JP2002332887A

JP2002332887A - 圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置

Info

Publication number: JP2002332887A
Application number: JP2001140359A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ito; 仁伊藤
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】高負荷運転領域での異常燃焼の発生を抑制する
と共に高回転領域での着火の遅延を防止して圧縮着火領
域の拡大を図る。【解決手段】機械式過給機１０の下流にインタクーラ１
１と、インタクーラ１１を迂回するＩ/Ｃバイパス通路
１４とを連通し、圧縮着火燃焼制御時は、ノッキングが
検出されるまで、メイン通路開閉弁１６を閉弁すると共
にバイパス通路開閉弁１５を開弁させて、過給された吸
気をバイパス通路１４を経て燃焼室３へ供給し、高回転
領域での着火の遅延を防止する。又ノッキングが検出さ
れたときは、メイン通路開閉弁１６を開弁すると共にバ
イパス通路開閉弁１５を閉弁させて、過給された吸気を
インタクーラ１１にて冷却した後、燃焼室３へ供給し、
高負荷運転領域での異常燃焼の発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異常燃焼が発生し
たときは燃焼室内のガス温度を低下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関する。

【０００２】

【従来の技術】４サイクルエンジンの熱効率を向上させ
る手段として、混合ガスをリーン化させることで作動ガ
スの比熱比を大きくして理論熱効率を向上させることが
知られている。又、混合ガスをリーン化することによ
り、同じトルクで運転する場合でも、より多くの空気を
エンジンに吸入させるので、ポンピング損失を低減させ
ることができる。

【０００３】しかし、混合ガスのリーン化は燃焼期間の
長期化や燃焼の不安定化を伴い限界がある。そこで、筒
内噴射によって、混合ガスを成層化した状態のまま点火
プラグの周囲に集め着火性を確保する成層燃焼により、
この限界を拡げるようにしているが、成層燃焼では、点
火プラグ周りにリッチ混合ガスを集中させるので、燃焼
温度が高くなり、ＮＯｘが増大し易いという問題があ
る。

【０００４】一方、ディーゼルエンジンは、圧縮着火に
より燃焼させるため熱効率が高く、空燃比の大幅なリー
ン化は可能であるが、高負荷時の空気利用率が悪いた
め、出力が低く、煤の排出を生じることがあり、排気ガ
ス対策上問題となる。

【０００５】そこで、このような問題を解決する手段と
して、ガソリン混合ガスを点火プラグを用いず、断熱圧
縮により多点着火させる圧縮着火式エンジンが提案され
ている。ガソリン混合ガスを圧縮着火燃焼させるために
は、高温の残留ガス熱を利用して新気を活性化させる必
要があり、その１つの方法として、排気弁の閉弁時期を
早め、吸気弁の開弁時期を遅らせることで、排気上死点
前後で両弁が閉弁する負のオーバラップ期間を形成し、
排気行程後半から吸気行程前半にかけて残留ガスを燃焼
室内に閉じ込めるようにした技術が知られている。

【０００６】例えば特開２０００−６４８６３号公報に
は、排気上死点前後で排気弁と吸気弁との双方を閉じる
負のバルブオーバラップ期間を設け、燃焼室に閉じ込め
た残留ガスの予圧昇温により、圧縮着火を促進させる技
術が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した先
行技術では、排気上死点前後にかけての負のバルブオー
バラップ期間を制御することで、熱効率の向上を図るよ
うにしているが、残留ガスの熱エネルギは、エンジン負
荷に応じて変動する。すなわち、低負荷運転時の残留ガ
ス温度は低く、高負荷運転へ移行するに従い次第に高く
なる。更に、負のバルブオーバラップ期間により、吸気
弁の開弁時期が遅れるため、高回転領域へ移行するに従
い、体積効率が次第に低下し、筒内の混合ガスの着火可
能温度に達する時期に遅れが生じてしまう。

【０００８】その結果、高負荷運転領域では混合ガス温
度が高くなり過ぎてノッキング等の異常燃焼が発生し易
くなり、又高回転領域では、混合ガス温度を十分に上昇
させることができずに着火不良を招いてしまう。そのた
め、必然的に、圧縮着火領域が狭められてしまう不都合
がある。

【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、高負荷運転領
域での異常燃焼の発生を抑制すると共に、高回転領域で
の着火の遅延を防止して、圧縮着火領域の拡大を図るこ
とのできる圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、吸気メイン通路に配設した過給機により過給
された吸気と、インジェクタから噴射される燃料とを燃
焼室に供給し、生成された混合ガスを圧縮着火燃焼させ
る圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置において、上記吸
気メイン通路の上記過給機の下流に配設した吸気冷却器
と、一端を上記過給機と上記吸気冷却器との間の上記吸
気メイン通路に連通し、他端を上記吸気冷却器の下流側
の上記吸気メイン通路に連通するバイパス通路と、上記
過給機に対して上記バイパス通路と上記吸気冷却器とを
選択的に接続する通路切換え手段と、上記燃焼室内の異
常燃焼を検出する異常燃焼検出手段と、上記異常燃焼検
出手段で異常燃焼が検出されたとき上記通路切換え手段
を動作させて上記過給機と上記吸気冷却器側とを連通
し、又上記異常燃焼検出手段で異常燃焼が検出されない
ときは上記通路切換え手段を動作させて上記過給機と上
記バイパス通路とを連通させる通路切換え制御手段とを
備えることを特徴とする。

【００１１】このような構成では、燃焼室内の異常燃焼
を検出する異常燃焼検出手段にて異常燃焼が検出されな
い場合、通路切換え制御手段は通路切換え手段を動作さ
せて過給機とバイパス通路とを連通させる。すると、過
給機にて過給された吸気が、吸気冷却器を迂回するバイ
パス通路を経て燃焼室へ供給される。燃焼室に供給され
る吸気が過給機により過給昇温されているため、筒内混
合ガスの昇温が促進され、且つ高回転側の体積効率の低
下が抑制され、圧縮着火時期における着火遅延を防止す
ることが出来る。一方、異常燃焼検出手段にて異常燃焼
が検出された場合、通路切換え制御手段は通路切換え手
段を動作させて過給機と吸気冷却器とを連通させる。す
ると、過給機にて過給された吸気が、吸気冷却器にて冷
却された後、燃焼室へ供給される。燃焼室に供給される
吸気が冷却されるため、異常燃焼を回避することができ
る。

【００１２】この場合、好ましくは、１）吸気弁と排気
弁とのバルブタイミングを可変設定可能な可変動弁機構
と、燃焼形態が圧縮着火燃焼のときは上記可変動弁機構
によるバルブタイミングを排気上死点前後にかけて上記
排気弁と上記吸気弁とを共に閉弁する負のバルブオーバ
ラップ期間を形成するように設定するバルブタイミング
設定手段とを備えることを特徴とする。

【００１３】２）上記インジェクタは上記燃焼室内に燃
料を直接噴射する筒内噴射用インジェクタであることを
特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１にエンジンの全体構成図を
示す。

【００１５】同図の符号１はエンジン本体、２はピスト
ン、３は燃焼室、４は吸気ポート、５は排気ポート、６
は吸気弁、７は排気弁であり、吸気ポート４に吸気メイ
ン通路８が連通され、この吸気メイン通路８の上流端に
エアクリーナ９が配設されている。又、吸気メイン通路
８のエアクリーナ９の下流に、エンジンによって駆動さ
れる機械式過給機１０が配置され、この機械式過給機１
０の下流に、吸気冷却器としてのインタクーラ１１が介
装されており、このインタクーラ１１の更に下流にエア
チャンバ１２が形成されている。又、吸気メイン通路８
のインタクーラ１１とエアチャンバ１２との間にスロッ
トル弁１３ａが配設されている。このスロットル弁１３
ａはスロットル開度を電子的に制御する電子制御スロッ
トル装置１３に連設されている。

【００１６】又、吸気メイン通路８の機械式過給機１０
とインタクーラ１１との間に、Ｉ／Ｃバイパス通路１４
の上流端が連通され、一方Ｉ／Ｃバイパス通路１４の下
流端がエアチャンバ１２に連通されている。尚、Ｉ／Ｃ
バイパス通路１４の下流端は、吸気メイン通路８のイン
タクーラ１１とスロットル弁１３ａとの間に開口されて
いても良い。

【００１７】更に、Ｉ／Ｃバイパス通路１４の上流側に
バイパス通路開閉弁１５が介装され、又、吸気メイン通
路８のインタクーラ１１の上流とＩ／Ｃバイパス通路１
４の上流端との間にメイン通路開閉弁１６が介装されて
いる。尚、この両開閉弁１５，１６で通路切換え手段が
構成されている。

【００１８】更に、燃焼室３の頂面に筒内噴射用インジ
ェクタ１７の噴孔と、点火プラグ１８の発火部とが臨ま
されている。又、シリンダブロック１ａに、異常燃焼で
あるノッキング発生の有無を検出する、異常燃焼検出手
段の一例であるノックセンサ１９が配設されている。
又、排気ポート５に連通する排気通路２０に、Ｏ2セン
サ或いは広域空燃比センサ等の空燃比センサ２１が臨ま
され、この空燃比センサ２１の下流に、排気ガス中のＣ
Ｏ，ＨＣの酸化とＮＯｘの還元を行って浄化する三元触
媒２２が介装されている。

【００１９】尚、本実施の形態で採用するエンジンは、
ノッキング等の異常燃焼を抑制しつつ、通常の火花点火
による高負荷運転が実現できるように、圧縮比が実用領
域で運転可能な低い値（例えば１２〜１４程度）に設定
されている。

【００２０】又、吸気弁６と排気弁７とが、可変動弁機
構２３ａ，２３ｂに各々連設されている。この各可変動
弁機構２３ａ，２３ｂは、プロフィールの異なる２種類
のカム山を切り換える２段式カム機構や、周知の電磁動
弁等を用いた連続可変動弁機構等で構成されており、後
述する電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０からの制御信号
に基づき、運転領域に応じて切換え動作される。

【００２１】ところで、ＥＣＵ３０では、エンジン負荷
Ｌｏとエンジン回転数Ｎｅとに基づき、図５に示す運転
領域判定マップを参照して、運転領域を判定する。運転
領域は、低中負荷で且つ低中回転領域の圧縮着火領域
（Ｉ）と、高負荷領域或いは高回転領域の火花点火領域
（II）とに区分されており、圧縮着火領域（Ｉ）では、
空燃比の超リーンな圧縮着火燃焼を行い、火花点火領域
（II）では、通常の火花点火燃焼を行なう。圧縮着火燃
焼は、ＮＯｘ生成温度以下で燃焼させることができるた
め、ＮＯｘがほとんど発生せず、しかも、空気過剰率が
高いので、三元触媒２９は排気ガス中のＣＯとＨＣとを
酸化反応により浄化する、酸化触媒として機能させる。

【００２２】そして、運転領域が圧縮着火領域（Ｉ）に
あり、燃焼形態が圧縮着火燃焼に設定されたときは、図
４（ａ）に示すように、バルブタイミングが、排気上死
点（ＴＤＣ）前後で、排気弁７と吸気弁６とが共に閉弁
する負のバルブオーバラップ期間が形成されるように切
換えられる。又、運転領域が火花点火領域（II）にあ
り、燃焼形態が通常の火花点火燃焼に設定されたとき
は、同図（ｂ）に示すように、バルブタイミングが、排
気上死点（ＴＤＣ）前後で、排気弁７と吸気弁６とが共
に開弁する、正のバルブオーバラップ期間が形成される
ように切換えられる。

【００２３】上述した各センサで検出した情報は電子制
御ユニット（ＥＣＵ）３０に入力される。このＥＣＵ３
０は、マイクロコンピュータを中心として構成されてお
り、このＥＣＵ３０の入力側には、上述した各センサ以
外に、アクセルペダル２４の踏込み量からエンジン負荷
Ｌｏを検出する負荷センサ２５、エンジン回転数Ｎｅを
検出する回転数センサ２６等、エンジンの運転状態を検
出する各種センサ・スイッチ類が接続されている。

【００２４】又、ＥＣＵ３０の出力側に、吸気弁駆動回
路３１ａ、排気弁駆動回路３１ｂを介して各可変動弁機
構２３ａ，２３ｂが個別に接続され、点火駆動回路３２
を介して点火プラグ１８が接続され、インジェクタ駆動
回路３３を介して筒内噴射用インジェクタ１７が接続さ
れている。更に、ＥＣＵ３０の出力側には、電子制御ス
ロットル装置１３が接続されていると共に、バイパス通
路開閉弁１５、メイン通路開閉弁１６が駆動回路３４，
３５を介して各々接続されている。

【００２５】尚、図示しないが、吸気メイン通路８に
は、機械式過給機１０をバイパスするバイパス通路が設
けられており、このバイパス通路に過給圧を制御する過
給圧制御弁が介装されている。この過給圧制御弁は、例
えば高回転且つ高負荷運転時に開弁されて、高回転且つ
高負荷運転時の過給圧を低下させて、火花点火領域（I
I）でのノッキング等の異常燃焼を回避する。

【００２６】ＥＣＵ３０は、回転数センサ２６で検出し
たエンジン回転数Ｎｅと、負荷センサ３３で検出したエ
ンジン負荷Ｌｏとに基づき運転領域が、圧縮着火領域
（Ｉ）にあるか、火花点火領域（II）にあるかを調べ
る。そして、圧縮着火領域（Ｉ）にあると判断したき
は、スロットル弁１３ａを全開動作させると共に、排気
弁７と吸気弁６とのバルブタイミングを、排気上死点
（ＴＤＣ）前後で、排気弁７と吸気弁６とが共に閉弁す
る負のバルブオーバラップ期間が形成されるように制御
する。

【００２７】すると、負のバルブオーバラップ期間中に
燃焼室３内に残留ガスが閉じ込められ、この残留ガスと
機械式過給機１０により加圧された状態で燃焼室３へ供
給される吸気とを、圧縮行程時の断熱圧縮により予圧昇
温させて、圧縮着火燃焼を行なわせる。その結果、圧縮
比を実用領域で運転可能なように低く設定しても筒内ガ
スを圧縮着火可能な温度まで昇温させることが可能とな
る。

【００２８】又、運転領域が火花点火領域（II）にある
と判断したときは、スロットル弁１３ａをアクセルペダ
ル２４に連動させた動作とすると共に、排気弁７と吸気
弁６とのバルブタイミングを、排気上死点（ＴＤＣ）前
後で、排気弁７と吸気弁６とが共に開弁する正のバルブ
オーバラップ期間が形成されるように切換える。更に、
機械式過給機１０をバイパスするバイパス通路に介装さ
れている過給圧制御弁（図示せず）を制御し、過給圧を
調整することで、ノッキング等の異常燃焼を回避しつ
つ、通常の火花点火燃焼制御を行なう。

【００２９】運転領域が、圧縮着火領域（Ｉ）にあると
き、バイパス通路開閉弁１５が開弁され、メイン通路開
閉弁１６が閉弁される。従って、機械式過給機１０によ
り加圧された吸気は、Ｉ／Ｃバイパス通路１４を通り、
エアチャンバ１２を経て燃焼室３へ供給される。そし
て、ノックセンサ１９の出力信号をモニタし、ノッキン
グ等の異常燃焼が検出されたときは、直ちにバイパス通
路開閉弁１５を閉弁すると共に、メイン通路開閉弁１６
を開弁する。すると、機械式過給機１０がインタクーラ
１１に接続され、機械式過給機１０により過給昇温され
た吸気は、インタクーラ１１により冷却されて燃焼室３
へ供給されるため、ノッキングなどの異常燃焼が回避さ
れる。

【００３０】一方、運転領域が火花点火領域（II）にあ
るときは、バイパス通路開閉弁１５が閉弁され、メイン
通路開閉弁１６が開弁されて、過給された吸気はインタ
クーラ１１により冷却されて燃焼室３へ供給されるた
め、充填効率が高くなる。

【００３１】ところで、上述したように圧縮着火領域
（Ｉ）では、負のバルブオーバラップ期間を形成するた
めに吸気弁６の開弁時期が、通常の火花点火制御時に比
し遅角される。そのため、高回転側へ移行するに従い体
積効率が低下し易くなるが、過給された吸気が供給され
るため体積効率の低下が抑制され、しかも、機械式過給
機１０を通過する際に吸気温度が上昇されているので、
圧縮行程時の断熱圧縮による混合ガスの昇温が促進さ
れ、良好な圧縮着火燃焼を得ることができる。又、過給
した吸気が燃焼室３に供給されるため、圧縮比を低く設
定しても、筒内圧力を高めることが可能となる。

【００３２】この場合、高負荷運転時や吸気温度が高す
ぎて、ノッキング等の異常燃焼が発生した場合は、過給
された空気をインタクーラ１１により冷却した後、燃焼
室３へ供給するようにしてノッキングの発生を抑制する
ようにしたので、図５にハッチングで示すように、圧縮
着火領域（Ｉ）を、高負荷側、及び高回転側へ限界近く
まで拡大させることが可能となる。

【００３３】ＥＣＵ３０は、燃料噴射制御機能、点火時
期制御機能等、通常の燃焼制御機能に加え、バルブタイ
ミング設定機能、及び、各通路開閉弁１５，１６の切換
え制御を行なう通路切換え制御機能を備えている。燃焼
制御機能、及びバルブタイミング設定機能は、具体的に
は、図２に示す燃焼制御ルーチンに従って実行され、
又、通路切換え制御機能は、図３に示す通路切換え制御
ルーチンに従って実行される。

【００３４】図２に示す燃焼制御ルーチンでは、先ず、
ステップＳ１で、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷Ｌ
ｏとに基づき、図５に示す運転領域マップを参照して、
運転領域を調べる。

【００３５】そして、運転領域が、圧縮着火領域（Ｉ）
にあるときはステップＳ２へ進み、スロットル弁１３ａ
を全開動作させた後、ステップＳ３へ進み、可変動弁機
構２３ａ，２３ｂに対し、負のバルブオーバラップ期間
（図４(ａ)、図６(ａ)参照）を形成するバルブタイミン
グとなる駆動信号を出力する。すなわち、可変動弁機構
２３ａ，２３ｂが２段式カム機構の場合は、負のバルブ
オーバラップを形成するカム山を選択する信号を出力
し、又、連続可変動弁機構の場合は負のバルブオーバラ
ップを形成するタイミングでバルブ開閉信号を出力す
る。

【００３６】すると、排気弁７の閉弁時期ＥＶＣが、排
気上死点（ＴＤＣ）よりも前側へ進角され、又、吸気弁
６の開弁時期ＩＶＯが排気上死点（ＴＤＣ）よりも後側
へ遅角され、この両弁６，７が共に閉弁する負のバルブ
オーバラップ期間において、燃焼室３内に残留ガスが閉
じ込められる（図６(ｂ)参照）。そして、ピストン２が
排気上死点（ＴＤＣ）を通過して吸気行程へ移行し、開
弁時期ＩＶＯにおいて吸気弁６が開弁されると、機械式
過給機１０により過給された吸気が燃焼室３へ導かれ
る。この吸気は燃焼室内に供給されると残留ガスの熱エ
ネルギによって加熱昇温されると共に、圧縮行程時の断
熱圧縮によっても昇温される。

【００３７】次いで、ステップＳ４へ進み、圧縮着火燃
焼制御を実行してルーチンを抜ける。圧縮着火燃焼制御
では、圧縮着火燃焼可能な燃料噴射時期、燃料噴射量を
設定し、所定噴射時期に達したとき、筒内噴射用インジ
ェクタ１７から噴射させる（図６(ｂ)参照）。尚、この
場合、圧縮着火領域（Ｉ）を成層圧縮着火領域と均一圧
縮着火領域とに細分し、各領域毎に燃料噴射時期を可変
設定するようにしても良い。

【００３８】又、ステップＳ１で、運転領域が火花点火
領域（II）にあると判定されてステップＳ５へ進むと、
通常の火花点火による燃焼制御を実行してルーチンを抜
ける。火花点火燃焼制御へ移行すると、可変動弁機構２
３ａ，２３ｂに対し、正のバルブオーバラップ期間（図
４(ｂ)参照）を形成するバルブタイミングとなる駆動信
号を出力する。すなわち、可変動弁機構２３ａ，２３ｂ
が２段式カム機構の場合は、正のバルブオーバラップを
形成するカム山を選択する信号を出力し、又、連続可変
動弁機構の場合は正のバルブオーバラップを形成するタ
イミングでバルブ開閉信号を出力する。

【００３９】その結果、吸気弁６及び排気弁７が、通常
の火花点火時のバルブタイミング、すなわち排気行程終
期から吸気行程初期にかけて共に開弁する正のバルブオ
ーバラップ期間（図４(ｂ)参照）で動作される。

【００４０】同時に、スロットル弁１３ａをアクセルペ
ダル２４に連動させた動作とする。更に、メイン通路開
閉弁駆動回路３５を介してメイン通路開閉弁１６を開弁
動作させると共に、バイパス通路開閉弁駆動回路３４を
介してバイパス通路開閉弁１５を閉動作させる。その結
果、機械式過給機１０により過給され、或いはこの機械
式過給機１０をバイパスするバイパス通路（図示せず）
を通過した吸気が、吸気メイン通路８を通り、インタク
ーラ１１で冷却された後、燃焼室３へ供給される。

【００４１】更に、燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点
火時期等を通常の火花点火制御に戻す。尚、火花点火制
御時の燃料噴射制御、及び点火時期制御は公知であるた
め、ここでの説明は省略する。

【００４２】又、運転領域が圧縮着火領域（Ｉ）にある
と判定されると、図３に示す通路切換え制御ルーチンが
起動される。

【００４３】このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１
で、ノックセンサ１９の出力信号からノッキング発生の
有無を調べ、ノッキングが発生していない場合、ステッ
プＳ１２へ進み、メイン通路開閉弁駆動回路３５に対し
てメイン通路開閉弁１６を閉弁する信号を出力し、次い
で、ステップＳ１３で、バイパス通路開閉弁駆動回路３
４に対しパイパス通路開閉弁１５を開弁させる信号を出
力し、ルーチンを抜ける。

【００４４】すると、インタクーラ１１に連通する吸気
メイン通路８が遮断され、又、Ｉ／Ｃバイパス通路１４
が開通され、機械式過給機１０により過給された吸気
が、Ｉ／Ｃバイパス通路１４を通り、インタクーラ１１
にて冷却されることなく、燃焼室３に供給される。

【００４５】燃焼室３には過給された吸気が供給される
ため、高回転側での体積効率の低下が抑制され、しか
も、この吸気はインタクーラ１１にて冷却されることな
く、昇温された状態で燃焼室３に供給されるため、高回
転側であっても燃焼室３内の混合ガスを自着火可能な温
度まで十分に昇温させることができ、相対的に、圧縮着
火領域（Ｉ）を高回転側へ拡大させることができる。

【００４６】一方、ステップＳ１１で、ノッキングの発
生が検出された場合、ステップＳ４へ分岐し、メイン通
路開閉弁駆動回路３５に対してメイン通路開閉弁１６を
開弁する信号を出力し、次いで、ステップＳ１５で、バ
イパス通路開閉弁駆動回路３４に対しパイパス通路開閉
弁１５を閉弁させる信号を出力し、ルーチンを抜ける。

【００４７】すると、インタクーラ１１に連通する吸気
メイン通路８が開通され、又、Ｉ／Ｃバイパス通路１４
が遮断され、機械式過給機１０により過給された吸気
が、吸気メイン通路８を通り、インタクーラ１１にて冷
却された後、燃焼室３に供給される。

【００４８】ノッキングが発生した場合、燃焼室３に供
給される吸気をインタクーラ１１にて冷却するため、残
留ガスの熱エネルギが高い高負荷運転時や、機械式過給
機１０から吐出される吸気の温度が高すぎる場合であっ
ても、燃焼室３内でのノッキングの発生を回避すること
ができる。更に、燃焼室３内には、過給された吸気が供
給されるため、圧縮行程時の筒内圧を上昇させることが
でき、低圧縮比であっても、圧縮着火燃焼が可能とな
り、相対的に圧縮着火領域（Ｉ）を高負荷側へ拡大させ
ることができる。

【００４９】このように、本実施の形態によれば、吸気
メイン通路１４に機械式過給機１０を介装し、その下流
にインタクーラ１１を配設すると共に、このインタクー
ラ１１をバイパスするＩ/Ｃバイパス通路１４を連通さ
せ、圧縮着火領域（Ｉ）では、基本的に機械式過給機１
０で過給昇温された吸気を、Ｉ／Ｃバイパス通路１４を
経て燃焼室３へ供給することで、高回転側での体積効率
の低下を防止すると共に、圧縮行程時の断熱圧縮におい
て筒内ガス温度を自着火可能な温度まで十分に昇温させ
ることができる。

【００５０】一方、ノッキングが発生したときは、機械
式過給機１０から吐出された吸気をインタクーラ１１に
て冷却した後、燃焼室３へ供給するようにしたので、残
留ガスの熱エネルギが高い高負荷運転時や吸気温度が高
い場合であっても、ノッキングの発生を回避することが
できる。更に、過給された吸気を燃焼室３へ供給するた
め、低圧縮比であっても、圧縮行程における筒内混合ガ
スを圧縮着火可能な温度まで昇温させることが可能とな
る。

【００５１】その結果、エンジンの圧縮比が低い場合で
あっても、図５のハッチングで示すように、圧縮着火領
域（Ｉ）を高回転、高負荷運転側へ限界近くまで拡大さ
せることができる。又、圧縮比を高く設定する必要がな
いため、火花点火領域（II）においては、ノッキングの
発生を抑制しつつ、高出力を得ることができる。

【００５２】尚、本発明は、上述した実施の形態に限る
ものではなく、例えば、通路切換え手段は、吸気メイン
通路８とＩ／Ｃバイパス通路１４の上流側との分岐部に
配設して、通路を選択的に切換える弁体であっても良
く、分岐部に１つの弁体を配設するだけで良いため、部
品点数の削減が図れる。

【００５３】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
過給機にて過給された吸気を、異常燃焼が検出されるま
では吸気冷却器を迂回して、燃焼室へ供給するようにし
たので、高回転領域での着火の遅延が防止される。又、
異常燃焼が検出されたときは吸気冷却器により吸気を冷
却した後、燃焼室へ供給するようにしたので、高負荷運
転領域での異常燃焼の発生を抑制することができる。更
に、過給により筒内圧を上昇させることができるため、
低圧縮比化が可能となる。

【００５４】その結果、圧縮着火領域を高回転領域側及
び高負荷領域側へ拡大させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジンの全体構成図

【図２】燃焼制御ルーチンを示すフローチャート

【図３】通路切換え制御ルーチンを示すフローチャート

【図４】（ａ）運転領域が圧縮着火領域にあるときのバ
ルブタイミングを示す説明図、（ｂ）運転領域が火花点
火領域にあるときのバルブタイミングを示す説明図

【図５】運転領域判定マップの説明図

【図６】運転領域が圧縮着火領域にあるときのバルブタ
イミングと筒内圧との関係を示す説明図

【符号の説明】

１エンジン３燃焼室６吸気弁７排気弁８吸気メイン通路１０機械式過給機１１インタクーラ（吸気冷却器）１４Ｉ／Ｃバイパス通路１５バイパス通路開閉弁（通路切換え手段）１６メイン通路開閉弁（通路切換え手段）１７筒内噴射用インジェクタ１９ノックセンサ（異常燃焼検出手段）２３ａ，２３ｂ可変動弁機構

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｆ０２Ｂ 29/04 Ｓ 33/00 33/00 Ｅ 37/00 ３０２ 37/00 ３０２Ａ３０２ＤＦ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｇ 23/00 23/00 ＫＮ 41/04 ３５１ 41/04 ３５１３６０３６０３６５３６５ 41/22 ３５１ 41/22 ３５１ 41/38 41/38 Ｚ 45/00 ３６８ 45/00 ３６８ＥＦターム(参考） 3G005 DA02 EA06 EA19 FA22 GA02 GB17 GD11 GD16 HA09 HA13 HA19 JA03 JA06 JA32 JA53 3G023 AA01 AB06 AC04 AF03 AG02 AG05 3G084 AA00 BA08 BA23 BA26 CA04 CA09 DA10 DA28 DA38 EB08 EB12 EB22 FA07 FA10 FA25 FA29 FA33 3G092 AA00 AA01 AA11 AA18 AB02 BA02 BB01 DA01 DA02 DA03 DA04 DA07 DA12 DB02 DC00 DC05 DE03S DF01 DF09 DG07 EA04 EA11 EA27 EA28 EA29 EC04 EC10 FA15 FA16 GA06 GA18 HA01Z HA04X HA06Z HA11Z HA13X HB01X HC05Z HD03Z HD05Z HE01Z 3G301 HA00 HA01 HA04 HA11 HA19 JA04 JA22 KA09 KA25 LA06 LA07 LB11 LC01 NA07 NC02 ND03 NE12 NE24 PA10Z PA11Z PA15A PA17Z PC08Z PD02Z PE01Z PE10A PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気メイン通路に配設した過給機により過
給された吸気と、インジェクタから噴射される燃料とを
燃焼室に供給し、生成された混合ガスを圧縮着火燃焼さ
せる圧縮着火式エンジンの燃焼制御装置において、上記吸気メイン通路の上記過給機の下流に配設した吸気
冷却器と、一端を上記過給機と上記吸気冷却器との間の上記吸気メ
イン通路に連通し、他端を上記吸気冷却器の下流側の上
記吸気メイン通路に連通するバイパス通路と、上記過給機に対して上記バイパス通路と上記吸気冷却器
とを選択的に接続する通路切換え手段と、上記燃焼室内の異常燃焼を検出する異常燃焼検出手段
と、上記異常燃焼検出手段で異常燃焼が検出されたとき上記
通路切換え手段を動作させて上記過給機と上記吸気冷却
器側とを連通し、又上記異常燃焼検出手段で異常燃焼が
検出されないときは上記通路切換え手段を動作させて上
記過給機と上記バイパス通路とを連通させる通路切換え
制御手段とを備え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。
【請求項２】吸気弁と排気弁とのバルブタイミングを可
変設定可能な可変動弁機構と、燃焼形態が圧縮着火燃焼のときは上記可変動弁機構によ
るバルブタイミングを排気上死点前後にかけて上記排気
弁と上記吸気弁とを共に閉弁する負のバルブオーバラッ
プ期間を形成するように設定するバルブタイミング設定
手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の圧縮着
火式エンジンの燃焼制御装置。
【請求項３】上記インジェクタは上記燃焼室内に燃料を
直接噴射する筒内噴射用インジェクタであることを特徴
とする請求項１或いは２記載の圧縮着火式エンジンの燃
焼制御装置。