JP2001207889A - 内燃機関の燃焼制御装置 - Google Patents
内燃機関の燃焼制御装置Info
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- F02D41/30—Controlling fuel injection
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノッキング及び燃焼不安定を回避するととも
に圧縮自己着火燃焼による運転範囲を高負荷側に拡大す
る。 【解決手段】 燃焼パターン判定部２は運転条件に応じ
て圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼のいずれかの燃焼方
式で運転を行うかを判定する。火花点火燃焼制御部３は
火花点火燃焼運転時の燃焼パラメータを制御し、自己着
火燃焼制御部４は圧縮自己着火燃焼運転時の燃焼パラメ
ータを制御する。予反応検出部５は、筒内圧力センサ１
８の検出信号に基づいて圧縮自己着火燃焼運転時に燃焼
の予反応を検出し、予反応検出部５が検出した予反応時
期に応じて燃料噴射制御部６は燃料噴射量または燃料噴
射時期を制御することにより燃焼時期が目標時期とな
る。
に圧縮自己着火燃焼による運転範囲を高負荷側に拡大す
る。 【解決手段】 燃焼パターン判定部２は運転条件に応じ
て圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼のいずれかの燃焼方
式で運転を行うかを判定する。火花点火燃焼制御部３は
火花点火燃焼運転時の燃焼パラメータを制御し、自己着
火燃焼制御部４は圧縮自己着火燃焼運転時の燃焼パラメ
ータを制御する。予反応検出部５は、筒内圧力センサ１
８の検出信号に基づいて圧縮自己着火燃焼運転時に燃焼
の予反応を検出し、予反応検出部５が検出した予反応時
期に応じて燃料噴射制御部６は燃料噴射量または燃料噴
射時期を制御することにより燃焼時期が目標時期とな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、運転条件に応じて
火花点火燃焼と圧縮自己着火燃焼とを切り換え可能な内
燃機関に係り、特に圧縮自己着火燃焼時において、１回
又は２回の燃料噴射時期を最適化することによって、燃
焼時期を安定化させ、広い運転範囲で圧縮自己着火燃焼
を行う内燃機関の燃焼制御装置に関する。
火花点火燃焼と圧縮自己着火燃焼とを切り換え可能な内
燃機関に係り、特に圧縮自己着火燃焼時において、１回
又は２回の燃料噴射時期を最適化することによって、燃
焼時期を安定化させ、広い運転範囲で圧縮自己着火燃焼
を行う内燃機関の燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガソリンエンジンの熱効率を改善するた
めに、混合気をリーン化することでポンプ損失を低減す
ると共に作動ガスの比熱比を大きくして理論熱効率を向
上する手法が知られている。しかしながら、従来の火花
点火エンジンでは空燃比をリーン化すると燃焼期間が長
期化して燃焼安定度が悪化する。このため、空燃比のリ
ーン化には限界がある。
めに、混合気をリーン化することでポンプ損失を低減す
ると共に作動ガスの比熱比を大きくして理論熱効率を向
上する手法が知られている。しかしながら、従来の火花
点火エンジンでは空燃比をリーン化すると燃焼期間が長
期化して燃焼安定度が悪化する。このため、空燃比のリ
ーン化には限界がある。
【０００３】このような燃焼安定度の悪化を避けながら
空燃比をリーン化する技術として特開平７−７１２７９
号公報にあるように予混合圧縮自己着火燃焼を起こさせ
る２行程サイクルエンジンが開示されている。予混合圧
縮自己着火燃焼では燃焼室の複数の位置から燃焼反応が
起こるため、空燃比がリーン化した場合においても火花
点火に比べると燃焼期間が長期化せずに、よりリーンな
空燃比でも安定した燃焼が可能となる。また空燃比がリ
ーンのために燃焼温度が低下し、ＮＯｘも大幅に低減で
きる。
空燃比をリーン化する技術として特開平７−７１２７９
号公報にあるように予混合圧縮自己着火燃焼を起こさせ
る２行程サイクルエンジンが開示されている。予混合圧
縮自己着火燃焼では燃焼室の複数の位置から燃焼反応が
起こるため、空燃比がリーン化した場合においても火花
点火に比べると燃焼期間が長期化せずに、よりリーンな
空燃比でも安定した燃焼が可能となる。また空燃比がリ
ーンのために燃焼温度が低下し、ＮＯｘも大幅に低減で
きる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例では通常の２行程サイクルエンジン構成としてい
るためガス交換を制御する吸気バルブおよび排気バルブ
がなく、未燃ガスの吹き抜けが発生し燃費が悪化してい
た。また、膨張行程はガス交換を行う必要性から後半に
排気を行う膨張排気行程となるので、燃焼ガスの膨張に
よる仕事を十分に取り出すことができないため、高負荷
運転が困難であるという問題点があった。
従来例では通常の２行程サイクルエンジン構成としてい
るためガス交換を制御する吸気バルブおよび排気バルブ
がなく、未燃ガスの吹き抜けが発生し燃費が悪化してい
た。また、膨張行程はガス交換を行う必要性から後半に
排気を行う膨張排気行程となるので、燃焼ガスの膨張に
よる仕事を十分に取り出すことができないため、高負荷
運転が困難であるという問題点があった。
【０００５】一方、自己着火燃焼は空燃比の影響を強く
受ける。例えば、高負荷運転を考えて空燃比を濃くした
場合には、燃焼反応を起こす燃料量が増加し、燃焼が激
しくなりノッキングを起こす。このため、燃焼回数が２
回転に１回の通常の４行程サイクルエンジンでは、高負
荷での自己着火燃焼による運転が困難であるという問題
点があった。
受ける。例えば、高負荷運転を考えて空燃比を濃くした
場合には、燃焼反応を起こす燃料量が増加し、燃焼が激
しくなりノッキングを起こす。このため、燃焼回数が２
回転に１回の通常の４行程サイクルエンジンでは、高負
荷での自己着火燃焼による運転が困難であるという問題
点があった。
【０００６】ノッキングを避けて圧縮自己着火燃焼が成
立する負荷範囲を拡大するためには、燃焼時期を圧縮上
死点から遅角することが有効である。燃焼時期を遅角す
ると、ピストン下降時に燃焼が行われるため、ノッキン
グの原因となる筒内圧力上昇率〔ｄＰ／ｄθ〕maxを低
減できる。
立する負荷範囲を拡大するためには、燃焼時期を圧縮上
死点から遅角することが有効である。燃焼時期を遅角す
ると、ピストン下降時に燃焼が行われるため、ノッキン
グの原因となる筒内圧力上昇率〔ｄＰ／ｄθ〕maxを低
減できる。
【０００７】しかしながら、燃焼時期を遅角した場合に
は、筒内の圧力、温度が高く保たれる時間が少なくなる
ため、筒内の空気過剰率λや温度のサイクルバラツキに
対するロバスト性が低下し、燃焼が不安定になるという
問題点がある。
は、筒内の圧力、温度が高く保たれる時間が少なくなる
ため、筒内の空気過剰率λや温度のサイクルバラツキに
対するロバスト性が低下し、燃焼が不安定になるという
問題点がある。
【０００８】例えば、残留ＥＧＲガスは前サイクルの燃
焼状態の影響を受けるが、残留ＥＧＲガスの温度が変化
した場合には、次サイクルの筒内の温度も変化してしま
う。従って、燃焼の安定度を考えた場合には、燃焼時期
を圧縮上死点から十分に遅角することは困難であった。
焼状態の影響を受けるが、残留ＥＧＲガスの温度が変化
した場合には、次サイクルの筒内の温度も変化してしま
う。従って、燃焼の安定度を考えた場合には、燃焼時期
を圧縮上死点から十分に遅角することは困難であった。
【０００９】第２の従来技術として、特開平７−２１７
４７８号公報にあるように、１サイクル中に燃料を２回
に分けて筒内に供給する筒内噴射式火花点火機関の燃料
噴射装置が開示されている。この従来例は、火花点火機
関のノッキングを回避するために、燃料を２回に分けて
供給している。しかしながら、第２の従来例では筒内の
λ、温度状態のサイクルバラツキを考慮して、燃料噴射
時期の制御は行っていない。従って、これを圧縮自己着
火燃焼に適用した場合には前述したように、燃焼の安定
度が悪化するため、高負荷運転が困難であった。
４７８号公報にあるように、１サイクル中に燃料を２回
に分けて筒内に供給する筒内噴射式火花点火機関の燃料
噴射装置が開示されている。この従来例は、火花点火機
関のノッキングを回避するために、燃料を２回に分けて
供給している。しかしながら、第２の従来例では筒内の
λ、温度状態のサイクルバラツキを考慮して、燃料噴射
時期の制御は行っていない。従って、これを圧縮自己着
火燃焼に適用した場合には前述したように、燃焼の安定
度が悪化するため、高負荷運転が困難であった。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みたもので、そ
の目的は、ノッキング及び燃焼不安定を回避しつつ、圧
縮自己着火燃焼による運転範囲を高負荷側に拡大するこ
とのできる内燃機関の燃焼制御装置を提供することであ
る。
の目的は、ノッキング及び燃焼不安定を回避しつつ、圧
縮自己着火燃焼による運転範囲を高負荷側に拡大するこ
とのできる内燃機関の燃焼制御装置を提供することであ
る。
【００１１】また本発明の目的は、圧縮自己着火燃焼に
よる運転範囲を拡大し、燃費、エミッションを改善し、
熱効率が高くクリーンな内燃機関を提供することにあ
る。
よる運転範囲を拡大し、燃費、エミッションを改善し、
熱効率が高くクリーンな内燃機関を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
前記課題を解決するため、筒内に直接燃料を噴射する燃
料直噴装置を備え、運転条件に応じて圧縮自己着火燃焼
と火花点火燃焼とを切り替え可能な内燃機関において、
筒内圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段が
検出した筒内圧力に基づいて着火時期を予測する着火時
期予測手段と、該着火時期予測手段が予測した着火時期
に応じて圧縮上死点近傍における燃料噴射量または燃料
噴射時期を変更する燃料噴射制御手段と、を備えたこと
を要旨とする。
前記課題を解決するため、筒内に直接燃料を噴射する燃
料直噴装置を備え、運転条件に応じて圧縮自己着火燃焼
と火花点火燃焼とを切り替え可能な内燃機関において、
筒内圧力を検出する圧力検出手段と、該圧力検出手段が
検出した筒内圧力に基づいて着火時期を予測する着火時
期予測手段と、該着火時期予測手段が予測した着火時期
に応じて圧縮上死点近傍における燃料噴射量または燃料
噴射時期を変更する燃料噴射制御手段と、を備えたこと
を要旨とする。
【００１３】請求項２記載の発明は、前記課題を解決す
るため、筒内に直接燃料を噴射する燃料直噴装置を備
え、運転条件に応じて圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼
とを切り替え可能な内燃機関において、筒内圧力を検出
する圧力検出手段と、圧縮自己着火燃焼運転時に少なく
とも１回の燃料噴射を圧縮上死点近傍に行うとともに、
前記圧縮上死点近傍の燃料噴射時期以前に前記圧力検出
手段が検出した筒内圧力に応じて、該サイクルの圧縮上
死点近傍の燃料噴射量または燃料噴射時期を変更する燃
料噴射制御手段と、を備えたことを要旨とする。
るため、筒内に直接燃料を噴射する燃料直噴装置を備
え、運転条件に応じて圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼
とを切り替え可能な内燃機関において、筒内圧力を検出
する圧力検出手段と、圧縮自己着火燃焼運転時に少なく
とも１回の燃料噴射を圧縮上死点近傍に行うとともに、
前記圧縮上死点近傍の燃料噴射時期以前に前記圧力検出
手段が検出した筒内圧力に応じて、該サイクルの圧縮上
死点近傍の燃料噴射量または燃料噴射時期を変更する燃
料噴射制御手段と、を備えたことを要旨とする。
【００１４】請求項３記載の発明は、前記課題を解決す
るため、請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置におい
て、前記圧力検出手段が検出した筒内圧力に基づいて燃
料の予反応時期を検出する予反応検出手段を備え、前記
燃料噴射制御手段は、１サイクル中に２回に分けて燃料
噴射を行い、１回目の燃料噴射を圧縮上死点から進角し
た時期に行い、２回目の燃料噴射を圧縮上死点近傍に行
い、前記予反応検出手段が検出した予反応時期に応じ
て、２回目の燃料噴射量または燃料噴射時期を変更する
ことを要旨とする。
るため、請求項２記載の内燃機関の燃焼制御装置におい
て、前記圧力検出手段が検出した筒内圧力に基づいて燃
料の予反応時期を検出する予反応検出手段を備え、前記
燃料噴射制御手段は、１サイクル中に２回に分けて燃料
噴射を行い、１回目の燃料噴射を圧縮上死点から進角し
た時期に行い、２回目の燃料噴射を圧縮上死点近傍に行
い、前記予反応検出手段が検出した予反応時期に応じ
て、２回目の燃料噴射量または燃料噴射時期を変更する
ことを要旨とする。
【００１５】請求項４記載の発明は、前記課題を解決す
るため、請求項２または請求項３記載の内燃機関の燃焼
制御装置において、排気上死点近傍で吸気弁及び排気弁
が共に閉じている密閉期間を有するように吸排気弁の開
閉時期を変更可能な可変動弁装置を備え、１サイクル中
に２回に分けて燃料噴射を行い、１回目の燃料噴射を前
記密閉期間中に行うことを要旨とする。
るため、請求項２または請求項３記載の内燃機関の燃焼
制御装置において、排気上死点近傍で吸気弁及び排気弁
が共に閉じている密閉期間を有するように吸排気弁の開
閉時期を変更可能な可変動弁装置を備え、１サイクル中
に２回に分けて燃料噴射を行い、１回目の燃料噴射を前
記密閉期間中に行うことを要旨とする。
【００１６】請求項５記載の発明は、前記課題を解決す
るため、請求項３または請求項４記載の内燃機関の燃焼
制御装置において、前記予反応検出手段が検出した予反
応時期が設定値よりも遅角している場合には２回目の燃
料噴射時期を補正量分進角するか燃料噴射量を補正量分
増量し、予反応時期が設定値よりも進角している場合に
は２回目の燃料噴射時期を補正量分遅角するか或いは燃
料噴射量を補正量分減量することを要旨とする。
るため、請求項３または請求項４記載の内燃機関の燃焼
制御装置において、前記予反応検出手段が検出した予反
応時期が設定値よりも遅角している場合には２回目の燃
料噴射時期を補正量分進角するか燃料噴射量を補正量分
増量し、予反応時期が設定値よりも進角している場合に
は２回目の燃料噴射時期を補正量分遅角するか或いは燃
料噴射量を補正量分減量することを要旨とする。
【００１７】請求項６記載の発明は、前記課題を解決す
るため、請求項５記載の内燃機関の燃焼制御装置におい
て、運転条件に応じて目標燃焼時期を算出する目標燃焼
時期算出手段を備え、算出された目標燃焼時期が圧縮上
死点から遅角している程、前記圧縮上死点付近の燃料噴
射時期または燃料噴射量を補正する補正量を大きくする
ことを要旨とする。
るため、請求項５記載の内燃機関の燃焼制御装置におい
て、運転条件に応じて目標燃焼時期を算出する目標燃焼
時期算出手段を備え、算出された目標燃焼時期が圧縮上
死点から遅角している程、前記圧縮上死点付近の燃料噴
射時期または燃料噴射量を補正する補正量を大きくする
ことを要旨とする。
【００１８】
【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、筒内に
直接燃料を噴射する燃料直噴装置を備え、運転条件に応
じて圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切り替え可能
な内燃機関において、筒内圧力を検出する圧力検出手段
と、該圧力検出手段が検出した筒内圧力に基づいて着火
時期を予測する着火時期予測手段と、該着火時期予測手
段が予測した着火時期に応じて圧縮上死点近傍における
燃料噴射量または燃料噴射時期を変更する燃料噴射制御
手段と、を備えたことにより、燃料噴射の回数に係わら
ず外部環境や機関状態変化によるサイクルバラツキがあ
っても燃焼時期を安定させることができ、高負荷運転領
域において圧縮自己着火運転すなわち高効率、クリーン
な運転が可能となり、燃費、エミッションが改善でき
る。
直接燃料を噴射する燃料直噴装置を備え、運転条件に応
じて圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切り替え可能
な内燃機関において、筒内圧力を検出する圧力検出手段
と、該圧力検出手段が検出した筒内圧力に基づいて着火
時期を予測する着火時期予測手段と、該着火時期予測手
段が予測した着火時期に応じて圧縮上死点近傍における
燃料噴射量または燃料噴射時期を変更する燃料噴射制御
手段と、を備えたことにより、燃料噴射の回数に係わら
ず外部環境や機関状態変化によるサイクルバラツキがあ
っても燃焼時期を安定させることができ、高負荷運転領
域において圧縮自己着火運転すなわち高効率、クリーン
な運転が可能となり、燃費、エミッションが改善でき
る。
【００１９】請求項２記載の本発明によれば、筒内に直
接燃料を噴射する燃料直噴装置を備え、運転条件に応じ
て圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切り替え可能な
内燃機関において、筒内圧力を検出する圧力検出手段
と、圧縮自己着火燃焼運転時に少なくとも１回の燃料噴
射を圧縮上死点近傍に行うとともに、前記圧縮上死点近
傍の燃料噴射時期以前に前記圧力検出手段が検出した筒
内圧力に応じて、燃料噴射制御手段が該サイクルの圧縮
上死点近傍の燃料噴射量または燃料噴射時期を変更する
ようにしたので、各サイクルの燃焼時期を常に目標時期
となるように最適に制御することが可能となり、ノッキ
ング及び燃焼安定度悪化を防止し、より高負荷運転領域
において圧縮自己着火運転すなわち高効率、クリーンな
運転が可能となり、燃費、エミッションを改善すること
ができるという効果がある。
接燃料を噴射する燃料直噴装置を備え、運転条件に応じ
て圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切り替え可能な
内燃機関において、筒内圧力を検出する圧力検出手段
と、圧縮自己着火燃焼運転時に少なくとも１回の燃料噴
射を圧縮上死点近傍に行うとともに、前記圧縮上死点近
傍の燃料噴射時期以前に前記圧力検出手段が検出した筒
内圧力に応じて、燃料噴射制御手段が該サイクルの圧縮
上死点近傍の燃料噴射量または燃料噴射時期を変更する
ようにしたので、各サイクルの燃焼時期を常に目標時期
となるように最適に制御することが可能となり、ノッキ
ング及び燃焼安定度悪化を防止し、より高負荷運転領域
において圧縮自己着火運転すなわち高効率、クリーンな
運転が可能となり、燃費、エミッションを改善すること
ができるという効果がある。
【００２０】請求項３記載の本発明によれば、請求項２
記載の発明の効果に加えて、前記圧力検出手段が検出し
た筒内圧力に基づいて燃料の予反応時期を検出する予反
応検出手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、１サイク
ル中に２回に分けて燃料噴射を行い、１回目の燃料噴射
を圧縮上死点から進角した時期に行い、２回目の燃料噴
射を圧縮上死点近傍に行い、前記予反応検出手段が検出
した予反応時期に応じて、２回目の燃料噴射量または燃
料噴射時期を変更するようにしたので、サイクルバラツ
キに対する燃焼時期の変化を精度良く予測することが可
能となり、燃焼時期の更なる遅角が実現でき、より高負
荷運転領域において圧縮自己着火運転すなわち高効率、
クリーンな運転が可能となり、燃費、エミッションを更
に改善できるという効果がある。
記載の発明の効果に加えて、前記圧力検出手段が検出し
た筒内圧力に基づいて燃料の予反応時期を検出する予反
応検出手段を備え、前記燃料噴射制御手段は、１サイク
ル中に２回に分けて燃料噴射を行い、１回目の燃料噴射
を圧縮上死点から進角した時期に行い、２回目の燃料噴
射を圧縮上死点近傍に行い、前記予反応検出手段が検出
した予反応時期に応じて、２回目の燃料噴射量または燃
料噴射時期を変更するようにしたので、サイクルバラツ
キに対する燃焼時期の変化を精度良く予測することが可
能となり、燃焼時期の更なる遅角が実現でき、より高負
荷運転領域において圧縮自己着火運転すなわち高効率、
クリーンな運転が可能となり、燃費、エミッションを更
に改善できるという効果がある。
【００２１】請求項４記載の本発明によれば、請求項２
または請求項３記載の発明の効果に加えて、排気上死点
近傍で吸気弁及び排気弁が共に閉じている密閉期間を有
するように吸排気弁の開閉時期を変更可能な可変動弁装
置を備え、１サイクル中に２回に分けて燃料噴射を行
い、１回目の燃料噴射を前記密閉期間中に行うようにし
たので、密閉期間中の圧縮による高温高圧のために１回
目に噴射した燃料の改質が進み、未燃燃料を更に低減で
きる。また１回目に噴射した燃料の予反応時期が進角す
るため、燃焼時期の制御がより容易になる。
または請求項３記載の発明の効果に加えて、排気上死点
近傍で吸気弁及び排気弁が共に閉じている密閉期間を有
するように吸排気弁の開閉時期を変更可能な可変動弁装
置を備え、１サイクル中に２回に分けて燃料噴射を行
い、１回目の燃料噴射を前記密閉期間中に行うようにし
たので、密閉期間中の圧縮による高温高圧のために１回
目に噴射した燃料の改質が進み、未燃燃料を更に低減で
きる。また１回目に噴射した燃料の予反応時期が進角す
るため、燃焼時期の制御がより容易になる。
【００２２】請求項５記載の本発明によれば、請求項３
または請求項４記載の発明の効果に加えて、前記予反応
検出手段が検出した予反応時期が設定値よりも遅角して
いる場合には２回目の燃料噴射時期を補正量分進角する
か燃料噴射量を補正量分増量し、予反応時期が設定値よ
りも進角している場合には２回目の燃料噴射時期を補正
量分遅角するか或いは燃料噴射量を補正量分減量するよ
うにしたので、筒内状態のサイクルバラツキにより予反
応の進展にバラツキが発生した場合においても、圧縮上
死点付近の燃料噴射時期を制御することによって、燃焼
時期補正する所定量を大きくすることとしたため、高負
荷運転を狙って、燃焼時期を圧縮上死点から十分に遅角
することが可能となり、高負荷運転領域において圧縮自
己着火運転すなわち高効率、クリーンな運転が可能とな
り、燃費、エミッションが改善できる。
または請求項４記載の発明の効果に加えて、前記予反応
検出手段が検出した予反応時期が設定値よりも遅角して
いる場合には２回目の燃料噴射時期を補正量分進角する
か燃料噴射量を補正量分増量し、予反応時期が設定値よ
りも進角している場合には２回目の燃料噴射時期を補正
量分遅角するか或いは燃料噴射量を補正量分減量するよ
うにしたので、筒内状態のサイクルバラツキにより予反
応の進展にバラツキが発生した場合においても、圧縮上
死点付近の燃料噴射時期を制御することによって、燃焼
時期補正する所定量を大きくすることとしたため、高負
荷運転を狙って、燃焼時期を圧縮上死点から十分に遅角
することが可能となり、高負荷運転領域において圧縮自
己着火運転すなわち高効率、クリーンな運転が可能とな
り、燃費、エミッションが改善できる。
【００２３】請求項６記載の本発明によれば、請求項５
記載の発明の効果に加えて、運転条件に応じて目標燃焼
時期を算出する目標燃焼時期算出手段を備え、算出され
た目標燃焼時期が圧縮上死点から遅角している程、前記
圧縮上死点付近の燃料噴射時期または燃料噴射量を補正
する補正量を大きくするようにしたので、目標燃焼時期
に応じて補正量が変更できるようになり、より正確な燃
焼時期制御を行うことができるという効果がある。
記載の発明の効果に加えて、運転条件に応じて目標燃焼
時期を算出する目標燃焼時期算出手段を備え、算出され
た目標燃焼時期が圧縮上死点から遅角している程、前記
圧縮上死点付近の燃料噴射時期または燃料噴射量を補正
する補正量を大きくするようにしたので、目標燃焼時期
に応じて補正量が変更できるようになり、より正確な燃
焼時期制御を行うことができるという効果がある。
【００２４】
【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は本発明に係る内燃機
関の燃焼制御装置をガソリンエンジンに適用した第１の
実施形態の構成を示すシステム構成図である。
施の形態について説明する。図１は本発明に係る内燃機
関の燃焼制御装置をガソリンエンジンに適用した第１の
実施形態の構成を示すシステム構成図である。
【００２５】本実施形態においては、運転条件に応じて
圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切換可能となって
いる。さらに圧縮自己着火燃焼時においては、燃料を２
回に分けて噴射し、筒内圧力を検出することにより１回
目に噴射した燃料の予反応時期を検出し、この検出され
た予反応時期に応じて２回目の燃料噴射時期を補正する
ことによって、燃焼時期を遅角した高負荷運転時におい
ても燃焼を安定させることが特徴である。
圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切換可能となって
いる。さらに圧縮自己着火燃焼時においては、燃料を２
回に分けて噴射し、筒内圧力を検出することにより１回
目に噴射した燃料の予反応時期を検出し、この検出され
た予反応時期に応じて２回目の燃料噴射時期を補正する
ことによって、燃焼時期を遅角した高負荷運転時におい
ても燃焼を安定させることが特徴である。
【００２６】図中のエンジン本体１０は、吸気ポート１
１、排気ポート１２、ピストン１３、吸気バルブ１４、
排気バルブ１５、燃料噴射装置１６、点火プラグ１７、
筒内圧力センサ１８、クランク角センサ１９を備えてい
る。
１、排気ポート１２、ピストン１３、吸気バルブ１４、
排気バルブ１５、燃料噴射装置１６、点火プラグ１７、
筒内圧力センサ１８、クランク角センサ１９を備えてい
る。
【００２７】このエンジン本体１０を制御する電子制御
装置（以下、ＥＣＵと略す）１は、運転条件に応じて圧
縮自己着火燃焼と火花点火燃焼のいずれかの燃焼方式で
運転を行うかを判定する燃焼パターン判定部２と、火花
点火燃焼運転時の燃焼パラメータを制御する火花点火燃
焼制御部３と、圧縮自己着火燃焼運転時の燃焼制御パラ
メータを制御する自己着火燃焼制御部４と、圧縮自己着
火燃焼運転時に燃焼の予反応を検出する予反応検出部５
と、予反応検出部５が検出した予反応時期に応じて燃料
噴射量または燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御部６
とを備えている。
装置（以下、ＥＣＵと略す）１は、運転条件に応じて圧
縮自己着火燃焼と火花点火燃焼のいずれかの燃焼方式で
運転を行うかを判定する燃焼パターン判定部２と、火花
点火燃焼運転時の燃焼パラメータを制御する火花点火燃
焼制御部３と、圧縮自己着火燃焼運転時の燃焼制御パラ
メータを制御する自己着火燃焼制御部４と、圧縮自己着
火燃焼運転時に燃焼の予反応を検出する予反応検出部５
と、予反応検出部５が検出した予反応時期に応じて燃料
噴射量または燃料噴射時期を制御する燃料噴射制御部６
とを備えている。
【００２８】尚、ＥＣＵ１の構成要素は、燃焼パターン
判定部２、火花点火燃焼制御部３、自己着火燃焼制御部
４、予反応検出部５、燃料噴射制御部６はハードワイヤ
ードの論理回路で構成することもできるが、本実施形態
では、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。
判定部２、火花点火燃焼制御部３、自己着火燃焼制御部
４、予反応検出部５、燃料噴射制御部６はハードワイヤ
ードの論理回路で構成することもできるが、本実施形態
では、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。
【００２９】またＥＣＵ１は、クランク角センサ１９が
検出したエンジン回転信号、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、燃料噴射量、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
１６、点火プラグ１７に信号を送る。
検出したエンジン回転信号、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、燃料噴射量、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
１６、点火プラグ１７に信号を送る。
【００３０】このような構成のもと、本発明では、図２
に示すような、中低負荷及び中回転数以下の特定の運転
条件において圧縮自己着火燃焼を行い、高負荷または高
回転数域においては火花点火燃焼を行う。
に示すような、中低負荷及び中回転数以下の特定の運転
条件において圧縮自己着火燃焼を行い、高負荷または高
回転数域においては火花点火燃焼を行う。
【００３１】次に、本実施形態の動作について説明す
る。図３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。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。
る。図３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。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。
【００３２】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示す指標として空
燃比Ａ／Ｆを例に説明した。残留ガスあるいはＥＧＲ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。
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示す指標として空
燃比Ａ／Ｆを例に説明した。残留ガスあるいはＥＧＲ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。
【００３３】従って、図４に従来技術における圧縮自己
着火燃焼運転範囲を示す。図からわかるように従来技術
においては、圧縮自己着火燃焼運転範囲はきわめて狭い
範囲に留まっている。
着火燃焼運転範囲を示す。図からわかるように従来技術
においては、圧縮自己着火燃焼運転範囲はきわめて狭い
範囲に留まっている。
【００３４】図５に燃焼時期を変化させた場合の筒内圧
力及び熱発生の燃焼波形を示す。実線の波形は圧縮上死
点直後の燃焼時期による波形であり、破線の波形は燃焼
時期を圧縮上死点から遅角した波形である。燃焼時期を
遅角すると、筒内圧力の変化は緩やかになる。これはピ
ストン下降時に燃焼が行われるため、燃焼室容積の増大
が燃焼温度による圧力上昇の一部を打消し、圧力変化が
抑制されるためである。
力及び熱発生の燃焼波形を示す。実線の波形は圧縮上死
点直後の燃焼時期による波形であり、破線の波形は燃焼
時期を圧縮上死点から遅角した波形である。燃焼時期を
遅角すると、筒内圧力の変化は緩やかになる。これはピ
ストン下降時に燃焼が行われるため、燃焼室容積の増大
が燃焼温度による圧力上昇の一部を打消し、圧力変化が
抑制されるためである。
【００３５】図６に燃焼時期を変化させた場合のクラン
ク角当たりの筒内圧力変化率の最大値〔ｄＰ／ｄθ〕ma
xと熱効率とを示す。ノッキングの発生し易さの尺度と
なる筒内圧力変化率の最大値は、燃焼時期が圧縮上死点
直前で最大となり、燃焼時期を圧縮上死点から遅角する
につれて前記最大値〔ｄＰ／ｄθ〕maxが低減する。ま
た熱効率は燃焼時期を圧縮上死点から遅角すると悪化し
ていくものの、遅角量が少ない場合には悪化の程度や極
めて緩やかである。
ク角当たりの筒内圧力変化率の最大値〔ｄＰ／ｄθ〕ma
xと熱効率とを示す。ノッキングの発生し易さの尺度と
なる筒内圧力変化率の最大値は、燃焼時期が圧縮上死点
直前で最大となり、燃焼時期を圧縮上死点から遅角する
につれて前記最大値〔ｄＰ／ｄθ〕maxが低減する。ま
た熱効率は燃焼時期を圧縮上死点から遅角すると悪化し
ていくものの、遅角量が少ない場合には悪化の程度や極
めて緩やかである。
【００３６】これは、等容度の低下により時間損失が増
加するものの、燃焼圧力及び温度が低下し、冷却損失が
低下するためである。すなわち、時間損失と冷却損失が
相殺するため、燃焼時期を遅角しても熱効率が悪化しな
い。従って、ノッキングの原因となる前記筒内圧力変化
率の最大値〔ｄＰ／ｄθ〕maxを低下して、圧縮自己着
火燃焼の運転範囲を高負荷側に拡大するためには、熱効
率が低下しない程度に燃焼時期を遅角することが有利で
ある。
加するものの、燃焼圧力及び温度が低下し、冷却損失が
低下するためである。すなわち、時間損失と冷却損失が
相殺するため、燃焼時期を遅角しても熱効率が悪化しな
い。従って、ノッキングの原因となる前記筒内圧力変化
率の最大値〔ｄＰ／ｄθ〕maxを低下して、圧縮自己着
火燃焼の運転範囲を高負荷側に拡大するためには、熱効
率が低下しない程度に燃焼時期を遅角することが有利で
ある。
【００３７】前述したように、筒内の温度は残留ＥＧＲ
ガスの影響を受けるために、燃焼サイクル毎に僅に異な
っている。図７には筒内温度が変化した場合の燃焼波形
を示している。図７（ａ）に示すように、燃焼時期が圧
縮上死点付近にある場合には筒内温度にサイクルバラツ
キが発生した場合においても燃焼波形は安定している。
ガスの影響を受けるために、燃焼サイクル毎に僅に異な
っている。図７には筒内温度が変化した場合の燃焼波形
を示している。図７（ａ）に示すように、燃焼時期が圧
縮上死点付近にある場合には筒内温度にサイクルバラツ
キが発生した場合においても燃焼波形は安定している。
【００３８】これに対して、図７（ｂ）に示すように、
燃焼時期を遅角した場合には、筒内温度にサイクルバラ
ツキが発生した場合に燃焼波形が大きく変化してしま
う。これは燃焼時期を遅角すると安定度が悪化すること
を示している。すなわち、燃焼時期を遅角するために
は、筒内温度等のサイクルバラツキに対するロバスト性
（頑健性）を向上する必要がある。
燃焼時期を遅角した場合には、筒内温度にサイクルバラ
ツキが発生した場合に燃焼波形が大きく変化してしま
う。これは燃焼時期を遅角すると安定度が悪化すること
を示している。すなわち、燃焼時期を遅角するために
は、筒内温度等のサイクルバラツキに対するロバスト性
（頑健性）を向上する必要がある。
【００３９】第１の実施形態では燃料は２回に分けて噴
射している。燃料を２回に分けて噴射することによっ
て、燃料が一度に燃焼を開始し、急激な燃焼となり、ノ
ッキングが発生するのを防止している。１回目の燃料噴
射時期は圧縮上死点よりも十分進角している。２回目の
燃料噴射時期は圧縮上死点付近としており、この２回目
の燃料噴射量または燃料噴射時期を制御することによっ
て、着火時期を制御している。
射している。燃料を２回に分けて噴射することによっ
て、燃料が一度に燃焼を開始し、急激な燃焼となり、ノ
ッキングが発生するのを防止している。１回目の燃料噴
射時期は圧縮上死点よりも十分進角している。２回目の
燃料噴射時期は圧縮上死点付近としており、この２回目
の燃料噴射量または燃料噴射時期を制御することによっ
て、着火時期を制御している。
【００４０】ガソリンの燃焼は低温酸化反応であるた
め、中間生成物ができる予反応を経過した後、最終的な
酸化反応である熱炎に至る。筒内に噴射された燃料は酸
素と混合して、前記反応を進行していく。この時に、予
反応の進展度を見ると、自己着火燃焼の開始時期を予測
できる。すなわち、１回目に噴射された燃料の予反応の
時期を検出して、その結果に応じて２回目の燃料噴射時
期を補正することによって、筒内温度等のバラツキに対
するロバスト性を向上できる。
め、中間生成物ができる予反応を経過した後、最終的な
酸化反応である熱炎に至る。筒内に噴射された燃料は酸
素と混合して、前記反応を進行していく。この時に、予
反応の進展度を見ると、自己着火燃焼の開始時期を予測
できる。すなわち、１回目に噴射された燃料の予反応の
時期を検出して、その結果に応じて２回目の燃料噴射時
期を補正することによって、筒内温度等のバラツキに対
するロバスト性を向上できる。
【００４１】図８は、本実施形態における燃料噴射時期
の制御方法を示すものであり、燃料噴射パルス信号と熱
発生とを同じ時間軸で示したものである。図中実線Ａ
は、通常の燃料噴射パルス信号及び通常の熱発生を示
す。破線Ｂは、本発明による制御を行わない場合に、何
等かの理由で筒内温度が低下した場合の燃料噴射パルス
及び熱発生を示す。一点鎖線Ｃは、本実施形態のＥＣＵ
の制御下での筒内温度低下時の燃料噴射パルス及び熱発
生を示す。
の制御方法を示すものであり、燃料噴射パルス信号と熱
発生とを同じ時間軸で示したものである。図中実線Ａ
は、通常の燃料噴射パルス信号及び通常の熱発生を示
す。破線Ｂは、本発明による制御を行わない場合に、何
等かの理由で筒内温度が低下した場合の燃料噴射パルス
及び熱発生を示す。一点鎖線Ｃは、本実施形態のＥＣＵ
の制御下での筒内温度低下時の燃料噴射パルス及び熱発
生を示す。
【００４２】いずれの場合でも１回目に噴射された燃料
が予反応が開始すると予反応による発熱のために筒内圧
力が上昇する。この筒内圧力変化を筒内圧力センサ１８
により検出する。この筒内圧力センサ信号の変化から予
反応検出部５が予反応時期を検出し、検出した予反応時
期と目標予反応時期とを比較することによって、予想燃
焼時期が目標燃焼時期よりどの程度進角しているか遅角
しているかが判定できる。この判定により、予想燃焼時
期が進角していれば第２回の燃料噴射時期を遅角し、予
想燃焼時期が遅角していれば２回目の燃料噴射時期を進
角するように、燃料噴射制御部６が制御する。これによ
り、図８の一点鎖線Ｃに示すように燃焼時期を目標通り
に制御することができる。
が予反応が開始すると予反応による発熱のために筒内圧
力が上昇する。この筒内圧力変化を筒内圧力センサ１８
により検出する。この筒内圧力センサ信号の変化から予
反応検出部５が予反応時期を検出し、検出した予反応時
期と目標予反応時期とを比較することによって、予想燃
焼時期が目標燃焼時期よりどの程度進角しているか遅角
しているかが判定できる。この判定により、予想燃焼時
期が進角していれば第２回の燃料噴射時期を遅角し、予
想燃焼時期が遅角していれば２回目の燃料噴射時期を進
角するように、燃料噴射制御部６が制御する。これによ
り、図８の一点鎖線Ｃに示すように燃焼時期を目標通り
に制御することができる。
【００４３】尚、燃料噴射制御部６の制御として、２回
目の燃料噴射時期の進角に代えて２回目の燃料噴射量の
増量、または２回目の燃料噴射時期の遅角に代えて２回
目の燃料噴射量の減量を行っても目標通りの燃焼時期に
制御することができるが、若干の燃費悪化やトルク変動
を伴う欠点がある。
目の燃料噴射時期の進角に代えて２回目の燃料噴射量の
増量、または２回目の燃料噴射時期の遅角に代えて２回
目の燃料噴射量の減量を行っても目標通りの燃焼時期に
制御することができるが、若干の燃費悪化やトルク変動
を伴う欠点がある。
【００４４】次に、図９のフローチャートを参照して本
実施形態の制御の流れを詳細に説明する。まず図９の概
略的な動作を説明する。運転条件を判定して火花点火燃
焼と圧縮自己着火燃焼に分岐する。圧縮自己着火燃焼の
運転領域では、１回目の燃料噴射後に筒内圧力を検出
し、この筒内圧力の変化に基づいて１回目に噴射された
燃料の予反応時期を判断する。そして所定時期に比べて
予反応時期が進角していれば、２回目の噴射時期を遅角
し、予反応時期が遅角していれば、２回目の噴射時期を
進角する。これにより最適な圧縮自己着火時期が得られ
る。
実施形態の制御の流れを詳細に説明する。まず図９の概
略的な動作を説明する。運転条件を判定して火花点火燃
焼と圧縮自己着火燃焼に分岐する。圧縮自己着火燃焼の
運転領域では、１回目の燃料噴射後に筒内圧力を検出
し、この筒内圧力の変化に基づいて１回目に噴射された
燃料の予反応時期を判断する。そして所定時期に比べて
予反応時期が進角していれば、２回目の噴射時期を遅角
し、予反応時期が遅角していれば、２回目の噴射時期を
進角する。これにより最適な圧縮自己着火時期が得られ
る。
【００４５】図９において、まずステップ１０（以下、
ステップをＳと略す）で、アクセル開度信号、クランク
角信号を検出し、Ｓ１１でエンジン回転数、負荷を算出
する。次いで、Ｓ１２でエンジン回転数と負荷から予め
記憶した図２のようなマップを参照して燃焼状態を判断
する。
ステップをＳと略す）で、アクセル開度信号、クランク
角信号を検出し、Ｓ１１でエンジン回転数、負荷を算出
する。次いで、Ｓ１２でエンジン回転数と負荷から予め
記憶した図２のようなマップを参照して燃焼状態を判断
する。
【００４６】燃焼状態が火花点火燃焼と判断した場合に
はＳ１３に進み、火花点火燃焼の制御を開始する。自己
着火燃焼と判断した場合には、Ｓ１４へ進み圧縮自己着
火燃焼の制御を開始する。次いで、Ｓ１５で圧縮上死点
から進角した時期に一回目の燃料噴射を行う。次いで、
Ｓ１６で筒内圧力センサ（図１の符号１８）で筒内圧力
を検出する。Ｓ１７で予反応検出部５が筒内圧力に基づ
いて熱発生量を算出し、予反応時期ＣＴを算出する。次
いでＳ１８で図１０のマップから２回目の燃料噴射時期
ＩＴ２を呼び込む。
はＳ１３に進み、火花点火燃焼の制御を開始する。自己
着火燃焼と判断した場合には、Ｓ１４へ進み圧縮自己着
火燃焼の制御を開始する。次いで、Ｓ１５で圧縮上死点
から進角した時期に一回目の燃料噴射を行う。次いで、
Ｓ１６で筒内圧力センサ（図１の符号１８）で筒内圧力
を検出する。Ｓ１７で予反応検出部５が筒内圧力に基づ
いて熱発生量を算出し、予反応時期ＣＴを算出する。次
いでＳ１８で図１０のマップから２回目の燃料噴射時期
ＩＴ２を呼び込む。
【００４７】次いでＳ１９で予反応時期の妥当性を判断
する。すなわち、図１１に示すようなマップを検索して
得られる目標予反応時期ＣＴＡと、算出された予反応時
期ＣＴとを比較して、ＣＴがＣＴＡに対して進角してい
るか、ほぼ等しいか、遅角しているかを判定し、この判
定結果により２回目の燃料噴射時期を補正する。
する。すなわち、図１１に示すようなマップを検索して
得られる目標予反応時期ＣＴＡと、算出された予反応時
期ＣＴとを比較して、ＣＴがＣＴＡに対して進角してい
るか、ほぼ等しいか、遅角しているかを判定し、この判
定結果により２回目の燃料噴射時期を補正する。
【００４８】例えば、予反応時期ＣＴが目標予反応時期
ＣＴＡ−α（例えばα＝１）よりも小さい場合には、予
反応時期が進角しているので、Ｓ２０へ分岐し、２回目
の燃料噴射時期ＩＴ２をＩＴ２＋βと遅角する。
ＣＴＡ−α（例えばα＝１）よりも小さい場合には、予
反応時期が進角しているので、Ｓ２０へ分岐し、２回目
の燃料噴射時期ＩＴ２をＩＴ２＋βと遅角する。
【００４９】予反応時期ＣＴが目標予反応時期ＣＴＡ＋
α（例えばα＝１）よりも大きい場合には、予反応時期
が遅角しているので、Ｓ２１へ分岐し、２回目の燃料噴
射時期ＩＴ２をＩＴ２−βと進角している。ＣＴＡ−α
≦ＣＴ≦ＣＴＡ＋αの場合には、２回目噴射時期の調整
は行わずＳ２２へ移る。そして、Ｓ２２で２回目の燃料
噴射を補正した時期に行う。
α（例えばα＝１）よりも大きい場合には、予反応時期
が遅角しているので、Ｓ２１へ分岐し、２回目の燃料噴
射時期ＩＴ２をＩＴ２−βと進角している。ＣＴＡ−α
≦ＣＴ≦ＣＴＡ＋αの場合には、２回目噴射時期の調整
は行わずＳ２２へ移る。そして、Ｓ２２で２回目の燃料
噴射を補正した時期に行う。
【００５０】図１０は、エンジン回転数及び負荷による
標準の２回目燃料噴射時期ＩＴ２のマップである。エン
ジン回転数が高くなるに従って、２回目に噴射された燃
料の気化や改質のための相対時間が短くなるので噴射時
期を進角する。負荷が小さくなるに従って燃料噴射量が
少なくなり着火困難となるので、噴射時期を進角してい
る。
標準の２回目燃料噴射時期ＩＴ２のマップである。エン
ジン回転数が高くなるに従って、２回目に噴射された燃
料の気化や改質のための相対時間が短くなるので噴射時
期を進角する。負荷が小さくなるに従って燃料噴射量が
少なくなり着火困難となるので、噴射時期を進角してい
る。
【００５１】図１１は、目標予反応時期ＣＴＡのマップ
である。エンジン回転数が高くなるに従って、燃焼の化
学反応のための相対時間が短くなるので目標予反応時期
を進角している。負荷が小さくなるに従って燃料噴射量
が少なくなり着火困難となるので、目標予反応時期を進
角している。
である。エンジン回転数が高くなるに従って、燃焼の化
学反応のための相対時間が短くなるので目標予反応時期
を進角している。負荷が小さくなるに従って燃料噴射量
が少なくなり着火困難となるので、目標予反応時期を進
角している。
【００５２】図１２は、運転条件による本実施形態の圧
縮自己着火燃焼範囲と従来の圧縮自己着火燃焼範囲を示
す。図からわかるように、従来例に比べて、本実施形態
では圧縮自己着火燃焼の範囲を高負荷側に大幅に拡大で
きている。
縮自己着火燃焼範囲と従来の圧縮自己着火燃焼範囲を示
す。図からわかるように、従来例に比べて、本実施形態
では圧縮自己着火燃焼の範囲を高負荷側に大幅に拡大で
きている。
【００５３】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図１３は、本発明に係る内燃機関の燃焼制御装
置の第２の実施形態の構成を示すシステム構成図であ
る。第２の実施形態の構成は、図１に示した第１の実施
形態の構成とほぼ同様であるが、第１の実施形態に対し
て、吸気弁１４及び排気弁１５のバルブタイミングを変
更する可変バルブタイミング機構２０を追加しているこ
とが異なる。
明する。図１３は、本発明に係る内燃機関の燃焼制御装
置の第２の実施形態の構成を示すシステム構成図であ
る。第２の実施形態の構成は、図１に示した第１の実施
形態の構成とほぼ同様であるが、第１の実施形態に対し
て、吸気弁１４及び排気弁１５のバルブタイミングを変
更する可変バルブタイミング機構２０を追加しているこ
とが異なる。
【００５４】第２の実施形態は、可変バルブタイミング
機構２０により、火花点火燃焼用のバルブタイミングと
圧縮自己着火燃焼用のバルブタイミングとを運転中に切
り換え可能であり、圧縮自己着火燃焼中の１回目の燃料
噴射を排気行程中に吸排気バルブが共に閉じている密閉
時期の行うことを特徴とする。
機構２０により、火花点火燃焼用のバルブタイミングと
圧縮自己着火燃焼用のバルブタイミングとを運転中に切
り換え可能であり、圧縮自己着火燃焼中の１回目の燃料
噴射を排気行程中に吸排気バルブが共に閉じている密閉
時期の行うことを特徴とする。
【００５５】図１４（ａ）は火花点火燃焼時のバルブタ
イミング及びバルブリフト、図１４（ｂ）は圧縮自己着
火燃焼時の燃料噴射パルス信号、図１４（ｃ）は圧縮自
己着火燃焼時のバルブタイミング及びバルブリフトをそ
れぞれ示している。
イミング及びバルブリフト、図１４（ｂ）は圧縮自己着
火燃焼時の燃料噴射パルス信号、図１４（ｃ）は圧縮自
己着火燃焼時のバルブタイミング及びバルブリフトをそ
れぞれ示している。
【００５６】圧縮自己着火燃焼時には、排気行程途中で
排気行程上死点より早い時期に排気弁を閉じている。ま
た吸気弁が開く時期は上死点から十分に遅角しているた
め、吸気弁が開く以前に吸排気バルブが共に閉じている
密閉時期が存在する。１回目の燃料噴射は前記吸排気バ
ルブが共に閉じている密閉時期に行い、２回目の燃料噴
射は圧縮上死点付近で行う。
排気行程上死点より早い時期に排気弁を閉じている。ま
た吸気弁が開く時期は上死点から十分に遅角しているた
め、吸気弁が開く以前に吸排気バルブが共に閉じている
密閉時期が存在する。１回目の燃料噴射は前記吸排気バ
ルブが共に閉じている密閉時期に行い、２回目の燃料噴
射は圧縮上死点付近で行う。
【００５７】排気弁が上死点よりも早い時期に閉じるた
め、筒内には排気されなかった燃焼後のガスが密閉され
圧縮される。もともと高温であった燃焼後のガスはこの
圧縮により更に高温になる。このような高温高圧の雰囲
気の筒内に燃料を噴射すると、燃料の改質が進む。その
結果、燃料の着火性が改善して、予反応時期が進角す
る。
め、筒内には排気されなかった燃焼後のガスが密閉され
圧縮される。もともと高温であった燃焼後のガスはこの
圧縮により更に高温になる。このような高温高圧の雰囲
気の筒内に燃料を噴射すると、燃料の改質が進む。その
結果、燃料の着火性が改善して、予反応時期が進角す
る。
【００５８】図１５に第１実施形態の熱発生時期Ａ（実
線表示）と第２実施形態の熱発生時期Ｂ（破線表示）を
示す。本実施形態では１回目に噴射された燃料の改質が
第１実施形態より進んでいるため、予反応の発生時期が
進角している。また、１回目に噴射された燃料が改質し
ており、着火性が向上しているため、２回目の燃料噴射
時期も遅角される。
線表示）と第２実施形態の熱発生時期Ｂ（破線表示）を
示す。本実施形態では１回目に噴射された燃料の改質が
第１実施形態より進んでいるため、予反応の発生時期が
進角している。また、１回目に噴射された燃料が改質し
ており、着火性が向上しているため、２回目の燃料噴射
時期も遅角される。
【００５９】従って、予反応の検出時期から２回目の燃
料噴射時期迄時間があり、第１実施形態に比べてＥＣＵ
１での演算時間を長くとることができる。その結果、予
反応時期の判断及び２回目の燃料噴射時期の制御が精度
良く行うことができる。
料噴射時期迄時間があり、第１実施形態に比べてＥＣＵ
１での演算時間を長くとることができる。その結果、予
反応時期の判断及び２回目の燃料噴射時期の制御が精度
良く行うことができる。
【００６０】また、１回目に噴射された燃料が改質して
いるため、未燃ＨＣも低減することができる。本第２実
施形態の制御の流れは、第１の実施形態の制御フロー図
９と同じである。
いるため、未燃ＨＣも低減することができる。本第２実
施形態の制御の流れは、第１の実施形態の制御フロー図
９と同じである。
【００６１】次に、第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態の構成は、図１に示した第１の実施形態
の構成と同様である。第３の実施形態は、１サイクル中
の燃料噴射を１回として、圧縮上死点付近に行う。また
燃料噴射時期の補正は、圧縮上死点付近までの筒内圧力
及び温度履歴に基づいて行うことを特徴とする。
第３の実施形態の構成は、図１に示した第１の実施形態
の構成と同様である。第３の実施形態は、１サイクル中
の燃料噴射を１回として、圧縮上死点付近に行う。また
燃料噴射時期の補正は、圧縮上死点付近までの筒内圧力
及び温度履歴に基づいて行うことを特徴とする。
【００６２】第３実施形態では、燃料を一度に噴射する
ため、燃焼が急激になり易い傾向を示す。従って、燃焼
時期を更に遅角する必要があり燃焼時期を精度良く制御
する必要がある。一方、１サイクル当たりの燃料噴射は
１回としているため、噴射される燃料の算出は容易であ
り、空燃比の制御は精度を高く保つことができる。
ため、燃焼が急激になり易い傾向を示す。従って、燃焼
時期を更に遅角する必要があり燃焼時期を精度良く制御
する必要がある。一方、１サイクル当たりの燃料噴射は
１回としているため、噴射される燃料の算出は容易であ
り、空燃比の制御は精度を高く保つことができる。
【００６３】図１６に第１実施形態の熱発生時期Ａ（実
線表示）と第３実施形態の熱発生時期Ｂ（破線表示）と
の比較を示す。第３実施形態では、圧縮上死点付近で燃
料噴射が行われるまで、筒内に燃料がないため、予反応
は起こらない。従って、第１実施形態のように予反応時
期から圧縮上死点付近の燃料噴射時期を補正することは
できない。このため、第３実施形態では、あるサンプリ
ング間隔で筒内圧力センサ１８が検出した筒内圧力に基
づいて筒内温度を求め、筒内圧力及び筒内温度に基づい
て着火時期を予測し、この予測された着火時期に応じて
圧縮上死点付近の燃料噴射時期を補正することに特徴が
ある。
線表示）と第３実施形態の熱発生時期Ｂ（破線表示）と
の比較を示す。第３実施形態では、圧縮上死点付近で燃
料噴射が行われるまで、筒内に燃料がないため、予反応
は起こらない。従って、第１実施形態のように予反応時
期から圧縮上死点付近の燃料噴射時期を補正することは
できない。このため、第３実施形態では、あるサンプリ
ング間隔で筒内圧力センサ１８が検出した筒内圧力に基
づいて筒内温度を求め、筒内圧力及び筒内温度に基づい
て着火時期を予測し、この予測された着火時期に応じて
圧縮上死点付近の燃料噴射時期を補正することに特徴が
ある。
【００６４】図１７は、定容器における温度、圧力に対
するガソリン混合気の着火遅れ時間τの逆数１／τを示
す。着火遅れ時間の逆数１／τが大きい程燃料が着火し
易いことを示している。
するガソリン混合気の着火遅れ時間τの逆数１／τを示
す。着火遅れ時間の逆数１／τが大きい程燃料が着火し
易いことを示している。
【００６５】また図１７中には、圧縮行程中における温
度及び圧力の履歴の例を示している。定容器における着
火遅れ時間の逆数１／τを利用して、連続的に圧力及び
温度が変化する圧縮自己着火の着火時期を予測すること
ができる。これは、各サイクルの筒内の温度及び圧力の
履歴に従って、１／τを積算して∫１／τｄｔ（＝Ｂ
Ｐ、以下着火指数と呼ぶ）を求めることにより達成され
る。
度及び圧力の履歴の例を示している。定容器における着
火遅れ時間の逆数１／τを利用して、連続的に圧力及び
温度が変化する圧縮自己着火の着火時期を予測すること
ができる。これは、各サイクルの筒内の温度及び圧力の
履歴に従って、１／τを積算して∫１／τｄｔ（＝Ｂ
Ｐ、以下着火指数と呼ぶ）を求めることにより達成され
る。
【００６６】即ち圧縮開始直後から、あるサンプリング
間隔（ΔＴ）で筒内圧力を検出し、この圧力に応じた温
度を算出し、これら圧力及び温度から図１７のマップを
検索して１／τを求める。そして、ＢＰ＝∫１／τｄ
ｔ、実際にはΣ〔（１／τ）×ΔＴ〕が着火レベル（≒
１のある値）に達したときを着火時期と判定できる。
間隔（ΔＴ）で筒内圧力を検出し、この圧力に応じた温
度を算出し、これら圧力及び温度から図１７のマップを
検索して１／τを求める。そして、ＢＰ＝∫１／τｄ
ｔ、実際にはΣ〔（１／τ）×ΔＴ〕が着火レベル（≒
１のある値）に達したときを着火時期と判定できる。
【００６７】図１８は、各クランク角におけるＢＰ＝∫
１／τｄｔと、熱発生を示す。Ａの通常の燃料噴射時期
ＩＴに対して、筒内温度が低下したＢではＢＰの値が低
くなっている。従って、この状態で通常のＩＴで燃料噴
射を行うと着火時期が遅角して燃焼が不安定になる。
１／τｄｔと、熱発生を示す。Ａの通常の燃料噴射時期
ＩＴに対して、筒内温度が低下したＢではＢＰの値が低
くなっている。従って、この状態で通常のＩＴで燃料噴
射を行うと着火時期が遅角して燃焼が不安定になる。
【００６８】これに対して、ＢＰの値を燃料噴射時期以
前の或る判定時期において所定の判定レベルに達してい
るか否かを判断して、判定レベルに達していない場合、
圧縮行程中の噴射時期ＩＴを進角した場合をＣに示す。
筒内温度が低下して、着火までの反応時間が長くなった
分を考慮して、燃料噴射時期ＩＴを補正量βだけ進角す
ることによって、目標とする時期に圧縮着火燃焼するよ
うに制御することができる。
前の或る判定時期において所定の判定レベルに達してい
るか否かを判断して、判定レベルに達していない場合、
圧縮行程中の噴射時期ＩＴを進角した場合をＣに示す。
筒内温度が低下して、着火までの反応時間が長くなった
分を考慮して、燃料噴射時期ＩＴを補正量βだけ進角す
ることによって、目標とする時期に圧縮着火燃焼するよ
うに制御することができる。
【００６９】次に、図１９のフローチャートを参照し
て、第３実施形態の制御の流れを説明する。制御の概略
的な流れは第１実施形態のフローチャートである図９と
同様である。第１実施形態と異なる点は、Ｓ３５以下の
着火時期予測のための着火指数ＢＰの算出と、その判断
結果により圧縮行程中の噴射時期を進角、保持、遅角す
る点である。
て、第３実施形態の制御の流れを説明する。制御の概略
的な流れは第１実施形態のフローチャートである図９と
同様である。第１実施形態と異なる点は、Ｓ３５以下の
着火時期予測のための着火指数ＢＰの算出と、その判断
結果により圧縮行程中の噴射時期を進角、保持、遅角す
る点である。
【００７０】Ｓ３５で筒内圧力センサにより筒内圧力Ｐ
を検出する。Ｓ３６で後述するように、筒内圧力Ｐから
筒内温度Ｔを算出する。次いで、Ｓ３７で筒内圧力Ｐ及
び筒内温度Ｔから、例えば図１７の様なマップを検索し
て着火遅れ時間τの逆数１／τを求める。Ｓ３８で着火
指数ＢＰ＝∫１／τｄｔを算出する。Ｓ３９で着火指数
の判断時期か否かを判断し、まだ判断時期でなければ、
Ｓ３５に戻って着火指数ＢＰの積算を続ける。
を検出する。Ｓ３６で後述するように、筒内圧力Ｐから
筒内温度Ｔを算出する。次いで、Ｓ３７で筒内圧力Ｐ及
び筒内温度Ｔから、例えば図１７の様なマップを検索し
て着火遅れ時間τの逆数１／τを求める。Ｓ３８で着火
指数ＢＰ＝∫１／τｄｔを算出する。Ｓ３９で着火指数
の判断時期か否かを判断し、まだ判断時期でなければ、
Ｓ３５に戻って着火指数ＢＰの積算を続ける。
【００７１】判断時期であれば、Ｓ４０で設定の燃料噴
射時期ＩＴを呼び込む。Ｓ４１で着火指数ＢＰ＝∫１／
τｄｔの値とその目標値γとのずれを判断する。ＢＰが
下限値（γ−０．０１）より小さい場合には、着火時期
が遅れると予測し、Ｓ４２で燃料噴射時期を進角する。
射時期ＩＴを呼び込む。Ｓ４１で着火指数ＢＰ＝∫１／
τｄｔの値とその目標値γとのずれを判断する。ＢＰが
下限値（γ−０．０１）より小さい場合には、着火時期
が遅れると予測し、Ｓ４２で燃料噴射時期を進角する。
【００７２】ＢＰが上限値（γ＋０．０１）より大きい
場合には、着火時期が進角すると予測し、Ｓ４３で燃料
噴射時期を遅角する。ＢＰの値のずれが目標値γから限
度内（γ−０．０１≦ＢＰ≦γ＋０．０１）であれば、
燃料噴射時期の設定変更は行わない。そしてＳ４４で圧
縮行程中の燃料噴射を行う。
場合には、着火時期が進角すると予測し、Ｓ４３で燃料
噴射時期を遅角する。ＢＰの値のずれが目標値γから限
度内（γ−０．０１≦ＢＰ≦γ＋０．０１）であれば、
燃料噴射時期の設定変更は行わない。そしてＳ４４で圧
縮行程中の燃料噴射を行う。
【００７３】ここで、Ｓ３６における筒内圧力Ｐから筒
内温度Ｔを算出する方法について説明する。この算出方
法は、燃焼解析と呼ばれる方法であり、以下の３式の連
立微分方程式を解くことによって筒内温度を算出する。
内温度Ｔを算出する方法について説明する。この算出方
法は、燃焼解析と呼ばれる方法であり、以下の３式の連
立微分方程式を解くことによって筒内温度を算出する。
【００７４】
【数１】 熱力学の第１法則 ｄＱ＝ｄＵ＋ｄＷ …（１） 状態方程式 ＰＶ＝ｍＲＴ …（２） 内部エネルギ式 ｄＵ＝ｄ（ｍ・Ｃｖ・Ｔ） …（３） ここで、Ｑ：投入熱量、Ｕ：内部エネルギ、Ｗ：仕事、
Ｐ：筒内圧力、Ｖ：容積、ｍ：モル数、Ｒ：ガス定数、
Ｔ：筒内温度、Ｃｖ：定容比熱である。
Ｐ：筒内圧力、Ｖ：容積、ｍ：モル数、Ｒ：ガス定数、
Ｔ：筒内温度、Ｃｖ：定容比熱である。
【００７５】以上の３式を解くことによって、各クラン
ク角毎のポリトロープ指数が求まり、精度よく筒内温度
を予測することができる。この解法は燃焼解析と呼ば
れ、当業者にとって公知であり、紙幅も要するので詳細
は省略する。
ク角毎のポリトロープ指数が求まり、精度よく筒内温度
を予測することができる。この解法は燃焼解析と呼ば
れ、当業者にとって公知であり、紙幅も要するので詳細
は省略する。
【００７６】また筒内温度Ｔをポリトロープ変化に基づ
いて求めることもできるが、初期温度Ｔ０を得るための
吸気温度センサが必要となり、またサイクル中常に一定
のポリトロープ指数ｎを仮定しているため、精度は若干
低下する。以下に、ポリトロープ変化による温度算出式
を示す。
いて求めることもできるが、初期温度Ｔ０を得るための
吸気温度センサが必要となり、またサイクル中常に一定
のポリトロープ指数ｎを仮定しているため、精度は若干
低下する。以下に、ポリトロープ変化による温度算出式
を示す。
【００７７】
【数２】 Ｔ＝Ｔ０×（Ｖ０／Ｖ）＾（ｎ−１） …（４） ここで、Ｔ：筒内温度、Ｖ：容積、Ｔ０：初期温度、Ｖ
０：初期容積、ｎ：ポリトロープ指数である。
０：初期容積、ｎ：ポリトロープ指数である。
【００７８】次に、第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態の構成は第１の実施形態の構成を示す図
１と同じである。第４の実施形態は予反応時期が変化し
た場合の、圧縮上死点付近の燃料噴射時期の補正量を目
標燃焼時期に応じて変えることを特徴とする。このた
め、本実施形態においては、燃料噴射制御部６の内部
に、図２０に示すような運転条件に応じた目標燃焼時期
ＢＴＡのマップと、図２１に示すような燃焼時期に応じ
た燃料噴射時期の補正量βマップを備えている。
第４の実施形態の構成は第１の実施形態の構成を示す図
１と同じである。第４の実施形態は予反応時期が変化し
た場合の、圧縮上死点付近の燃料噴射時期の補正量を目
標燃焼時期に応じて変えることを特徴とする。このた
め、本実施形態においては、燃料噴射制御部６の内部
に、図２０に示すような運転条件に応じた目標燃焼時期
ＢＴＡのマップと、図２１に示すような燃焼時期に応じ
た燃料噴射時期の補正量βマップを備えている。
【００７９】前述したように、筒内温度のサイクルバラ
ツキに対する燃焼のロバスト性は燃焼時期によって変化
する。燃焼時期が圧縮上死点から遅角する程、燃焼のロ
バスト性が低下する。従って、燃焼時期が遅角した場合
には、予反応時期が変化した場合の、圧縮上死点付近の
燃料噴射時期の補正量を大きくする。その結果、燃焼時
期に因らず、燃焼のロバスト性を向上することができ
る。
ツキに対する燃焼のロバスト性は燃焼時期によって変化
する。燃焼時期が圧縮上死点から遅角する程、燃焼のロ
バスト性が低下する。従って、燃焼時期が遅角した場合
には、予反応時期が変化した場合の、圧縮上死点付近の
燃料噴射時期の補正量を大きくする。その結果、燃焼時
期に因らず、燃焼のロバスト性を向上することができ
る。
【００８０】次に、図２２のフローチャートを参照し
て、第４実施形態の制御の流れを説明する。制御の概略
的な流れは第１実施形態のフローチャートである図９と
同様である。
て、第４実施形態の制御の流れを説明する。制御の概略
的な流れは第１実施形態のフローチャートである図９と
同様である。
【００８１】第１実施形態と異なる所のみ説明する。Ｓ
５９で目標燃焼時期ＢＴＡを例えば図２０の様なマップ
から呼び込む。Ｓ６０で予反応時期ＣＴを判断し、予反
応時期が進角していれば（ＣＴ＜ＣＴＡ−α）、Ｓ６１
で補正量βを目標燃焼時期ＢＴＡから求め、Ｓ６２で２
回目燃料噴射時期ＩＴ２を補正量βだけ遅角する。予反
応時期が遅角していれば（ＣＴ＞ＣＴＡ＋α）、Ｓ６３
で補正量βを目標燃焼時期ＢＴＡから求め、Ｓ６４で２
回目燃料噴射時期ＩＴ２を補正量βだけ進角する。ＣＴ
Ａ−α≦ＣＴ≦ＣＴＡ＋αの場合には、２回目噴射時期
の調整は行わずＳ６５へ移る。そして、Ｓ６５で２回目
の燃料噴射を補正した時期に行う。
５９で目標燃焼時期ＢＴＡを例えば図２０の様なマップ
から呼び込む。Ｓ６０で予反応時期ＣＴを判断し、予反
応時期が進角していれば（ＣＴ＜ＣＴＡ−α）、Ｓ６１
で補正量βを目標燃焼時期ＢＴＡから求め、Ｓ６２で２
回目燃料噴射時期ＩＴ２を補正量βだけ遅角する。予反
応時期が遅角していれば（ＣＴ＞ＣＴＡ＋α）、Ｓ６３
で補正量βを目標燃焼時期ＢＴＡから求め、Ｓ６４で２
回目燃料噴射時期ＩＴ２を補正量βだけ進角する。ＣＴ
Ａ−α≦ＣＴ≦ＣＴＡ＋αの場合には、２回目噴射時期
の調整は行わずＳ６５へ移る。そして、Ｓ６５で２回目
の燃料噴射を補正した時期に行う。
【図１】本発明に係る内燃機関の燃焼制御装置の第１の
実施形態の構成図である。
実施形態の構成図である。
【図２】運転条件に対する燃焼パターンを説明する図で
ある。
ある。
【図３】自己着火成立範囲を説明する図である。
【図４】従来技術の圧縮自己着火燃焼運転範囲を説明す
る図である。
る図である。
【図５】燃焼時期に対する燃焼波形を説明する図であ
る。
る。
【図６】燃焼時期に対する筒内圧力上昇率の最大値〔ｄ
Ｐ／ｄθmax〕及び熱効率を説明する図である。
Ｐ／ｄθmax〕及び熱効率を説明する図である。
【図７】燃焼時期に対する燃焼のロバスト性を説明する
図である。
図である。
【図８】第１実施形態の燃焼安定性を説明する図であ
る。
る。
【図９】第１実施形態の制御フローチャート図である。
【図１０】エンジン回転数及び負荷に対する２回目の燃
料噴射時期（ＩＴ２）マップである。
料噴射時期（ＩＴ２）マップである。
【図１１】エンジン回転数及び負荷に対する目標予反応
時期（ＣＴＡ）マップである。
時期（ＣＴＡ）マップである。
【図１２】第１実施形態の圧縮自己着火燃焼運転範囲を
説明する図である。
説明する図である。
【図１３】第２実施形態の構成図である。
【図１４】第２実施形態のバルブタイミングを説明する
図である。
図である。
【図１５】第２実施形態の熱発生を説明する図である。
【図１６】第３実施形態の熱発生を説明する図である。
【図１７】温度、圧力に対する着火遅れ時間τの逆数１
／τを説明する図である。
／τを説明する図である。
【図１８】第３実施形態の燃焼安定性を説明する図であ
る。
る。
【図１９】第３実施形態の制御フローチャート図であ
る。
る。
【図２０】エンジン回転数及び負荷に対する目標燃焼時
期を説明する図である。
期を説明する図である。
【図２１】目標燃焼時期に対する燃料噴射時期（ＩＴ）
の補正量βを説明する図である。
の補正量βを説明する図である。
【図２２】第４実施形態の制御フローチャート図であ
る。
る。
１ ＥＣＵ ２ 燃焼パターン判定部 ３ 火花点火燃焼制御部 ４ 自己着火燃焼制御部 ５ 予反応検出部 ６ 燃料噴射制御部 １０ エンジン本体 １１ 吸気ポート １２ 排気ポート １３ ピストン １４ 吸気バルブ １５ 排気バルブ １６ 燃料噴射装置 １７ 点火プラグ １８ 筒内圧力センサ １９ クランク角センサ ２０ 可変バルブタイミング機構
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 41/14 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３３０Ａ ３３０Ｂ 41/34 41/34 Ｈ Ｌ 41/38 41/38 Ｂ 41/40 41/40 Ｄ Ｆ 45/00 ３６８ 45/00 ３６８Ｓ (72)発明者 寺地 淳 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 (72)発明者 青地 英治 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） 3G084 AA04 BA15 BA16 BA23 DA02 DA04 DA10 FA10 FA21 FA33 FA38 3G092 AA01 AA02 AA06 AA11 BA08 BB01 BB06 BB13 DA01 DA02 DA12 EA01 EA02 EA03 EA04 EA11 EA13 FA06 FA15 FA18 FA24 HA13X HB01X HB02X HC01Z HC09Z HE01Z HE03Z HF08Z 3G301 HA01 HA03 HA04 HA19 KA08 KA09 MA11 MA19 MA26 NA09 NC02 ND03 NE11 NE12 PB05A PC01Z PE01Z PF03Z
Claims (6)
- 【請求項１】 筒内に直接燃料を噴射する燃料直噴装置
を備え、運転条件に応じて圧縮自己着火燃焼と火花点火
燃焼とを切り替え可能な内燃機関において、 筒内圧力を検出する圧力検出手段と、 該圧力検出手段が検出した筒内圧力に基づいて着火時期
を予測する着火時期予測手段と、 該着火時期予測手段が予測した着火時期に応じて圧縮上
死点近傍における燃料噴射量または燃料噴射時期を変更
する燃料噴射制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。 - 【請求項２】 筒内に直接燃料を噴射する燃料直噴装置
を備え、運転条件に応じて圧縮自己着火燃焼と火花点火
燃焼とを切り替え可能な内燃機関において、 筒内圧力を検出する圧力検出手段と、 圧縮自己着火燃焼運転時に少なくとも１回の燃料噴射を
圧縮上死点近傍に行うとともに、前記圧縮上死点近傍の
燃料噴射時期以前に前記圧力検出手段が検出した筒内圧
力に応じて、該サイクルの圧縮上死点近傍の燃料噴射量
または燃料噴射時期を変更する燃料噴射制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の燃焼制御装置。 - 【請求項３】 前記圧力検出手段が検出した筒内圧力に
基づいて燃料の予反応時期を検出する予反応検出手段を
備え、 前記燃料噴射時期制御手段は、１サイクル中に２回に分
けて燃料噴射を行い、１回目の燃料噴射を圧縮上死点か
ら進角した時期に行い、２回目の燃料噴射を圧縮上死点
近傍に行い、前記予反応検出手段が検出した予反応時期
に応じて、２回目の燃料噴射量または燃料噴射時期を変
更することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃焼
制御装置。 - 【請求項４】 排気上死点近傍で吸気弁及び排気弁が共
に閉じている密閉期間を有するように吸排気弁の開閉時
期を変更可能な可変動弁装置を備え、 １サイクル中に２回に分けて燃料噴射を行い、１回目の
燃料噴射を前記密閉期間中に行うことを特徴とする請求
項２または請求項３記載の内燃機関の燃焼制御装置。 - 【請求項５】 前記予反応検出手段が検出した予反応時
期が設定値よりも遅角している場合には２回目の燃料噴
射時期を補正量分進角するか燃料噴射量を補正量分増量
し、予反応時期が設定値よりも進角している場合には２
回目の燃料噴射時期を補正量分遅角するか或いは燃料噴
射量を補正量分減量することを特徴とする請求項３また
は請求項４記載の内燃機関の燃焼制御装置。 - 【請求項６】 運転条件に応じて目標燃焼時期を算出す
る燃焼時期算出手段を備え、算出された目標燃焼時期が
圧縮上死点から遅角している程、前記圧縮上死点付近の
燃料噴射時期または燃料噴射量を補正する補正量を大き
くすることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の燃焼
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000017108A JP3760710B2 (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000017108A JP3760710B2 (ja) | 2000-01-26 | 2000-01-26 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001207889A true JP2001207889A (ja) | 2001-08-03 |
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ID=18544143
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