the fuel injection amount calculated by the means and the in-cylinder target air-fuel ratio set by the in-cylinder target air-fuel ratio setting means Setting means; A drive signal corresponding to the required exhaust air amount set by the required exhaust air amount setting means is output to the exhaust valve drive means to open the air exhaust valve at a predetermined timing, and close the exhaust valve. And a drive control means for outputting a drive signal corresponding to the fuel injection amount set by the fuel injection setting means to the fuel injection means, and an operation area where the engine operating state is set as a fast idle area and a low load knock. Driving region determining means for determining any one of a region, a maximum load region, and a normal control region, the drive control means, wherein the driving region determining means determines that the driving region is the fast idle region or the low load knock region. If it is determined, the opening timing of the discharge valve is set with reference to the bottom dead center of the compression stroke. If it is determined that the maximum load range, the opening timing of the discharge valve is set. Ing the set based on the intake stroke top dead center.
A combustion control apparatus for a second engine according to the present invention includes an air discharge valve that opens and closes between a combustion chamber and an exhaust system, discharge valve driving means that opens and closes the air discharge valve, and fuel injection into the combustion chamber. Fuel injection means, a catalyst disposed in the exhaust system, and control means for operating the exhaust valve driving means and the fuel injection means. The control means is an empty space corresponding to the purification capacity of the catalyst. A fuel injection setting means for setting a fuel injection amount to become the fuel ratio, a cylinder target air-fuel ratio setting means for obtaining a cylinder target air-fuel ratio capable of exhibiting a maximum torque by combustion in the combustion chamber, and the fuel injection setting A required exhaust air amount for setting a required exhaust air amount to obtain the in-cylinder target air-fuel ratio based on the fuel injection amount calculated by the means and the in-cylinder target air-fuel ratio set by the in-cylinder target air-fuel ratio setting means Setting means; A drive signal corresponding to the required exhaust air amount set by the required exhaust air amount setting means is output to the exhaust valve drive means to open the air exhaust valve at a predetermined timing, and close the exhaust valve. And a drive control means for outputting a drive signal corresponding to the fuel injection amount set by the fuel injection setting means to the fuel injection means, and an operation area where the engine operating state is set as a fast idle area and a low load knock. An operation region determination means for determining any of the region, the maximum load region, and the normal control region, and the drive control means, when the operation region determination means determines that the operation region is the low load knock region, The valve opening timing of the discharge valve is set based on the bottom dead center of the compression stroke, and the negative load generated by exhaust pulsation in the maximum load region or the fast idle region. Waves If it is determined to be lower than the cylinder pressure in the intake stroke is set to the reference intake stroke top dead center of the opening timing of the exhaust valve.
本発明によれば、触媒の浄化能力に対応した空燃比となる燃料噴射量と燃焼室内での燃焼により最大トルクを発揮することのできる筒内目標空燃比とに基づき、筒内目標空燃比とするための要求排出空気量を設定し、要求排出空気量に対応する空気量を排気系に排出させると共に、燃料噴射を空気の排出が終了した後に設定するようにしたので、筒内空気の一部を排気系に排出させる際に燃料が排気系に吹き抜けることがなく、相対的に筒内空燃比をリッチにすることができ、ファストアイドル時は燃焼が安定し、低回転高負荷運転や最大負荷運転でのノックの発生を有効に回避することができる。更に、排出空気は排気系に排出されているため燃焼ガスと混合することで、適正な空燃比となり良好な排気ガス浄化性能を得ることができる。 According to the present invention, the in-cylinder target air-fuel ratio and the in-cylinder target air-fuel ratio based on the fuel injection amount that becomes the air-fuel ratio corresponding to the purification ability of the catalyst and the in-cylinder target air-fuel ratio that can exhibit the maximum torque by combustion in the combustion chamber The required amount of exhaust air is set so that the amount of air corresponding to the required amount of exhaust air is discharged to the exhaust system, and fuel injection is set after the discharge of air is completed. When exhausting the exhaust system to the exhaust system, the fuel does not blow through the exhaust system, and the in-cylinder air-fuel ratio can be made relatively rich, combustion is stable during fast idling, low rotation high load operation and maximum It is possible to effectively avoid the occurrence of knocking during load operation. Further, since the exhaust air is exhausted to the exhaust system, mixing with the combustion gas provides an appropriate air-fuel ratio, and good exhaust gas purification performance can be obtained.
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1〜図13に本発明の第1実施形態を示す。図1の符号1はエンジン本体、2はピストン、3は燃焼室、4は吸気ポート、5は排気ポート、6は吸気弁、7は排気弁であり、吸気ポート4に連通する吸気通路8にスロットル弁9が介装され、この吸気通路8の上流にエアクリーナ10が配設されている。又、燃焼室3の頂面中央に、燃料噴射手段としての筒内直噴用インジェクタ11の噴孔が臨まされ、この燃焼室3の一側に点火プラグ12の発火部が臨まされている。又、排気ポート5には排気通路13が連通されてマフラ(図示せず)に連通されている。更に、排気通路13には排気ガスを浄化処理する触媒14が介装されている。
[First Embodiment]
1 to 13 show a first embodiment of the present invention. 1,
又、吸気弁6と排気弁7とが吸気カム15と排気カム16とによって所定タイミングで開閉動作される。この吸気カム15と排気カム16とが、吸気カム軸17と排気カム軸18とにそれぞれ軸着されており、吸気弁6と排気弁7とが、エンジンの回転に対して1/2の回転で開閉動作される。
The
この排気カム軸18に、可変バルブタイミング(VVT)機構19が配設されている。図2に示すように、このVVT機構19には排気カム軸18に対して同軸上に延出するVVT軸19aが設けられており、このVVT軸19aに排出弁駆動手段としての補助カム20が軸着されている。又、この補助カム20は排気カム16に隣接して配設されており、排気弁7のタペット7aに、排気カム16と共に摺接されている。
A variable valve timing (VVT)
VVT機構19は、油圧ソレノイド(或いは電磁ソレノイド)等のVVTアクチュエータ21から供給される作動圧(或いは作動信号)等により、補助カム20の回転位相を変化させるもので、補助カム20の回転位相が変化すると、この補助カム20によって開閉動作される排気弁7の開タイミングが可変制御される。図6〜図8に補助カム20による排気弁7の開弁タイミングを示す。
The
すなわち、補助カム20を進角させて、この補助カム20のカム山を排気カム16のカム山内まで移動させると、補助カム20が空転状態となる。又、図7に示すように補助カム20を圧縮行程側へ進角させると、排気弁7が圧縮行程初期に開弁される。更に、図8に示すように補助カム20を吸気行程側へ移動させると、排気弁7が吸気行程初期に開弁される。
That is, when the
圧縮行程初期に排気弁7が開弁されると、筒内に吸入された空気量の一部がピストン2の押圧力で排気系に排出される。又、吸気行程初期に排気弁7が開弁されると、筒内に吸入された空気量の一部が排気系の脈動を使用して排気系に排出される。従って、本実施形態では、補助カム20によって開弁する排気弁7が空気排出弁となる。
When the
圧縮行程初期に排気弁7を開弁した場合、ピストン2の押圧力で空気を排気系へ確実に排出させることができるが、混合気の吹き抜けを防止しようとした場合、噴射タイミングは、排気弁7が閉じた後に設定しなければならないので、運転領域によっては筒内で充分に気液混合させることができない場合が生じる。
When the
一方、吸気行程初期に排気弁7を開弁させれば、噴射タイミングの早期化が可能となり、充分に気液混合させることができる。しかし、筒内の空気を排気系に排出させるためには、排気系に発生する脈動圧(排気脈動圧)が筒内の圧力よりも低く無ければならないので、運転領域が限定される。そのため、本実施形態では、運転領域毎に補助カムの位相角を設定し、最適な空気の排出形態を選択するようにしている(詳細については後述する)。
On the other hand, if the
尚、図1の符号22はエアクリーナ10の直下流に配設されて、吸入空気量Qを計測する吸入空気量センサ、23は冷却水温Twを検出する水温センサ、24は触媒14の直上流に配設されて排気ガス中の酸素濃度(空燃比)を検出する空燃比検出手段としての空燃比センサである。
1 is disposed immediately downstream of the
各センサで検出した信号は制御手段としての電子制御ユニット(ECU)26に入力される。ECU26は、CPU,ROM、RAM等からなる周知のマイクロコンピュータを中心として構成されており、CPUに予め記憶されている制御プログラムに従い、筒内直噴用インジェクタ11を駆動するインジェクタ駆動回路27、及びVVTアクチュエータ21に対して駆動信号を出力する。尚、ECU26の入力側には上述した各センサ類以外に、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転数センサ25が接続されている。
Signals detected by the sensors are input to an electronic control unit (ECU) 26 as control means. The
ECU26は、図4(a)に示すように、エンジン回転数Neとエンジン負荷の代用である吸入空気量Qとに基づき、運転領域判定マップを参照して、ノックの発生する可能性の低い待機制御領域I、部分負荷運転であってもノックの発生する可能性の高い部分負荷ノック領域II、及び最大負荷(WOT)領域IIIを特定する。又、エンジン始動直後においては、同図(b)に示すように、冷却水温Twに基づき、エンジン温度(冷却水温Tw)ファストアイドル領域IVにあるか否かを調べる。尚、低回転高負荷運転は部分負荷ノック領域IIに含まれており、更に、WOT領域IIIの低回転側は低回転高負荷運転となる。
As shown in FIG. 4A, the
そして、ECU26は、各運転領域に応じて補助カム20の位相を制御し、排気弁7の開弁タイミングを可変させて、筒内の空燃比が目標空燃比となるように、排気系に排出される空気量(以下、「排出空気量」と称する)を調整する。
Then, the
このECU26で実行される補助カムの位相制御は、具体的には、図9に示す補助カム位相制御ルーチンに従って処理される。
Specifically, the auxiliary cam phase control executed by the
このルーチンは、エンジン始動後、設定演算周期毎に実行され、先ず、ステップS1で、吸入空気量センサ22で検出した吸入空気量Q、エンジン回転数センサ25で検出したエンジン回転数Ne、水温センサ23で検出した冷却水温Twを読込む。
This routine is executed every set calculation cycle after the engine is started. First, in step S1, the intake air amount Q detected by the intake
次いで、ステップS2へ進み、冷却水温Twと予め設定されているファストアイドル判定水温Toとを比較する。図4(b)に示すように、ファストアイドル判定水温Toは暖機完了温度であり、このファストアイドル判定水温To未満の水温領域がファストアイドル領域IVに設定されている。 Next, the process proceeds to step S2, and the cooling water temperature Tw is compared with a preset fast idle determination water temperature To. As shown in FIG. 4B, the fast idle determination water temperature To is the warm-up completion temperature, and the water temperature region below the fast idle determination water temperature To is set as the fast idle region IV.
そして、Tw≧Toの場合、ファストアイドル制御が終了していると判定し、ステップS3へ進む。一方、Tw<Toの場合、冷態始動後の暖機運転であるファストアイドル中と判定し、ステップS4へ分岐し、ファストアイドル制御を実行して、ステップS9へ進む。尚、ステップS4で実行されるファストアイドル制御については後述する。 If Tw ≧ To, it is determined that the fast idle control has ended, and the process proceeds to step S3. On the other hand, in the case of Tw <To, it is determined that fast idling, which is a warm-up operation after cold start, is branched to step S4, fast idle control is executed, and the process proceeds to step S9. The fast idle control executed in step S4 will be described later.
又、ステップS3へ進むと、吸入空気量Qとエンジン回転数Neとに基づき、運転領域判定マップを補間計算付で参照して運転領域を設定し、ステップS5へ進む。図4(a)に運転領域判定マップの概念を示す。同図に示すように、運転領域は、スロットル弁9がほぼ全開のWOT領域IIIと、部分負荷であってもノックの発生し易い部分負荷ノック領域II、ノックの発生する可能性の低い通常制御領域である待機領域Iに区分されている。尚、図中のNIDLは暖機完了後に設定されるアイドル回転数である。
Further, when proceeding to step S3, based on the intake air amount Q and the engine speed Ne, the operation region is set with reference to the operation region determination map with interpolation calculation, and the operation proceeds to step S5. FIG. 4A shows the concept of the driving region determination map. As shown in the figure, the operation area includes a WOT area III in which the
その後、ステップS5へ進み、現在の運転領域を判定する。そして、待機領域Iと判定された場合は、ステップS6へ進み、待機制御を実行して、ステップS9へ進む。部分負荷ノック領域IIと判定された場合は、ステップS7へ進み、部分負荷ノック制御を実行して、ステップS9へ進む。又、WOT領域IIIと判定された場合は、ステップS8へ進み、WOT制御を実行して、ステップS9へ進む。この各運転領域の制御については後述する。尚、上述したステップS3,S4での処理が本発明の運転領域判定手段に対応している。 Then, it progresses to step S5 and determines the present driving | operation area | region. And when it determines with the standby area | region I, it progresses to step S6, performs standby control, and progresses to step S9. If it is determined that the partial load knock region II is determined, the process proceeds to step S7, partial load knock control is executed, and the process proceeds to step S9. If it is determined that the region is the WOT region III, the process proceeds to step S8, WOT control is executed, and the process proceeds to step S9. The control of each operation region will be described later. In addition, the process in step S3, S4 mentioned above respond | corresponds to the driving | running | working area | region determination means of this invention.
そして、ステップS9へ進み、燃料噴射制御を実行してルーチンを抜ける。ステップS9では、ステップS6の待機制御を実行した後の処理では、通常の空燃比フィードバック制御を実行して、予め設定された空燃比に対応する燃料噴射量を所定のタイミングで筒内直噴用インジェクタ11から噴射させる。一方、ステップS4,S7,S8の何れかで運転領域毎の制御を実行した後の処理では、各ステップS4,S7,S8で求めた燃料噴射量TINJを、補助カム20による排気弁7の開弁期間が終了した直後を噴射開始タイミングとする噴射信号を出力して燃料を噴射させる。これにより、ステップS4,S7,S8の何れかで、補助カム20が排気弁7を開弁させても、燃料が排気系に吹き抜けることはない。
Then, the process proceeds to step S9, fuel injection control is executed, and the routine is exited. In step S9, in the processing after executing the standby control in step S6, normal air-fuel ratio feedback control is executed, and the fuel injection amount corresponding to the preset air-fuel ratio is used for in-cylinder direct injection at a predetermined timing. Inject from the
尚、上述したステップS9での処理、後述するファストアイドル制御サブルーチンのステップS25〜S27での処理、部分負荷ノック制御サブルーチンでのステップS34〜S36での処理、WOT制御サブルーチンのステップS44〜S46での処理が本発明の駆動制御手段に対応している。 The processing in step S9 described above, the processing in steps S25 to S27 of the fast idle control subroutine described later, the processing in steps S34 to S36 in the partial load knock control subroutine, and the steps S44 to S46 in the WOT control subroutine. The processing corresponds to the drive control means of the present invention.
(待機制御)
補助カム位相制御ルーチンのステップS6で処理する待機制御は、図10に示す待機制御サブルーチンで実行され、ステップS11で、カム位相角θCを予め設定されている初期待機角θINI[℃A]で設定する(θC←θINI)。尚、この初期待機角θINIが補助カム20の基準位相角(0[℃A])に設定されている。
(Standby control)
The standby control processed in step S6 of the auxiliary cam phase control routine is executed in the standby control subroutine shown in FIG. 10, and in step S11, the cam phase angle θC is set with a preset initial standby angle θINI [° C A]. (ΘC ← θINI). The initial standby angle θINI is set to the reference phase angle (0 [° C. A]) of the
そして、ステップS12へ進み、カム位相角θCに相当する駆動信号をVVTアクチュエータ21に出力し、ルーチンを抜ける。この初期待機角θINIは、補助カム20のカム山が、吸気弁6の開弁位置に移動するように設定されている。VVT機構19は、ECU26からの駆動信号に従い、ファストアイドルの補助カム20を排気弁7の開弁位置とほぼ同一のクランク角まで進角させる。その結果、図6に示すように、補助カム20のカム山は排気カム16のカム山内に移動して空転されるため、圧縮比=膨張比による空燃比フィードバック制御が行われ、吸気行程において噴射対象の気筒に対し、筒内直噴用インジェクタ11から所定に計量された燃料が噴射される。尚、空燃比フィードバック制御は周知であるため説明を省略する。
In step S12, a drive signal corresponding to the cam phase angle θC is output to the
又、本実施形態では、排気弁7が空気排出弁を兼用しているため、部品点数の簡素化を実現することができる。
In this embodiment, since the
(ファストアイドル制御)
補助カム位相制御ルーチンのステップS4で実行されるファストアイドル制御は、図11に示すファストアイドル制御サブルーチンに従って処理される。このサブルーチンでは、先ず、ステップS21で、冷却水温Twに基づき目標アイドル回転数NIDOを、目標アイドル回転数テーブルを参照して設定する。図4(b)に目標アイドル回転数テーブルの概念を示す。同図に示すように、ファストアイドル領域IVの目標アイドル回転数NIDOは、冷却水温Twが低い程高い目標アイドル回転数NIDOに設定されており、ファストアイドル判定水温Toに達した場合、この目標アイドル回転数NIDOは、通常のアイドル回転数NIDLに固定される。
(Fast idle control)
The fast idle control executed in step S4 of the auxiliary cam phase control routine is processed according to the fast idle control subroutine shown in FIG. In this subroutine, first, in step S21, the target idle speed NIDO is set based on the coolant temperature Tw with reference to the target idle speed table. FIG. 4B shows the concept of the target idle speed table. As shown in the figure, the target idle speed NIDO of the fast idle region IV is set to a higher target idle speed NIDO as the cooling water temperature Tw is lower. When the fast idle determination water temperature To is reached, this target idle speed NIDO is set. The rotational speed NIDO is fixed to the normal idle rotational speed NIDL.
そして、ステップS22へ進み、目標アイドル回転数NIDOに対応する燃料噴射量TINJを設定する。尚、空燃比は触媒14の排気浄化能力に対応した値であり、本実施形態ではストイキオ或いは、それよりもやや薄い弱リーンに設定されている。又、このステップでの処理が本発明の燃料噴射設定手段に対応している。
In step S22, the fuel injection amount TINJ corresponding to the target idle speed NIDO is set. Note that the air-fuel ratio is a value corresponding to the exhaust purification capacity of the
その後、ステップS23へ進み、最大トルクとなる筒内目標空燃比λINを、トルクマップを参照して設定する。このステップでの処理が本発明の筒内目標空燃比設定手段に対応している。 Thereafter, the process proceeds to step S23, and the in-cylinder target air-fuel ratio λIN that becomes the maximum torque is set with reference to the torque map. The processing in this step corresponds to the cylinder target air-fuel ratio setting means of the present invention.
図5に筒内空気量と筒内空燃比の逆数に相当する筒内当量比1/筒内λと筒内空気量との関係を示す。
FIG. 5 shows the relationship between the in-cylinder
筒内空気量と排気系に吹き抜ける排気空気量との和を吸入空気量センサ22で計測される吸入空気量Qとし、これと筒内直噴用インジェクタ11から噴射される燃料量を一定とした場合、排出空気量を増加させれば、当然筒内空気量が減少するため筒内空燃比はリッチになる。筒内空気量はノックを無視した場合の到達可能トルクとはほぼ比例しており、又、筒内当量比とノック発生のし易さとの関係もほぼ比例関係にある。その結果、排出空気量を徐々に増加させると、エンジントルクは、当初筒内当量比1/筒内λに沿って増加する。これは、空燃比がリッチ化させたことによりノックが発生し難くなり、その分、点火時期をMBT(Minimmum spark advance for Best Torque)方向へ進角させることができるためである。しかし、その後、更に排出空気量を増加させると筒内の空燃比がオーバリッチとなり、エンジントルクは筒内空気量の減少にほぼ比例して低下する。
The sum of the in-cylinder air amount and the exhaust air amount blown into the exhaust system is taken as the intake air amount Q measured by the intake
ステップS23では、筒内目標空燃比λINをリッチ化することによるトルク増加と、筒内空気量が減少することによるトルク減少との釣り合いから、点火時期の進角により最大トルクを得ることのできる筒内目標空燃比λINをマップ検索、或いは演算等から求める。 In step S23, the cylinder capable of obtaining the maximum torque by the advance of the ignition timing from the balance between the torque increase due to the enrichment of the cylinder target air-fuel ratio λIN and the torque decrease due to the decrease in the cylinder air amount. The internal target air-fuel ratio λIN is obtained from map search or calculation.
そして、ステップS24へ進み、吸入空気量Qとエンジン回転数Neと燃料噴射量TINJと筒内目標空燃比λINとに基づき、要求排出空気量QOUTを、次式から設定する。尚、このステップでの処理が本発明の要求排出空気量設定手段に対応している。 Then, the process proceeds to step S24, and the required exhaust air amount QOUT is set from the following equation based on the intake air amount Q, the engine speed Ne, the fuel injection amount TINJ, and the in-cylinder target air-fuel ratio λIN. The processing in this step corresponds to the required exhaust air amount setting means of the present invention.
QOUT←Q−QM …(1)
QM←TINJ・Ne/λIN …(2)
ここで、QMは筒内の目標空気量である。
QOUT ← Q-QM (1)
QM ← TINJ · Ne / λIN (2)
Here, QM is the target air amount in the cylinder.
その後、ステップS25へ進み、要求排出空気量QOUTに対応する補助カム20のカム位相角θBDC[℃A(クランク角)]を設定する。本実施形態では、ファストアイドル制御時のカム位相角θBDCを、圧縮行程下死点BDCを基準に設定している。このカム位相角θBDCを吸気行程上死点側へ遅角させると、排気弁7の開弁期間が一定であっても、ピストン2の上昇に伴う内圧上昇により、単位時間当たりの要求排出空気量QOUTが増加するため、この補助カム20のカム位相角θBDCを設定することで、最適な筒内空気量を得ることができる。尚、カム位相角θBDCを圧縮行程下死点BDCから吸気行程上死点側へ進角させると、排気弁7が開弁しても、筒内の圧力は未だ上昇していないため、実質的に排気弁7からの要求排出空気量QOUTを絞ることができる。
Thereafter, the process proceeds to step S25, and the cam phase angle θBDC [° C. A (crank angle)] of the
そして、ステップS26へ進み、カム位相角θBDCに基づき、上述した初期待機角θINIを基準角0[℃A]とするカム位相角θCに変換し(θC←f(θBDC))、ステップS27へ進み、カム位相角θCに相当する駆動信号をVVTアクチュエータ21に出力し、ルーチンを抜ける。
Then, the process proceeds to step S26, and based on the cam phase angle θBDC, the initial standby angle θINI described above is converted into the cam phase angle θC with the reference angle 0 [° C. A] (θC ← f (θBDC)), and the process proceeds to step S27. Then, a drive signal corresponding to the cam phase angle θC is output to the
VVT機構19は、ECU26からの駆動信号に従い、ファストアイドルの補助カム20の位相を圧縮行程下死点BDC付近まで遅角させる。その結果、排気弁7が圧縮行程下死点BDC付近で開弁されて要求排出空気量QOUTに相当する排出空気量が排気系へ排出される。そして、排気弁7が所定に閉弁された後、筒内直噴用インジェクタ11から燃料噴射量TINJの燃料が噴射され(図7参照)、筒内の混合気が最大トルクを得ることのできる筒内目標空燃比λINに設定される。その結果、ファストアイドル時の点火時期を従来よりも進角させることができ、燃焼の安定化により暖機性能、及び排ガス性能を向上させることができる。
The
そして、排気行程において筒内の燃焼ガス(排気ガス)が排気系に排出されると、圧縮行程下死点BDC付近で排出された排出空気と混合されるため、触媒14を通過する排気ガスはストイキオ或いは、弱リーンとなり、排気ガスを効率よく浄化させることができる。
When the combustion gas (exhaust gas) in the cylinder is discharged to the exhaust system in the exhaust stroke, it is mixed with the exhaust air discharged in the vicinity of the compression stroke bottom dead center BDC. Therefore, the exhaust gas passing through the
(部分負荷ノック制御)
補助カム位相制御ルーチンのステップS7で実行される部分負荷ノック制御は、図12に示す部分負荷ノック制御サブルーチンに従って処理される。
(Partial load knock control)
The partial load knock control executed in step S7 of the auxiliary cam phase control routine is processed according to the partial load knock control subroutine shown in FIG.
このサブルーチンでは、先ず、ステップS31で、燃料噴射量TINJを算出する。この燃料噴射量TINJは、吸入空気量Q、エンジン回転数Ne、冷却水温Tw、空燃比センサ24で検出した排気ガス中の空燃比A/F等のパラメータに基づき、周知の空燃比フィードバック制御によって求める。このステップでの処理が本発明の燃料噴射設定手段に対応している。
In this subroutine, first, in step S31, the fuel injection amount TINJ is calculated. This fuel injection amount TINJ is based on parameters such as the intake air amount Q, the engine speed Ne, the coolant temperature Tw, the air-fuel ratio A / F in the exhaust gas detected by the air-
そして、ステップS32へ進み、最大トルクとなる筒内目標空燃比λINを、上述したファストアイドルと同様、筒内目標空燃比λINをリッチ化することによるトルク増加と筒内空気量が減少することによるトルク減少との釣り合いから、点火時期の進角により最大トルクを得ることのできる筒内目標空燃比λINをトルクマップを参照し、或いは演算等から求める。このステップでの処理が、本発明の筒内目標空燃比設定手段に対応している。 Then, the process proceeds to step S32, where the in-cylinder target air-fuel ratio λIN, which is the maximum torque, is increased by increasing the in-cylinder target air-fuel ratio λIN, and the in-cylinder air amount is decreased, as in the case of the above-described fast idle. From the balance with the torque decrease, the in-cylinder target air-fuel ratio λIN at which the maximum torque can be obtained by the advance of the ignition timing is obtained by referring to the torque map or by calculation. The processing in this step corresponds to the cylinder target air-fuel ratio setting means of the present invention.
その後、ステップS33へ進み、吸入空気量Qとエンジン回転数Neと燃料噴射量TINJと筒内目標空燃比λINとに基づき、要求排出空気量QOUTを上述した(1)式から設定する。 Thereafter, the process proceeds to step S33, and the required exhaust air amount QOUT is set from the above-described equation (1) based on the intake air amount Q, the engine speed Ne, the fuel injection amount TINJ, and the in-cylinder target air-fuel ratio λIN.
その後、ステップS34へ進み、要求排出空気量QOUTに対応する補助カム20のカム位相角θBDC[℃A]を設定する。このカム位相角θBDCは、上述したファストアイドル制御と同様、圧縮行程下死点BDCを基準に設定される。
Thereafter, the process proceeds to step S34, and the cam phase angle θBDC [° C. A] of the
そして、ステップS35へ進み、カム位相角θBDCを、初期待機角θINIを基準角0[℃A]とするカム位相角θCに変換し(θC←f(θBDC))、ステップS36へ進み、カム位相角θCに相当する駆動信号をVVTアクチュエータ21に出力して、ルーチンを抜ける。
In step S35, the cam phase angle θBDC is converted into a cam phase angle θC having the initial standby angle θINI as the reference angle 0 [° C. A] (θC ← f (θBDC)). A drive signal corresponding to the angle θC is output to the
VVT機構19は、ECU26からの駆動信号に従い、部分負荷ノック領域II(図4参照)での補助カム20の位相を圧縮行程下死点BDC付近まで遅角させる。すると、図7に示すように、排気弁7が圧縮行程下死点BDC付近で開弁されて要求排出空気量QOUTに相当する排出空気量が排気系へ排出される。
The
そして、排気弁7が所定に閉弁された後、筒内直噴用インジェクタ11から筒内に、燃料噴射量TINJ分の燃料が噴射され、筒内の混合気は最大トルクを得ることのできるリッチな筒内目標空燃比λINに設定される。その結果、ノックの発生が抑制され、相対的に点火時期を進角させることができて、良好なエンジン出力を得ることができる。更に、燃焼の安定化により燃費を向上させることができる。
Then, after the
そして、排気行程において筒内の燃焼ガスが排気系に排出されると、圧縮行程下死点BDC付近で排出された排出空気と混合されて、触媒14を通過する排気ガスは、周知の空燃比フィードバック制御で設定されている目標空燃比となるため、良好に浄化処理される。
When the combustion gas in the cylinder is discharged to the exhaust system in the exhaust stroke, the exhaust gas mixed with the exhaust air discharged in the vicinity of the compression stroke bottom dead center BDC and passing through the
(WOT制御)
補助カム位相制御ルーチンのステップS8で実行されるWOT制御は、図13に示すWOT制御サブルーチンに従って処理される。
(WOT control)
The WOT control executed in step S8 of the auxiliary cam phase control routine is processed according to the WOT control subroutine shown in FIG.
このサブルーチンでは、先ず、ステップS41で、上述したステップS31と同様、空燃比フィードバック制御によって燃料噴射量TINJを求める。このステップでの処理が、本発明の燃料噴射設定手段に対応している。 In this subroutine, first, in step S41, the fuel injection amount TINJ is obtained by air-fuel ratio feedback control as in step S31 described above. The processing in this step corresponds to the fuel injection setting means of the present invention.
その後、ステップS42へ進み、最大トルクとなる筒内目標空燃比λINを、上述したファストアイドルと同様、筒内目標空燃比λINをリッチ化することによるトルク増加と筒内空気量が減少することによるトルク減少との釣り合いから、点火時期の進角により最大トルクを得ることのできる筒内目標空燃比λINをトルクマップを参照し、或いは演算等から求める。このステップでの処理が本発明の筒内目標空燃比設定手段に対応している。 Thereafter, the process proceeds to step S42, where the in-cylinder target air-fuel ratio λIN that is the maximum torque is increased by increasing the in-cylinder target air-fuel ratio λIN, and the in-cylinder air amount is decreased, as in the case of the above-described fast idle. From the balance with the torque decrease, the in-cylinder target air-fuel ratio λIN at which the maximum torque can be obtained by the advance of the ignition timing is obtained by referring to the torque map or by calculation. The processing in this step corresponds to the cylinder target air-fuel ratio setting means of the present invention.
次いで、ステップS43へ進み、吸入空気量Qとエンジン回転数Neと燃料噴射量TINJと筒内目標空燃比λINとに基づき、要求排出空気量QOUTを上述した(1)式から設定する。 Next, the routine proceeds to step S43, where the required exhaust air amount QOUT is set from the above-described equation (1) based on the intake air amount Q, the engine speed Ne, the fuel injection amount TINJ, and the in-cylinder target air-fuel ratio λIN.
その後、ステップS44へ進み、要求排出空気量QOUTに対応する補助カム20のカム位相角θTDC[℃A]を設定する。このカム位相角θTDCは、吸気行程上死点TDCを基準に設定される。
Thereafter, the process proceeds to step S44, and the cam phase angle θTDC [° C. A] of the
次いで、ステップS45へ進み、カム位相角θTDCを、初期待機角θINIを基準角0[℃A]とするカム位相角θCに変換し(θC←f(θTDC))、ステップS46へ進み、カム位相角θCに相当する駆動信号をVVTアクチュエータ21に出力し、ルーチンを抜ける。
Next, the process proceeds to step S45, where the cam phase angle θTDC is converted into the cam phase angle θC with the initial standby angle θINI as the reference angle 0 [° C. A] (θC ← f (θTDC)). A drive signal corresponding to the angle θC is output to the
VVT機構19は、ECU26からの駆動信号に従い、WOT領域III(図4参照)での補助カム20の位相を吸気行程上死点TDC付近まで遅角させる。すると、図8に示すように、排気弁7が吸気行程上死点TDC付近で開弁される。WOT領域IIIでは、排気脈動による負圧波が大きくなる(圧力が低くなる)ため、吸気行程であっても排気弁7を開弁させることで、筒内と排気系との差圧により筒内の空気を排気系に排出させることができる。
The
又、補助カム20の位相を吸気行程上死点TDCから排気行程側へ進角させれば、実質的に吸気行程での補助カム20による開弁期間が短くなるため、カム位相角θTDCを調整することで排出空気量を調整することができ、筒内の混合気を最大トルクを得ることのできる筒内目標空燃比λINに設定することができる。
Further, if the phase of the
更に、本実施形態では、燃料噴射タイミングを補助カム20による排気弁7の開弁期間が終了した直後に設定しているため、WOT領域IIIでは燃料噴射タイミングを吸気行程中に設定することができる。その結果、噴射燃料と空気とを筒内で充分に混合させて均質な混合気を生成することができるため、これにより等容度が向上し、熱効率をより一層向上させることができる。又、燃焼時の空燃比がリッチであるためノックの発生を有効に回避することができる。更に、ノックを有効に回避させることができるため、その分、点火時期を進角させることができ、良好なエンジン出力を得ることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the fuel injection timing is set immediately after the opening period of the
又、排気行程において排出された燃焼ガスは、排気系に排出されている排出空気と混合されるため、周知の空燃比フィードバック制御で設定されている目標空燃比に対応した値となり、触媒14にて良好に浄化処理される。
Further, since the combustion gas discharged in the exhaust stroke is mixed with the exhaust air discharged to the exhaust system, it becomes a value corresponding to the target air-fuel ratio set by the well-known air-fuel ratio feedback control, and the
尚、上述した実施形態ではファストアイドル領域IVでの補助カム20による排気弁7の開弁タイミングを圧縮行程下死点BDC付近に設定しているが、ファストアイドル時における排気脈動により発生する負圧波が、吸気行程における筒内の圧力より低い場合は、この補助カム20による開弁タイミングを吸気行程上死点TDC側に設定するようにしても良い。
In the above-described embodiment, the opening timing of the
[第2実施形態]
図14に本発明の第2実施形態を示す。上述した第1実施形態では、排気弁7を補助カム20で開弁させることで、筒内空気を排気系に排出させるようにしたが、本実施形態では、空気排出弁と排出弁駆動手段との機能が一体化されているアクチュエータ弁を直接開閉制御して、排出空気量を調整するようにしたものである。尚、第1実施形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を簡略化、或いは省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 14 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment described above, the in-cylinder air is discharged to the exhaust system by opening the
すなわち、本実施形態では、燃焼室3と、排気マニホルドの集合部と空燃比センサ24との間の排気通路13とを空気バイパス通路31で連通し、この空気バイパス通路31に電磁式、或いは油圧式によるアクチュエータ弁32を介装したものであり、このアクチュエータ弁32の開閉動作を、第1実施形態に示すECU26で制御する。
That is, in the present embodiment, the
ECU26で制御するアクチュエータ弁32の開閉タイミングは、上述の図11〜図13に示す各サブルーチンで求めた要求排出空気量QOUTに基づき、排気脈動による負圧波を利用可能な場合は、吸気行程でアクチュエータ弁32を開閉動作させる。又、排気脈動による負圧波が利用できない場合は、圧縮行程で開閉動作させる。
The opening / closing timing of the
本実施形態では、排出空気量をアクチュエータ弁32の開閉タイミングで調整するようにしたので、上述した第1実施形態の効果に加え、要求排出空気量QOUTに対応する空気量をより正確に排出させることができる。
In the present embodiment, since the exhaust air amount is adjusted by the opening / closing timing of the
尚、本発明は、上述した各実施形態に限るものではなく、例えば、運転領域マップのパラメータである吸入空気量Qに変えて、単位回転数当たりの吸入空気量(Q/Ne)をエンジン負荷の代用として用いても良い。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the intake air amount (Q / Ne) per unit rotational speed is changed to the engine load instead of the intake air amount Q which is a parameter of the operation region map. It may be used as a substitute for.
3…燃焼室、
7…排気弁、
8…吸気通路、
11…筒内直噴用インジェクタ、
13…排気通路、
14…触媒、
19…VVT機構、
20…補助カム、
21…アクチュエータ、
24…空燃比センサ、
26…電子制御ユニット、
27…インジェクタ駆動回路、
32…アクチュエータ弁、
QOUT…要求排出空気量、
TINJ…燃料噴射量、
θBDC,θC,θTDC…カム位相角、
λIN…筒内目標空燃比
3 ... combustion chamber,
7 ... Exhaust valve,
8 ... Intake passage,
11 ... In-cylinder direct injection injector,
13 ... exhaust passage,
14 ... Catalyst,
19 ... VVT mechanism,
20 ... auxiliary cam,
21 ... Actuator,
24 ... Air-fuel ratio sensor,
26: Electronic control unit,
27. Injector drive circuit,
32 ... Actuator valve,
QOUT: Required exhaust air volume,
TINJ ... Fuel injection amount,
θBDC, θC, θTDC ... cam phase angle,
λIN: In-cylinder target air-fuel ratio
Claims (2)
前記空気排出弁を開閉動作させる排出弁駆動手段と、
前記燃焼室内に燃料噴射する燃料噴射手段と、
排気系に配設されている触媒と、
前記排出弁駆動手段と前記燃料噴射手段とを動作させる制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記触媒の浄化能力に対応した空燃比となる燃料噴射量を設定する燃料噴射設定手段と、
前記燃焼室内での燃焼により最大トルクを発揮することのできる筒内目標空燃比を求める筒内目標空燃比設定手段と、
前記燃料噴射設定手段で算出した前記燃料噴射量と筒内目標空燃比設定手段で設定した前記筒内目標空燃比とに基づき、該筒内目標空燃比とするための要求排出空気量を設定する要求排出空気量設定手段と、
前記要求排出空気量設定手段で設定した要求排出空気量に対応する駆動信号を前記排出弁駆動手段に出力して前記空気排出弁を所定タイミングで開弁動作させると共に、前記排出弁を閉弁させた後に前記燃料噴射設定手段で設定した前記燃料噴射量に対応する駆動信号を前記燃料噴射手段に出力する駆動制御手段と、
エンジン運転状態が設定されている運転領域をファストアイドル領域と低負荷ノック領域と最大負荷領域と通常制御領域との何れかを判定する運転領域判定手段と
を備え、
前記駆動制御手段は、前記運転領域判定手段が運転領域を前記ファストアイドル領域或いは前記低負荷ノック領域と判定した場合は前記排出弁の開弁タイミングを圧縮行程下死点を基準に設定し、前記最大負荷領域と判定した場合は前記排出弁の開弁タイミングを吸気行程上死点を基準に設定することを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
An air discharge valve that opens and closes between the combustion chamber and the exhaust system;
A discharge valve driving means for opening and closing the air discharge valve;
Fuel injection means for injecting fuel into the combustion chamber;
A catalyst disposed in the exhaust system;
Control means for operating the discharge valve driving means and the fuel injection means,
The control means includes
Fuel injection setting means for setting a fuel injection amount to be an air-fuel ratio corresponding to the purification capacity of the catalyst;
In-cylinder target air-fuel ratio setting means for obtaining an in-cylinder target air-fuel ratio capable of exhibiting maximum torque by combustion in the combustion chamber;
Based on the fuel injection amount calculated by the fuel injection setting means and the in-cylinder target air-fuel ratio set by the in-cylinder target air-fuel ratio setting means, a required exhaust air amount for setting the in-cylinder target air-fuel ratio is set. Required discharge air amount setting means,
A drive signal corresponding to the required exhaust air amount set by the required exhaust air amount setting means is output to the exhaust valve drive means to open the air exhaust valve at a predetermined timing and close the exhaust valve. A drive control means for outputting a drive signal corresponding to the fuel injection amount set by the fuel injection setting means to the fuel injection means ;
An operation region determination means for determining one of a fast idle region, a low load knock region, a maximum load region, and a normal control region as an operation region in which the engine operation state is set ;
The drive control means sets the valve opening timing of the discharge valve based on the compression stroke bottom dead center when the operation area determination means determines the operation area as the fast idle area or the low load knock area, A combustion control apparatus for an engine, characterized in that when it is determined as a maximum load region, the valve opening timing of the exhaust valve is set based on an intake stroke top dead center .
前記空気排出弁を開閉動作させる排出弁駆動手段と、
前記燃焼室内に燃料噴射する燃料噴射手段と、
排気系に配設されている触媒と、
前記排出弁駆動手段と前記燃料噴射手段とを動作させる制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記触媒の浄化能力に対応した空燃比となる燃料噴射量を設定する燃料噴射設定手段と、
前記燃焼室内での燃焼により最大トルクを発揮することのできる筒内目標空燃比を求める筒内目標空燃比設定手段と、
前記燃料噴射設定手段で算出した前記燃料噴射量と筒内目標空燃比設定手段で設定した前記筒内目標空燃比とに基づき、該筒内目標空燃比とするための要求排出空気量を設定する要求排出空気量設定手段と、
前記要求排出空気量設定手段で設定した要求排出空気量に対応する駆動信号を前記排出弁駆動手段に出力して前記空気排出弁を所定タイミングで開弁動作させると共に、前記排出弁を閉弁させた後に前記燃料噴射設定手段で設定した前記燃料噴射量に対応する駆動信号を前記燃料噴射手段に出力する駆動制御手段と、
エンジン運転状態が設定されている運転領域をファストアイドル領域と低負荷ノック領域と最大負荷領域と通常制御領域との何れかを判定する運転領域判定手段と
を備え、
前記駆動制御手段は、前記運転領域判定手段が運転領域を前記低負荷ノック領域と判定した場合は前記排出弁の開弁タイミングを圧縮行程下死点を基準に設定し、前記最大負荷領域、或いは、前記ファストアイドル領域において排気脈動により発生する負圧波が吸気行程における筒内圧力よりも低いと判定した場合は前記排出弁の開弁タイミングを吸気行程上死点を基準に設定することを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。 An air discharge valve that opens and closes between the combustion chamber and the exhaust system;
A discharge valve driving means for opening and closing the air discharge valve;
Fuel injection means for injecting fuel into the combustion chamber;
A catalyst disposed in the exhaust system;
Control means for operating the discharge valve driving means and the fuel injection means,
The control means includes
Fuel injection setting means for setting a fuel injection amount to be an air-fuel ratio corresponding to the purification capacity of the catalyst;
In-cylinder target air-fuel ratio setting means for obtaining an in-cylinder target air-fuel ratio capable of exhibiting maximum torque by combustion in the combustion chamber;
Based on the fuel injection amount calculated by the fuel injection setting means and the in-cylinder target air-fuel ratio set by the in-cylinder target air-fuel ratio setting means, a required exhaust air amount for setting the in-cylinder target air-fuel ratio is set. Required discharge air amount setting means,
A drive signal corresponding to the required exhaust air amount set by the required exhaust air amount setting means is output to the exhaust valve drive means to open the air exhaust valve at a predetermined timing and close the exhaust valve. A drive control means for outputting a drive signal corresponding to the fuel injection amount set by the fuel injection setting means to the fuel injection means ;
An operation region determination means for determining one of a fast idle region, a low load knock region, a maximum load region, and a normal control region as an operation region in which the engine operation state is set ;
The drive control means sets the valve opening timing of the discharge valve based on the compression stroke bottom dead center when the operation area determination means determines the operation area as the low load knock area, and the maximum load area, or When the negative pressure wave generated by exhaust pulsation in the fast idle region is determined to be lower than the in-cylinder pressure in the intake stroke, the valve opening timing of the exhaust valve is set based on the intake stroke top dead center. combustion control device to Rue engine.
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