JP2001003800A - エンジン制御システム及び制御方法 - Google Patents

エンジン制御システム及び制御方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の第１の目的は圧縮着火モードを有する
エンジンにおいて、燃料噴射により広い運転範囲で着火
制御を可能にし、均質混合気により超リーンバーンを行
い、低ＮＯｘ，燃費向上できるシステムを提供すること
である。第２の目的は着火トリガ手段により着火制御性
を向上することである。 【解決手段】上記の第１の目的を達成するために、圧縮
着火モードを有する筒内噴射エンジンにおいて、着火前
の初期燃焼速度制御用に第１の噴射及びその後のエンジ
ントルク制御用に第２の噴射を行う手段を設け、エンジ
ントルクの増大と共にエンジントルク制御用の第２の噴
射比率を多くする。第２の目的を達成するために、圧縮
着火モードを有する筒内噴射エンジンにおいて、着火ト
リガ手段を設け、第１の噴射後に着火トリガ手段により
着火トリガを加える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンの制御シス
テムに関し、特に圧縮着火式のエンジン制御システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの効率向上を図る有効な手段と
して、希薄な混合気を燃焼させるリーンバーンがある。
リーンバーンにすることによって、同じトルクで運転す
る場合でも、より多くの空気をエンジンに吸入するの
で、ポンピング損失が少なくなる。現在広く用いられて
いるガソリンエンジンでは点火プラグによって混合気に
点火をし、火炎伝播をさせる。しかし、空燃比４０など
の希薄な混合気では点火がしづらく、燃焼が不安定にな
ってしまう。そのため、燃料を直接エンジンの気筒内に
噴射し、点火プラグ周囲に混合気を集め（成層化）るこ
とによって、点火性を確保することができ、自動車用エ
ンジンに用いられつつある。このような筒内噴射エンジ
ンでは燃費向上と共に気筒内で燃料が噴射されるので、
燃料の気化によって吸入空気の温度が低下し、空気密度
が高くなり、充填効率を向上できるメリットもある。し
かし、点火プラグ周りに混合気を集中させているので、
燃焼温度が高くなり、ＮＯｘが増大しやすいという課題
がある。均質混合気でのリーンバーンでは燃焼温度の上
昇を抑制できるので、ＮＯｘを低くすることができる
が、点火，火炎伝播が不安定で、空燃比を２３程度の運
転が限度で、燃費向上代も１５％にとどまる。
【０００３】そこで、特開平9−287527 号では吸気ポー
ト噴射により気筒内に均一な混合気を形成し、圧縮着火
により希薄混合気を燃焼させている。火花点火によら
ず、圧縮着火を行うので、多くの点火火種からの着火が
可能で、火炎伝播距離も短く、着火性の確保，急速燃焼
を実現している。均一混合気であるので、ＮＯｘの大幅
な低減が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トルク
増大時（燃料量が多い場合）には燃焼圧力が急速に高く
なり、ノッキングが起こるなど運転範囲が狭いという課
題がある。すなわち、火花点火のような強制点火手段を
有しないので、着火の制御が困難である。外部ＥＧＲに
より燃焼を遅くしてすることや、吸気温度の制御によっ
て着火性を制御することが開示されているが、外部ＥＧ
Ｒや吸気温度制御の応答性が遅く、自動車のようなエン
ジントルクが変化する場合には追従がむずかしい。
【０００５】本発明の第１の目的は圧縮着火モードを有
するエンジンにおいて、燃料噴射により広い運転範囲で
着火性制御を可能にし、均質混合気により超リーンバー
ンを行い、低ＮＯｘ，燃費向上できるシステムを提供す
ることである。第２の目的は着火トリガ手段により着火
制御性を向上することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成
するために、圧縮着火モードを有する筒内噴射エンジン
において、着火前の初期燃焼速度制御用に第１の噴射及
びその後のエンジントルク制御用に第２の噴射を行う手
段を備え、エンジントルクの増大と共にエンジントルク
制御用の第２の噴射比率を多くすることにより着火性と
トルク制御性を両立することができる。
【０００７】第２の目的は圧縮着火モードを有する筒内
噴射エンジンにおいて、着火トリガ手段を備え、第１の
噴射後に着火トリガ手段により着火トリガを加えること
により着火制御性を向上する。着火トリガ手段として
は、マイクロトロン，レーザ，点火プラグ，ＥＧＲ，圧
縮比などのいずれか又は組み合わせにより混合気の温度
を上昇させる。また、均一混合気にリッチスポットを設
けるなど、着火しやすい混合気を形成する。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。
【０００９】図１に本発明の構成を示す。空気は空気量
検出センサ７，絞り弁１０，吸気管１１，吸気弁１６を
介して、エンジン１３へ吸入される。空気量は絞り弁１
０の開度，吸気弁１６の開度を変化させることによって
制御できる。空気量は空気量検出センサ７によって計量
される。必要に応じて、吸気管内圧力センサ３１，筒内
圧力センサ４２によって、吸気管，気筒内の圧力をそれ
ぞれ検出する。吸気弁はたとえば電磁サレノイド１８，
１９へ駆動回路３０より電圧を印加することによって可
動部２２が電磁力の作用によって動き、それにつながっ
た吸気弁１６が開閉動作する排気弁１７についても同様
な作用をする。吸気，排気弁はエンジンで駆動されるカ
ム方式，油圧で弁を駆動する方式でも良い。但し、エン
ジンの内部ＥＧＲ，圧縮比を制御するため、吸気，排気
弁のオーバーラップを変化させることが望ましい。燃料
は筒内に直接燃料を噴射できるインジェクタ１より供給
される。インジェクタは駆動回路３２によって駆動され
る。駆動回路は制御装置１２に内蔵させてもよい。絞り
弁はモータ９によって開閉動作し、その開度はスロット
ルセンサ８により検出される。アクセル開度αはアクセ
ル開度センサ（図示せず）によって検出され、少なくと
もアクセル開度センサ信号に基づき、吸排気弁が制御さ
れる。絞り弁制御のための回路も制御装置１２に内蔵し
てもよい。制御装置１２は上記センサの信号に基づき、
絞り弁，吸排気弁などを制御する。エンジンの回転変動
はエンジンのクランク軸に設けた回転センサ３４及び回
転センサピックアップ３３により検出する。ＥＧＲを制
御するために、ＥＧＲ弁８０を設ける。排気管には触媒
３５を設ける。触媒は３元触媒機能，ＮＯｘ浄化機能を
設ける。ＮＯｘ触媒としては、圧縮着火により低ＮＯｘ
化が図れること、燃料中に硫黄による劣化が強いこと、
リッチスパイクが不要なことのため、反応型触媒が望ま
しい。しかし、燃料中の硫黄濃度が低い場合など、ＮＯ
ｘの転換効率の高い、吸着型または吸蔵型触媒を用いて
もよい。
【００１０】図２に従来の火花点火式筒内噴射エンジン
の構成を示す。インジェクタ１から燃料筒内に直接噴射
される噴射された燃料はピストンに設けられたキャビテ
ィ（くぼみ）で保持，ガイドされ、点火プラグ５１の周
囲に集中化する。このような構成により、希薄内混合気
でも点火プラグ周囲に混合気を集めることができるの
で、点火，火炎伝播が不安定になることがない。しかし
ながら、混合気の集中化によって、燃焼する部分の混合
気はストイキ付近の濃度となるので、燃焼温度が高く、
ＮＯｘの排出量が増大しやすい。
【００１１】図３に筒内噴射エンジンのＮＯｘ排出特性
を示す。横軸に空燃比、縦軸にNOx排出量を示す。ＥＧ
Ｒを加えない場合、空燃比２５程度でＮＯｘの排出が増
大している。これは混合気の集中化によるためである。
均一混合気では空燃比１６〜１７付近にＮＯｘのピーク
があるが、筒内噴射では混合気の集中化により、全体と
しては２５であるが、点火プラグ周囲ではもっとリッチ
な混合気になるためである。ＥＧＲを加えることにより
燃焼温度が下がり、ＮＯｘを小さくすることができる。
触媒との組み合わせにより、触媒出口でもＮＯｘ排出量
を低減することができるが、一層のＮＯｘ排出低減のた
めには、エンジンから排出されるＮＯｘ排出を少なくす
る必要がある。
【００１２】図４に従来の筒内噴射と圧縮着火システム
の比較を示す。筒内噴射ではリーンバーンを行う場合に
は圧縮行程で燃料を噴射し、点火プラグ周囲に混合気を
集中化される。集中化させた混合気に点火プラグより点
火を行い、燃焼させる。上記のように、混合気の集中化
によって燃焼温度が高くなり、ＮＯｘが高くなりやす
い。一方、圧縮着火では吸気行程で燃料を噴射し、気筒
内に均一な混合気を形成する。均一混合気は圧縮行程に
おける圧縮熱で活性化し、着火しやすい状態となり、冷
炎(ＣＯ，ＣＨ，ラジカルなど)が生ずる。その後、全面
同時着火(熱炎)が生ずる。均一混合気での超リーンバー
ンであるので、燃焼温度が低く、低ＮＯｘ燃焼を実現で
きる。
【００１３】しかしながら、安定に運転できる空燃比の
範囲、すなわちトルクの範囲が狭い。空燃比が大きい場
合には予混合気からの冷炎が不十分で着火不良となりや
すく、ＨＣが増大する。一方、空燃比が小さい領域では
予混合気からの冷炎が多く、筒内圧力が急激に上昇する
ので、ノッキングが起こりやすい。このため、ＮＯｘの
排出が低いものの、燃費率が低く領域が狭い。従来は希
薄空燃比側の着火不良を吸気温度を高めること、リッチ
側のノッキングを外部ＥＧＲにより燃焼を緩慢にして対
策していた。外部ＥＧＲや吸気温度制御の応答性が遅
く、自動車のようなエンジントルクが変化する場合には
追従がむずかしい。
【００１４】図６に本発明の動作を示す。吸気行程で第
１の燃料を噴射する。これにより気筒内の均一混合気を
形成する。この混合気は初期燃焼速度制御用である。す
なわち、圧縮行程で、圧縮熱により燃料が活性化し、ラ
ジカルを発生するが、この初期燃焼を制御する役割をも
つ。次にラジカル発生後にトルク制御用の第２の燃料噴
射を行う。これにより、エンジントルク制御に必要な燃
料を供給することができる。ラジカル発生中に燃料を供
給するとすすのない低温燃焼を実現でき、低ＮＯｘ，す
すなし燃焼ができる効果もある。従来の制御方式では予
混合のみを形成していたので、燃料量が多くなると、す
なわち空燃比が小さくなると圧縮行程でのラジカル発生
が多くなりすぎ、燃焼が急激に起こり、ノッキングを発
生してしまうという課題があった。このため、エンジン
の圧縮比を低くしたりする必要があり、エンジンの効率
の点でもよくない。燃焼圧力も高くなるので、ＮＯｘも
高くなりやすい。本発明では初期燃焼を抑制する第１の
噴射量を変化させることができるので、トルク増大時な
ど燃料噴射量が多くなるときにはトルク制御用の燃料を
多くすることにより、急激な燃焼を回避できる。燃料噴
射量が少ないとき（空燃比が大きいとき）でも、前記の
ノッキング回避により圧縮比を高く設定できるので、着
火性を確保できる。さらに後述する着火トリガ手段によ
り着火性を確保することができる。
【００１５】図７，図８に本発明の動作ブロックを示
す。均一混合気を形成し、圧縮行程で燃料を活性化し、
冷炎（ＣＯ，ＣＨ，ラジカルなど）発生後にトルク制御
用の燃料を噴射する。ラジカル発生中に第２の噴射をす
ることにより、トルク制御用の燃料も全面同時着火（熱
炎）し、低温（低ＮＯｘ），すすなし燃焼を実現でき
る。このような動作により、広い運転範囲で、トルク制
御性と着火制御性の両立を図ることができる。
【００１６】図８に燃料噴射時期と圧縮／吸気噴射比率
（第２／第１噴射比率）の制御方法を示す。横軸にエン
ジンのトルクを示し、右側ほどエンジンのトルクが大き
く、供給する燃料量が多い。エンジントルクが小さい場
合にはリーン混合気による圧縮着火運転を行う。まず、
第１噴射時期が吸気行程で燃料を噴射し、均一な混合気
を形成する。エンジントルクが増大するに従い、圧縮／
吸気噴射比率（第２／第１噴射比率）を大きく、すなわ
ちトルク制御用の燃料を多くする。これにより、予混合
気からの急な燃焼圧力上昇を抑制し、ノッキングを防止
する。さらにエンジントルクが増大すると、第１噴射時
期を圧縮上死点に近づけるようにリタードさせる。これ
は、噴射した予混合気の圧縮熱により活性化時間を短く
することにより、冷炎の発生を抑制するためである。さ
らに、エンジントルクが多くなった場合には、圧縮噴射
比率を０にし、吸気行程噴射のみとする。また、圧縮着
火モードから火花点火モードに変化させる。このときに
はエンジンには点火プラグを備えておく必要がある。点
火プラグへの電圧の印加は火花点火モードで行う。火花
点火モードではノッキングの発生の可能性があるので、
圧縮比を１０〜１２程度に小さくする。
【００１７】図９に示すようにエンジン回転数が低く、
エンジントルクが小さい運転域では燃費向上を図るた
め、圧縮着火により、リーンバーン運転をする。エンジ
ンのトルクが大きくなるに従い、ストイキ空燃比にＥＧ
Ｒを加わえる。さらに出力が大きくなるに従い、ストイ
キ空燃比に設定する。ＥＧＲにより、燃焼温度を低下さ
せると共に燃費，ＮＯｘ排出量を低減する。ストイキ運
転域では火花点火モードに移行する。また、本実施例に
より初期燃焼速度制御用噴射，トルク制御用噴射を分割
することにより、ノッキングを抑制できるので、全域圧
縮着火モードとしてもよい。
【００１８】図１０に本発明の基本構成を示す。着火制
御のために内部ＥＧＲ制御，圧縮比制御を行う。これら
は吸気，排気弁の位相を制御することにより可能であ
る。内部ＥＧＲを多くするためには、吸気，排気弁のオ
ーバーラップを大きくする。圧縮比を低くさせるには、
吸気弁を早閉じまたは遅閉じさせる。また、燃料噴射制
御により噴射回数，噴射量，噴射時期を制御する。さら
に、着火制御性の向上のために着火トリガ制御手段を加
える。着火トリガのエネルギ，時期を制御する。エンジ
ンのノッキングはノックセンサまたは筒内圧力センサ，
トルク変動は回転変動センサまたは筒内圧力センサで検
出する。ラジカルの発生時期は筒内圧力センサにより筒
内圧力波形，イオン電流センサ，燃焼の光を直接検出す
るラジカルセンサ（たとえば、石英ガラスファイバと光
電変換器，フィルタの組み合わせ）で検出してもよい。
【００１９】図１１に空気量，ＥＧＲ制御のフローチャ
ートの一例を示す。アクセル開度，車速，変速段位置よ
り目標エンジントルクを計算する。さらにエンジン回転
数を読み込み、目標エンジントルク，エンジン回転数か
ら目標空燃比のマップ，目標ＥＧＲ量マップを検索す
る。これらより、目標空気量を求め、バルブリフト，開
閉時期を計算する。このバルブリフト，開閉時期を目標
として、可変バルブ機構１３を制御し、エンジン１３へ
の気筒別の空気量を制御する。バルブ位置はバルブ位置
センサ７６によって検出し、目標のバルブ位置，タイミ
ングで開閉制御されているのかフィードバック制御す
る。エンジンに吸入される空気量はエアフローメータ７
によって各気筒毎の空気量を検出し、目標の空気量とな
っているか比較し、フィードにック制御する。この空気
量より目標空燃比となる燃料量を計算し、燃料噴射パル
ス幅，燃料噴射時期を計算する。さらに目標ＥＧＲ量を
内部ＥＧＲ量，外部ＥＧＲ量を計算する。逆流検出エア
フローセンサ又は筒内圧力センサ信号により内部ＥＧＲ
量を検出し、目標ＥＧＲ量と比較し、目標値とずれてい
れば吸気バルブ開閉時期を制御する。さらに内部ＥＧＲ
で足らない分について、外部ＥＧＲバルブにより制御す
る。さらにエンジンの出力トルクをクランク角センサ又
は筒内圧力センサで検出し、目標エンジントルクになっ
ているのか比較し、フィードバック制御する。筒内圧力
センサを用いた場合は吸気弁が閉じた後の筒内圧力から
気筒内の空気量を検出できるので、エアフローメータを
排除することもできる。空気量は可変バルブにより制御
方法を示したが、可変バルブが位相のみを制御する場合
には絞り弁により目標空気量となるように制鮮する。
【００２０】すなわち図１１のフローチャートにおい
て、可変バルブリフト，開閉時期により空気量の制御が
絞り弁により制御に置き換わる。
【００２１】図１２に燃料噴射，着火制御のフローチャ
ートの一例を示す。目標エンジントルク，エンジン回転
数に基づき、燃料噴射量を計算する。それにより、吸気
圧縮噴射比率（第１，第２噴射比率）を決めて、吸気噴
射，圧縮噴射を行う。トルク変動が許容値以上である場
合には吸気噴射比率を増加させ、ラジカルの発生を促進
する。ノッキングが発生する場合には吸気噴射比率を減
少させ、さらに目標ＥＧＲとなるように内部ＥＧＲを制
御する。エンジントルクの変化に対する制御は可変バブ
ルによる内部ＥＧＲで制御する。内部ＥＧＲで足らない
部分について、外部ＥＧＲを用いる。さらに目標圧縮比
となるように圧縮比制御を行う。また、着火制御手段に
より、着火トリガ制御を行う。目標着火時期より遅い場
合には吸気噴射比率を多く、圧縮比を増大させ、着火ト
リガパルスをアドバンス，EGRを減少することにより着
火を促進，早める。目標着火時期より早い場合にはこの
逆を行う。
【００２２】図１３に始動制御のフローチャートの一例
を示す。冷却水温を読み込み、冷却水温が所定値より低
い場合には吸気行程噴射として、火花点火を行う。所定
値より高い場合には吸気，圧縮噴射及び着火トリガによ
り圧縮着火モードとする。これはエンジンが冷えている
状態では、燃料，吸気の温度も低く、燃料が圧縮着火し
づらいためである。この場合には圧縮着火モードとはせ
ず、火花点火モードとする。クランキング時などエンジ
ンの回転数が低い場合には圧縮圧力が自己着火するほど
高くならないので、圧縮着火モードを禁止し、火花点火
モードする。
【００２３】図１４に本発明の他の実施例を示す。気筒
内に全体に均一混合気を形成するのでなく、気筒内に圧
縮着火可能な予混合気体たとえば空燃比４０及び着火ト
リガ周囲にリッチスポットを設ける。これにより、エン
ジントルクが小さい、燃料噴射量の少ない条件でも、圧
縮着火可能な予混合気を形成可能であり、さらに、着火
トリガ周囲にリツチスポットを設けるため、着火を行い
やすい利点がある。気筒内全体に混合気を形成した場合
には、空燃比が８０など以上になると予混合気からの着
火性が低下する。圧縮比をさらに上げて圧縮熱を上げて
着火も可能であるが、圧縮比を高く上げすぎると、エン
ジンの摩擦損失直大きくなり、エンジン効率が低下す
る。この実施例により均一混合気の塊の大きさを制御す
ることにより、均一混合気を薄くしすぎすに、燃料量を
制御できる。動作は第一の燃料噴射で均一混合気を形成
する。この場合、気筒全体に混合気を分散させないた
め、噴射時期を圧縮行程に近づける。さらに第２噴射で
着火トリガ周囲にリッチスポットを形成し、ラジカル発
生後に第３の噴射を行い、トリク制御を行う。
【００２４】図１５に示すようにエンジン回転数が低
く、エンジントルクが小さい運転域では燃費向上を図る
ため、圧縮着火により、リーンバーン運転をする。圧縮
着火のエンジントルクが小さい領域は２段成層により着
火性を確保する。エンジンのトルクが大きくなるに従
い、ストイキ空燃比にＥＧＲを加わえる。さらに出力が
大きくなるに従い、ストイキ空燃比に設定する。ＥＧＲ
により、燃焼温度を低下させると共に燃費，ＮＯｘ排出
量を低減する。ストイキ運転域では火花点火モードとす
る。
【００２５】図１６に本発明の他の実施例を示す。イン
ジェクタを気筒の中心に、点火プラグを気筒のサイドに
配置する。インジェクタを気筒の中心に配置すると、サ
イドに配置した場合に比べて、気筒内に燃料を均一に分
散することが可能であり、均一混合気を形成しやすいメ
リットがある。点火プラグをサイドに配置すると火炎伝
播距離が均等にならず、燃焼効率が低下しやすいが、本
実施例では点火プラグにより燃焼モードは始動時，低温
時など圧縮着火モードがしづらい運転域のみ使うので、
サイド点火による効率悪化は問題とならない。
【００２６】図１７に本発明をハイブリッド自動車に用
いた例である。エンジン１００にモータジェネレータ
Ａ，Ｂ，変速機３００を介して、駆動軸８８に動力を伝
達する。モータジェネレータＡ，Ｂはインバータ２０
３，バッテリ２０２に電気的に接続されている。減速時
のエネルギがモータジェネレータＢにより回収され、バ
ッテリに貯えられる。加速ときにはモータジェネレータ
Ｂにより加速アシストを行う。クラッチ１０１によりエ
ンジンと駆動軸との接続を切り離すことができるので、
アイドルストップ制御，モータジェネレータＡにより発
電制御をすることができる。このような組み合わせでは
エンジンの運転範囲を狭くしても、モータでトルク制御
をアシストすることができるので、圧縮着火エンジンの
効率のよいところでの運をを行いやすいメリットがあ
る。
【００２７】図１８，図１９に燃焼パターンの制御方法
の例を示す。筒内圧力のピークθｔが所定の位置にくる
と燃費が良くなる。これは、早すぎる場合にはピストン
上昇時に筒内圧力が高くなり、ピストンの動作に対し
て、負の仕事をするためである。遅すぎる場合にはピス
トンが下がりすぎているため、有効な仕事とならず、ま
た後燃えにより排気にエネルギが逃げてしまう。燃費が
最良となる位置に筒内圧力のピークθｔを制御するため
に、ラジカル発生位置θｒを制御する。ラジカル発生位
置θｒは、第１噴射時期θ１により制御可能である。着
火トリガ時期は燃費が最良となる時期に制御する。
【００２８】図２０に着火トリガの制御方法の一例を示
す。着火トリガとして、点火プラグを用いた場合であ
る。上図は火花点火モードのときの放電電圧波形、下図
は圧縮着火モードのときの放電電圧波形である。火花点
火モードでは従来の火花点火エンジンのように火花点火
により混合気に点火するので、誘導成分と容量成分をあ
わせもつ放電波形とする。圧縮着火モードでは火花点火
させずに着火をしやすい、ラジカルの発生しやすい条件
にするために、混合気の温度を高める。誘導成分を少な
くして、容量による多重パルスを供給する。これによ
り、ラジカルの発生しやすい場所が多点形成されるの
で、多重着火しやすくなる。着火トリガとしてはマイク
ロトロンにより、ガソリンの主成分に共鳴する周波数を
加え、ガソリン混合気を直接加熱するのも有効である。
この場合、レーザによる混合気温度上昇方法と異なり、
光学的な汚れに影響がない利点がある。また、気筒内の
多点で着火トリガを形成できる。レーザによる方法では
レーザをシート状態とすることにより多点で着火トリガ
が可能である。または特開昭57−119164号のようなマイ
クロ波プラズマ着火などを利用してもよい。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば圧縮着火モードを有する
筒内噴射エンジンにおいて、着火前の初期燃焼速度制御
用に第１の噴射及びその後のエンジントルク制御用に第
２の噴射を行う手段を設けることによって、広い運転範
囲で着火制御が可能となり、均質混合気により超リーン
バーン運転が可能となる。
【００３０】また、圧縮着火モードを有する筒内噴射エ
ンジンにおいて、着火トリガ手段を設けたので、一層着
火制御性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステム図。
【図２】従来の筒内噴射エンジン。
【図３】従来の筒内噴射エンジンのＮＯｘ排出特性。
【図４】動作説明図。
【図５】空燃比とＮＯｘ，ＨＣ，燃費率の関係。
【図６】本発明の動作説明図。
【図７】本発明の動作説明図。
【図８】噴射時期，噴射比率の制御方法。
【図９】動作モードマップ。
【図１０】本発明のブロック図。
【図１１】本発明のフローチャート。
【図１２】本発明のフローチャート。
【図１３】本発明のフローチャート。
【図１４】本発明の他の実施例。
【図１５】動作モードマップ。
【図１６】本発明の他の実施例。
【図１７】本発明をハイブリッド自動車へ適用した例。
【図１８】燃料噴射時期の制御方法。
【図１９】燃料噴射時期の制御方法。
【図２０】着火トリガの制御方法。
【符号の説明】
１…インジェクタ、２…点火プラグ、３…噴霧、６…ピ
ストン、７…エアフローメータ、９…モータ、１０…ス
ロットルバルブ、１２…コントローラ、１６…吸気弁、
１７…排気弁、３０…可変バルブ駆動回路、３１…吸気
管内圧力センサ、３３…回転角センサ、４２…筒内圧力
センサ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/08 ３０１ Ｆ０２Ｄ 21/08 ３０１Ａ ３Ｇ３０１ ３０１Ｃ ３Ｈ１０６ ３０１Ｇ 41/02 ３０１ 41/02 ３０１Ｈ ３５１ ３５１ ３８０ ３８０Ｆ ３８５ ３８５ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｊ ３０１Ａ ３０１Ｎ ３０１Ｓ ３０１Ｚ ３０１Ｂ 45/00 ３６８ 45/00 ３６８Ａ ３６８Ｓ ３６８Ｚ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５１０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５１０Ｂ ５５０ ５５０Ｒ ５５０Ｇ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 9/00 ３０２Ａ 9/00 ３０２ Ｆ１６Ｋ 31/06 ３８５Ａ Ｆ１６Ｋ 31/06 ３８５ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者 大須賀 稔 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 徳安 昇 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 中山 容子 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高久 豊 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 Ｆターム(参考） 3G019 AA09 BB06 BB10 3G022 AA07 CA06 EA01 FA04 GA05 GA09 3G062 BA00 BA05 BA08 BA09 CA06 GA04 GA05 GA06 GA07 GA15 GA18 GA21 GA25 GA31 3G084 AA04 BA13 BA15 BA16 BA17 BA20 BA22 BA23 EB08 EB12 EC01 FA00 FA21 FA23 FA25 3G092 AA01 AA02 AA06 AA09 AA17 AC02 BA04 BA08 BA10 BB01 BB06 BB13 CA02 DA01 DA02 DA06 DA07 DA12 DC03 DC09 DD03 DE03S EA04 EA05 EA06 EA07 EA14 FA16 FA17 FA21 FA24 GA01 GA02 GA05 GA06 GA14 HA01Z HA05Z HA06X HA06Z HA13X HA14X HB01X HB02X HC01Z HC02Z HC05Z HC09X HD07X HE02Z HE08Z HF08Z HF21Z 3G301 HA04 HA15 HA18 LA00 LA07 MA11 MA18 MA26 MA27 NB18 NC02 ND02 PC00Z PC01Z PC03Z PC08Z 3H106 DA07 DA25 DB02 DB12 DB26 KK17

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】圧縮着火モードを有する筒内噴射エンジン
    において、 着火前の初期燃焼速度制御用の第１の噴射及びその後噴
    射するエンジントルク制御用の第２の噴射手段を備え、
    エンジントルクの増大と共にエンジントルク制御御用の
    第２の燃料噴射比率を多くすることを特徴とするエンジ
    ン制御システム。
  2. 【請求項２】請求項１において、 第１の噴射後冷炎（ラジカル）発生中に、第２噴射を行
    うことを特徴とするエンジン制御システム。
  3. 【請求項３】請求項２において、 冷炎（ラジカル）発生を筒内圧力センサ，イオン電流，
    ラジカルセンサにより検出することを特徴とするエンジ
    ン制御システム。
  4. 【請求項４】圧縮着火モードを有する筒内噴射エンジン
    において、初期燃焼速度制御用の第１の噴射後に着火ト
    リガ制御により着火トリガを加え、その後にトルク制御
    用の第２の噴射を行うことを特徴とするエンジン制御シ
    ステム。
  5. 【請求項５】請求項４において、 着火トリガ手段として、均質混合気中にリッチスポット
    を形成することを特徴とするエンジン制御システム。
  6. 【請求項６】請求項４において、 着火トリガ手段として、マイクロトロン，レーザ，点火
    プラグ，ＥＧＲ，圧縮比のいずれかにより、混合気の温
    度を上昇させることを特徴とするエンジン制御システ
    ム。
  7. 【請求項７】請求項６において、 マイクロトロンの周波数として、ガソリンの主成分の共
    鳴周波数を選ぶことを特徴とするエンジン制御システ
    ム。
  8. 【請求項８】請求項６において、 エンジンの負荷が大きくなるほど、内部ＥＧＲを多くす
    るように、エンジンの吸気，排気バルブのタイミングを
    調整することを特徴とするエンジン制御システム。
  9. 【請求項９】請求項６において、 エンジンの負荷がさらに大きくなると、空燃比とストイ
    キ，均質混合気のみ形成し、点火プラグによる火花点火
    燃焼に切り替えることを特徴とするエンジン制御システ
    ム。
  10. 【請求項１０】請求項６において、 圧縮着火モードにおいては、点火プラグで容量成分によ
    る複数回放電を行い、予混合気を励起させ、着火トリガ
    として、火花点火モードでは誘導放電成分を含む放電を
    行うことを特徴とするエンジン制御システム。
  11. 【請求項１１】請求項４において、 燃料噴射時期により冷炎発生時期を制御し、最小燃費と
    なるように熱炎発生時期を制御することを特徴とするエ
    ンジン制御システム。
  12. 【請求項１２】圧縮着火モードを有する筒内噴射エンジ
    ンにおいて、初期燃焼速度制御用の第１の噴射後に着火
    トリガ制御により着火トリガを加えることを特徴とする
    エンジン制御システム。
  13. 【請求項１３】請求項１２において、 着火トリガ手段として、均質混合気中にリッチスポット
    を形成することを特徴とするエンジン制御システム。
  14. 【請求項１４】請求項１２において、 着火トリガ手段として、マイクロトロン，レーザ，点火
    プラグ，ＥＧＲ，圧縮比のいずれかにより、混合気の温
    度を上昇させることを特徴とするエンジン制御システ
    ム。
  15. 【請求項１５】請求項１４において、 マイクロトロンの周波数として、ガソリンの主成分の共
    鳴周波数を選ぶことを特徴とするエンジン制御システ
    ム。
  16. 【請求項１６】請求項１４において、 エンジンの負荷が大きくなるほど、内部ＥＧＲを多くす
    るように、エンジンの吸気，排気バルブのタイミングを
    調整することを特徴とするエンジン制御システム。
  17. 【請求項１７】請求項１４において、 エンジンの負荷が大きくなるほど、内部ＥＧＲを多くす
    るように、エンジンの吸気，排気バルブのタイミングを
    調整することを特徴とするエンジン制御システム。
  18. 【請求項１８】請求項１４において、 エンジンの負荷が大きくなると、空燃比とストイキ，均
    質混合気のみ形成し、点火プラグによる火花点火燃焼に
    切り替えることを特徴とするエンジン制御システム。
  19. 【請求項１９】請求項１４において、 圧縮着火モードにおいては、点火プラグで容量成分によ
    る複数回放電を行い、予混合気を励起させ、着火トリガ
    として、火花点火モードでは誘導放電成分を含む放電を
    行うことを特徴とするエンジン制御システム。
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