JP2002188445A - Control system for autoignition/spark ignition type internal combustion engine - Google Patents

Control system for autoignition/spark ignition type internal combustion engine

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JP2002188445A JP2000387081A JP2000387081A JP2002188445A JP 2002188445 A JP2002188445 A JP 2002188445A JP 2000387081 A JP2000387081 A JP 2000387081A JP 2000387081 A JP2000387081 A JP 2000387081A JP 2002188445 A JP2002188445 A JP 2002188445A
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幸大 吉沢
Yasunori Iwakiri
保憲 岩切
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine which maintains stable and high efficiency of autoignition combustion, despite deterioration and changes due to time passage, dispersion in production or the like. SOLUTION: A combustion condition detection part 2 is provided with sensors to detect combustion conditions, detects a first parameter correlating to the knocking strength and detects a second parameter correlating to the stability of combustion. An ECU 3 is provided with a first autoignition limit determining part 9 for determining whether it is possible to continue autoignition combustion based on the first parameter, a a second autoignition limit determining part 10 for determining whether it is possible to continue autoignition combustion based on the second parameter, and a combustion pattern determining part 5 for switching combustion styles from autoignition to spark ignition, when the autoignition limit determining parts 9, 10 have determined that it is not possible to continue autoignition combustion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、運転条件によって
火花点火燃焼と自己着火燃焼とを使い分ける自己着火・
火花点火式内燃機関の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a self-ignition engine which selectively uses spark ignition combustion and self-ignition combustion depending on operating conditions.
The present invention relates to a control device for a spark ignition type internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧縮により高温高圧となった混合気が自
己着火して燃焼開始する自己着火燃焼は、燃焼室の多点
で燃焼が開始されるため燃焼速度が速く、通常の火花点
火燃焼に比べて空燃比がリーンな状態でも安定した燃焼
を実現することができる。このため、燃料消費率の向上
が可能であり、また空燃比がリーンなため燃焼温度が低
下することから、排気ガス中のNOx を大幅に低減す
ることもできる。また燃料と空気を十分に予混合してお
けば、空燃比がより均一となり、更にNOx を低減す
ることができる。
2. Description of the Related Art Self-ignition combustion, in which a mixture which has become high temperature and high pressure by compression self-ignites and starts combustion, starts combustion at multiple points in a combustion chamber, so that the combustion speed is high, so that normal spark ignition combustion is performed. In comparison, stable combustion can be achieved even when the air-fuel ratio is lean. For this reason, it is possible to improve the fuel consumption rate, and because the air-fuel ratio is lean, the combustion temperature is reduced. Can also be significantly reduced. If the fuel and air are sufficiently premixed, the air-fuel ratio becomes more uniform, and the NOx Can be reduced.

【0003】また、高回転、高負荷領域では通常の火花
点火燃焼を行わせ、低回転、低中負荷領域では火花点火
燃焼から自己着火燃焼に燃焼形態を切り替えることによ
って、高回転、高負荷時の高出力確保と、低回転、低中
負荷時の燃料消費率向上、NOxの低減化の両立を図る
ことができる。
[0003] In the high-speed, high-load region, normal spark ignition combustion is performed. In the low-speed, low-medium-load region, the combustion mode is switched from spark ignition combustion to self-ignition combustion. , High output, low fuel consumption at low rotation and low medium load, and reduction of NOx.

【0004】2サイクル型の火花点火式内燃機関の分野
では、部分負荷時における燃料不安定を解消すると共
に、HC(未燃炭化水素)排出量の低減を図るために、
燃焼室内における自己着火燃焼を積極的に利用した技術
が提案されている。
In the field of a two-cycle type spark ignition type internal combustion engine, in order to eliminate fuel instability at the time of partial load and to reduce HC (unburned hydrocarbon) emission,
A technique that actively utilizes self-ignition combustion in a combustion chamber has been proposed.

【0005】例えば、特開平7−71279号公報に
は、低負荷時に排気通路の一部を遮断することによって
シリンダ内の残留ガス濃度を高めて、圧縮行程開始時の
シリンダ内圧や温度を高め、自己着火の燃焼時期を制御
する技術が開示されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-71279 discloses that a part of the exhaust passage is closed at a low load to increase the residual gas concentration in the cylinder, thereby increasing the cylinder pressure and temperature at the start of the compression stroke. A technique for controlling the combustion timing of self-ignition has been disclosed.

【0006】自己着火燃焼を安定して起こさせるには、
圧縮上死点付近で作動ガスの温度と圧力があるレベル以
上になる必要がある。その手段として、上記従来例のよ
うにEGRガスの大量使用と高圧縮比化とを併用した
り、単に圧縮比を高めることにより、筒内温度と筒内圧
力とがあるレベル以上になるような燃焼パラメータをあ
らかじめ定め、負荷に応じてそのパラメータになるよう
に制御を行っている。
In order to stably cause self-ignition combustion,
It is necessary that the temperature and the pressure of the working gas become higher than a certain level near the compression top dead center. As means therefor, a large amount of EGR gas is used in combination with a high compression ratio as in the above-described conventional example, or simply by increasing the compression ratio, the cylinder temperature and the cylinder pressure become higher than a certain level. Combustion parameters are determined in advance, and control is performed so as to be the parameters according to the load.

【0007】自己着火燃焼は燃焼パラメータの影響を強
く受ける。空燃比を例に取ると、空燃比が目標空燃比よ
りもリッチになると燃焼が急激になりノッキングを引き
起こす。また空燃比が目標空燃比よりもリーンになると
燃焼が不安定になり、運転性の悪化を引き起こす。従っ
て、各燃焼パラメータを目標値に制御する必要がある。
Autoignition combustion is strongly affected by combustion parameters. Taking the air-fuel ratio as an example, when the air-fuel ratio becomes richer than the target air-fuel ratio, the combustion becomes sharp and knocking occurs. Further, when the air-fuel ratio becomes leaner than the target air-fuel ratio, combustion becomes unstable, causing deterioration in drivability. Therefore, it is necessary to control each combustion parameter to a target value.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の自己着火燃焼をする火花点火式内燃機関にあ
っては、内燃機関使用過程におけるデポやすすの燃焼室
への堆積により問題が生じる。
However, in such a conventional spark ignition type internal combustion engine which performs self-ignition combustion, a problem arises due to the accumulation of deposits and soot in the combustion chamber in the process of using the internal combustion engine.

【0009】デポやすすが燃焼室の壁面に堆積するとノ
ッキングが生じ易くなり、要求オクタン価が上がる(S
AE Trans Vol.64,P76,195
6)。このため、あらかじめ定められた燃焼パラメー
タ、例えば従来例では排気通路の絞りの度合いであり、
一般的な自己着火燃焼では、空燃比やEGR量、圧縮比
などがパラメータであるが、それがそのままですすやデ
ポの堆積がおきると、エンジンがノッキングを起こす可
能性がある。
If the deposit or soot is deposited on the wall of the combustion chamber, knocking is likely to occur, and the required octane value increases (S
AE Trans Vol. 64, P76, 195
6). For this reason, a predetermined combustion parameter, for example, the degree of throttle of the exhaust passage in the conventional example,
In general self-ignition combustion, the air-fuel ratio, the EGR amount, the compression ratio, and the like are parameters. However, if so-called soot or deposition of deposits occurs, the engine may knock.

【0010】また、エンジン使用過程を模擬してデポや
すすが堆積した状態での空燃比と発生トルクの関係か
ら、あらかじめエンジンの制御パラメータを定めるよう
にすると、工場から出荷されるような新品の状態ではデ
ポやすすが堆積していないため、自己着火は生じにく
く、エンジンの燃焼が不安定になり、そのままでは工場
から出荷できない状態となる。
Further, if the control parameters of the engine are determined in advance from the relationship between the air-fuel ratio and the generated torque in a state where deposits and soot are deposited by simulating the process of using the engine, new products such as those shipped from a factory can be obtained. In this state, since no deposit or soot is deposited, self-ignition is unlikely to occur, and the combustion of the engine becomes unstable.

【0011】このように、従来例では、デポやすすが堆
積するとノッキングが生じてしまうという構成になって
いたため、ノッキングが生じることによる騒音が不快で
あるばかりか、熱的な負荷増大によるエンジン劣化や機
械的な圧力負荷増大によるエンジン劣化が生じる可能性
があるという問題点があった。
As described above, in the conventional example, knocking occurs when deposits and soot are deposited, so that not only the noise caused by knocking is unpleasant, but also engine deterioration due to an increase in thermal load. In addition, there is a problem that the engine may be deteriorated due to an increase in mechanical pressure load.

【0012】また市販エンジンにおいては生産バラツキ
等により、各エンジン毎に圧縮比が若干異なる可能性が
ある。あるいはエンジンのウォータジャケットのバラツ
キ等により、各エンジン毎に燃焼室温度が異なる可能性
がある。このような場合には、各エンジン毎に目標燃焼
パラメータが異なり、バラツキ幅の大きいエンジンにお
いては、燃焼不安定あるいはノッキングが生じるという
問題点があった。
In commercial engines, the compression ratio may be slightly different for each engine due to production variations and the like. Alternatively, the temperature of the combustion chamber may be different for each engine due to variations in the water jacket of the engine and the like. In such a case, the target combustion parameter differs for each engine, and there is a problem that combustion instability or knocking occurs in an engine having a large variation width.

【0013】また1つのエンジンを考えた場合におい
て、上述した理由により各気筒毎に圧縮比、燃焼室温度
が異なる可能性がある。このような場合においても、各
気筒毎に目標燃焼パラメータが異なり、バラツキ幅の大
きい気筒では、燃焼不安定あるいはノッキングが生じる
という問題点があった。
When one engine is considered, there is a possibility that the compression ratio and the combustion chamber temperature differ for each cylinder for the above-described reason. Even in such a case, there is a problem that a target combustion parameter differs for each cylinder, and combustion instability or knocking occurs in a cylinder having a large variation width.

【0014】また、火花点火エンジンにおいては、エン
ジンやノックセンサ等の特性上のバラツキや経時変化等
に対処する技術として、特開平8−151951号公報
記載の技術が知られている。この技術によれば、定常運
転状態におけるノックセンサの検出値に基づいて、ノッ
キング判定レベルの補正値や点火時期補正等を変更して
いる。
In a spark ignition engine, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-151951 is known as a technique for coping with variations in characteristics of the engine, knock sensor, and the like, changes over time, and the like. According to this technique, the correction value of the knock determination level, the ignition timing correction, and the like are changed based on the detection value of the knock sensor in the steady operation state.

【0015】自己着火燃焼は運転条件において、ノッキ
ングが問題となる場合と燃焼安定度が問題となる場合が
存在する。従って、上記技術を自己着火燃焼に適用した
場合には、燃焼パラメータが目標燃焼パラメータに制御
できずに、燃費、エミッション等の燃焼性能が悪化する
という問題点があった。
In the self-ignition combustion, there are a case where knocking becomes a problem and a case where combustion stability becomes a problem under operating conditions. Therefore, when the above technology is applied to self-ignition combustion, there is a problem that the combustion parameters cannot be controlled to the target combustion parameters, and the combustion performance such as fuel consumption and emission deteriorates.

【0016】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、運
転状態に応じて火花点火燃焼と自己着火燃焼とを使い分
ける自己着火・火花点火式内燃機関において、経時劣化
や経時変化等に拘わらず、自己着火燃焼の効率を安定的
に高度に保持することができる内燃機関を提供すること
である。
In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine that uses spark ignition combustion and self-ignition combustion depending on the operating state, regardless of deterioration with time or changes with time. Another object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of stably maintaining the efficiency of self-ignition combustion at a high level.

【0017】また本発明の目的は、エンジンの生産バラ
ツキ等が発生した場合においても、自己着火燃焼の効率
を安定的に高度に保持することができる内燃機関を提供
することである。また本発明の目的は、自己着火燃焼運
転を行なう運転領域を拡大して、内燃機関の燃費、排気
を改善することにある。
Another object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of stably maintaining a high degree of self-ignition combustion efficiency even when engine production variation occurs. Another object of the present invention is to improve the fuel efficiency and exhaust gas of the internal combustion engine by expanding the operation range in which the self-ignition combustion operation is performed.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記目的を達成するため、所定の自己着火運転領域で自
己着火燃焼による運転を行なう一方、前記自己着火運転
領域外の運転領域で火花点火燃焼による運転を行なう自
己着火・火花点火式内燃機関の制御装置において、ノッ
キング強度に相関する第1の判断パラメータを検出する
第1検出手段と、燃焼安定度に相関する第2の判断パラ
メータを検出する第2検出手段と、自己着火燃焼による
運転を行なっているとき、前記2つの判断パラメータに
基づいて自己着火燃焼を継続することが可能か否か判断
する判断手段と、自己着火燃焼の継続が不可能であると
判断されたとき、自己着火燃焼から火花点火燃焼へ燃焼
形態を切り替える切替手段と、を備えたことを要旨とす
る。
According to the first aspect of the present invention,
In order to achieve the above object, control of a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine that performs operation by self-ignition combustion in a predetermined self-ignition operation region and performs operation by spark ignition combustion in an operation region outside the self-ignition operation region In the apparatus, the first detection means for detecting a first determination parameter correlated with the knocking intensity, the second detection means for detecting a second determination parameter correlated with the combustion stability, and performing operation by self-ignition combustion A determination means for determining whether the self-ignition combustion can be continued based on the two determination parameters, and a spark from the self-ignition combustion when it is determined that the self-ignition combustion cannot be continued. A switching means for switching a combustion mode to ignition combustion is provided.

【0019】請求項2記載の発明は、上記目的を達成す
るため、請求項1の自己着火・火花点火式内燃機関の制
御装置において、前記第1検出手段は、筒内圧力を検出
するセンサ、クランク軸の角速度を検出するセンサ、燃
焼室構成部材の振動を検出するセンサ、燃焼室構成部材
の音響を検出するセンサ、燃焼ガス中のイオンによる電
流または電圧を検出するセンサのうちの1つ以上で構成
され、前記第1の判断パラメータとしてノッキング強度
または音振強度を検出することを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the first aspect, wherein the first detecting means includes a sensor for detecting an in-cylinder pressure. One or more of a sensor that detects an angular velocity of a crankshaft, a sensor that detects vibration of a combustion chamber component, a sensor that detects sound of a combustion chamber component, and a sensor that detects current or voltage due to ions in combustion gas. The gist is to detect knocking intensity or sound vibration intensity as the first determination parameter.

【0020】請求項3記載の発明は、上記目的を達成す
るため、請求項1の自己着火・火花点火式内燃機関の制
御装置において、前記第2検出手段は、筒内圧力を検出
するセンサ、クランク軸の角速度を検出するセンサ、燃
焼室構成部材の振動を検出するセンサ、燃焼室構成部材
の音響を検出するセンサ、燃焼ガス中のイオンによる電
流または電圧を検出するセンサのうちの1つ以上で構成
され、前記第2の判断パラメータとして燃焼安定度また
は失火を検出することを要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the first aspect, wherein the second detecting means detects a pressure in the cylinder. One or more of a sensor that detects an angular velocity of a crankshaft, a sensor that detects vibration of a combustion chamber component, a sensor that detects sound of a combustion chamber component, and a sensor that detects current or voltage due to ions in combustion gas. The gist is to detect combustion stability or misfire as the second determination parameter.

【0021】請求項4記載の発明は、上記目的を達成す
るため、請求項1の自己着火・火花点火式内燃機関の制
御装置において、前記判断手段は、前記自己着火運転領
域の高負荷側の領域で前記第1の判断パラメータが許容
範囲を越えたとき自己着火燃焼の継続が不可能であると
判断する一方、前記自己着火運転領域の低負荷側の領域
で前記第2の判断パラメータが許容範囲を越えたとき自
己着火燃焼の継続が不可能であると判断することを要旨
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, wherein the judging means comprises: When the first determination parameter exceeds the allowable range in the region, it is determined that continuation of self-ignition combustion is impossible, while the second determination parameter is allowable in the low load side region of the self-ignition operation region. The gist is to judge that continuation of self-ignition combustion is impossible when the temperature exceeds the range.

【0022】請求項5記載の発明は、上記目的を達成す
るため、請求項1の自己着火・火花点火式内燃機関の制
御装置において、自己着火燃焼による運転を行なってい
るとき、ノッキング強度と燃焼安定度の双方に影響を与
える燃焼制御パラメータを変更することで前記第1の判
断パラメータを目標値に近づけるノッキング強度制御手
段をさらに備え、前記判断手段は、前記ノッキング強度
制御手段によって前記燃焼制御パラメータが変更された
結果前記第2の判断パラメータが許容範囲を越えたとき
に自己着火燃焼の継続が不可能であると判断することを
要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, wherein the knocking strength and the combustion intensity are controlled when the self-ignition operation is performed. Knocking intensity control means for changing the first determination parameter closer to a target value by changing a combustion control parameter that affects both the stability, and the knocking intensity control means controls the combustion control parameter by the knocking intensity control means. When the second parameter exceeds a permissible range as a result of the change, it is determined that the self-ignition combustion cannot be continued.

【0023】請求項6記載の発明は、上記目的を達成す
るため、請求項1の自己着火・火花点火式内燃機関の制
御装置において、自己着火燃焼による運転を行なってい
るとき、ノッキング強度と燃焼安定度の双方に影響を与
える燃焼制御パラメータを変更することで前記第2の判
断パラメータを目標値に近づける燃焼安定度制御手段を
さらに備え、前記判断手段は、前記燃焼安定度制御手段
によって前記燃焼制御パラメータが変更された結果前記
第1の判断パラメータが許容範囲を越えたときに自己着
火燃焼の継続が不可能であると判断することを要旨とす
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the first aspect of the present invention, wherein the knocking intensity and the combustion intensity are controlled when the self-ignition operation is performed. The apparatus further includes combustion stability control means for changing the second determination parameter closer to a target value by changing a combustion control parameter that affects both the stability and the combustion stability control means. The gist is to judge that the self-ignition combustion cannot be continued when the first judgment parameter exceeds the allowable range as a result of the change of the control parameter.

【0024】請求項7記載の発明は、上記目的を達成す
るため、請求項1ないし請求項6のいずれか1項の自己
着火・火花点火式内燃機関の制御装置において、前記判
断手段による判断結果を運転条件毎に記憶することで前
記自己着火運転領域を運転中に変更することを要旨とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, in order to achieve the above object. Is stored for each operating condition to change the self-ignition operation region during operation.

【0025】請求項8記載の発明は、上記目的を達成す
るため、請求項1ないし請求項4のいずれか1項の自己
着火・火花点火式内燃機関の制御装置において、前記第
1の判断パラメータと前記第2の判断パラメータとを気
筒毎に検出するよう前記第1検出手段と前記第2検出手
段とを構成すると共に、前記判断手段と前記切替手段と
を気筒毎に設けることを要旨とする。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to any one of the first to fourth aspects. The first detection means and the second detection means are configured to detect and the second determination parameter for each cylinder, and the determination means and the switching means are provided for each cylinder. .

【0026】請求項9記載の発明は、上記目的を達成す
るため、請求項5の自己着火・火花点火式内燃機関の制
御装置において、前記第1の判断パラメータと前記第2
の判断パラメータとを気筒毎に検出するよう前記第1検
出手段と前記第2検出手段とを構成すると共に、前記判
断手段と前記切替手段と前記ノッキング強度制御手段と
を気筒毎に設けることを要旨とする。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the fifth aspect of the present invention, wherein the first determination parameter and the second
The first detection means and the second detection means are configured to detect the determination parameter for each cylinder, and the determination means, the switching means, and the knocking intensity control means are provided for each cylinder. And

【0027】請求項10記載の発明は、上記目的を達成
するため、請求項6の自己着火・火花点火式内燃機関の
制御装置において、前記第1の判断パラメータと前記第
2の判断パラメータとを気筒毎に検出するよう前記第1
検出手段と前記第2検出手段とを構成すると共に、前記
判断手段と前記切替手段と前記燃焼安定度制御手段とを
気筒毎に設けることを要旨とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the sixth aspect of the present invention, the first determination parameter and the second determination parameter are set differently. The first detection is performed for each cylinder.
The gist of the present invention is that the detection means and the second detection means are configured, and the determination means, the switching means, and the combustion stability control means are provided for each cylinder.

【0028】請求項11記載の発明は、上記目的を達成
するため、請求項8ないし請求項10のいずれか1項の
自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置において、過
半数の気筒の燃焼形態が火花点火燃焼に切り替えられた
とき、残り気筒の前記切替手段は当該気筒の前記判断手
段の判断に係わらず燃焼形態を火花点火燃焼に切り替え
ることを要旨とする。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to any one of the eighth to tenth aspects, a combustion mode of a majority of cylinders is provided. When is switched to spark ignition combustion, the gist is that the switching means of the remaining cylinder switches the combustion mode to spark ignition combustion irrespective of the judgment of the judgment means of the cylinder.

【0029】[0029]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、所定の自
己着火運転領域で自己着火燃焼による運転を行なう一
方、前記自己着火運転領域外の運転領域で火花点火燃焼
による運転を行なう自己着火・火花点火式内燃機関の制
御装置において、ノッキング強度に相関する第1の判断
パラメータを検出する第1検出手段と、燃焼安定度に相
関する第2の判断パラメータを検出する第2検出手段
と、自己着火燃焼による運転を行なっているとき、前記
2つの判断パラメータに基づいて自己着火燃焼を継続す
ることが可能か否か判断する判断手段と、自己着火燃焼
の継続が不可能であると判断されたとき、自己着火燃焼
から火花点火燃焼へ燃焼形態を切り替える切替手段と、
を備えたことによって、自己着火燃焼運転時に発生する
ノッキング強度と燃焼安定度とのメカニズムの異なる2
つの自己着火限界に対してそれぞれ判断パラメータを検
出して自己着火限界を判定することができる。その結
果、機関の運転性が悪化することなく、自己着火燃焼か
ら火花点火燃焼に燃焼形態を変更することができるとい
う効果がある。
According to the first aspect of the present invention, the self-ignition operation is performed in the predetermined self-ignition operation region while the operation by the spark ignition combustion is performed in the operation region outside the self-ignition operation region. In the control device for the spark ignition type internal combustion engine, first detection means for detecting a first determination parameter correlated with knocking intensity, second detection means for detecting a second determination parameter correlated with combustion stability, When operating by self-ignition combustion, it is determined that the self-ignition combustion can be continued based on the two determination parameters, and that the self-ignition combustion cannot be continued. Switching means for switching the combustion mode from self-ignition combustion to spark ignition combustion,
The mechanism of the knocking intensity and the combustion stability generated during the self-ignition combustion operation is different.
The self-ignition limit can be determined by detecting the judgment parameter for each of the two self-ignition limits. As a result, there is an effect that the combustion mode can be changed from self-ignition combustion to spark ignition combustion without deteriorating the operability of the engine.

【0030】請求項2記載の発明によれば、請求項1の
発明の効果に加えて、前記第1検出手段は、筒内圧力を
検出するセンサ、クランク軸の角速度を検出するセン
サ、燃焼室構成部材の振動を検出するセンサ、燃焼室構
成部材の音響を検出するセンサ、燃焼ガス中のイオンに
よる電流または電圧を検出するセンサのうちの1つ以上
で構成され、前記第1の判断パラメータとしてノッキン
グ強度または音振強度を検出するようにしたので、自己
着火燃焼運転時の一方の自己着火燃焼限界であるノッキ
ング強度限界または音振強度限界を精度良く予測するこ
とができるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the first detecting means includes a sensor for detecting an in-cylinder pressure, a sensor for detecting an angular velocity of a crankshaft, and a combustion chamber. The sensor includes at least one of a sensor that detects vibration of a constituent member, a sensor that detects sound of a combustion chamber constituent member, and a sensor that detects a current or a voltage due to ions in the combustion gas. Since the knocking intensity or the sound vibration intensity is detected, there is an effect that the knocking intensity limit or the sound vibration intensity limit, which is one of the self-ignition combustion limits during the self-ignition combustion operation, can be accurately predicted.

【0031】請求項3記載の発明によれば、請求項1の
発明の効果に加えて、前記第2検出手段は、筒内圧力を
検出するセンサ、クランク軸の角速度を検出するセン
サ、燃焼室構成部材の振動を検出するセンサ、燃焼室構
成部材の音響を検出するセンサ、燃焼ガス中のイオンに
よる電流または電圧を検出するセンサのうちの1つ以上
で構成され、前記第2の判断パラメータとして燃焼安定
度または失火を検出するようにしたので、自己着火燃焼
運転時の他方の自己着火燃焼限界である安定度限界また
は失火限界を精度良く予測することができるという効果
がある。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the second detecting means includes a sensor for detecting an in-cylinder pressure, a sensor for detecting an angular velocity of a crankshaft, and a combustion chamber. The sensor includes at least one of a sensor that detects vibration of a component, a sensor that detects a sound of a combustion chamber component, and a sensor that detects a current or a voltage due to ions in the combustion gas. Since the combustion stability or misfire is detected, there is an effect that the stability limit or misfire limit, which is the other self-ignition combustion limit during the self-ignition combustion operation, can be accurately predicted.

【0032】請求項4記載の発明によれば、請求項1の
発明の効果に加えて、前記判断手段は、前記自己着火運
転領域の高負荷側の領域で前記第1の判断パラメータが
許容範囲を越えたとき自己着火燃焼の継続が不可能であ
ると判断する一方、前記自己着火運転領域の低負荷側の
領域で前記第2の判断パラメータが許容範囲を越えたと
き自己着火燃焼の継続が不可能であると判断するように
したので、低負荷運転時には、低負荷運転時に発生する
自己着火燃焼限界である安定度限界または失火限界を精
度良く予測することができる一方、高負荷運転時には、
高負荷運転時に発生する自己着火燃焼限界であるノッキ
ング強度限界または音振強度限界を精度良く予測するこ
とができる。その結果、運転条件の負荷に拘わらず、機
関の運転性が悪化することなく、自己着火燃焼から火花
点火燃焼に燃焼形態を変更することができるという効果
がある。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the determining means may determine that the first determination parameter is within an allowable range in a high load region of the self-ignition operation region. When the second determination parameter exceeds the allowable range in the low load side region of the self-ignition operation region, it is determined that the continuation of the self-ignition combustion is impossible when the value exceeds the predetermined value. Since it was determined that it is impossible, during low load operation, it is possible to accurately predict the stability limit or misfire limit, which is the self-ignition combustion limit occurring during low load operation, while at high load operation,
It is possible to accurately predict a knocking intensity limit or a sound vibration intensity limit, which is a self-ignition combustion limit generated during a high-load operation. As a result, there is an effect that the combustion mode can be changed from the self-ignition combustion to the spark ignition combustion without deteriorating the operability of the engine regardless of the load of the operating condition.

【0033】請求項5記載の発明によれば、請求項1の
発明の効果に加えて、自己着火燃焼による運転を行なっ
ているとき、ノッキング強度と燃焼安定度の双方に影響
を与える燃焼制御パラメータを変更することで前記第1
の判断パラメータを目標値に近づけるノッキング強度制
御手段をさらに備え、前記判断手段は、前記ノッキング
強度制御手段によって前記燃焼制御パラメータが変更さ
れた結果前記第2の判断パラメータが許容範囲を越えた
ときに自己着火燃焼の継続が不可能であると判断するよ
うにしたので、機関の経年変化、経時変化あるいは機関
の生産バラツキが発生した場合においても、現在の機関
の状態において、自己着火燃焼が可能な運転範囲を精度
良く判断することができる。その結果、自己着火燃焼領
域を最大限に拡大することができ、機関の燃費、排気を
改善することができるという効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, a combustion control parameter which affects both the knocking intensity and the combustion stability when operating by self-ignition combustion. By changing the first
Knocking intensity control means for bringing the judgment parameter closer to a target value, wherein the judgment means changes the combustion control parameter by the knocking intensity control means so that the second judgment parameter exceeds an allowable range. Since it is determined that continuation of self-ignition combustion is not possible, self-ignition combustion is possible in the current state of the engine even when engine aging, aging, or engine production variation occurs. The operating range can be accurately determined. As a result, there is an effect that the self-ignition combustion region can be maximized, and the fuel efficiency and exhaust of the engine can be improved.

【0034】請求項6記載の発明によれば、請求項1の
発明の効果に加えて、自己着火燃焼による運転を行なっ
ているとき、ノッキング強度と燃焼安定度の双方に影響
を与える燃焼制御パラメータを変更することで前記第2
の判断パラメータを目標値に近づける燃焼安定度制御手
段をさらに備え、前記判断手段は、前記燃焼安定度制御
手段によって前記燃焼制御パラメータが変更された結果
前記第1の判断パラメータが許容範囲を越えたときに自
己着火燃焼の継続が不可能であると判断するようにした
ので、機関の経年変化、経時変化あるいは機関の生産バ
ラツキが発生した場合においても、現在の機関の状態に
おいて、自己着火燃焼が可能な運転範囲を精度良く判断
することができる。その結果、自己着火燃焼領域を最大
限に拡大することができ、機関の燃費、排気を改善する
ことができるという効果がある。
According to the sixth aspect of the invention, in addition to the effects of the first aspect, a combustion control parameter which affects both the knocking intensity and the combustion stability when operating by self-ignition combustion. By changing the second
Further comprising combustion stability control means for bringing the judgment parameter closer to a target value, wherein the judgment means has changed the combustion control parameter by the combustion stability control means, and the first judgment parameter has exceeded an allowable range. Sometimes, it is determined that continuation of self-ignition combustion is impossible, so even if engine aging, aging, or engine production variations occur, self-ignition combustion will not occur in the current engine state. It is possible to accurately determine a possible operating range. As a result, there is an effect that the self-ignition combustion region can be maximized, and the fuel efficiency and exhaust of the engine can be improved.

【0035】請求項7記載の発明によれば、請求項1な
いし請求項6記載の発明の効果に加えて、前記判断手段
による判断結果を運転条件毎に記憶することで前記自己
着火運転領域を運転中に変更するようにしたので、前記
第1または第2の判断パラメータが許容範囲を繰り返し
越えることが防止され、機関の静粛性及び運転性を向上
させることができるという効果がある。
According to the seventh aspect of the present invention, in addition to the effects of the first to sixth aspects of the present invention, the self-ignition operation region is stored by storing the judgment result of the judgment means for each operation condition. Since the change is made during the operation, the first or second determination parameter is prevented from repeatedly exceeding the allowable range, and there is an effect that the quietness and the operability of the engine can be improved.

【0036】請求項8記載の発明によれば、請求項1な
いし請求項4記載の発明の効果に加えて、前記第1の判
断パラメータと前記第2の判断パラメータとを気筒毎に
検出するよう前記第1検出手段と前記第2検出手段とを
構成すると共に、前記判断手段と前記切替手段とを気筒
毎に設けるようにしたので、気筒間で経年変化、経時変
化が異なる場合あるいは生産バラツキによって各気筒の
燃焼性能が異なった場合においても、各気筒毎に精度良
く自己着火限界を判断することができ、運転性を悪化さ
せることなく、燃焼形態を自己着火燃焼から火花点火燃
焼に切り替えることができるという効果がある。
According to the eighth aspect of the invention, in addition to the effects of the first to fourth aspects, the first determination parameter and the second determination parameter are detected for each cylinder. Since the first detecting means and the second detecting means are provided, and the determining means and the switching means are provided for each cylinder, when the aging and the aging change between cylinders are different or due to production variation. Even when the combustion performance of each cylinder differs, the self-ignition limit can be accurately determined for each cylinder, and the combustion mode can be switched from self-ignition combustion to spark ignition combustion without deteriorating drivability. There is an effect that can be.

【0037】請求項9記載の発明によれば、請求項5記
載の発明の効果に加えて、前記第1の判断パラメータと
前記第2の判断パラメータとを気筒毎に検出するよう前
記第1検出手段と前記第2検出手段とを構成すると共
に、前記判断手段と前記切替手段と前記ノッキング強度
制御手段とを気筒毎に設けるようにしたので、気筒間で
経年変化、経時変化が異なる場合あるいは生産バラツキ
によって各気筒の燃焼性能が異なった場合においても、
各気筒毎に、自己着火燃焼が可能な運転範囲を精度良く
判断することができる。その結果、各気筒の自己着火燃
焼領域を最大限に拡大することができ、機関の燃費、排
気を更に改善することができるという効果がある。
According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fifth aspect of the present invention, the first detection parameter and the second determination parameter are detected for each cylinder. Means and the second detecting means, and the judging means, the switching means and the knocking intensity control means are provided for each cylinder. Even if the combustion performance of each cylinder differs due to variations,
The operating range in which self-ignition combustion can be performed can be accurately determined for each cylinder. As a result, the self-ignition combustion area of each cylinder can be maximized, and the fuel efficiency and exhaust of the engine can be further improved.

【0038】請求項10記載の発明によれば、請求項6
記載の発明の効果に加えて、前記第1の判断パラメータ
と前記第2の判断パラメータとを気筒毎に検出するよう
前記第1検出手段と前記第2検出手段とを構成すると共
に、前記判断手段と前記切替手段と前記燃焼安定度制御
手段とを気筒毎に設けるようにしたので、気筒間で経年
変化、経時変化が異なる場合あるいは生産バラツキによ
って各気筒の燃焼性能が異なった場合においても、各気
筒毎に、自己着火燃焼が可能な運転範囲を精度良く判断
することができる。その結果、各気筒の自己着火燃焼領
域を最大限に拡大することができ、機関の燃費、排気を
改善することができるという効果がある。
According to the tenth aspect, the sixth aspect is provided.
In addition to the effects of the invention described above, the first detection means and the second detection means are configured to detect the first determination parameter and the second determination parameter for each cylinder, and the determination means And the switching means and the combustion stability control means are provided for each cylinder, so even if the aging and aging changes between cylinders differ, or even if the combustion performance of each cylinder differs due to production variation, The operating range in which self-ignition combustion can be performed can be accurately determined for each cylinder. As a result, the self-ignition combustion region of each cylinder can be maximized, and the fuel efficiency and exhaust of the engine can be improved.

【0039】請求項11記載の発明によれば、請求項8
ないし請求項10記載の発明の効果に加えて、過半数の
気筒の燃焼形態が火花点火燃焼に切り替えられたとき、
残り気筒の前記切替手段は当該気筒の前記判断手段の判
断に係わらず燃焼形態を火花点火燃焼に切り替えるよう
にしたので、制御が簡素化できるという効果がある。
According to the eleventh aspect, according to the eighth aspect,
In addition to the effects of the invention described in claim 10, when the combustion mode of the majority of the cylinders is switched to spark ignition combustion,
Since the switching means for the remaining cylinder switches the combustion mode to spark ignition combustion regardless of the determination by the determination means for the cylinder, there is an effect that control can be simplified.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。図1は本発明に係る自己着
火・火花点火式内燃機関の制御装置を適用した場合の第
1実施形態の構成を示すシステム構成図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram showing a configuration of a first embodiment in which a control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the present invention is applied.

【0041】本実施形態においては、運転領域に応じて
自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切替可能となってい
る。図1において、内燃機関は、エンジン本体1と、第
1検出手段及び第2検出手段である燃焼状態検出部2
と、判断手段及び切替手段であるエンジンコントロール
ユニット(以下、ECUと略す)3と、燃焼パラメータ
制御部4とを備えている。
In this embodiment, it is possible to switch between self-ignition combustion and spark ignition combustion in accordance with the operating range. In FIG. 1, an internal combustion engine includes an engine main body 1 and a combustion state detecting unit 2 serving as first detecting means and second detecting means.
, An engine control unit (hereinafter abbreviated as ECU) 3 as a determination unit and a switching unit, and a combustion parameter control unit 4.

【0042】燃焼状態検出部2は、筒内圧力を検出する
センサである筒内圧センサ、クランク軸の角速度を検出
するセンサであるクランク軸角速度検出器、燃焼室構成
部材の振動を検出するセンサである振動検出器、燃焼室
構成部材の音響を検出するセンサである音響検出器、燃
焼室内の燃焼ガス中のイオンによる電流または電圧を検
出するセンサである燃焼ガス中イオン測定器などの各種
センサが設けられていて、第1検出手段及び第2検出手
段を構成している。
The combustion state detecting section 2 is a cylinder pressure sensor that detects a cylinder pressure, a crankshaft angular velocity detector that detects a crankshaft angular velocity, and a sensor that detects vibration of a combustion chamber member. Various sensors, such as a vibration detector, an acoustic detector that detects the sound of the components of the combustion chamber, and an ion detector in the combustion gas that detects the current or voltage due to ions in the combustion gas in the combustion chamber. And constitutes a first detecting means and a second detecting means.

【0043】ECU3における自己着火燃焼限界の判断
は、燃焼状態検出部2のセンサを設置した代表気筒が自
己着火燃焼限界に達した時をそのエンジンの自己着火燃
焼限界として定義しても良いし、各気筒毎に自己着火限
界を検出して、少なくとも1つ以上の気筒が自己着火限
界に達した時を、そのエンジンの自己着火燃焼限界とし
て定義しても良い。
The determination of the self-ignition combustion limit in the ECU 3 may be defined as the self-ignition combustion limit of the engine when the representative cylinder in which the sensor of the combustion state detection unit 2 is installed reaches the self-ignition combustion limit. The self-ignition limit may be detected for each cylinder, and the time when at least one or more cylinders reaches the self-ignition limit may be defined as the self-ignition combustion limit of the engine.

【0044】燃焼状態検出部2は、自己着火燃焼限界に
達した気筒を判別できるように、気筒内の状態を直接検
出する第1のタイプのものを各気筒毎にセンサを設けて
も良いし、特定の気筒を代表気筒として、その気筒にの
み設置してもよい。
The combustion state detecting section 2 may be provided with a sensor of the first type for directly detecting the state in the cylinder for each cylinder so that the cylinder having reached the self-ignition combustion limit can be determined. Alternatively, a specific cylinder may be set as a representative cylinder and installed only in that cylinder.

【0045】あるいは第2のタイプのものとして、少な
くとも1つ以上の気筒が自己着火燃焼限界に達したこと
を判別できるものを用いても良い。
Alternatively, as the second type, a type that can determine that at least one cylinder has reached the self-ignition combustion limit may be used.

【0046】第1のタイプの例としては、気筒内の燃焼
圧力を測定する筒内圧力センサ、点火プラグの電極を利
用して燃焼ガス中のイオンによる電流または電圧を測定
することにより燃焼状態を診断することができる燃焼ガ
ス中イオン測定器などがある。後者は例えば特開平5−
87036号公報に詳細に説明されている。
As an example of the first type, a combustion state is measured by measuring a current or a voltage due to ions in the combustion gas using an in-cylinder pressure sensor for measuring a combustion pressure in a cylinder and an electrode of a spark plug. There is a device for measuring ions in combustion gas that can be diagnosed. The latter is disclosed in, for example,
This is described in detail in Japanese Patent Publication No. 87036.

【0047】第2のタイプのものとしては、燃焼室構成
部材であるシリンダヘッドやシリンダブロックの振動を
検出する振動検出器、燃焼室構成部材であるシリンダヘ
ッドやシリンダブロックの音響を検出する音響検出器、
クランク軸角速度検出器などがある。
The second type includes a vibration detector for detecting vibration of a cylinder head and a cylinder block which are members of a combustion chamber, and an acoustic detector for detecting the sound of a cylinder head and a cylinder block which are members of a combustion chamber. vessel,
There is a crankshaft angular velocity detector.

【0048】振動検出器は従来よりノックセンサとして
用いられる検出器が利用できる。音響検出器は、マイク
ロホンが利用できる。振動検出器及び音響検出器はエン
ジンに1つ備え、その検出結果に基づいて、エンジンの
自己着火限界として検出しても良い。
As the vibration detector, a detector conventionally used as a knock sensor can be used. A microphone can be used as the acoustic detector. One vibration detector and one sound detector may be provided in the engine, and the detection result may be detected as the engine's self-ignition limit based on the detection result.

【0049】また、例えば直列4気筒の場合、気筒間に
2または3個の検出器を配置し、これら複数の検出器出
力レベルの組み合わせにより、特定の気筒が自己着火限
界に達したことを判別して、自己着火燃焼限界と判断す
ることもできる。
In the case of an in-line four-cylinder engine, for example, two or three detectors are arranged between the cylinders, and a combination of the plurality of detector output levels determines whether a particular cylinder has reached the self-ignition limit. Then, it can be determined that the combustion limit is self-ignition.

【0050】クランク軸角速度検出器は、クランク軸回
転角速度センサの出力信号を時間微分、または一定の回
転角度に要した時間を計測すること等により、クランク
軸角速度を検出することができる。この角速度の変化す
なわち角加速度からノッキング限界を判断することがで
きるし、角速度の変動率から安定度限界を判断すること
ができる。
The crankshaft angular velocity detector can detect the crankshaft angular velocity by time-differentiating the output signal of the crankshaft angular velocity sensor or measuring the time required for a constant rotational angle. The knocking limit can be determined from the change in the angular velocity, that is, the angular acceleration, and the stability limit can be determined from the rate of change in the angular velocity.

【0051】そして、例えば各気筒毎の膨張行程に対応
したクランク軸回転位相における角速度から、ノッキン
グ限界となっている気筒あるいは安定度限界となってい
る気筒を判断することができる。これまで説明してきた
ように、燃焼状態を検出するハードあるいは検出方法等
のソフトは公知の技術である。
For example, a cylinder having a knock limit or a cylinder having a stability limit can be determined from an angular velocity in a crankshaft rotation phase corresponding to an expansion stroke of each cylinder. As described above, hardware for detecting the combustion state or software such as a detection method is a known technique.

【0052】ECU3は、アクセル開度及びクランク角
センサ信号から負荷及びエンジン回転数による運転領域
を求め、この運転領域が自己着火運転領域か否かを判定
する燃焼パターン判断部5と、火花点火燃焼時に制御を
行う火花点火燃焼制御部6と、自己着火燃焼時に制御を
行う自己着火燃焼制御部7と、自己着火燃焼時に各種燃
焼パラメータを設定する燃焼パラメータ設定部8と、燃
焼状態検出部2の各種センサ出力信号レベルを判定して
自己着火燃焼限界が否かを判定する第1の自己着火限界
判定部9と、同第2の自己着火限界判定部10と、各種
燃焼パラメータを記憶する目標燃焼パラメータ記憶部1
1とを備えている。
The ECU 3 obtains an operating region based on the load and the engine speed from the accelerator opening and the crank angle sensor signal, and determines whether or not the operating region is a self-ignition operation region. A spark ignition combustion control unit 6 that controls the combustion time, a self-ignition combustion control unit 7 that performs the control during self-ignition combustion, a combustion parameter setting unit 8 that sets various combustion parameters during the self-ignition combustion, and a combustion state detection unit 2. A first self-ignition limit determining unit 9 for determining whether or not a self-ignition combustion limit is determined by determining various sensor output signal levels; a second self-ignition limit determining unit 10; and target combustion for storing various combustion parameters. Parameter storage unit 1
1 is provided.

【0053】第1の自己着火限界判定部9が判定する自
己着火燃焼限界には、ノッキング強度限界あるいは音振
(音響・振動)強度限界である。また第2の自己着火限
界判定部10が判定する自己着火限界は、安定度燃焼限
界あるいは失火限界である。
The self-ignition combustion limit determined by the first self-ignition limit determination section 9 is a knocking intensity limit or a sound vibration (sound / vibration) intensity limit. The self-ignition limit determined by the second self-ignition limit determination unit 10 is a stability combustion limit or a misfire limit.

【0054】燃焼状態検出部2の各種センサが検出した
燃焼状態に対応する第1、第2の自己着火限界判定部
9、10の判定方法の例を以下に説明する。自己着火燃
焼限界の判定に用いるセンサは、以下のセンサをいずれ
か単独または複数のセンサの任意の組み合わせでも良
い。
An example of a determination method of the first and second self-ignition limit determination sections 9 and 10 corresponding to the combustion state detected by the various sensors of the combustion state detection section 2 will be described below. The sensors used for determining the self-ignition combustion limit may be any one of the following sensors or an arbitrary combination of a plurality of sensors.

【0055】筒内圧センサを用いる場合は、予め記憶し
た負荷または空燃比に対応した第1のピーク燃焼圧を越
える頻度が所定レベルに達するとノッキング強度限界あ
るいは音振強度限界に達したと判定する。あるいは筒内
圧力の変化すなわち圧力上昇率が所定レベルに達した時
にノッキング限界あるいは音振強度限界に達したと判定
する。
When the in-cylinder pressure sensor is used, when the frequency exceeding the first peak combustion pressure corresponding to the load or air-fuel ratio stored in advance reaches a predetermined level, it is determined that the knocking intensity limit or the sound vibration intensity limit has been reached. . Alternatively, it is determined that the knocking limit or the sound vibration intensity limit has been reached when the in-cylinder pressure change, that is, the pressure rise rate reaches a predetermined level.

【0056】また同センサにより安定度限界を検出する
場合、予め記憶した負荷または空燃比に対応した第2の
ピーク燃焼圧を下回る頻度が所定レベルに達すると安定
度限界または失火限界に達したと判定する。あるいは筒
内圧力の変化すなわち圧力上昇率が所定レベル以下とな
った時、安定度限界あるいは失火限界に達したと判定す
る。
When the stability limit is detected by the sensor, when the frequency of falling below the second peak combustion pressure corresponding to the previously stored load or air-fuel ratio reaches a predetermined level, it is determined that the stability limit or the misfire limit has been reached. judge. Alternatively, it is determined that the stability limit or the misfire limit has been reached when the change in the in-cylinder pressure, that is, the pressure rise rate becomes equal to or lower than a predetermined level.

【0057】クランク軸角速度検出器により、ノッキン
グ強度限界あるいは音振強度を検出する場合には、角速
度の変化すなわち角加速度が所定レベルに達した時をノ
ッキング強度限界あるいは音振強度限界と判定する。
When the knocking intensity limit or the sound vibration intensity is detected by the crankshaft angular velocity detector, when the change in angular velocity, that is, the angular acceleration reaches a predetermined level, it is determined that the knocking intensity limit or the sound vibration intensity limit is reached.

【0058】また同検出器により安定度限界あるいは失
火限界を検出する場合、角速度の変化率が所定レベルに
達すると安定度限界あるいは失火限界と判定する。ある
いは特定の気筒の膨張行程に対応する回転位相における
角速度が他の回転位相における角速度よりも所定の比率
以上小さい頻度が所定レベルを越えれば、その気筒が安
定度限界あるいは失火限界に達したと判定する。
When the stability limit or the misfire limit is detected by the detector, when the rate of change of the angular velocity reaches a predetermined level, it is determined that the stability limit or the misfire limit is reached. Alternatively, if the frequency at which the angular velocity in the rotational phase corresponding to the expansion stroke of a specific cylinder is smaller than the angular velocity in another rotational phase by a predetermined ratio exceeds a predetermined level, it is determined that the cylinder has reached the stability limit or the misfire limit. I do.

【0059】燃焼ガス中のイオン測定器によりノッキン
グ強度限界あるいは音振強度限界を検出する場合には、
燃焼ガス中イオン検出器による燃焼室の通電電流波形の
ピーク値が第1の所定値を越える頻度が所定レベルを越
えれば、その気筒がノッキング強度限界あるいは音振強
度限界に達したと判定する。
When the knocking intensity limit or the sound vibration intensity limit is detected by the ion measuring device in the combustion gas,
If the frequency at which the peak value of the current waveform of the combustion chamber by the combustion gas ion detector exceeds the first predetermined value exceeds a predetermined level, it is determined that the cylinder has reached the knocking intensity limit or the sound vibration intensity limit.

【0060】燃焼ガス中のイオン測定器により安定度限
界あるいは失火限界を検出する場合には、燃焼ガス中イ
オン検出器による燃焼室の通電電流波形のピーク値が第
2の所定値を下回る頻度が所定レベルを越えれば、その
気筒が安定度限界あるいは失火限界に達したと判定す
る。
When the stability limit or the misfire limit is detected by the ion measuring device in the combustion gas, the frequency at which the peak value of the waveform of the current flowing through the combustion chamber by the ion detector in the combustion gas falls below the second predetermined value. If it exceeds the predetermined level, it is determined that the cylinder has reached the stability limit or the misfire limit.

【0061】燃焼パラメータ制御部4は、点火時期制御
装置、燃料噴射時期制御装置、燃料噴射量制御装置等の
デバイスを備えていて、点火時期、燃料噴射時期、燃料
噴射量等の燃焼パラメータを制御するものである。
The combustion parameter control unit 4 includes devices such as an ignition timing control device, a fuel injection timing control device, and a fuel injection amount control device, and controls combustion parameters such as an ignition timing, a fuel injection timing, and a fuel injection amount. Is what you do.

【0062】図2は本発明に係る自己着火・火花点火式
内燃機関の制御装置を適用した場合の第1実施形態の構
成を示す図である。図中のエンジン本体1は、吸気ポー
ト21、排気ポート22、ピストン23、吸気バルブ2
4、排気バルブ25、クランク角センサ26、燃料噴射
装置27、点火プラグ28、を備えている。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a first embodiment in which a control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the present invention is applied. The engine body 1 in the figure includes an intake port 21, an exhaust port 22, a piston 23, an intake valve 2
4, an exhaust valve 25, a crank angle sensor 26, a fuel injection device 27, and a spark plug 28.

【0063】このエンジン本体1を制御するECU3
は、図1に示したように、燃焼パターン判断部5と、火
花点火燃焼制御部6と、自己着火燃焼制御部7と、燃焼
パラメータ設定部8と、第1の自己着火限界判定部9
と、第2の自己着火限界判定部10と、目標燃焼パラメ
ータ記憶部11とを備え、マイクロコンピュータのプロ
グラムとして実現されている。
The ECU 3 for controlling the engine body 1
As shown in FIG. 1, a combustion pattern determination unit 5, a spark ignition combustion control unit 6, a self-ignition combustion control unit 7, a combustion parameter setting unit 8, and a first self-ignition limit determination unit 9
And a second self-ignition limit determination unit 10 and a target combustion parameter storage unit 11, which are implemented as a microcomputer program.

【0064】またECU3は、クランク角センサ26が
検出したエンジン回転数信号、及びアクセル開度センサ
(図示せず)が検出したアクセル開度信号(負荷)に基
づいて、運転条件を判定し、燃焼パターンを判断する。
また運転条件に応じて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火
時期を算出する。そして、この算出結果に基づき、燃料
噴射装置27、点火プラグ28に信号を送る。
The ECU 3 determines operating conditions based on an engine speed signal detected by the crank angle sensor 26 and an accelerator opening signal (load) detected by an accelerator opening sensor (not shown), and determines combustion conditions. Judge the pattern.
Further, the fuel injection amount, the fuel injection timing, and the ignition timing are calculated according to the operating conditions. Then, a signal is sent to the fuel injection device 27 and the spark plug 28 based on the calculation result.

【0065】また吸気ポート21の上流には、図示しな
いが空気量調整用のスロットルバルブと空気量測定用の
エアフロメータとエアクリーナと配管からなる吸気系が
設けられている。
Although not shown, an intake system including a throttle valve for adjusting the air amount, an air flow meter for measuring the air amount, an air cleaner, and piping is provided upstream of the intake port 21.

【0066】このような構成のもと、本実施形態では図
3に示すような、低回転、低中負荷の特定の運転条件に
おいて自己着火燃焼を行い、極低負荷、高負荷または高
回転域においては火花点火燃焼を行う。
Under such a configuration, in the present embodiment, self-ignition combustion is performed under specific operation conditions of low rotation and low and medium load as shown in FIG. In, spark ignition combustion is performed.

【0067】次に、本実施形態の動作について説明す
る。図4は、空燃比に対する自己着火燃焼が成立する範
囲を示すものである。燃料噴射は上死点から十分に進角
した時期に行われており、混合気は予混合状態となって
いる。空燃比をリーンにしていくと燃焼安定度が悪化
し、機関のトルク変動が大きくなる。このため、内燃機
関として設計値、またはこの内燃機関を搭載し車両の性
格等として許容できる安定度限界が安定度限界値Sth
となる空燃比AFLがリーン限界となる。
Next, the operation of the present embodiment will be described. FIG. 4 shows a range in which self-ignition combustion is established with respect to the air-fuel ratio. Fuel injection is performed at a time when the angle is sufficiently advanced from the top dead center, and the air-fuel mixture is in a premixed state. As the air-fuel ratio becomes leaner, the combustion stability deteriorates, and the torque fluctuation of the engine increases. For this reason, the stability limit which is a design value as an internal combustion engine or a stability limit which is acceptable as a characteristic of a vehicle equipped with the internal combustion engine is a stability limit value Sth
Becomes the lean limit.

【0068】一方、空燃比をリッチにしていくと、ノッ
キング強度が増大する。これによりノッキング限界Nt
hにおける空燃比AFRがリッチ限界となる。従って、
安定度限界空燃比AFLとノッキング限界空燃比AFR
で囲まれる空燃比領域が自己着火燃焼成立範囲となる。
このように、自己着火は限られた空燃比範囲でしか成立
しない。尚、ここではガスと燃料の割合を表す指標とし
て空燃比A/Fを例に説明した。残留ガスあるいはEG
Rガスが含まれる場合についても同様の傾向を示し、こ
の際には横軸は新気と既燃ガスを合わせたトータルのガ
ス量と燃料量割合G/Fとなる。
On the other hand, when the air-fuel ratio is made rich, the knocking strength increases. This gives the knocking limit Nt
The air-fuel ratio AFR at h becomes the rich limit. Therefore,
Stability limit air-fuel ratio AFL and knocking limit air-fuel ratio AFR
The air-fuel ratio region surrounded by is the auto-ignition combustion establishment range.
As described above, self-ignition is established only in a limited air-fuel ratio range. Here, the air-fuel ratio A / F has been described as an example as an index representing the ratio of gas to fuel. Residual gas or EG
The same tendency is exhibited when R gas is included, and in this case, the horizontal axis represents the total gas amount including fresh air and burned gas and the fuel amount ratio G / F.

【0069】ここで、A/Fがリッチ側の自己着火限界
を規定するパラメータをノッキング強度としているが、
音振強度を検出する検出手段を用いた場合には、音振強
度としても良い。また、同様に、A/Fがリーン側の自
己着火限界を規定するパラメータを安定度としている
が、機関の失火を検出する検出手段を用いた場合には、
失火限界としても良い。
Here, the knocking strength is a parameter defining the self-ignition limit on the A / F side on the rich side.
When a detecting means for detecting the sound vibration intensity is used, the sound vibration intensity may be used. Similarly, although the A / F sets the parameter that defines the lean-side self-ignition limit as stability, if the detection means for detecting engine misfire is used,
It is good also as a misfire limit.

【0070】このように自己着火燃焼ではその燃焼限界
はノッキング強度と安定度の2つの判断パラメータによ
って規定される。そこで本発明では、ノッキング強度と
安定度の2つ判断パラメータを用いて自己着火燃焼の燃
焼限界を判断する。
As described above, in the self-ignition combustion, the combustion limit is defined by two determination parameters of the knocking strength and the stability. Therefore, in the present invention, the combustion limit of self-ignition combustion is determined using two determination parameters of knocking strength and stability.

【0071】図5は、第1実施形態における自己着火限
界判定を行う領域を示す。本実施形態では、自己着火燃
焼領域の高負荷限界付近のノッキング強度判定領域で、
第1の判断パラメータであるノッキング強度または音振
強度の判定を行い、これらの強度が所定値を越えていれ
ば自己着火燃焼の継続が不可能と判断して、自己着火燃
焼から火花点火燃焼に切り替える。
FIG. 5 shows an area for performing the self-ignition limit determination in the first embodiment. In the present embodiment, in the knocking strength determination region near the high load limit of the self-ignition combustion region,
The knocking intensity or the sound vibration intensity, which is the first determination parameter, is determined. If the intensity exceeds a predetermined value, it is determined that the self-ignition combustion cannot be continued, and the self-ignition combustion is switched to the spark ignition combustion. Switch.

【0072】一方、自己着火燃焼領域の低負荷限界付近
の安定度判定領域で、第2の判断パラメータである燃焼
安定度または失火の判定を行い、燃焼安定度または失火
が上記所定値を越えていれば、自己着火燃焼の継続が不
可能と判断して、自己着火燃焼から火花点火燃焼に切り
替える。
On the other hand, in the stability determination region near the low load limit in the self-ignition combustion region, the determination of the combustion stability or misfire as the second determination parameter is performed, and if the combustion stability or misfire exceeds the predetermined value. Then, it is determined that continuation of the self-ignition combustion is impossible, and the self-ignition combustion is switched to the spark ignition combustion.

【0073】図6に本実施形態の燃焼パターンを制御す
るメインフローチャートを示す。ステップ11(以下、
ステップをSと略す)でエンジン回転数Nと負荷Tを検
出する。次いで、S12で図3の燃焼判定の基本マップ
から、エンジン回転数Nと負荷Tで定まる運転領域が自
己着火燃焼領域かその外部の火花点火燃焼領域か、燃焼
パターンを判断する。火花点火燃焼と判断された場合に
は、S14で火花点火燃焼の制御を行う。
FIG. 6 shows a main flowchart for controlling the combustion pattern according to the present embodiment. Step 11 (hereafter,
In step S, the engine speed N and the load T are detected. Next, in S12, a combustion pattern is determined from the combustion determination basic map shown in FIG. 3 as to whether the operation region determined by the engine speed N and the load T is the self-ignition combustion region or the spark ignition combustion region outside thereof. If it is determined that spark ignition combustion has been performed, spark ignition combustion control is performed in S14.

【0074】S12で自己着火燃焼と判断された場合に
は、S15で自己着火限界判断に基づく燃焼判定を行
う。即ち燃焼状態検出部2で検出した検出結果により自
己着火燃焼の継続が可能であるか否かを自己着火限界を
越えているか否かで判定し、自己着火限界を越えていな
ければ、自己着火燃焼を継続可能とし、自己着火限界を
越えていれば、自己着火燃焼を継続不可能として、火花
点火燃焼へ燃焼形態を切り替える判定を行う。
If it is determined in S12 that the combustion is self-ignition, a combustion determination is made in S15 based on the self-ignition limit determination. That is, it is determined whether the self-ignition combustion can be continued based on the detection result detected by the combustion state detection unit 2 based on whether or not the self-ignition limit has been exceeded. Can be continued, and if the self-ignition limit is exceeded, the self-ignition combustion cannot be continued and a determination is made to switch the combustion mode to spark ignition combustion.

【0075】S15で燃焼判定が自己着火となった場合
には、S16で自己着火燃焼の制御を行う。S15で燃
焼判定が火花点火となった場合には、燃焼判定の基本マ
ップで自己着火となっている場合においても、S14に
進み、火花点火燃焼の制御を行う。
When the self-ignition is determined in S15, the self-ignition combustion is controlled in S16. If the combustion determination is spark ignition in S15, the process proceeds to S14 to control spark ignition combustion even if self-ignition is performed in the basic map for combustion determination.

【0076】図7は、本実施形態の自己着火限界判断の
フローチャートを示す。まず、S21でエンジン回転数
N、負荷Tを検出する。次に、S22で図5のマップか
らエンジン回転数N及び負荷Tにより運転領域を判定す
る。運転領域が安定度判定領域になっている場合には、
S23で安定度の検出を行い、S24で安定度が安定度
限界を越えているか否かを判断する。安定度限界を越え
ていて判断がN.G.となった場合には、S25で燃焼
判定のフラグを火花点火に設定する。S24で安定度限
界の判断がO.K.となった場合には、S26に進み、
燃焼判定のフラグを自己着火に設定する。
FIG. 7 shows a flowchart of the self-ignition limit judgment of this embodiment. First, in S21, the engine speed N and the load T are detected. Next, in S22, the operating region is determined from the map of FIG. 5 based on the engine speed N and the load T. If the operation area is the stability judgment area,
In S23, the stability is detected, and in S24, it is determined whether or not the stability exceeds the stability limit. If the stability limit is exceeded and the judgment is N.P. G. FIG. In the case of, the combustion determination flag is set to spark ignition in S25. In S24, the determination of the stability limit is made by O.D. K. If it becomes, proceed to S26,
The combustion determination flag is set to self-ignition.

【0077】S22で運転領域が安定度判定領域および
ノッキング強度判定領域以外と判定された場合にはS2
6に進み、燃焼判定のフラグを自己着火に設定する。S
22でノッキング判定領域と判断された場合には、S2
7でノッキング強度を検出する。次に、S28でノッキ
ング強度がノッキング強度限界を越えるか否かを判断す
る。S28でノッキング強度限界を越えずに判断がO.
K.となった場合には、S26で燃焼判定のフラグを自
己着火に設定する。S28でノッキング強度を判定が
N.G.となった場合には、S29で燃焼判定のフラグ
を火花点火に設定する。
If it is determined in S22 that the operation region is other than the stability determination region and the knocking intensity determination region, the process proceeds to S2.
Proceeding to 6, the combustion determination flag is set to self-ignition. S
If it is determined in step 22 that the knocking determination area has been reached, S2
At 7, the knocking intensity is detected. Next, in S28, it is determined whether or not the knocking intensity exceeds the knocking intensity limit. In S28, the judgment is made without exceeding the knocking strength limit.
K. If the answer is S, the combustion determination flag is set to self-ignition in S26. In S28, the knocking strength is determined by N. G. FIG. If the answer is S, the combustion determination flag is set to spark ignition in S29.

【0078】以上のような制御を行うことによって、エ
ンジンの経年変化、経時変化あるいは生産バラツキがあ
った場合においても、自己着火燃焼領域を最適に設定す
ることができる。
By performing the above-described control, it is possible to optimally set the self-ignition combustion region even when there is aging, aging, or production variation of the engine.

【0079】次に、第2実施形態について説明する。本
発明に係る自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置の
第2実施形態のシステム構成およびハード構成は第1実
施形態のシステム構成(図1)、ハード構成(図2)と
同じである。
Next, a second embodiment will be described. The system configuration and hardware configuration of the control device for a self-ignition / spark ignition internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention are the same as the system configuration (FIG. 1) and the hardware configuration (FIG. 2) of the first embodiment.

【0080】図8に第2実施形態における自己着火限界
判定を行う領域を示す。本実施形態では、自己着火燃焼
領域のすべての領域において、自己着火限界の判定を行
う。例えば、図8に示すようにある負荷値より高負荷側
の領域をノッキング強度限界の判定を行うノッキング強
度判定領域とし、前記負荷値より低負荷側の領域を安定
度限界の判定を行う安定度判定領域としている。
FIG. 8 shows an area where the self-ignition limit is determined in the second embodiment. In the present embodiment, the self-ignition limit is determined in all the self-ignition combustion regions. For example, as shown in FIG. 8, a region on a higher load side than a certain load value is a knocking intensity determination region for determining a knocking intensity limit, and a region on a lower load side than the load value is a stability for determining a stability limit. This is a determination area.

【0081】図9には第2実施形態の自己着火限界判断
のフローチャートを示す。第2実施形態の自己着火限界
判断のフローチャートは、第1実施形態のフローチャー
ト(図7)とほぼ同様であるので、異なる所のみ説明す
る。S32でエンジン回転数N及び負荷Tにより運転領
域判定を行う。この判定の結果、安定度判定領域の場
合、安定度検出のためS33に進み、ノッキング判定領
域の場合にはノッキング検出のためにS37に進む。
FIG. 9 is a flowchart of the self-ignition limit judgment according to the second embodiment. The flowchart of the self-ignition limit determination of the second embodiment is almost the same as the flowchart of the first embodiment (FIG. 7), and only different points will be described. In S32, the operation region is determined based on the engine speed N and the load T. As a result of this determination, the process proceeds to S33 for stability detection in the case of the stability determination region, and proceeds to S37 for knock detection in the case of the knocking determination region.

【0082】次に、第3実施形態について説明する。本
発明に係る自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置の
第3実施形態のシステム構成およびハード構成は第1実
施形態のシステム構成(図1)、ハード構成(図2)と
同じである。
Next, a third embodiment will be described. The system configuration and hardware configuration of the control device for a self-ignition / spark ignition internal combustion engine according to the third embodiment of the present invention are the same as the system configuration (FIG. 1) and the hardware configuration (FIG. 2) of the first embodiment.

【0083】図10に第3実施形態における自己着火限
界判定を行う領域を示す。第3実施形態では、自己着火
燃焼領域の低負荷領域を安定度限界の判定を行う安定度
判定領域とし、自己着火燃焼領域の高負荷領域を、ノッ
キング限界の判定と安定度限界判定の両方を行う安定度
及びノッキング強度判定領域としている。
FIG. 10 shows an area where the self-ignition limit is determined in the third embodiment. In the third embodiment, the low load region of the self-ignition combustion region is used as a stability determination region for determining the stability limit, and the high load region of the self-ignition combustion region is used for both the knocking limit determination and the stability limit determination. This is the stability and knocking strength determination area to be performed.

【0084】図11には第3実施形態の自己着火限界判
断のフローチャートを示す。第2実施形態の自己着火限
界判断のフローチャートは第1実施形態のフローチャー
ト(図7)とほぼ同様であるので、異なる所のみ説明す
る。S42でエンジン回転数N及び負荷Tにより運転領
域判定を行う。運転領域が安定度およびノッキング判定
領域の場合にはS47に進み、ノッキング強度を検出す
る。
FIG. 11 is a flowchart of the self-ignition limit judgment according to the third embodiment. The flowchart of the self-ignition limit determination of the second embodiment is almost the same as the flowchart of the first embodiment (FIG. 7), and only different points will be described. In S42, the operating region is determined based on the engine speed N and the load T. If the operating region is the stability and knocking determination region, the process proceeds to S47, and knocking intensity is detected.

【0085】次にS48でノッキング強度判断を行う。
ノッキング強度の判断がN.G.となった場合には、S
49に進み、燃焼判定のフラグを火花点火に設定する。
S48でノッキング強度の判断がO.K.となった場合
にはS50に進み、安定度を検出する。次にS51で安
定度限界の判断がN.G.となった場合にはS49で燃
焼判定のフラグを火花点火に設定する。S49で安定度
限界の判断がO.K.となった場合にはS52で燃焼判
定のフラグを自己着火に設定する。
Next, a knocking strength judgment is made in S48.
Judgment of knocking strength is N. G. FIG. If it becomes,
Proceeding to 49, the combustion determination flag is set to spark ignition.
In S48, the knocking strength is determined by O.D. K. If the answer is S, the process proceeds to S50, and the stability is detected. Next, in S51, the determination of the stability limit is made by N.P. G. FIG. In step S49, the combustion determination flag is set to spark ignition in step S49. In S49, the determination of the stability limit is made by O.D. K. In the case of, the flag of the combustion determination is set to self-ignition in S52.

【0086】次に、第4実施形態について説明する。本
発明に係る自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置の
第4実施形態のシステム構成およびハード構成は第1実
施形態のシステム構成(図1)、ハード構成(図2)と
同じである。
Next, a fourth embodiment will be described. The system configuration and hardware configuration of the control device for a self-ignition / spark ignition internal combustion engine according to the fourth embodiment of the present invention are the same as the system configuration (FIG. 1) and the hardware configuration (FIG. 2) of the first embodiment.

【0087】図12に第4実施形態における自己着火限
界判定を行う領域を示す。第4実施形態では、自己着火
燃焼領域の高負荷領域をノッキング強度制御を行うノッ
キング強度制御領域としている。図13には、自己着火
燃焼領域の高負荷領域で行う火花点火燃焼を一部使った
自己着火燃焼の圧力波形を示す。この例では、燃料の一
部を火花点火燃焼させて、その燃焼温度、圧力を利用し
て残りの燃料を自己着火させている。このような燃焼形
態を取ることによって、点火時期ADVによって燃焼時
期を制御することができる。
FIG. 12 shows an area where the self-ignition limit is determined in the fourth embodiment. In the fourth embodiment, a high-load region in the self-ignition combustion region is a knocking intensity control region for performing knocking intensity control. FIG. 13 shows a pressure waveform of self-ignition combustion partially using spark ignition combustion performed in a high load region of the self-ignition combustion region. In this example, part of the fuel is spark-ignited and the remaining fuel is self-ignited using the combustion temperature and pressure. By taking such a combustion form, the combustion timing can be controlled by the ignition timing ADV.

【0088】図14には点火時期ADVに対するノッキ
ング強度と燃焼時期θ50の関係を示す。点火時期AD
Vをリタードすることによって、燃焼時期θ50を上死
点TDCから遅角させることができる。燃焼時期θ50
が上死点から遅角すると、ピストンが下降する時に燃焼
が行われるため燃焼速度が低下し、ノッキング強度及び
音振強度を弱くすることができる。
FIG. 14 shows the relationship between the knocking intensity and the combustion timing θ50 with respect to the ignition timing ADV. Ignition timing AD
By retarding V, the combustion timing θ50 can be retarded from the top dead center TDC. Combustion timing θ50
Is retarded from the top dead center, combustion is performed when the piston descends, so that the combustion speed is reduced, and the knocking intensity and the sound vibration intensity can be reduced.

【0089】図15には、点火時期ADVに対する安定
度と燃焼時期θ50の関係を示す。点火時期ADVを遅
角させると、燃焼時期θ50が遅角するため、安定度が
悪化する。このように、ノッキング強度と安定度はトレ
ードオフの関係となっている。
FIG. 15 shows the relationship between the stability with respect to the ignition timing ADV and the combustion timing θ50. If the ignition timing ADV is retarded, the combustion timing θ50 is retarded, so that the stability is deteriorated. Thus, the knocking strength and the stability have a trade-off relationship.

【0090】図16には、A/Fと点火時期ADVに対
する自己着火燃焼領域を示す。自己着火燃焼領域はノッ
キング強度限界と安定度限界に挟まれた領域となる。負
荷が高くなるほど、すなわちA/Fがリッチ化するほ
ど、ノッキングが悪化する。従って、ノッキング強度を
低下させるため点火時期ADVを遅角することになる。
そのため、自己着火燃焼が成立するIT範囲は狭くな
る。よって、ノッキング強度限界と安定度限界が重なる
A/Fが自己着火燃焼成立する高負荷限界となる。
FIG. 16 shows a self-ignition combustion region with respect to the A / F and the ignition timing ADV. The auto-ignition combustion region is a region between the knocking strength limit and the stability limit. The higher the load, that is, the richer the A / F, the worse the knocking. Therefore, the ignition timing ADV is retarded to reduce the knocking intensity.
Therefore, the IT range in which the self-ignition combustion is established is narrowed. Therefore, the A / F at which the knocking strength limit and the stability limit overlap is the high load limit at which auto-ignition combustion is established.

【0091】第4実施形態では、燃焼パラメータである
点火時期ADVをノッキング限界となる点火時期ADV
に設定して、燃焼を制御する。その際に安定度を検出し
て、安定度限界となった時に、燃焼状態を自己着火燃焼
から火花点火燃焼に切り替える。このように制御するこ
とによって、運転性を悪化させることなく、自己着火燃
焼の範囲を最大限に高負荷化することができる。
In the fourth embodiment, the ignition timing ADV, which is a combustion parameter, is
To control combustion. At that time, the stability is detected, and when the stability limit is reached, the combustion state is switched from self-ignition combustion to spark ignition combustion. By performing such control, it is possible to maximize the range of the self-ignition combustion without increasing the drivability.

【0092】図17には第4実施形態の自己着火限界判
断のフローチャートを示す。S81で、エンジン回転数
N、負荷Tを検出する。S82でエンジン回転数N及び
負荷Tにより運転領域判定を行う。S82で図12のマ
ップからノッキング強度制御領域外と判断された場合に
は、S83に進み、燃焼判定のフラグは変更しない。S
82でノッキング強度制御領域と判断された場合には、
S84でノッキング強度を検出する。S85でノッキン
グ強度を判断する。
FIG. 17 is a flowchart of the self-ignition limit judgment according to the fourth embodiment. In S81, the engine speed N and the load T are detected. In S82, the operating region is determined based on the engine speed N and the load T. When it is determined in S82 that the vehicle is outside the knocking intensity control region from the map of FIG. 12, the process proceeds to S83, and the combustion determination flag is not changed. S
If it is determined in 82 that the knocking intensity control area,
In S84, the knocking intensity is detected. In S85, the knocking strength is determined.

【0093】S85でノッキング強度が目標範囲よりも
弱いと判断された場合には、S86でADVを進角し
て、S84に戻る。S85でノッキング強度が目標範囲
よりも強いと判断された場合には、S87で安定度を検
出する。S88で安定度限界を判断する。S88で安定
度がN.G.と判断された場合には、自己着火領域の高
負荷限界を越えているので、S90で燃焼判定フラグを
火花点火に設定する。S88で安定度がO.K.と判断
された場合には、S89でADVを遅角して、S84に
戻る。
If it is determined in S85 that the knocking intensity is weaker than the target range, ADV is advanced in S86, and the process returns to S84. If it is determined in S85 that the knocking intensity is higher than the target range, the stability is detected in S87. In S88, the stability limit is determined. In S88, the stability is N.P. G. FIG. If it is determined that the load exceeds the high load limit in the self-ignition region, the combustion determination flag is set to spark ignition in S90. In S88, the stability is O. K. If it is determined that the ADV is determined, the ADV is retarded in S89, and the process returns to S84.

【0094】S85でノッキング強度が目標範囲内にあ
った場合には、S91に進み、ADVは変更しない。次
にS92で安定度を検出する。S93で安定度を判断し
て、安定度がN.G.の場合にはS90で燃焼フラグを
火花点火に設定する。S93で安定度がO.K.と判断
された場合には、S94で燃焼判定のフラグを自己着火
に設定する。
If the knocking intensity is within the target range in S85, the process proceeds to S91, and the ADV is not changed. Next, the stability is detected in S92. In S93, the stability is determined. G. FIG. In the case of, the combustion flag is set to spark ignition in S90. In S93, the stability is O. K. When it is determined that the ignition is not performed, the combustion determination flag is set to self-ignition in S94.

【0095】次に、第5実施形態について説明する。本
発明に係る自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置の
第5実施形態のシステム構成およびハード構成は第1実
施形態のシステム構成(図1)、ハード構成(図2)と
同じである。
Next, a fifth embodiment will be described. The system configuration and the hardware configuration of the control device for a self-ignition / spark ignition internal combustion engine according to the fifth embodiment of the present invention are the same as the system configuration (FIG. 1) and the hardware configuration (FIG. 2) of the first embodiment.

【0096】図18に第5実施形態における自己着火限
界判定を行う領域を示す。第5実施形態では、自己着火
燃焼領域の高負荷領域を、安定度制御を行う安定度制御
領域としている。第4実施形態では、ノッキング限界に
制御して、安定度をモニター検出し、自己着火限界を判
断していた。これに対して、第5実施形態では安定度限
界に制御して、ノッキング強度をモニターして自己着火
限界を判断する。このように制御しても、第4実施形態
と同様の効果が得られる。
FIG. 18 shows an area where the self-ignition limit is determined in the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the high-load region of the self-ignition combustion region is a stability control region for performing stability control. In the fourth embodiment, the knocking limit is controlled, the stability is monitored and detected, and the self-ignition limit is determined. On the other hand, in the fifth embodiment, the self-ignition limit is determined by monitoring the knocking intensity by controlling to the stability limit. Even with such control, the same effects as in the fourth embodiment can be obtained.

【0097】図19には第5実施形態の自己着火限界判
断のフローチャートを示す。S101で、エンジン回転
数N、負荷Tを検出する。S102でエンジン回転数N
及び負荷Tにより運転領域判定を行う。S102で安定
度制御領域外と判断された場合には、S103に進み、
燃焼判定のフラグは変更しない。S102で安定度制御
領域と判断された場合には、S104で安定度を検出す
る。S105で安定度を判断する。S105で安定度が
目標値よりも良いと判断された場合には、S106でA
DVを遅角して、S104に戻る。
FIG. 19 shows a flowchart of the self-ignition limit judgment of the fifth embodiment. In S101, the engine speed N and the load T are detected. In S102, the engine speed N
And the load T is used to determine the operating region. If it is determined in S102 that it is outside the stability control region, the process proceeds to S103,
The combustion determination flag is not changed. If it is determined in S102 that the area is the stability control area, the stability is detected in S104. The stability is determined in S105. If the stability is determined to be better than the target value in S105, A is determined in S106.
The DV is retarded, and the process returns to S104.

【0098】S105で安定度が目標値よりも悪いと判
断された場合には、S107でノッキングを検出する。
S108でノッキング限界を判断する。S108でノッ
キングがN.G.と判断された場合には、自己着火領域
の高負荷限界を越えているので、S110で燃焼判定フ
ラグを火花点火に設定する。S108でノッキングが
O.K.と判断された場合には、S109でADVを進
角して、S104に戻る。
If it is determined in step S105 that the stability is lower than the target value, knocking is detected in step S107.
In S108, a knocking limit is determined. In S108, the knocking is N. G. FIG. If it is determined that the load exceeds the high load limit in the self-ignition region, the combustion determination flag is set to spark ignition in S110. In step S108, knocking is performed. K. When it is determined that ADV is advanced in S109, the process returns to S104.

【0099】S105で安定度が目標範囲内にあった場
合には、S111に進み、ADVは変更しない。次にS
112でノッキング強度を検出する。S113でノッキ
ングを判断して、ノッキングがN.G.の場合にはS1
10で燃焼フラグを火花点火に設定する。S113で安
定度がO.K.と判断された場合には、S114で燃焼
判定フラグを自己着火に設定する。
If the stability is within the target range in S105, the process proceeds to S111, and the ADV is not changed. Then S
At 112, the knocking intensity is detected. In step S113, knocking is determined. G. FIG. In the case of S1
At 10, the combustion flag is set to spark ignition. The stability is O. K. If it is determined that the ignition has been performed, the combustion determination flag is set to self-ignition in S114.

【0100】次に、第6実施形態について説明する。本
発明に係る自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置の
第6実施形態のシステム構成およびハード構成は第1実
施形態のシステム構成(図1)、ハード構成(図2)と
同じである。
Next, a sixth embodiment will be described. The system configuration and hardware configuration of the sixth embodiment of the control device for a self-ignition / spark ignition internal combustion engine according to the present invention are the same as the system configuration (FIG. 1) and the hardware configuration (FIG. 2) of the first embodiment.

【0101】第6実施形態は、第4実施形態および第5
実施形態の制御を行う際に、燃焼パラメータおよび燃焼
判定フラグを学習し記憶することを特徴としている。
The sixth embodiment is different from the fourth embodiment and the fifth embodiment.
When performing the control of the embodiment, the present invention is characterized in that a combustion parameter and a combustion determination flag are learned and stored.

【0102】燃焼パラメータおよび燃焼判定フラグを学
習記憶することによって、次回、同じ条件となった時
に、記憶を呼び出して燃焼形態を最適に選択することが
できる。
By learning and storing the combustion parameters and the combustion determination flag, the next time the same conditions are met, the storage can be called up and the combustion mode can be optimally selected.

【0103】図20は、第5実施形態の場合に燃焼パラ
メータ及び燃焼判定フラグを学習記憶するようにした第
6実施形態の例を示すフローチャートである。第4実施
形態の場合も同様なフローチャートとなる。第5実施形
態のフローチャート(図19)と異なる所のみ説明す
る。S130で、燃焼判定フラグが火花点火となった場
合には、燃焼判定フラグ値=火花点火を、図21のマッ
プの該当する運転条件の位置に記憶する。S135で燃
焼判定が自己着火となった場合には、S136で燃焼パ
ラメータであるADV値を、図22のマップの該当する
運転条件の位置に記憶し、S137で燃焼判定フラグ値
=自己着火を、図21のマップの該当する運転条件の位
置に記憶する。
FIG. 20 is a flowchart showing an example of the sixth embodiment in which the combustion parameters and the combustion determination flag are learned and stored in the case of the fifth embodiment. A similar flowchart is used in the case of the fourth embodiment. Only different points from the flowchart of the fifth embodiment (FIG. 19) will be described. If the combustion determination flag is set to spark ignition in S130, the value of the combustion determination flag = spark ignition is stored at the position of the corresponding operating condition on the map of FIG. If the combustion determination is self-ignition in S135, the ADV value, which is a combustion parameter, is stored in the corresponding operating condition position in the map of FIG. 22 in S136, and the combustion determination flag value = self-ignition in S137. It is stored in the position of the corresponding operating condition on the map of FIG.

【0104】次に、第7実施形態について説明する。本
発明に係る自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置の
第7実施形態のシステム構成を図23に示す。第7実施
形態のハード構成は第1実施形態のハード構成(図2)
と同じである。第7実施形態は自己着火限界制御を気筒
毎に行うことを特徴としている。
Next, a seventh embodiment will be described. FIG. 23 shows the system configuration of a seventh embodiment of the control apparatus for a self-ignition / spark ignition internal combustion engine according to the present invention. The hardware configuration of the seventh embodiment is the same as the hardware configuration of the first embodiment (FIG. 2).
Is the same as The seventh embodiment is characterized in that self-ignition limit control is performed for each cylinder.

【0105】図23において、第7実施形態の内燃機関
は、エンジン本体1と、気筒別燃焼状態検出部102
と、ECU3と、気筒別燃焼パラメータ制御部104と
を備えている。
In FIG. 23, the internal combustion engine of the seventh embodiment has an engine body 1 and a combustion state detecting unit 102 for each cylinder.
, An ECU 3 and a combustion parameter control unit 104 for each cylinder.

【0106】ECU3はアクセル開度及びクランク角セ
ンサ信号から燃焼パターンを判断する燃焼パターン制御
部5と、火花点火燃焼時に制御を行う火花点火燃焼制御
部6と、自己着火燃焼時に制御を行う自己着火燃焼制御
部7と、自己着火燃焼時に各種燃焼パラメータを気筒別
に設定する気筒別燃焼パラメータ設定部108と、気筒
別燃焼状態検出部102の各種センサ出力信号レベルを
判定して気筒毎に自己着火燃焼限界か否かを判定する気
筒別第1の自己着火燃焼限界判定部109および気筒別
第2の自己着火燃焼判定部110と、自己着火燃焼限界
における各種燃焼パラメータの設定値を気筒毎に記憶す
る気筒別目標燃焼パラメータ記憶部111とを備えてい
る。
The ECU 3 determines a combustion pattern from the accelerator opening and the crank angle sensor signal, a combustion pattern control unit 5 for controlling during spark ignition combustion, and a self-ignition control for performing self-ignition combustion. A combustion control unit 7, a cylinder-specific combustion parameter setting unit 108 for setting various combustion parameters for each cylinder during self-ignition combustion, and various sensor output signal levels of the cylinder-specific combustion state detection unit 102 to determine the self-ignition combustion for each cylinder A cylinder-specific first self-ignition combustion limit determination unit 109 and a cylinder-specific second self-ignition combustion determination unit 110 for determining whether or not the limit is reached, and set values of various combustion parameters in the self-ignition combustion limit are stored for each cylinder. And a target combustion parameter storage unit 111 for each cylinder.

【0107】気筒別燃焼状態検出部102はこれまで説
明してきた実施形態と同様に筒内圧センサ、クランク軸
角速度検出器、振動検出器、音響検出器および燃焼ガス
中イオン測定器の1つまたはこれら複数の組み合わせと
する。
The cylinder-by-cylinder combustion state detecting unit 102 is one or more of an in-cylinder pressure sensor, a crankshaft angular velocity detector, a vibration detector, an acoustic detector, and an ion detector in combustion gas, as in the above-described embodiments. Multiple combinations.

【0108】また気筒別燃焼パラメータ制御部104
は、気筒別に制御できるパラメータとして、点火時期、
燃料噴射時期、燃料噴射量の1つまたはこれら複数の組
み合わせとする。
The combustion parameter control unit 104 for each cylinder
Are ignition timing,
One or a combination of a plurality of fuel injection timings and fuel injection amounts.

【0109】本第7実施形態の制御の流れを図24に示
す。第7実施形態の制御の流れは基本的に第1実施形態
〜第6実施形態と同様である。本実施形態においては、
4気筒エンジンを例に説明している。S141でクラン
ク角信号を検出する。S142で気筒判別を行う。S1
42で#1(第1気筒)と判断された場合には、S14
3で燃焼パターンを判別する。これは第1実施形態で説
明した燃焼パターン判別のフローチャート(図6)を#
1気筒のみについて行う。次にS144で自己着火限界
判断を行う。これは第1実施形態から第6実施形態で説
明してきた、自己着火限界判断のフローチャート(図
7、図9、図11、図15、図17、図19、図20)
を#1気筒のみについて行う。S142で#2、#3、
#4と判断された場合についても#1と同様である。
FIG. 24 shows a control flow according to the seventh embodiment. The control flow of the seventh embodiment is basically the same as the first to sixth embodiments. In the present embodiment,
A four-cylinder engine is described as an example. In S141, a crank angle signal is detected. In S142, cylinder determination is performed. S1
If it is determined at # 42 that the engine is # 1 (first cylinder), the process proceeds to S14.
In step 3, the combustion pattern is determined. This is based on the flowchart (FIG. 6) for determining the combustion pattern described in the first embodiment.
This is performed only for one cylinder. Next, the self-ignition limit is determined in S144. This is the self-ignition limit determination flowchart (FIGS. 7, 9, 11, 15, 17, 19, and 20) described in the first to sixth embodiments.
Is performed only for the # 1 cylinder. In S142, # 2, # 3,
The case where # 4 is determined is the same as # 1.

【0110】このように制御することによって、気筒毎
に経年変化、経時変化が異なった場合あるいは生産バラ
ツキによって各気筒の燃焼性能が異なった場合において
も、運転性の悪化はなく、各気筒の自己着火領域を最適
に設定することができる。
By controlling in this way, even when the aging and aging changes for each cylinder are different or when the combustion performance of each cylinder is different due to production variation, the operability is not deteriorated, and the self-reliability of each cylinder is maintained. The ignition region can be set optimally.

【0111】次に、第8実施形態について説明する。本
発明に係る自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置の
第8実施形態のシステム構成およびハード構成は第7実
施形態のシステム構成(図23)、ハード構成(図2)
と同じである。第8実施形態では過半数の気筒の燃焼形
態が火花点火燃焼となった場合、すべての気筒の燃焼を
火花点火燃焼とすることを特徴としている。
Next, an eighth embodiment will be described. The system configuration and the hardware configuration of the control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the eighth embodiment of the present invention are the system configuration of the seventh embodiment (FIG. 23) and the hardware configuration (FIG. 2).
Is the same as The eighth embodiment is characterized in that when the combustion mode of the majority of the cylinders is spark ignition combustion, the combustion of all cylinders is spark ignition combustion.

【0112】図25に4気筒エンジンを例とした場合の
制御のフローチャートを示す。以下の説明では、第n気
筒の燃焼判定フラグをFnで示し、第n気筒の燃焼判定
結果が火花点火のときFn=1、自己着火の時Fn=0
とする。
FIG. 25 shows a flowchart of control in a case where a four-cylinder engine is used as an example. In the following description, the combustion determination flag of the n-th cylinder is indicated by Fn, and when the combustion determination result of the n-th cylinder is spark ignition, Fn = 1, and when self-ignition is performed, Fn = 0.
And

【0113】まず、S161で#1気筒の燃焼判定フラ
グを呼び込む。S162で燃焼判定フラグが火花点火か
どうか判断する。自己着火の場合にはS163でF1を
0とする。S162で火花点火と判断された場合にはS
164でF1を1とする。S165からS176におい
て、#2気筒から#4気筒も同様の処理を行う。S17
7で火花点火となっている気筒数(F1+F2+F3+
F4)が2を越えるか否かを判断する。2気筒以下の場
合にはS178に進み、燃焼判定フラグは変更しない。
3気筒以上の時には、S179で全気筒の燃焼判定フラ
グを火花点火に設定する。
First, in step S161, a combustion determination flag for the # 1 cylinder is called. In S162, it is determined whether the combustion determination flag is spark ignition. In the case of self-ignition, F1 is set to 0 in S163. If spark ignition is determined in S162, S
At 164, F1 is set to 1. In steps S165 to S176, the same processing is performed for cylinders # 2 to # 4. S17
7 (F1 + F2 + F3 +
It is determined whether or not F4) exceeds 2. If the number of cylinders is two or less, the process proceeds to S178, and the combustion determination flag is not changed.
When there are three or more cylinders, the combustion determination flags of all cylinders are set to spark ignition in S179.

【0114】尚、本実施形態を4気筒エンジン以外に適
用する場合、気筒数をnとしたとき、n/2を越える気
筒、即ち過半数の気筒が火花点火となった場合に、残り
の気筒も火花点火として、全気筒を火花点火運転にする
こととなる。
When the present embodiment is applied to an engine other than a four-cylinder engine, when the number of cylinders is n, when the number of cylinders exceeds n / 2, that is, when the majority of the cylinders are spark-ignited, the remaining cylinders are also used. As the spark ignition, all the cylinders are set to the spark ignition operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る自己着火・火花点火式内燃機関の
制御装置の第1実施形態のシステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a first embodiment of a control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態のハード構成図である。FIG. 2 is a hardware configuration diagram of the first embodiment of the present invention.

【図3】エンジン回転数N、負荷Tに対する燃焼パター
ンを説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a combustion pattern with respect to an engine speed N and a load T.

【図4】自己着火燃焼時の空燃比に対するノッキング強
度、安定度、燃焼時期を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating knocking intensity, stability, and combustion timing with respect to an air-fuel ratio during self-ignition combustion.

【図5】第1実施形態の自己着火限界判定領域を説明す
る図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a self-ignition limit determination region according to the first embodiment.

【図6】第1実施形態の燃焼パターン制御のフローチャ
ートである。
FIG. 6 is a flowchart of combustion pattern control according to the first embodiment.

【図7】第1実施形態の自己着火限界判定制御のフロー
チャートである。
FIG. 7 is a flowchart of a self-ignition limit determination control according to the first embodiment.

【図8】第2実施形態の自己着火限界判定領域を説明す
る図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a self-ignition limit determination region according to a second embodiment.

【図9】第2実施形態の自己着火限界判定制御のフロー
チャートである。
FIG. 9 is a flowchart of a self-ignition limit determination control according to a second embodiment.

【図10】第3実施形態の自己着火限界判定領域を説明
する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a self-ignition limit determination area according to a third embodiment.

【図11】第3実施形態の自己着火限界判定制御のフロ
ーチャートである。
FIG. 11 is a flowchart of self-ignition limit determination control according to a third embodiment.

【図12】第4実施形態の自己着火限界判定領域を説明
する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a self-ignition limit determination region according to a fourth embodiment.

【図13】火花点火による自己着火燃焼の筒内圧力波形
を説明する図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining an in-cylinder pressure waveform of self-ignition combustion by spark ignition.

【図14】点火時期ADVに対するノッキング強度、燃
焼時期θ50の関係を説明する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating the relationship between knocking intensity and combustion timing θ50 with respect to ignition timing ADV.

【図15】点火時期ADVに対する安定度、燃焼時期θ
50の関係を説明する図である。
FIG. 15 shows the stability with respect to the ignition timing ADV and the combustion timing θ.
It is a figure explaining 50 relations.

【図16】空燃比A/Fと点火時期ADVに対する自己
着火領域を説明する図である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a self-ignition region with respect to an air-fuel ratio A / F and an ignition timing ADV.

【図17】第4実施形態の自己着火限界判定制御のフロ
ーチャートである。
FIG. 17 is a flowchart of a self-ignition limit determination control according to a fourth embodiment.

【図18】第5実施形態の自己着火限界判定領域を説明
する図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a self-ignition limit determination region according to a fifth embodiment.

【図19】第5実施形態の自己着火限界判定制御のフロ
ーチャートである。
FIG. 19 is a flowchart of a self-ignition limit determination control according to a fifth embodiment.

【図20】第6実施形態の自己着火限界判定制御のフロ
ーチャートである。
FIG. 20 is a flowchart of a self-ignition limit determination control according to a sixth embodiment.

【図21】学習制御用燃焼判定フラグマップを示す図で
ある。
FIG. 21 is a diagram showing a combustion control flag map for learning control.

【図22】学習制御用ADVマップを示す図である。FIG. 22 is a diagram showing an ADV map for learning control.

【図23】本発明の第7実施形態のシステム構成図であ
る。
FIG. 23 is a system configuration diagram of a seventh embodiment of the present invention.

【図24】第7実施形態の制御のフローチャートであ
る。
FIG. 24 is a control flowchart of the seventh embodiment.

【図25】第8実施形態の制御のフローチャートであ
る。
FIG. 25 is a flowchart of control according to the eighth embodiment.

【符号の説明】 1 エンジン本体 2 燃焼状態検出部 3 ECU 4 燃焼パラメータ制御部 5 燃焼パターン判定部 6 火花点火燃焼制御部 7 自己着火燃焼制御部 8 燃焼パラメータ設定部 9 第1の自己着火燃焼限界判定部 10 第2の自己着火燃焼限界判定部 11 目標燃焼パラメータ記憶部 21 吸気ポート 22 排気ポート 23 ピストン 24 吸気バルブ 25 排気バルブ 26 クランク角センサ 27 燃料噴射装置 28 点火プラグ[Description of Signs] 1 Engine main body 2 Combustion state detection unit 3 ECU 4 Combustion parameter control unit 5 Combustion pattern determination unit 6 Spark ignition combustion control unit 7 Self-ignition combustion control unit 8 Combustion parameter setting unit 9 First self-ignition combustion limit Judgment unit 10 Second self-ignition combustion limit judgment unit 11 Target combustion parameter storage unit 21 Intake port 22 Exhaust port 23 Piston 24 Intake valve 25 Exhaust valve 26 Crank angle sensor 27 Fuel injection device 28 Spark plug

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 45/00 368 F02D 45/00 368A 368S 368Z (72)発明者 角方 章彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3G023 AA01 AA06 AA18 AB06 AC04 AD03 AD12 AD14 AF01 AG02 AG05 3G084 AA00 AA04 BA16 CA03 CA04 DA02 DA10 DA22 EA11 EB08 FA10 FA19 FA21 FA25 FA38 FA39 3G301 HA15 JA02 KA08 KA09 LA00 NC02 PC00Z PC01Z PC06Z PC08Z PE03Z PF03Z Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) F02D 45/00368 F02D 45/00 368A 368S 368Z (72) Inventor Akihiko Kadokata 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan F-term (reference) in Automobile Co., Ltd. PF03Z

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の自己着火運転領域で自己着火燃焼
による運転を行なう一方、前記自己着火運転領域外の運
転領域で火花点火燃焼による運転を行なう自己着火・火
花点火式内燃機関の制御装置において、 ノッキング強度に相関する第1の判断パラメータを検出
する第1検出手段と、 燃焼安定度に相関する第2の判断パラメータを検出する
第2検出手段と、 自己着火燃焼による運転を行なっているとき、前記2つ
の判断パラメータに基づいて自己着火燃焼を継続するこ
とが可能か否か判断する判断手段と、 自己着火燃焼の継続が不可能であると判断されたとき、
自己着火燃焼から火花点火燃焼へ燃焼形態を切り替える
切替手段と、 を備えたことを特徴とする自己着火・火花点火式内燃機
関の制御装置。
1. A control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine which performs an operation by self-ignition combustion in a predetermined self-ignition operation region and performs an operation by spark ignition combustion in an operation region outside the self-ignition operation region. First detection means for detecting a first determination parameter correlated with knocking intensity; second detection means for detecting a second determination parameter correlated with combustion stability; and when operating by self-ignition combustion. Determining means for determining whether the self-ignition combustion can be continued based on the two determination parameters; and determining that the self-ignition combustion cannot be continued.
Switching means for switching the combustion mode from self-ignition combustion to spark ignition combustion; and a control device for a self-ignition / spark ignition internal combustion engine.
【請求項2】 前記第1検出手段は、筒内圧力を検出す
るセンサ、クランク軸の角速度を検出するセンサ、燃焼
室構成部材の振動を検出するセンサ、燃焼室構成部材の
音響を検出するセンサ、燃焼ガス中のイオンによる電流
または電圧を検出するセンサのうちの1つ以上で構成さ
れ、前記第1の判断パラメータとしてノッキング強度ま
たは音振強度を検出することを特徴とする請求項1に記
載の自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置。
2. A sensor for detecting in-cylinder pressure, a sensor for detecting an angular velocity of a crankshaft, a sensor for detecting vibration of a combustion chamber constituent member, and a sensor for detecting a sound of a combustion chamber constituent member. The sensor according to claim 1, further comprising at least one of a sensor for detecting a current or a voltage due to ions in the combustion gas, and detecting knocking intensity or sound vibration intensity as the first determination parameter. Of self-ignition and spark ignition type internal combustion engine.
【請求項3】 前記第2検出手段は、筒内圧力を検出す
るセンサ、クランク軸の角速度を検出するセンサ、燃焼
室構成部材の振動を検出するセンサ、燃焼室構成部材の
音響を検出するセンサ、燃焼ガス中のイオンによる電流
または電圧を検出するセンサのうちの1つ以上で構成さ
れ、前記第2の判断パラメータとして燃焼安定度または
失火を検出することを特徴とする請求項1に記載の自己
着火・火花点火式内燃機関の制御装置。
3. The sensor according to claim 2, wherein the second detecting means detects a pressure in the cylinder, a sensor for detecting an angular velocity of a crankshaft, a sensor for detecting vibration of a combustion chamber component, and a sensor for detecting a sound of the combustion chamber component. The sensor according to claim 1, further comprising at least one of a sensor for detecting a current or a voltage due to ions in the combustion gas, and detecting combustion stability or misfire as the second determination parameter. Control device for self-ignition / spark ignition type internal combustion engine.
【請求項4】 前記判断手段は、前記自己着火運転領域
の高負荷側の領域で前記第1の判断パラメータが許容範
囲を越えたとき自己着火燃焼の継続が不可能であると判
断する一方、前記自己着火運転領域の低負荷側の領域で
前記第2の判断パラメータが許容範囲を越えたとき自己
着火燃焼の継続が不可能であると判断することを特徴と
する請求項1に記載の自己着火・火花点火式内燃機関の
制御装置。
4. The determination means determines that continuation of self-ignition combustion is not possible when the first determination parameter exceeds an allowable range in a high-load side area of the self-ignition operation area. The self-ignition device according to claim 1, wherein when the second determination parameter exceeds an allowable range in a low-load side region of the self-ignition operation region, it is determined that continuation of self-ignition combustion is impossible. Control device for ignition / spark ignition type internal combustion engine.
【請求項5】 自己着火燃焼による運転を行なっている
とき、ノッキング強度と燃焼安定度の双方に影響を与え
る燃焼制御パラメータを変更することで前記第1の判断
パラメータを目標値に近づけるノッキング強度制御手段
をさらに備え、 前記判断手段は、前記ノッキング強度制御手段によって
前記燃焼制御パラメータが変更された結果前記第2の判
断パラメータが許容範囲を越えたときに自己着火燃焼の
継続が不可能であると判断することを特徴とする請求項
1に記載の自己着火・火花点火式内燃機関の制御装置。
5. A knocking intensity control that brings the first determination parameter closer to a target value by changing a combustion control parameter that affects both the knocking intensity and the combustion stability during an operation by self-ignition combustion. Means for determining whether the combustion control parameter has been changed by the knocking intensity control means and the second determination parameter exceeds an allowable range, so that autoignition combustion cannot be continued. The control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein the determination is performed.
【請求項6】 自己着火燃焼による運転を行なっている
とき、ノッキング強度と燃焼安定度の双方に影響を与え
る燃焼制御パラメータを変更することで前記第2の判断
パラメータを目標値に近づける燃焼安定度制御手段をさ
らに備え、前記判断手段は、前記燃焼安定度制御手段に
よって前記燃焼制御パラメータが変更された結果前記第
1の判断パラメータが許容範囲を越えたときに自己着火
燃焼の継続が不可能であると判断することを特徴とする
請求項1に記載の自己着火・火花点火式内燃機関の制御
装置。
6. A combustion stability in which the second determination parameter is brought close to a target value by changing a combustion control parameter that affects both knocking intensity and combustion stability during operation by self-ignition combustion. Control means, wherein the determination means determines that if the first control parameter exceeds an allowable range as a result of the change of the combustion control parameter by the combustion stability control means, autoignition combustion cannot be continued. The control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined that the internal combustion engine is present.
【請求項7】 前記判断手段による判断結果を運転条件
毎に記憶することで前記自己着火運転領域を運転中に変
更することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいず
れか1項に記載の自己着火・火花点火式内燃機関の制御
装置。
7. The self-ignition operation area is changed during operation by storing a result of the judgment by the judgment means for each operation condition. Of self-ignition and spark ignition type internal combustion engine.
【請求項8】 前記第1の判断パラメータと前記第2の
判断パラメータとを気筒毎に検出するよう前記第1検出
手段と前記第2検出手段とを構成すると共に、前記判断
手段と前記切替手段とを気筒毎に設けることを特徴とす
る請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の自己
着火・火花点火式内燃機関の制御装置。
8. The first detecting means and the second detecting means for detecting the first determining parameter and the second determining parameter for each cylinder, and the determining means and the switching means. The control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the control device is provided for each cylinder.
【請求項9】 前記第1の判断パラメータと前記第2の
判断パラメータとを気筒毎に検出するよう前記第1検出
手段と前記第2検出手段とを構成すると共に、前記判断
手段と前記切替手段と前記ノッキング強度制御手段とを
気筒毎に設けることを特徴とする請求項5に記載の自己
着火・火花点火式内燃機関の制御装置。
9. The first detection means and the second detection means for detecting the first judgment parameter and the second judgment parameter for each cylinder, and the judgment means and the switching means 6. The control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to claim 5, wherein said knocking intensity control means and said knocking intensity control means are provided for each cylinder.
【請求項10】 前記第1の判断パラメータと前記第2
の判断パラメータとを気筒毎に検出するよう前記第1検
出手段と前記第2検出手段とを構成すると共に、前記判
断手段と前記切替手段と前記燃焼安定度制御手段とを気
筒毎に設けることを特徴とする請求項6に記載の自己着
火・火花点火式内燃機関の制御装置。
10. The first determination parameter and the second determination parameter.
The first detection means and the second detection means are configured to detect the determination parameter for each cylinder, and the determination means, the switching means, and the combustion stability control means are provided for each cylinder. The control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to claim 6.
【請求項11】 過半数の気筒の燃焼形態が火花点火燃
焼に切り替えられたとき、残り気筒の前記切替手段は当
該気筒の前記判断手段の判断に係わらず燃焼形態を火花
点火燃焼に切り替えることを特徴とする請求項8ないし
請求項10のいずれか1項に記載の自己着火・火花点火
式内燃機関の制御装置。
11. When the combustion mode of the majority of the cylinders is switched to spark ignition combustion, the switching means of the remaining cylinders switches the combustion mode to spark ignition combustion regardless of the determination of the cylinder. The control device for a self-ignition / spark ignition type internal combustion engine according to any one of claims 8 to 10.
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