JP2002129990A - 圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置

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JP2002129990A JP2001277758A JP2001277758A JP2002129990A JP 2002129990 A JP2002129990 A JP 2002129990A JP 2001277758 A JP2001277758 A JP 2001277758A JP 2001277758 A JP2001277758 A JP 2001277758A JP 2002129990 A JP2002129990 A JP 2002129990A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼開始時期をより精度よく制御できる圧縮
着火式エンジンの燃焼制御装置を提供する。 【解決手段】 燃焼室２０に開口する吸気口３０，排気
口５０を吸気弁３２，排気弁５２により開閉するよう構
成された動弁機構３４を備え、空気と燃料との混合気を
圧縮することにより自己着火させるようにした圧縮着火
式エンジンの燃焼制御装置において、上記吸気口３０よ
り上流側と燃焼室内との圧力差を制御することにより上
記自己着火の発生する時期を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気と燃料との混合気
を圧縮して自己着火させる予混合気圧縮着火式エンジン
における自己着火タイミング即ち燃焼開始時期を制御す
る燃焼制御装置に関し、更に具体的には、吸気口より上
流側の吸気通路内の圧力と吸気口より下流側の燃焼室内
の圧力と差を制御することにより上記燃焼開始時期を制
御するようにしたものに関する。
【０００２】なお、本明細書では、予混合気を圧縮する
ことにより着火させることを自己着火と称し、点火プラ
グによる着火をスパーク点火と称し、さらに従来のディ
ーゼルエンジンにおける空気を圧縮した状態で燃料を噴
射することによる着火を燃料着火と称する。また本発明
における予混合気とは、吸気通路内に燃料を噴射するこ
とによって形成される混合気だけでなく、燃焼室内に燃
料を噴射し、しかる後に圧縮して自己着火させるように
した場合に燃焼室内で生成される混合気も含む。
【０００３】
【従来の技術】予混合気を圧縮して自己着火させるよう
にしたエンジン（ＨＣＣＩエンジン）は、その高い熱効
率とともにＮＯｘおよび粒子の放出が少ないので、従来
のディーゼルエンジンあるいはスパーク点火エンジンに
代わる魅力的な代替エンジンである。ＨＣＣＩエンジン
において、燃焼は、通常、実質的に均一な吸入空気と燃
料との予混合気を圧縮して自己着火させることによって
行われる。このような実質的に均一な予混合気の燃焼
は、通常、概ね均一な低温、少燃料反応という特徴を有
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＨＣＣＩエンジンにお
ける主要な技術的課題として、上記自己着火の発生タイ
ミング（燃焼開始時期）をどのようにして制御するかと
いう点がある。スパーク点火エンジンやディーゼルエン
ジンにおいては燃焼の開始タイミングは直接制御可能で
ある。例えば、スパーク点火エンジンにおいては、燃焼
の開始タイミングは点火プラグのスパークタイミングで
制御される。ディーゼルエンジンにおいては、燃料噴射
時期を制御することによって燃焼の開始タイミングが制
御される。しかしＨＣＣＩエンジンにおいては、混合気
を自己着火させる方式であるから、燃焼開始を直接的に
制御することはできないのである。代わりに、燃焼の開
始は、混合気の圧縮行程における上死点（ＴＤＣ）付近
での温度と圧力によって決まる。
【０００５】ＨＣＣＩエンジンにおける燃焼開始時期を
制御する試みが幾つか提案されている。例えば、燃焼開
始は燃料の特性や空燃比を変化させることによって制御
できるということが提案されている。この方法は、混合
気の反応度を調整することに依拠している。従って、燃
焼開始は、混合気の反応度を高めると早くなり、反応度
を下げると遅くなる。
【０００６】また、燃焼開始は、吸入空気の温度を調整
して制御することができるということも提案されてい
る。吸入空気の温度を上げると、上死点付近での混合気
の温度が上がる傾向があり、これによって燃焼開始が早
まる傾向がある。同様に、吸入空気の温度を下げると燃
焼開始が遅れる傾向がある。
【０００７】しかし、現在まで、ＨＣＣＩエンジンにお
ける燃焼開始の制御方法は非常に不満足なものであっ
た。従って本発明の課題は、燃焼開始時期をより精度よ
く制御できる圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置を提供
する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、燃焼
室に開口する吸気口，排気口を吸気弁，排気弁により開
閉するよう構成された動弁機構を備え、空気と燃料との
混合気を圧縮することにより自己着火させるようにした
圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置において、上記吸気
口より上流側と燃焼室内との圧力差を制御することによ
り上記自己着火の発生する時期を制御するようにしたこ
とを特徴としている。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、上
記吸気弁の開タイミングを上記排気弁の閉タイミングよ
り遅延させるとともに該遅延量を制御することにより上
記吸気口より上流側と上記燃焼室内との圧力差を制御
し、もって上記自己着火の発生する時期を制御するよう
にしたことを特徴としている。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１において、上
記吸気弁の最大リフト量を制御することにより上記吸気
口より上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、もって上
記自己着火の発生する時期を制御するようにしたことを
特徴としている。
【００１１】請求項４の発明は、請求項１において、上
記吸気口より上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、さ
らに上記吸気弁の閉タイミングを吸気行程の下死点より
遅角させるとともに該遅角量を制御することにより実質
的な圧縮比を制御し、もって上記自己着火の発生する時
期を制御するようにしたことを特徴としている。
【００１２】請求項５の発明は、請求項１において、上
記吸気弁の開タイミングを上記排気弁の閉タイミングよ
り遅延させるとともに該遅延量を制御し、さらに上記吸
気弁の最大リフト量を制御することにより上記吸気口よ
り上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、もって上記自
己着火の発生する時期を制御するようにしたことを特徴
としている。
【００１３】請求項６の発明は、請求項１において、上
記吸気弁の開タイミングを上記排気弁の閉タイミングよ
り遅延させるとともに該遅延量を制御し、また上記吸気
弁の最大リフト量を制御することにより上記吸気口より
上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、さらに上記吸気
弁の閉タイミングを吸気行程の下死点より遅角させると
ともに該遅角量を制御することにより実質的な圧縮比を
制御し、もって上記自己着火の発生する時期を制御する
ようにしたことを特徴としている。
【００１４】請求項７の発明は、請求項２ないし６の何
れかにおいて、冷却水温度，潤滑油温度等のエンジン温
度を検出するセンサを備え、エンジン温度が低いときの
吸気弁開タイミングを高いときの吸気弁開タイミングよ
り遅延させるか、又はエンジン温度が低いときの吸気弁
の最大リフト量を高いときの吸気弁の最大リフト量より
小さくすることにより上記吸気口より上流側と燃焼室内
との圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生する時
期を制御するようにしたことを特徴としている。
【００１５】請求項８の発明は、請求項２ないし６の何
れかにおいて、吸気温度検出センサ又は吸気圧検出セン
サを備え、吸気温度又は吸気圧が低いときの吸気弁開タ
イミングを高いときの吸気弁開タイミングより遅延させ
るか、又は吸気温度又は吸気圧が低いときの吸気弁の最
大リフト量を高いときの吸気弁の最大リフト量より小さ
くすることにより上記吸気口より上流側と燃焼室内との
圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生する時期を
制御するようにしたことを特徴としている。
【００１６】請求項９の発明は、請求項２ないし６の何
れかにおいて、トルク変動検出センサを備え、トルク変
動が大きいときの吸気弁開タイミングを小さいときの吸
気弁開タイミングより遅延させ、又はトルク変動が大き
いときの吸気弁の最大リフト量を小さいときの吸気弁の
最大リフト量より小さくすることにより上記吸気口より
上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、もって上記自己
着火の発生する時期を制御するようにしたことを特徴と
している。
【００１７】請求項１０の発明は、請求項２ないし６の
何れかにおいて、要求トルク検出センサを備え、要求ト
ルクが大きいときの吸気弁開タイミングを小さいときの
吸気弁開タイミングより進角させ、又は要求トルクが大
きいときの吸気弁の最大リフト量を小さいときの吸気弁
の最大リフト量より大きくすることにより上記吸気口よ
り上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、もって上記自
己着火の発生する時期を制御するようにしたことを特徴
としている。
【００１８】請求項１１の発明は、請求項２ないし６の
何れかにおいて、エンジン回転数検出センサを備え、エ
ンジン回転数が高いときの吸気弁開タイミングを低いと
きの吸気弁開タイミングより遅角させ、又はエンジン回
転数が高いときの吸気弁の最大リフト量を低いときの吸
気弁の最大リフト量より小さくすることにより上記吸気
口より上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、もって上
記自己着火の発生する時期を制御するようにしたことを
特徴としている。
【００１９】請求項１２の発明は、請求項２ないし１１
の何れかにおいて、吸気系に過給器及び吸気圧センサを
備え、吸気圧（過給圧）が高いときの吸気弁開タイミン
グを低いときの吸気弁開タイミングより進角させるか、
又は吸気圧（過給圧）が高いときの吸気弁の最大リフト
量を低いときの吸気弁の最大リフト量より大きくするこ
とにより上記吸気口より上流側と燃焼室内との圧力差を
制御し、もって上記自己着火の発生する時期を制御する
ようにしたことを特徴としている。
【００２０】請求項１３の発明は、請求項１ないし１２
の何れかにおいて、上記燃焼室に点火プラグを備えてお
り、負荷が大きい運転域では上記点火プラグによりスパ
ーク点火し、負荷が小さい運転域では混合気の圧縮によ
り自己着火させ、スパーク点火運転時には自己着火運転
時よりも、吸気弁の閉タイミングを遅角する、吸気弁の
開タイミングを進角する、又は吸気弁の最大リフト量を
大きくする、の３つの内の少なくとも何れか１つを実行
することを特徴としている。
【００２１】
【発明の作用効果】請求項１の発明によれば、吸気口よ
り上流側（吸気通路）内の圧力と燃焼室内との差を制御
するようにしたので、自己着火の発生する時期を制御す
ることができる。即ち、例えば請求項２の発明によれ
ば、吸気弁の開タイミングを上記排気弁の閉タイミング
より遅延させたので、吸気弁，排気弁の両方が閉じた状
態でピストンが下降するに伴って燃焼室容積が大きくな
り、これにより燃焼室内の圧力が上記吸気口上流側より
大幅に低くなる。そして吸気弁が開くと、吸気通路内の
混合気が燃焼室内に高速で流入し、これに伴って燃焼室
内の圧力が急激に増加し、この急激な圧力増加によって
燃焼室内気体のもつエンタルピと運動エネルギの和が増
大する。これにより吸気行程において燃焼室内の温度が
上昇する。そして圧縮行程に以降すると燃焼室内の気体
は圧縮されて温度が上昇するのであるが、圧縮開始時の
温度が高いほど圧縮行程の上死点付近での温度も上昇
し、この温度が高いほど上記自己着火の発生タイミング
が早くなる。
【００２２】このようにして吸気口より上流側と燃焼室
内との圧力差を調整することにより吸気行程下死点付近
での燃焼室内温度ひいては圧縮行程上死点付近での燃焼
室内温度を制御でき、その結果自己着火タイミング、つ
まり燃焼開始時期を制御できる。
【００２３】請求項３の発明によれば、吸気弁の最大リ
フト量を制御するようにしたので、吸気口より上流側と
燃焼室内との圧力差を制御でき、もって自己着火の発生
する時期を制御することができる。
【００２４】即ち、例えば吸気弁の最大リフト量を通常
よりも小さくすると、吸気弁が開き始めても当初は弁部
の開口面積は僅かであり混合気が燃焼室内に流入しにく
く、ピストン下降に伴う燃焼室容積増大による圧力低下
効果が相対的に大きいために、燃焼室内の圧力は吸気通
路に比較して大幅に低下する。そして吸気弁が最大リフ
ト付近まで開くと、上述の圧力差が大きいとともに開口
面積が増加することから吸気の流入量が短時間で増大し
て燃焼室内の圧力が急激に増加する。この急激な圧力増
加により燃焼室内の気体の持つエンタルピと運動エネル
ギの和が増大し、圧縮行程開始時の燃焼室内温度が上昇
し、この上昇に伴って圧縮行程の上死点付近における燃
焼室内温度も上昇する。
【００２５】このように吸気弁の最大リフト量を制御す
ることにより、吸気口上流側と燃焼室内との圧力差を制
御でき、吸気行程下死点付近での燃焼室内温度ひいては
圧縮行程上死点付近での燃焼室内温度を制御でき、その
結果自己着火タイミング、つまり燃焼開始時期を制御で
きる。
【００２６】請求項４の発明によれば、上述の吸気口上
流側と燃焼室内との圧力差を制御し、さらに上記吸気弁
の閉タイミングを吸気行程の下死点より遅角させるとと
もに該遅角量を制御することにより実質的な圧縮比を制
御したので、上記自己着火の発生する時期を制御するこ
とができる。
【００２７】即ち、圧縮比は吸気弁の閉タイミングを吸
気行程の下死点に設定したとき最大となり、該閉タイミ
ングを下死点から遅らせるほど小さくなる。圧縮比が小
さくなると圧縮行程の上死点付近での燃焼室内温度が上
昇しにくくなり、混合気の自己着火タイミングが遅くな
る。
【００２８】請求項５の発明によれば、上記吸気弁の開
タイミングを上記排気弁の閉タイミングより遅延させる
とともに該遅延量を制御し、さらに上記吸気弁の最大リ
フト量を制御するようにしたので、上記吸気口より上流
側と燃焼室内との圧力差をより細かく自由に制御でき、
その結果上記自己着火の発生する時期をより自由に制御
することができる。
【００２９】請求項６の発明によれば、上記吸気弁の開
タイミングの制御及び上記吸気弁の最大リフト量の制御
により上記吸気口より上流側と燃焼室内との圧力差を制
御し、さらに上記吸気弁の閉タイミングの制御により実
質的な圧縮比を制御したので、上記自己着火の発生時期
をより一層細かく自由に制御できる。
【００３０】請求項７の発明によれば、エンジン温度が
低いときの吸気弁開タイミングを高いときの吸気弁開タ
イミングより遅延させるか、又はエンジン温度が低いと
きの吸気弁の最大リフト量を高いときの吸気弁の最大リ
フト量より小さくしたので、エンジン温度が低いことに
より自己着火の発生タイミングが影響を受けるのを抑制
できる。
【００３１】即ち、エンジン温度が低い場合には圧縮上
死点付近での燃焼室内温度も低くなり、自己着火タイミ
ングが過剰に遅くなり易い。本発明では、エンジン温度
が低い場合には吸気弁の開タイミングを遅らせるか最大
リフト量を小さくして、上記吸気口より上流側の圧力よ
り燃焼室内の圧力を大幅に低くして吸気弁開後の流入速
度を速くし、もって圧縮下死点付近での燃焼室内温度を
上昇させるようにしたので、最適な自己着火タイミング
に対するエンジン温度の影響を抑制できる。
【００３２】請求項８の発明によれば、吸気温度又は吸
気圧が低いときの吸気弁開タイミングを高いときの吸気
弁開タイミングより遅延させるか、又は吸気温度又は吸
気圧が低いときの吸気弁の最大リフト量を高いときの吸
気弁の最大リフト量より小さくしたので、吸気温度や吸
気圧が低いことにより自己着火の発生タイミングが影響
を受けるのを抑制できる。
【００３３】即ち、吸気温度，吸気圧が低い場合には圧
縮上死点付近での燃焼室内温度が低くなり、自己着火タ
イミングが過剰に遅くなり易い。本発明では、吸気温度
等が低い場合には吸気弁の開タイミングを遅らせるか又
は最大リフト量を小さくし、上記吸気口より上流側の圧
力より燃焼室内の圧力を大幅に低くして吸気弁開後の流
入速度を速くし、もって圧縮下死点付近での燃焼室内温
度を上昇させるようにしたので、最適な自己着火タイミ
ングに対する吸気温度等の影響を抑制できる。
【００３４】請求項９の発明によれば、トルク変動が大
きいときの吸気弁の開タイミングを小さいときの吸気弁
開タイミングより遅延させ、又はトルク変動が大きいと
きの吸気弁の最大リフト量を小さいときの吸気弁の最大
リフト量より小さくしたので、自己着火の発生タイミン
グの変動によるトルク変動を抑制できる。
【００３５】即ち、トルク変動が大きい場合には自己着
火タイミングが大きく変動している可能性がある。本発
明では、トルク変動が大きい場合には吸気弁の開タイミ
ングを遅らせ、上記吸気口より上流側と燃焼室内との圧
力差を大きくし、もって圧縮下死点付近での燃焼室内温
度を上昇させるようにしたので、自己着火タイミングの
変動によるトルク変動を抑制できる。
【００３６】請求項１０の発明は、要求トルクが大きい
ときの吸気弁の開タイミングを小さいときの吸気弁の開
タイミングより進角させ、又は要求トルクが大きいとき
の吸気弁の最大リフト量を小さいときの吸気弁の最大リ
フト量より大きくしたので、要求トルクが大きいことか
ら自己着火タイミングが過剰に早くなるのを抑制でき
る。
【００３７】即ち、要求トルクが大きい場合には供給さ
れる燃料が増大しており、自己着火タイミングが早くな
り易い。本発明では、要求トルクが大きい場合には吸気
弁の開タイミングを進めたので、上記吸気口より上流側
と燃焼室内との圧力差が小さくなり、もって圧縮下死点
付近での燃焼室内温度の上昇を抑制でき、要求トルクの
増大により自己着火タイミングが早まるのを抑制でき
る。
【００３８】請求項１１の発明によれば、エンジン回転
数が高いときの吸気弁の開タイミングを低いときの吸気
弁の開タイミングより遅角させ、又はエンジン回転数が
高いときの吸気弁の最大リフト量を低いときの吸気弁の
最大リフト量より小さくしたので、エンジン回転数が高
い場合にも適正な自己着火タイミングを得ることができ
る。
【００３９】ＨＣＣＩエンジンの自己着火時期は圧縮上
死点付近の燃焼室内ガス温度に大きく依存するが、その
依存性はエンジン回転数により異なる。例えばエンジン
回転数が高い場合にはガス温度が高温に保たれる時間が
短くなるので安定した自己着火にはより高温が必要とな
る。
【００４０】本発明では、エンジン回転数が高い場合に
は吸気弁開タイミングを遅角し、又は最大リフト量を小
さくしたので、吸気下死点付近の燃焼室内温度を上昇で
き、それに伴って圧縮上死点付近の燃焼室内温度も上昇
でき、その結果安定した自己着火を実現できる。
【００４１】請求項１２の発明によれば、吸気系に過給
器及び吸気圧センサを備え、吸気圧（過給圧）が高いと
きの吸気弁開タイミングを低いときの吸気弁開タイミン
グより進角させるか、又は吸気圧（過給圧）が高いとき
の吸気弁の最大リフト量を低いときの吸気弁の最大リフ
ト量より大きくしたので、過給器を備えて高負荷に対応
しつつ、自己着火タイミングが過剰に早くなるのを防止
できる。
【００４２】即ち、ＨＣＣＩエンジンを高負荷で運転す
ると、熱発生率，シリンダ内圧力上昇率が大きくなり、
騒音等の問題を生じるが、本発明では、過給器を備えた
ことによりこの問題を回避できる。しかし過給により高
負荷運転を行うと燃焼室温度が高くなり、自己着火タイ
ミングが過剰に早くなる恐れが有る。本発明では、この
場合には吸気弁の開タイミングを進め、あるいは最大リ
フト量を大きくすることにより、吸気行程での燃焼室内
温度の上昇を抑制したので、上述の自己着火タイミング
が過剰に早くなるといった問題を抑制できる。
【００４３】請求項１３の発明によれば、高負荷運転域
では点火プラグによりスパーク点火を行なうとともに、
吸気弁の閉タイミングを遅角するか、吸気弁の開タイミ
ングを進角するか又は最大リフト量大きくするかの少な
くとも何れかを採用したので、高負荷運転に対応しつつ
ノッキングの発生を防止できる。
【００４４】即ち、ＨＣＣＩエンジンを高負荷で運転す
ると、熱発生率，シリンダ内圧力上昇率が大きくなり、
騒音等の問題を生じるが、本発明では、高負荷運転域で
はスパーク点火をしたことによりこの問題を回避でき
る。しかしＨＣＣＩエンジンは通常のスパーク点火エン
ジンに比べて圧縮比が大きく設定されているので、この
ような場合にスパーク点火を行なうとノッキングを発生
するおそれがある。本発明では、この場合には、吸気弁
の閉タイミングを遅角させることにより実質的な圧縮比
を下げたので、又は吸気弁の開タイミングを進め、ある
いは最大リフト量を大きくすることにより吸気行程での
燃焼室内温度の上昇を抑制したので、上述のノッキング
の問題を抑制できる。
【００４５】
【実施の形態】以下本発明の実施形態を添付図面に基づ
いて説明する。図１ないし図３は本発明の第１実施形態
を説明するための図であり、図１は予混合圧縮着火式エ
ンジン（ＨＣＣＩ）の１つの構成を模式的に表した図、
図２はその吸気弁揚程曲線、図３は燃焼室内温度曲線を
示す。
【００４６】参照符号１０は、予混合圧縮着火式エンジ
ンであり、これはシリンダ・ブロック１２を含んでい
る。このシリンダ・ブロックには１つまたはそれ以上の
シリンダ・ボア１４が画成されているが、これらはどの
ような所望のパターン（例えば、Ｖ字型、対向など）に
配置しても構わない。対応する数のピストン１６がシリ
ンダ・ボア１４の中で往復する。シリンダ・ヘッド１８
がシリンダ・ブロック１２に公知の方法で取り付けられ
ている。燃焼室２０は、ピストン１６の頂面２２と、シ
リンダ・ボア１４と、そしてシリンダ・ヘッド１８に設
けられた対応する凹みとで画成されている。出力軸２４
（例えばクランク軸）は、コネクティング・ロッド２６
によってピストン１６に接続されていて、シリンダ・ボ
ア１４の中でピストン１６が往復運動をすると回転す
る。図示している実施形態では、ピストン１６の頂面２
２は実質的に平坦である。しかし、この頂面２２は、例
えば凹んでいたり鉢底などの形をしていてもよい。
【００４７】上記エンジン１０は、また、少なくとも１
本の吸気通路２８を備えている。この吸気通路２８の一
部はシリンダ・ヘッド１８内に形成されている。この吸
気通路２８は、燃焼室２０の一部をなす凹みに開口する
吸気口３０を通って燃焼室２０に連通している。
【００４８】動弁機構３４が上記吸気弁３２を進退駆動
して、上記吸気口３０を開閉する。上記動弁機構３４
は、弁開閉タイミング及び弁リフト量可変機構（ＶＶ
Ｔ）３６を備えており、吸気弁３２の開放および閉鎖の
タイミング（即ち、弁タイミング）を調整し、また吸気
弁３２の最大リフト量を調整する。このＶＶＴ機構３６
は電子制御ユニット（ＥＣＵ）３８によって制御するの
が好ましい。ＥＣＵ３８とＶＶＴ機構３６はエンジン制
御システム３９の一部を構成している。ＥＣＵ３８を含
めてエンジン制御システム３９を以下に更に詳述する。
【００４９】動弁機構３４とＶＶＴ機構３６は公知のど
のようなタイプのものであってもよい。例えば、動弁機
構３４は、吸気弁３２を直接あるいは間接に開閉する電
子駆動ソレノイド弁で構成することもできるし、また吸
気弁３２を空気圧あるいは油圧の機構で開閉するように
構成することもできる。これらの構成において、ＶＶＴ
機構３６は、ＥＣＵ３８が生成した制御信号によって制
御することもできる。別の構成では、動弁機構３４は、
カム軸と従動子機構によって構成することもできる。
【００５０】上記エンジン１０は、その一部が概略的に
示されている吸気系統４０を備えており、該吸気系統４
０は空気（吸入チャージ）を吸気経路２８に供給する。
なお、吸気系統４０はどのような公知のものであっても
よい。吸気系統４０は、この吸気系統４０を通る吸入空
気の流れを制御するために、どのような公知のものでも
よいがスロットル弁４１を含んでいるのが好ましい。
【００５１】また、上記エンジン１０は、その一部が概
略的に示されている燃料系統４２も備えている。この燃
料系統４２は、燃料を上記吸気経路２８に供給するよう
構成されており、この燃料系統４２と上記吸気系統４０
とで実質的に均一な燃料と空気との混合気を燃焼室２０
へ供給するようになっている。
【００５２】なお本発明に含まれる方法で、かつ実質的
に均一な混合気を燃焼室２０へ供給する方法は幾つかあ
る。図示している構成においては、燃料系統４２は、吸
気経路２８の上流部分に燃料を噴射する燃料噴射弁４４
を含んでいる。
【００５３】なお、燃料噴射弁４４は、燃焼室２０へ実
質的に均一な混合気を供給するという目的をより確実に
達成するために吸気通路２８に配置されている。しかし
燃料噴射弁４４は、実質的に均一な混合気が圧縮行程の
上死点付近において得られるように構成されてさえおれ
ば、燃料を直接燃焼室へ導くように構成することもでき
る。この場合は、燃料を燃焼室の中に早期に噴射して、
燃料が吸入空気と混じり合う時間を持たせることによっ
て達成できる。
【００５４】また、燃料系統４２は複数の燃料噴射弁４
４を備えていてもよい。さらに燃料噴射弁４４は空気を
燃料に混合した状態で噴射する空気／燃料噴射弁であっ
てもよい。また勿論、当業者であれば、実質的に均一な
混合気を燃焼室へ供給する、本発明と矛盾もしないその
他の方法を認識されるであろう。
【００５５】燃料噴射弁４４は、燃料供給源４６から燃
料を受け取る。上流の燃料供給源４６は、適切なもので
あればどのようなものでもよいが、通常、低圧および高
圧燃料ポンプと、蒸気及び水の分離器と、そして燃料供
給タンクとを含んでいる。また上記吸気系統４０の中に
噴射する燃料の量を制御するために、例えばソレノイド
弁などのアクチュエータ（図示していない）がＥＣＵ３
８で生成された制御信号に応じて上記燃料噴射弁４４を
開閉する。
【００５６】空気／燃料チャージ（混合気）が自己着火
すると、これは燃焼して膨張しピストン１６を下方へ動
かす。排気ガスは、図１に示しているように、シリンダ
・ヘッド１８に形成されている少なくとも１本の排気通
路４８を通って燃焼室か２０から排出される。該排気通
路４８は、燃焼室２０の部分を構成しているシリンダ・
ヘッド１８の凹みに開口している排気口５０から外方に
延びている。この排気口５０は排気弁５２により開閉さ
れる。なおこの排気弁５２は、排気弁駆動機構によって
進退駆動される。この駆動機構はどのような公知のタイ
プのものでもよく、限定するものではないが、例えばカ
ム軸と従動子、あるいは電子的に駆動されるソレノイド
弁などで構成される。排気マニフォールド５６が排気経
路４８からの排気ガスを集め、これを最終的に大気中に
排出する排気系統（図示していない）へ放出する。
【００５７】次にエンジン制御システム３９を説明す
る。このエンジン制御システム３９は、ＥＣＵ３８と、
このＥＣＵ３８に有効に接続されているセンサおよびア
クチュエータとを含んでいる。ＥＣＵ３８は、ハード配
線の帰還制御回路の形にしてもよい。また、ＥＣＵ３８
は、専用プロセッサとコンピュータ・プログラムを記憶
するためのメモリーとから作ることもできる。更に別の
構成においては、ＥＣＵ３８は、汎用プロセッサとコン
ピュータ・プログラムを記憶するためのメモリーを持つ
汎用コンピュータであってもよい。なお、本実施形態で
は、点火タイミング・システムをエンジン制御システム
の一部として説明しているが、この点火タイミング・シ
ステムは、エンジン制御システム３９から完全にあるい
は部分的に切り離して構成することもできる。
【００５８】エンジン制御システム３９は様々なエンジ
ンの動作を制御する。このエンジン動作の１つとして、
エンジン１０の着火タイミング（即ち、特定のサイクル
の燃焼開始のタイミング）があることが好ましい。従っ
て、エンジン制御システム３９は、エンジン１０の着火
タイミングを制御するサブシステム（即ち、着火制御シ
ステム）を含んでいるのが好ましい。この着火タイミン
グ制御システムは、ＥＣＵ３８と上記のＶＶＴ機構３６
とを含んでいる。なおこの着火タイミング制御システム
はエンジン制御システムのサブシステムであるのが好ま
しいが、エンジン制御システム３９から全部があるいは
部分的に分離されている制御システムであってもよい。
【００５９】上記着火タイミング制御システムは各種の
エンジン・センサを含んでいることが好ましい。以下に
更に詳述するが、これらのセンサは、各種の周囲状況及
びエンジン動作の状況に応じてエンジン１０の着火タイ
ミングを更に正確に制御するために上記着火タイミング
制御システムによって使用される。
【００６０】上記着火タイミング制御システムにとって
より重要なセンサのいくつかを説明する。なお、この着
火タイミング制御システムは、必ずしも下記に説明する
センサ総てを含んでいる必要はない。さらにまた、この
着火タイミング制御システムのセンサは、以下に説明す
るセンサに限定される必要もない。
【００６１】引き続き図１を参照すると、出力軸２４に
関連して、出力軸角度位置センサ６０が設けられてい
る。この出力軸角度位置センサ６０は、出力軸２４が回
転するとパルスを生成するパルス発生器を備えている。
これらのパルスは、次に、ＥＣＵ３８，あるいは別の独
立した変換器（図示していない）の中で時間当たりの出
力軸角度を測定してエンジン回転速度に変換する。
【００６２】水温センサ６２は、エンジン１０のシリン
ダ・ブロック１２の中に配置されている水冷ジャケット
６４とつながっている。水冷ジャケット６４は冷却系統
（図示していない）に接続されており、従来公知のよう
に、エンジン１０の各部を冷却する。水温センサ６２
は、水冷ジャケット６４を通って流れる水の温度を検出
し、水温信号をＥＣＵ３８に供給する。
【００６３】潤滑油温度センサ６６は、エンジン１０の
シリンダ・ブロック１２の中にある潤滑油孔６８とつな
がっている。この潤滑油孔６８は潤滑系統（図示してい
ない）に接続されていて、従来公知のように、エンジン
１０の各部に潤滑油を供給している。潤滑油温度センサ
６６は、この潤滑油孔６８を流れていく潤滑油の温度を
検出し、ＥＣＵ３８に潤滑油温度信号を供給している。
【００６４】吸気圧センサ７０は吸気系統４０とつなが
っている。この吸気圧センサ７０は、吸気系統４０の中
のスロットル弁下流側の吸気の圧力を検出し、ＥＣＵ３
８に吸気圧信号を出力する。吸気温度センサ７２も吸気
系統４０とつながっていて、吸気系統４０の中のスロッ
トル弁下流側の吸気の温度を検出している。変更した構
成においては、これらの吸気圧センサ７０又は吸気温度
センサ７２の何れか一方又は両方は吸気通路２８のシリ
ンダヘッド内部分とつながっていてもよい。
【００６５】上記着火タイミング制御システムは、ま
た、スロットル弁４１の開度を検出するように構成され
ているスロットル開度センサ７４を含んでいることが好
ましい。スロットル弁４１の開度を表している信号をス
ロットル開度センサ７４がＥＣＵ３８に送る。スロット
ル弁４１の開度をエンジン速度と一緒に使って、従来公
知のように、エンジン負荷を決定することができる。
【００６６】本実施形態の着火タイミング制御システム
をさらに詳述する。上記のように、本実施形態の特徴
は、吸気通路２８が吸気口３０を介して燃焼室２０と連
通開始した時点（即ち、吸気弁３２が吸気口３０を開き
始めた時点）における吸気口３０より上流側の吸気通路
２８内の圧力と燃焼室２０内の圧力との差を調整するこ
とによって着火タイミングを制御するという点にある。
【００６７】吸気弁３２を排気行程の上死点ＥＴＤＣを
過ぎた後も開かずにいると吸気弁３２及び排気弁５２の
両方が閉じた状態でピストン１６が下降し、燃焼室内容
積が増加するため燃焼室２０内の圧力は吸気通路２８内
の圧力以下となり、吸気弁３２の開タイミングを遅延す
るほどその圧力差は大きくなる。
【００６８】そして吸気弁３２を開くと、新気（混合
気）が高速で燃焼室２０内に流入し、該燃焼室２０内の
圧力は新気（混合気）の流入により急激に増大する。こ
の圧力増大により燃焼室内の気体のもつエンタルピーと
運動エネルギの和は増加する。このエンタルピーと運動
エネルギの和の増加と、上記燃焼室内の圧力の増加との
関係は下記の式１で表される。
【００６９】
【式１】
【００７０】ここでＤ／Ｄｔ＝オイラー導関数 ｈ＝エンタルピー ｕ＝流体の速度 ｑ＝流入する熱量 ｐ＝燃焼室２０内の流体の圧力である。なお、上記圧力
増大の過程は極短時間でなされるため外部からの熱量ｑ
は無視できるものとした上記エンタルピーと運動エネル
ギの和の増大量は燃焼室内の混合気の温度を上昇させ
る。このように吸気弁３２の開タイミングを制御するこ
とにより、即ち吸気通路２８内の圧力と燃焼室２０内の
圧力との差を制御することにより吸気行程における燃焼
室内の混合気の温度を制御できる。
【００７１】そして吸気行程から圧縮行程に移行すると
燃焼室内の混合気は圧縮されて温度上昇し上死点付近で
最高となる。この場合圧縮開始時の温度が高いほど上死
点付近での温度も高くなり、その結果自己着火タイミン
グ、即ち燃焼開始タイミングが早くなる。
【００７２】このように吸気口３０より上流側の吸気通
路２８内と燃焼室２０内との圧力差を大きくすると自己
着火タイミングを早くでき、即ち自己着火タイミングを
上記圧力差で制御することができるのである。
【００７３】そして本実施形態における着火タイミング
制御システムによれば、上述の圧力差は、吸気弁３２の
開タイミングを排気行程における上死点（ＥＴＤＣ）以
降とすることにより、より具体的には排気弁５２の閉タ
イミングより遅延させることにより制御される。ここで
吸気弁３２を開けることをＩＶＯ（Ｉｎｔａｋｅ Ｖａ
ｌｖｅ Ｏｐｅｎｉｎｇ：吸気弁開放）と称し、また閉
じることをＩＶＣ（吸気弁閉鎖）と称する。
【００７４】図２に６本の例示的な吸気弁揚程曲線（即
ち、クランク角度に対する吸気弁のリフト量）が示され
ている。これらの曲線にはＡ〜Ｆの記号が付されてい
る。揚程曲線Ａ〜ＦのＩＶＯに対するクランク角度は、
それぞれおよそ３４５度（即ち、ＥＴＤＣから１５度進
角）、３７５度（即ち、ＥＴＤＣから１５度遅角）、３
９０度、４０５度、４３５度および４５０度である。図
示している構成では、それぞれの揚程曲線Ａ〜Ｆは同じ
クランク角度で閉じており（即ち、ＩＶＣが同じ）、最
大の揚程が同じ（即ち、６ｍｍ）である。
【００７５】従って、吸気弁３２が開くとき、クランク
角度に対応した揚程曲線の導関数は、揚程曲線Ａに比べ
て揚程曲線Ｆの方が概ね大きい。更に、吸気弁３２が閉
じるとき、クランク角度に対応した揚程曲線の導関数
は、揚程曲線Ａに比べて揚程曲線Ｆの方が概ね大きい
（絶対値で）。
【００７６】図３に、図２に示している各揚程曲線に対
するクランク角度の関数として燃焼室２０の中の温度を
示している。なお、同じ記号の曲線は互いに対応してい
る。これらの曲線は、燃焼による効果を除いた圧縮行程
中の燃焼室内の温度を数値計算して表している。
【００７７】図３に示しているように、ＩＶＯが遅れる
（揚程曲線Ａから揚程曲線Ｆに移動する）と、圧縮行程
のＴＤＣ（即ち、０度）での温度は高くなる。例えば、
揚程曲線ＦのＴＤＣでの温度は揚程曲線Ｅよりも高くな
っている。上述したように、上記温度の上昇は、主とし
て、吸気通路２８が燃焼室２０と連通開始したときの吸
気口３０より上流側即ち吸気通路２８内の圧力と燃焼室
２０内の圧力との差が大きいほど大きくなる。
【００７８】具体的には、排気弁５２は通常排気行程の
ＥＴＤＣのすぐ後に排気口５０を閉じ、またこのとき吸
気弁３２は吸気口３０を閉じている。そしてピストン１
６が下降すると、燃焼室２０内の圧力は、燃焼室２０の
体積が大きくなるために低下していき、上記吸気通路２
８内の圧力よりも低くなる。燃焼室２０と吸気通路２８
との間の圧力差はＩＶＯを遅らせるほど大きくなる。従
って、吸気弁３２での圧力差はＩＶＯを遅延させること
によって制御できるのである。そして吸気弁３２での圧
力差を大きくすると、圧縮行程開始時の燃焼室内温度が
高くなり、その分だけＴＤＣ付近での燃焼室内温度も高
くなる。この燃焼室内の混合気温度が高くなると着火タ
イミング（燃焼開始）が早くなる。従って、ＩＶＯを遅
延させることによって燃焼開始を早くし、ＩＶＯを早め
ることによって燃焼開始を遅くすることができるのであ
る。
【００７９】次に本発明の第２実施形態を図１，図４，
図５に基づいて説明する。本第２実施形態の着火タイミ
ング制御システムでは、吸気通路２８と燃焼室２０との
圧力差を、吸気弁３２の最大リフト量（揚程）を調節す
ることによって制御している。
【００８０】吸気弁３２のリフト量を通常より低く設定
すると、吸気弁３２が開き始めても当初は弁部の開口面
積は僅かであり混合気が燃焼室内に流入しにくく、ピス
トン下降に伴う燃焼室容積増大による圧力低下効果が相
対的に大きいために、燃焼室内の圧力は吸気通路２８に
比較して大幅に低下する。そして吸気弁３２が最大リフ
ト付近まで開くと、上述の圧力差が大きいとともに開口
面積が増加することから吸気流量が増大して燃焼室内の
圧力が急激に増加する。この急激な圧力増加により燃焼
室内の気体の持つエンタルピと運動エネルギの和が増大
し、圧縮行程開始時の燃焼室内温度が上昇し、この上昇
に伴って圧縮行程のＴＤＣ付近における燃焼室内温度も
上昇する。上記エンタルピーと運動エネルギの和の増加
と、上記燃焼室内圧力の増加との関係は上記第１実施形
態の場合と同様に上記式１で表される。
【００８１】ここで吸気弁３２の最大リフト量をＭＡＸ
ＩＶＬ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｔａｋｅ Ｖａｌｖｅ
Ｌｉｆｔ：最大吸気弁揚程）と称する。図４に４本の例
示的な吸気弁揚程曲線が示されており、それぞれ１〜４
の記号が付けてある。揚程曲線１〜４のＭＡＸＩＶＬ
は、それぞれ、およそ６．０、４．５、３．０および
１．５ｍｍである。示している構成においては、ＩＶＯ
とＩＶＣに対するクランク角度は全ての曲線において同
じである。
【００８２】図５には燃焼室２０内の温度がクランク角
度の関数として示されている。図４および図５の同じ記
号の付いた曲線は相互に対応している。各揚程曲線は、
燃焼室２０の中で固有の時間−温度履歴を生み出す。特
に、小さなＭＡＸＩＶＬの揚程曲線ほど、圧縮行程のＴ
ＤＣにおいて温度がより高くなっている。
【００８３】このように吸気行程ＭＡＸＩＶＬが小さい
と、吸気行程前半における混合気の燃焼室２０内への流
入が少ないことから燃焼室内の圧力減少が大きくなり、
上記吸気通路２８と燃焼室２０との圧力差が大きくな
る。そして吸気行程半ばからの混合気高速流入により燃
焼室内圧力の増加が急激となり、圧縮行程開始時の燃焼
室内温度が上昇し、その分圧縮行程のＴＤＣ付近におけ
る燃焼室２０内の温度は高くなる。その結果、ＭＡＸＩ
ＶＬを調整することによって圧縮着火タイミング（燃焼
開始時期）を制御できるのである。
【００８４】本発明の第３実施形態を図６〜図７に基づ
いて説明する。本第３実施形態は、上述の圧力差を、Ｉ
ＶＯを調節することによって、さらにＭＡＸＩＶＬを調
節することによって制御するようにした例である。即ち
上記第１実施形態と第２実施形態における圧力差に対す
るＩＶＯとＭＡＸＩＶＬの効果を組み合わせたものであ
り、これにより上記圧力差をより細かく自由に調節する
ことができる。
【００８５】図６に６本の例示的な吸気弁揚程曲線（即
ち、クランク角度に対する吸気弁のリフト量）が示され
ている。これらの曲線にはＡ′〜Ｆ′の記号が付されて
いる。揚程曲線Ａ′〜Ｆ′のＩＶＯに対するクランク角
度は、およそ３４５度〜４５０度である。図示している
構成では、それぞれの揚程曲線Ａ′〜Ｆ′は同じクラン
ク角度で閉じており（即ち、ＩＶＣが同じ）、また最大
リフト量は６．０〜１．５ｍｍである。即ち、本実施例
では、吸気弁の開タイミングを排気行程の上死点から遅
角させているものほど吸気弁最大リフト量を小さくして
おり、逆に言えば、開タイミングを上記上死点側に進角
させているものほど最大リフト量を大きくしている。
【００８６】図７に、自己着火タイミング制御システム
のＥＣＵ３８により実行され、エンジン１０の自己着火
タイミングを制御するサブルーチン１００が示されてい
る。まず着火タイミング制御システムが初期化される
（ステップＳ１）。このサブルーチン１００は、着火開
始装置（例えば、キー起動スイッチ）を起動したときに
初期化するのが好ましい。
【００８７】そしてこの着火タイミング制御システム
は、一旦動作を始めると、目標着火タイミング（即ち、
燃焼行程の中での燃焼開始の目標時点）を決定する（ス
テップＳ２）。これは、ＥＣＵ３８に記憶されている制
御マップおよび／または指標を参照することによって行
われる。
【００８８】なお、上記燃焼開始は、各種のセンサから
データを集め、ＥＣＵ３８のメモリーに記憶されている
制御マップおよび／または指標に対してそのデータを比
較して決定してもよい。例えば、エンジンの回転速度が
高くなるにつれて、吸入混合気の温度を高く保持する期
間が短くなるので、着火タイミングを早くすることが望
ましい。従って、他のエンジン・パラメータに加えて出
力軸センサ６０を使ってエンジン速度を決定し、このエ
ンジン速度と制御マップを使って、エンジンＲＰＭが増
加するのにつれて着火タイミングを早めるべきであると
判断するのである。同様に、着火タイミングは、エンジ
ン負荷の増大に合わせて早めるのが望ましいが、この増
大は、出力軸センサ６０と上記のスロットル開度センサ
７４から判断することができる。
【００８９】着火タイミングが決まると、この着火タイ
ミング制御システムは、ＩＶＯおよび／またはＭＡＸＩ
ＶＬに対して行うべき調整目標を決定し、目標着火タイ
ミングを得る（ステップＳ３）。これは、目標着火タイ
ミングを実現するための目標ＩＶＯおよび／または目標
ＭＡＸＩＶＬを示しており、ＥＣＵ３８の中に記憶され
ている制御マップおよび／または指標を参照することに
よって行うことができる。ＩＶＯおよび／またはＭＡＸ
ＩＶＬに対する調整目標も、また、各種のセンサからデ
ータを集め、ＥＣＵ３８の中に記憶されている制御マッ
プに対してそのデータを比較して決定してもよい。
【００９０】着火タイミング制御システムがＩＶＯおよ
び／またはＭＡＸＩＶＬに対する調節目標を決定する
と、この着火タイミング制御システムは、ＩＶＯおよび
／またはＭＡＸＩＶＬを調節する（ステップＳ４）。ス
テップＳ５に示しているように、本着火タイミング制御
システムは、エンジンが運転している間中、上述のステ
ップＳ２−Ｓ４を繰り返す。エンジン１０が運転を止め
ると、本着火タイミング制御システムはステップＳ６で
示しているように動作を停止する。
【００９１】なお、上記のサブルーチンは総ての燃焼サ
イクル、あるいは所定の数のサイクル総てにおいて行わ
れる。また、このサブルーチンは、動作および／または
判断ブロックのいくつかが他の動作および／または判断
ブロックよりもより頻繁に行われるように変更しても構
わない。
【００９２】ここで、上記着火タイミングは、ＴＤＣ付
近での燃焼室２０内の温度に強く影響される。上記のよ
うに、燃焼室２０内の温度は、吸入弁３２での圧力差を
調節することによって調整できる。しかし、燃焼室２０
内の温度は、また、冷却水温度、潤滑油温度、吸気温
度、吸気圧力および／またはエンジン負荷によっても、
少なくとも部分的に影響を受ける。
【００９３】従って、以下（１）〜（５）に詳述するよ
うに、水温センサ６２、潤滑油温度センサ６６、吸気温
センサ７２、吸気圧センサ７０、出力軸センサ６０およ
び／またはスロットル開度センサ７４から集めたデータ
を制御マップに対して使用して、ＩＶＯおよび／または
ＭＡＸＩＶＬに対する調節目標を決定することもでき
る。
【００９４】（１）冷却水温度センサ６２又は潤滑油温
度センサ６６等のエンジン温度を検出するセンサを備
え、エンジン温度が低いときの吸気弁３２の開タイミン
グを高いときの吸気弁３２の開タイミングより遅延させ
るか、又はエンジン温度が低いときの吸気弁３２の最大
リフト量を高いときの吸気弁３２の最大リフト量より小
さくするかの少なくとも何れか一方を実行することによ
り上記吸気口３０より上流側と燃焼室２０内との圧力差
を制御し、もって上記自己着火の発生する時期を制御す
る。
【００９５】このようにエンジン温度が低いときの吸気
弁３２の開タイミングを高いときの吸気弁３２の開タイ
ミングより遅延させるか、又はエンジン温度が低いとき
の吸気弁３２の最大リフト量を高いときの吸気弁３２の
最大リフト量より小さくしたので、エンジン温度が低い
ことにより自己着火の発生タイミングが影響を受けるの
を抑制できる。
【００９６】即ち、エンジン温度が低い場合には圧縮上
死点付近での燃焼室２０内温度も低くなり、自己着火タ
イミングが過剰に遅くなり易い。本実施形態では、エン
ジン温度が低い場合には吸気弁３２の開タイミングを遅
らせるか又は最大リフト量の小さくして、上記吸気口３
０より上流側と燃焼室２０内との圧力差を大きくし、も
って圧縮下死点付近での燃焼室内温度を上昇させるよう
にしたので、最適な自己着火タイミングに対するエンジ
ン温度の影響を抑制できる。
【００９７】（２）吸気温度検出センサ７２又は吸気圧
検出センサ７０を備え、吸気温度又は吸気圧が低いとき
の吸気弁３２の開タイミングを高いときの吸気弁３２の
開タイミングより遅延させるか、又は吸気温度又は吸気
圧が低いときの吸気弁３２の最大リフト量を高いときの
吸気弁３２の最大リフト量より小さくすることにより上
記吸気口３０より上流側と燃焼室２０内との圧力差を制
御し、もって上記自己着火の発生する時期を制御する。
【００９８】このように、吸気温度又は吸気圧が低いと
きの吸気弁開タイミングを高いときの吸気弁開タイミン
グより遅延させるか、又は吸気温度又は吸気圧が低いと
きの吸気弁の最大リフト量を高いときの吸気弁の最大リ
フト量より小さくしたので、吸気温度や吸気圧が低いこ
とにより自己着火の発生タイミングが影響を受けるのを
抑制できる。
【００９９】即ち、吸気温度，吸気圧が低い場合には圧
縮上死点付近での燃焼室２０内温度も低くなり、自己着
火タイミングが過剰に遅くなり易い。本実施形態では、
吸気温度等が低い場合には吸気弁３２の開タイミングを
遅らせ、上記吸気口３０より上流側と燃焼室２０内との
圧力差を大きくし、もって圧縮下死点付近での燃焼室２
０内温度を上昇させるようにしたので、最適な自己着火
タイミングに対する吸気温度等の影響を抑制できる。
【０１００】（３）トルク変動検出センサを備え、トル
ク変動が大きいときの吸気弁３２の開タイミングを小さ
いときの吸気弁３２の開タイミングより遅延させ、又は
トルク変動が大きいときの吸気弁３２の最大リフト量を
小さいときの吸気弁３２の最大リフト量より小さくする
ことにより上記吸気口３０より上流側と燃焼室２０内と
の圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生する時期
を制御する。なお、出力軸センサ６０の回転角度データ
に基づいてトルク変動を検出するようにしてもよい。
【０１０１】このようにトルク変動が大きいときの吸気
弁の開タイミングを小さいときの吸気弁開タイミングよ
り遅延させ、又はトルク変動が大きいときの吸気弁の最
大リフト量を小さいときの吸気弁の最大リフト量より小
さくしたので、トルク変動が大きくなっている原因とな
っている可能性のある自己着火の発生タイミングの変動
を抑制できる。
【０１０２】即ち、トルク変動が大きい場合には自己着
火タイミングが大きく変動している可能性があるが本実
施形態では、トルク変動が大きい場合には吸気弁３２の
開タイミングを遅らせ、上記吸気口３０より上流側と燃
焼室２０内との圧力差を大きくし、もって圧縮下死点付
近での燃焼室内温度を上昇させるようにしたので、自己
着火タイミングの変動によるトルク変動を抑制できる。
【０１０３】（４）要求トルク検出センサを備え、要求
トルクが大きいときの吸気弁３２の開タイミングを小さ
いときの吸気弁３２の開タイミングより進角させ、又は
要求トルクが大きいときの吸気弁３２の最大リフト量を
小さいときの吸気弁３２の最大リフト量より大きくする
ことにより上記吸気口３０より上流側と燃焼室２０内と
の圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生する時期
を制御する。なお、要求トルクエンジン回転数とスロッ
トル開度から求めるようにしても良い。
【０１０４】このように、要求トルクが大きいときの吸
気弁３２の開タイミングを小さいときの吸気弁３２の開
タイミングより進角させ、又は要求トルクが大きいとき
の吸気弁３２の最大リフト量を小さいときの吸気弁３２
の最大リフト量より大きくしたので、要求トルクが大き
いことから自己着火タイミングが過剰に早くなるのを抑
制できる。
【０１０５】即ち、要求トルクが大きい場合には供給さ
れる燃料が増大しており、自己着火タイミングが早くな
り易い。本実施形態では、要求トルクが大きい場合には
吸気弁３２の開タイミングを進めるか又は最大リフト量
を大きくしたので、上記吸気口３０より上流側と燃焼室
２０内との圧力差が小さくなり、もって圧縮下死点付近
での燃焼室内温度の上昇を抑制でき、要求トルクの増大
により自己着火タイミングが早まるのを抑制できる。
【０１０６】（５）エンジン回転数検出センサを備え、
エンジン回転数が高いときの吸気弁３２の開タイミング
を低いときの吸気弁３２の開タイミングより遅角させ、
又はエンジン回転数が高いときの吸気弁３２の最大リフ
ト量を低いときの吸気弁３２の最大リフト量より小さく
することにより上記吸気口３０より上流側と燃焼室２０
内との圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生する
時期を制御する。
【０１０７】このようにエンジン回転数が高いときの吸
気弁の開タイミングを低いときの吸気弁の開タイミング
より遅角させ、又はエンジン回転数が高いときの吸気弁
の最大リフト量を低いときの吸気弁の最大リフト量より
小さくしたので、エンジン回転数が高い場合にも適正な
自己着火タイミングを得ることができる。
【０１０８】即ち、ＨＣＣＩエンジンの自己着火時期は
圧縮上死点付近の燃焼室内ガス温度に大きく依存する
が、その依存性はエンジン回転数により異なる。例えば
エンジン回転数が高い場合にはガス温度が高温に保たれ
る時間が短くなるので安定した自己着火にはより高温が
必要となる。
【０１０９】そこでエンジン回転数が高い場合には吸気
弁開タイミングを遅角し、又は最大リフト量を小さくし
たので、吸気下死点付近の燃焼室内温度を上昇でき、そ
れに伴って圧縮上死点付近の燃焼室内温度も上昇でき、
その結果安定した自己着火を実現できる。
【０１１０】本発明の第４実施形態を図８に基づいて説
明する。本第４実施形態は、吸気系統に過給器と吸気圧
（過給圧）センサを備えた例である。図８において、図
１と同一符号は同一又は相当部分を示し、本第４実施形
態エンジン１５０は図１に示すエンジン１０と基本的に
同様の構成を有する。
【０１１１】上記エンジン１５０は、吸気系統に、過給
器１５２及び過給圧検出センサ７５を備えている。この
過給器１５２は、吸気の圧力を高めるように構成されて
いるターボチャージャあるいはスーパーチャージャであ
る。
【０１１２】そして吸気圧（過給圧）が高いときの吸気
弁３２開タイミングを低いときの吸気弁３２の開タイミ
ングより進角させるか、又は吸気圧（過給圧）が高いと
きの吸気弁３２の最大リフト量を低いときの吸気弁３２
の最大リフト量より大きくするかの少なくとも一方が採
用されている。これにより上記吸気口３０より上流側と
燃焼室２０内との圧力差を制御し、もって上記自己着火
の発生する時期を制御するようになっている。
【０１１３】このように本実施形態では、吸気圧（過給
圧）が高いときの吸気弁３２の開タイミングを進角し、
又は最大リフト量を大きくしたので、過給器１５２を備
えて高負荷に対応しつつ、自己着火タイミングが過剰に
早くなるのを防止できる。
【０１１４】即ち、ＨＣＣＩエンジンを高負荷で運転す
ると、熱発生率，シリンダ内圧力上昇率が大きくなり、
騒音等の問題を生じる。そこで本実施形態では、過給器
１５２を備えたことにより上記の問題を回避できる。し
かし過給により高負荷運転を行うと燃焼室温度が高くな
り、自己着火タイミングが過剰に早くなる恐れが有る。
本実施形態では、この場合には吸気弁３２の開タイミン
グを進め、あるいは最大リフト量を大きくすることによ
り、吸気行程での燃焼室内温度の上昇を抑制したので、
上述の自己着火タイミングが過剰に早くなるといった問
題を抑制できる。
【０１１５】本発明の第５実施形態を図１，図９に基づ
いて説明する。本第５実施形態は、ＨＣＣＩエンジン１
０の実質的な圧縮比を吸気弁３２が閉じる時点（即ち、
ＩＶＣ）を制御することによって調節するようにした例
である。
【０１１６】図９に、６本の例示的な吸気弁揚程曲線
（即ち、クランク角度に対する吸気弁のリフト量）が示
されている。これらの曲線にはＡ′′〜Ｆ′′の記号が
付されている。揚程曲線Ａ′′〜Ｆ′′のＩＶＯに対す
るクランク角度は同じであり、ＩＶＣは５５０〜６４０
度であり、また最大の揚程は同じ（即ち、６ｍｍ）であ
る。
【０１１７】ここで実質的な圧縮比は吸気弁３２の閉タ
イミングを吸気行程の下死点（ＤＢＣ）に設定したとき
最大となり、該閉タイミングを下死点から遅らせるほど
小さくなる。圧縮比が小さくなると圧縮行程の上死点付
近での燃焼室２０内温度が上昇しなくなり、混合気の自
己着火タイミングが遅くなる。このように吸気弁３２の
閉タイミングを制御することにより混合気の自己着火タ
イミングを制御できる。
【０１１８】本発明の第６実施形態を図１０，図１１に
基づいて説明する。本第６実施形態は、点火プラグ２５
２を備えた例である。図１１において、図１と同一符号
は同一又は相当部分を示し、本第６実施形態エンジン２
５０のシリンダヘッド１８には、点火プラグ２５２が螺
挿されており、該点火プラグ２５２の電極は燃焼室２０
内に位置している。
【０１１９】負荷が大きい運転域では上記点火プラグ２
５２によりスパーク点火し、負荷が小さい運転域では混
合気の圧縮により自己着火させるようになっている。そ
してスパーク点火運転時には自己着火運転時よりも、吸
気弁３２の閉タイミングを遅角し、吸気弁３２の開タイ
ミングを進角し、さらに吸気弁の最大リフト量を大きく
するようになっている。
【０１２０】このように本第６実施形態では、高負荷運
転域では点火プラグ２５２によりスパーク点火を行なう
とともに、吸気弁３２の閉タイミングを遅角し、開タイ
ミングを進角し、さらに最大リフト量を大きくしたの
で、高負荷運転に対応しつつノッキングの発生を防止で
きる。
【０１２１】即ち、ＨＣＣＩエンジンを高負荷で運転す
ると、熱発生率，シリンダ内圧力上昇率が大きくなり、
騒音等の問題を生じる。本実施形態では、高負荷運転域
ではスパーク点火をしたことによりこの問題を回避でき
る。しかしＨＣＣＩエンジンは通常のスパーク点火エン
ジンに比べて圧縮比が大きく設定されているので、この
ような場合にスパーク点火を行なうとノッキングを発生
するおそれがある。
【０１２２】本実施形態では、吸気弁３２の閉タイミン
グを遅角させることにより実質的な圧縮比を下げたので
実質的な圧縮比が小さくなり、また吸気弁３２の開タイ
ミングを進め、さらに最大リフト量を大きくしたので、
吸気行程での燃焼室内温度の上昇を抑制でき、その結果
上述のノッキングの問題を抑制できる。
【０１２３】図１０に基づいて本実施形態の動作をさら
に詳述する。図７の場合と同様に、図１０のサブルーチ
ン２００は総ての燃焼サイクル、あるいは所定の数のサ
イクル総てにおいて行われる。また、このサブルーチン
は、動作および／または判断ブロックをなす幾つかのス
テップが他の動作および／または判断ブロックをなすス
テップよりもより頻繁に行われるように変更しても構わ
ない。
【０１２４】まずこの着火タイミング制御システムが初
期化され（ステップＳ１１）、目標着火タイミング（即
ち、燃焼行程の中での燃焼開始の目標時点）が決定され
る（ステップＳ１２）と、ＩＶＯ，ＭＡＸＩＶＬ，ＩＶ
Ｃに対して行うべき調節目標が決定され（ステップＳ１
３）、これらの調節目標が調節される（ステップＳ１
４）。ステップＳ１５に示しているように、本着火タイ
ミング制御システムは、エンジンが運転している間中、
上述のステップＳ１２〜Ｓ１４を繰り返す。エンジン１
０が運転を止めると、本着火タイミング制御システムは
ステップＳ１６で示しているように動作を停止する。
【０１２５】本エンジン２５０は、エンジン負荷が大き
いときは、スパーク点火モードで運転され、中程度、あ
るいは小さい負荷の時はＨＣＣＩモードで運転される。
スパーク点火の間は、エンジン２５０の圧縮比は、ノッ
キングが起きないようにＨＣＣＩよりも小さくしなけれ
ばならない。従って、エンジン制御システムは、負荷が
大きいときは圧縮比が小さくなるようにＩＶＣを調節す
るようになっている。さらにまた、ＩＶＯおよび／また
はＭＡＸＩＶＬを燃焼室内の温度調節に使ってノッキン
グを防ぐことも行なわれている。ＨＣＣＩ運転の時は、
エンジン制御システムは、ＩＶＣを調節してエンジンの
圧縮比を高めるるとともに、ＩＶＯおよび／またはＭＡ
ＸＩＶＬを上記のように調節して点火タイミングを制御
するのである。
【０１２６】なお、以上のように本発明の技術上の利点
を説明するために、本発明のいくつかの目的と利点を上
記に述べてきた。勿論、本発明のどれか特定の実施形態
によってこれらの目的あるいは利点総てが必ずしも達成
できるというものではない。従って、当業者であれば、
例えば、本発明は、ここに述べた１つの利点あるいはい
くつかの利点を実現あるいは最も効果的にする方法によ
って具体化あるいは実施されるのであって、必ずしも、
ここに述べたあるいは提案したその他の目的あるいは利
点を実現するものによるのではないということであるこ
とを理解されたい。
【０１２７】更に、この発明をある好適な実施形態を説
明することによって開示してきたが、当業者であれば、
本発明が、具体的に開示した実施形態より更に、別の同
等な実施形態および／または本発明の利用、そしてその
自明な変形や等価物まで広がりがあるということを理解
されたい。加えて、多数の本発明の変形を示し詳細に説
明したが、本発明の範囲内にあるその他の変形も、この
開示に基づけば当業者にとっては容易に明らかなことで
あろう。また、実施態様の特定の特徴および態様のいろ
いろな結合や小結合が可能であるが、これらも本発明の
範囲内に入るものと考える。従って、開示した実施態様
のいろいろな特徴および態様を相互に組み合わせたり置
き換えたりして、開示した発明をいろいろなモードにす
るようにできるということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるエンジンの模式構
成図である。
【図２】クランク角度に対する吸気弁の揚程を示す図で
ある。
【図３】クランク角度に対する燃焼室内の温度を示す図
である。
【図４】本発明の第２実施形態によるクランク角度に対
する吸気弁の揚程を示す図である。
【図５】クランク角度に対する燃焼室内の温度を示す図
である。
【図６】本発明の第３実施形態によるクランク角度に対
する吸気弁の揚程を示す図である。
【図７】図１に示しているＥＣＵが実行することのでき
る着火制御システム・サブルーチンのフローチャートで
ある。
【図８】本発明の第４実施形態によるエンジンの模式構
成図である。
【図９】本発明の第５実施形態によるクランク角度に対
する吸気弁の揚程を示す図である。
【図１０】図８に示しているＥＣＵが実行することので
きる着火制御システム・サブルーチンの別のフローチャ
ートである。
【図１１】本発明の第６実施形態によるエンジンの模式
構成図である。
【符号の説明】
１０ エンジン ２０ 燃焼室 ３０ 吸気口 ３２ 吸気弁 ３４ 動弁機構 ５０ 排気口 ５２ 排気弁 ６０ 出力軸センサ（エンジン回転数検出センサ） ６２ 冷却水温度検出センサ ６６ 潤滑油温度検出センサ ７０ 吸気圧検出センサ ７２ 吸気温度検出センサ ７４ スロットル開度センサ（要求トルク検出センサ） ７５ 過給圧センサ １５２ 過給器 ２５２ 点火プラグ
───────────────────────────────────────────────────── 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 15/00 Ｆ０２Ｄ 15/00 Ｅ ３Ｇ３０１ 23/00 23/00 Ｋ 41/02 ３５１ 41/02 ３５１ 41/06 ３７０ 41/06 ３７０ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ａ ３０１Ｒ ３０１Ｚ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｊ Ｆターム(参考） 3G018 AB16 CA12 CA18 DA34 DA48 EA02 EA03 EA04 EA11 EA13 EA14 EA17 EA31 EA32 EA35 FA01 FA06 FA07 FA08 FA22 FA27 GA00 GA08 GA09 GA38 3G022 AA05 EA02 EA07 GA01 GA05 GA06 GA07 GA11 GA13 3G023 AA00 AA03 AA18 AB05 AB06 AC02 AF01 AF03 AG05 3G084 AA00 BA02 BA03 BA04 BA05 BA07 BA08 BA16 BA17 BA22 DA00 DA04 DA11 DA38 DA39 EB08 EB11 FA02 FA07 FA11 FA12 FA25 FA32 FA33 FA34 FA38 3G092 AA00 AA05 AA11 AA12 AA18 BA01 BA08 BA09 DA01 DA03 DA06 DA07 DD03 DG09 EA03 EA04 EA22 EC01 FA00 FA05 FA14 FA15 FA16 GA03 GA05 GA06 GA16 GA17 GA18 HA04Z HA05Z HA06Z HA13X HA16Z HC04Z HC05Z HE01Z HE06Z HE07Z HE08Z 3G301 HA00 HA11 HA19 JA00 JA04 JA21 JA22 JA37 KA06 KA08 KA09 KA23 KA24 KA25 LA01 LA07 LB02 LC01 LC08 NA08 NC01 ND01 NE11 NE12 PA07Z PA10Z PA11Z PA16Z PC07A PC07Z PC08Z PE01Z PE07A PE07Z PE08Z PE09A PE10A PF16Z

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室に開口する吸気口，排気口を吸気
    弁，排気弁により開閉するよう構成された動弁機構を備
    え、空気と燃料との混合気を圧縮することにより自己着
    火させるようにした圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置
    において、上記吸気口より上流側と燃焼室内との圧力差
    を制御することにより上記自己着火の発生する時期を制
    御するようにしたことを特徴とする圧縮着火式エンジン
    の燃焼制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、上記吸気弁の開タイ
    ミングを上記排気弁の閉タイミングより遅延させるとと
    もに該遅延量を制御することにより上記吸気口より上流
    側と上記燃焼室内との圧力差を制御し、もって上記自己
    着火の発生する時期を制御するようにしたことを特徴と
    する圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１において、上記吸気弁の最大リ
    フト量を制御することにより上記吸気口より上流側と燃
    焼室内との圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生
    する時期を制御するようにしたことを特徴とする圧縮着
    火式エンジンの燃焼制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、上記吸気口より上流
    側と燃焼室内との圧力差を制御し、さらに上記吸気弁の
    閉タイミングを吸気行程の下死点より遅角させるととも
    に該遅角量を制御することにより実質的な圧縮比を制御
    し、もって上記自己着火の発生する時期を制御するよう
    にしたことを特徴とする圧縮着火式エンジンの燃焼制御
    装置。
  5. 【請求項５】 請求項１において、上記吸気弁の開タイ
    ミングを上記排気弁の閉タイミングより遅延させるとと
    もに該遅延量を制御し、さらに上記吸気弁の最大リフト
    量を制御することにより上記吸気口より上流側と燃焼室
    内との圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生する
    時期を制御するようにしたことを特徴とする圧縮着火式
    エンジンの燃焼制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項１において、上記吸気弁の開タイ
    ミングを上記排気弁の閉タイミングより遅延させるとと
    もに該遅延量を制御し、また上記吸気弁の最大リフト量
    を制御することにより上記吸気口より上流側と燃焼室内
    との圧力差を制御し、さらに上記吸気弁の閉タイミング
    を吸気行程の下死点より遅角させるとともに該遅角量を
    制御することにより実質的な圧縮比を制御し、もって上
    記自己着火の発生する時期を制御するようにしたことを
    特徴とする圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項２ないし６の何れかにおいて、冷
    却水温度，潤滑油温度等のエンジン温度を検出するセン
    サを備え、エンジン温度が低いときの吸気弁開タイミン
    グを高いときの吸気弁開タイミングより遅延させるか、
    又はエンジン温度が低いときの吸気弁の最大リフト量を
    高いときの吸気弁の最大リフト量より小さくすることに
    より上記吸気口より上流側と燃焼室内との圧力差を制御
    し、もって上記自己着火の発生する時期を制御するよう
    にしたことを特徴とする圧縮着火式エンジンの燃焼制御
    装置。
  8. 【請求項８】 請求項２ないし６の何れかにおいて、吸
    気温度検出センサ又は吸気圧検出センサを備え、吸気温
    度又は吸気圧が低いときの吸気弁開タイミングを高いと
    きの吸気弁開タイミングより遅延させるか、又は吸気温
    度又は吸気圧が低いときの吸気弁の最大リフト量を高い
    ときの吸気弁の最大リフト量より小さくすることにより
    上記吸気口より上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、
    もって上記自己着火の発生する時期を制御するようにし
    たことを特徴とする圧縮着火式エンジンの燃焼制御装
    置。
  9. 【請求項９】 請求項２ないし６の何れかにおいて、ト
    ルク変動検出センサを備え、トルク変動が大きいときの
    吸気弁開タイミングを小さいときの吸気弁開タイミング
    より遅延させ、又はトルク変動が大きいときの吸気弁の
    最大リフト量を小さいときの吸気弁の最大リフト量より
    小さくすることにより上記吸気口より上流側と燃焼室内
    との圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生する時
    期を制御するようにしたことを特徴とする圧縮着火式エ
    ンジンの燃焼制御装置。
  10. 【請求項１０】 請求項２ないし６の何れかにおいて、
    要求トルク検出センサを備え、要求トルクが大きいとき
    の吸気弁開タイミングを小さいときの吸気弁開タイミン
    グより進角させ、又は要求トルクが大きいときの吸気弁
    の最大リフト量を小さいときの吸気弁の最大リフト量よ
    り大きくすることにより上記吸気口より上流側と燃焼室
    内との圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生する
    時期を制御するようにしたことを特徴とする圧縮着火式
    エンジンの燃焼制御装置。
  11. 【請求項１１】 請求項２ないし６の何れかにおいて、
    エンジン回転数検出センサを備え、エンジン回転数が高
    いときの吸気弁開タイミングを低いときの吸気弁開タイ
    ミングより遅角させ、又はエンジン回転数が高いときの
    吸気弁の最大リフト量を低いときの吸気弁の最大リフト
    量より小さくすることにより上記吸気口より上流側と燃
    焼室内との圧力差を制御し、もって上記自己着火の発生
    する時期を制御するようにしたことを特徴とする圧縮着
    火式エンジンの燃焼制御装置。
  12. 【請求項１２】 請求項２ないし１１の何れかにおい
    て、吸気系に過給器及び吸気圧センサを備え、吸気圧
    （過給圧）が高いときの吸気弁開タイミングを低いとき
    の吸気弁開タイミングより進角させるか、又は吸気圧
    （過給圧）が高いときの吸気弁の最大リフト量を低いと
    きの吸気弁の最大リフト量より大きくすることにより上
    記吸気口より上流側と燃焼室内との圧力差を制御し、も
    って上記自己着火の発生する時期を制御するようにした
    ことを特徴とする圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１ないし１２の何れかにおい
    て、上記燃焼室に点火プラグを備えており、負荷が大き
    い運転域では上記点火プラグによりスパーク点火し、負
    荷が小さい運転域では混合気の圧縮により自己着火さ
    せ、スパーク点火運転時には自己着火運転時よりも、吸
    気弁の閉タイミングを遅角する、吸気弁の開タイミング
    を進角する、又は吸気弁の最大リフト量を大きくする、
    の３つの内の少なくとも何れか１つを実行することを特
    徴とする圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005098262A (ja) * 2003-09-26 2005-04-14 Toho Gas Co Ltd 予混合圧縮自着火エンジンの制御装置及び制御方法
JP2008546958A (ja) * 2005-06-15 2008-12-25 トーヴェック・インコーポレーテッド 二重液圧機械トランスミッション
JP2009047060A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Nissan Motor Co Ltd エンジンの制御装置
JP2013245624A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Fuji Heavy Ind Ltd バルブタイミング制御装置
JP2017180352A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
JP2022180359A (ja) * 2017-07-18 2022-12-06 プロメテウス アプライド テクノロジーズ，エルエルシー 潤滑油制御式点火エンジン燃焼

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8215292B2 (en) 1996-07-17 2012-07-10 Bryant Clyde C Internal combustion engine and working cycle
US6598584B2 (en) * 2001-02-23 2003-07-29 Clean Air Partners, Inc. Gas-fueled, compression ignition engine with maximized pilot ignition intensity
US7416045B2 (en) * 2002-08-28 2008-08-26 Torvec, Inc. Dual hydraulic machine transmission
JP3779250B2 (ja) * 2002-09-17 2006-05-24 ボッシュ株式会社 Ｄｍｅ燃料用燃料噴射ノズル、該ｄｍｅ燃料用燃料噴射ノズルを備えたディーゼルエンジン
US6840237B2 (en) * 2002-12-30 2005-01-11 Ford Global Technologies, Llc Method for auto-ignition operation and computer readable storage device
US7093568B2 (en) * 2003-01-13 2006-08-22 Ford Global Technologies, Llc Control of autoignition timing in a HCCI engine
JP4033160B2 (ja) * 2004-03-30 2008-01-16 トヨタ自動車株式会社 予混合圧縮自着火運転が可能な内燃機関の制御装置
US7168396B1 (en) * 2005-09-15 2007-01-30 International Engine Intellectual Property Company, Llc Variable compression ratio strategy for improving combustion processes in alternative combustion compression ignition engines
JP4614853B2 (ja) 2005-09-26 2011-01-19 ヤマハ発動機株式会社 過給機の取付構造
US7802553B2 (en) * 2005-10-18 2010-09-28 Gm Global Technology Operations, Inc. Method to improve combustion stability in a controlled auto-ignition combustion engine
US7246597B2 (en) * 2005-11-16 2007-07-24 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus to operate a homogeneous charge compression-ignition engine
US7367319B2 (en) * 2005-11-16 2008-05-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus to determine magnitude of combustion chamber deposits
WO2007081518A2 (en) * 2006-01-10 2007-07-19 Chevron U.S.A. Inc. A method of controlling combustion in an hcci engine
US7918205B2 (en) * 2007-05-01 2011-04-05 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to control transition between HCCI and SI combustion in a direct-injection gasoline engine
US8347849B2 (en) * 2007-05-01 2013-01-08 GM Global Technology Operations LLC High load SI-HCCI transition by selective combustion mode switching
US8718901B2 (en) * 2007-06-22 2014-05-06 Orbital Australia Pty Limited Control of controlled-auto-ignition (CAI) combustion process
US8136504B2 (en) * 2007-07-27 2012-03-20 Ford Global Technologies, Llc HCCI heavy mixing mode
US7823563B2 (en) * 2008-05-08 2010-11-02 Ford Global Technologies, Llc Cylinder-by-cylinder balancing of combustion timing in HCCI engines
US20190003375A1 (en) * 2015-12-25 2019-01-03 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Engine with exhaust turbocharger
EP4043700A1 (en) * 2021-02-16 2022-08-17 C.R.F. Società Consortile per Azioni Internal combustion engine with fast combustion, and method for controlling an internal combustion engine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000130200A (ja) * 1998-10-30 2000-05-09 Mitsubishi Motors Corp ディーゼルエンジンの制御装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0450787A3 (en) * 1990-04-04 1992-09-09 Lucas Industries Public Limited Company Engine control system and method
JP3558370B2 (ja) 1994-06-07 2004-08-25 株式会社豊田中央研究所 圧縮着火式ガソリン機関
US5476072A (en) 1994-11-14 1995-12-19 Guy; Evan Fuel tolerant combustion engine with reduced knock sensitivity
JPH09158810A (ja) 1995-10-02 1997-06-17 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジン
DE69740148D1 (de) * 1996-08-23 2011-04-21 Cummins Inc Verbrennungskraftmaschine mit Kompressionszündung und Kraftstoff-Luft Vormischung mit optimaler Verbrennungsregelung
US5832880A (en) 1997-07-28 1998-11-10 Southwest Research Institute Apparatus and method for controlling homogeneous charge compression ignition combustion in diesel engines
US5875743A (en) 1997-07-28 1999-03-02 Southwest Research Institute Apparatus and method for reducing emissions in a dual combustion mode diesel engine
DE19818596C5 (de) * 1998-04-25 2006-06-29 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer im Viertakt arbeitenden Hubkolbenbrennkraftmaschine
US6032617A (en) 1998-05-27 2000-03-07 Caterpillar Inc. Dual fuel engine which ignites a homogeneous mixture of gaseous fuel, air, and pilot fuel
US6095102A (en) 1998-10-02 2000-08-01 Caterpillar Inc. Dual fuel engine which creates a substantially homogeneous mixture of gaseous fuel, air, and pilot fuel during a compression stroke
US6463907B1 (en) 1999-09-15 2002-10-15 Caterpillar Inc Homogeneous charge compression ignition dual fuel engine and method for operation
US6390054B1 (en) 2000-08-26 2002-05-21 Ford Global Technologies, Inc. Engine control strategy for a hybrid HCCI engine
US6443104B1 (en) 2000-12-15 2002-09-03 Southwest Research Institute Engine and method for controlling homogenous charge compression ignition combustion in a diesel engine
US6378489B1 (en) 2001-05-24 2002-04-30 Rudolf H. Stanglmaier Method for controlling compression ignition combustion

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000130200A (ja) * 1998-10-30 2000-05-09 Mitsubishi Motors Corp ディーゼルエンジンの制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005098262A (ja) * 2003-09-26 2005-04-14 Toho Gas Co Ltd 予混合圧縮自着火エンジンの制御装置及び制御方法
JP2008546958A (ja) * 2005-06-15 2008-12-25 トーヴェック・インコーポレーテッド 二重液圧機械トランスミッション
JP2009047060A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Nissan Motor Co Ltd エンジンの制御装置
JP2013245624A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Fuji Heavy Ind Ltd バルブタイミング制御装置
JP2017180352A (ja) * 2016-03-31 2017-10-05 マツダ株式会社 エンジンの制御装置
CN108779718A (zh) * 2016-03-31 2018-11-09 马自达汽车株式会社 发动机的控制装置
JP2022180359A (ja) * 2017-07-18 2022-12-06 プロメテウス アプライド テクノロジーズ，エルエルシー 潤滑油制御式点火エンジン燃焼

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