JP2008088910A - 圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】予混合燃焼運転可能な圧縮着火式内燃機関の運転停止時に、機関回転速度のハンチング及び燃焼騒音の両方の抑制を図る技術を提供する。
【解決手段】内燃機関の運転停止要求があったときに、ＥＧＲ弁を閉弁させるとともに気筒内のＥＧＲ率が略零となるまで燃料噴射を継続させるが（Ｓ１０５）、この際、ＥＧＲ弁の閉弁開始から燃料噴射終了までの期間について、予混合燃焼モードを維持させるために、運転停止要求後の吸気絞り弁及びＥＧＲ弁の閉弁速度に基づいてＥＧＲ率を算出し（Ｓ１０３）、当該ＥＧＲ率に応じて燃料噴射終了までの燃料噴射弁の燃料噴射時期を遅角させる（Ｓ１０４，Ｓ１０５）。
【選択図】図４

Description

本発明は、予混合燃焼運転可能な圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置に関する。

従来、圧縮着火式の内燃機関においては、混合気が燃焼する時の最高温度を低くして窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成量を抑えるために、排気を内燃機関の吸気通路へ再循環させる排気再循環（ＥＧＲ）が行われる。

この種の内燃機関の運転停止時は、ＥＧＲ弁を閉弁させるとともに気筒内のＥＧＲガス量が減少するまで燃料噴射を継続することにより、燃料噴射停止後における機関回転数のハンチングを抑制する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００１−２８０１７０号公報 特開２００１−１５２８５３号公報 特開２００４−３２４５７７号公報

ところで、近年では、ＥＧＲガスを気筒内へ導入すると共に圧縮上死点近傍より早期に燃料噴射を実行して予混合燃焼（ＨＣＣＩ）運転を行う圧縮着火式内燃機関が提案されている。

圧縮着火式内燃機関の予混合燃焼運転時は、予混合気の過早着火を抑制するために、大量のＥＧＲガスを気筒内へ導入する必要がある。このため、予混合燃焼運転可能な内燃機関の運転停止時に前述した従来の技術が適用されると、予混合気が過早着火して燃焼騒音が発生する可能性がある。

したがって、予混合燃焼運転可能な内燃機関の運転停止時においては、機関回転数のハンチング抑制と燃焼騒音の抑制とは、二律背反の関係となっていた。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、予混合燃焼運転可能な圧縮着火式内燃機関の運転停止時に、機関回転数のハンチング及び燃焼騒音の両方の抑制を図る技術を提供することにある。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
所定量以上のＥＧＲガスを気筒内へ導入することにより予混合燃焼運転を行う圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置において、
前記内燃機関の運転停止要求があったときに、ＥＧＲ弁を閉弁させるとともに気筒内のＥＧＲ率が所定値以下となるまで燃料噴射を継続させる継続手段と、
前記ＥＧＲ弁の閉弁開始から燃料噴射終了までの期間について、気筒内のＥＧＲ率に基づいて前記内燃機関の運転パラメータを調整する制御手段と、
を備えたことを特徴とする圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置である。

予混合燃焼運転では、予混合気の過早着火を制御するために大量のＥＧＲガスを気筒内へ導入している。

ここで、ＥＧＲガス中に含まれる未燃ガスによる機関回転数のハンチングを抑制するた
め、予混合燃焼運転している内燃機関の運転停止時に、ＥＧＲ弁を閉弁させるとともに気筒内のＥＧＲガス量が減少するまで燃料噴射を継続することが考えられる。

しかしながら、このような運転停止制御を行うと、燃料噴射終了前にＥＧＲ弁を閉弁してしまうため、気筒内のＥＧＲガス量が減少する。このため、気筒内のＥＧＲガス量の減少に起因して予混合燃焼運転が維持できなくなり、予混合気が過早着火して燃焼騒音が発生する場合がある。

つまり、予混合燃焼運転停止時においては、機関回転数のハンチング抑制と燃焼騒音の抑制とは、二律背反の関係となっていた。

そこで、本発明では、予混合燃焼している内燃機関で運転停止要求があったときに、ＥＧＲ弁を閉弁させるとともに気筒内のＥＧＲ率が所定値以下となるまで燃料噴射を継続させるが、その際、ＥＧＲ弁の閉弁開始から燃料噴射終了までの期間について、気筒内のＥＧＲガス率に基づいて内燃機関の運転パラメータを調整するようにした。

これによると、圧縮着火式内燃機関の予混合燃焼運転停止時に、ＥＧＲ弁を閉弁させることにより気筒内のＥＧＲガス量を減少させるので、ＥＧＲガス中に含まれる未燃ガスによる機関回転数のハンチングを抑制することができる。また、気筒内のＥＧＲガス量の減少に伴い変化する気筒内のＥＧＲ率に基づいて内燃機関の運転パラメータを調整することにより予混合燃焼運転を維持させるので、予混合気が過早着火して発生する燃焼騒音を抑制することができる。

なお、所定量のＥＧＲガスとは、これよりもＥＧＲガスが少ないと、予混合燃焼運転ができなくなるおそれがある量のＥＧＲガスである。また、所定値のＥＧＲ率とは、これよりもＥＧＲ率が高いと、燃料噴射を継続させる値であり、採りうるＥＧＲ率の値としては例えば略零となる値や過早着火を抑制し得る最低値が用いられる。

前記運転パラメータは、燃料噴射時期であり、前記制御手段は、気筒内のＥＧＲ率が低くなるほど燃料噴射時期を遅角させるとよい。

これによると、気筒内のＥＧＲ率が低くなるほど燃料噴射時期を遅角させ、着火時期を遅延することにより予混合燃焼運転を維持させ、予混合気が過早着火して発生する燃焼騒音を抑制することができる。

ここで、燃料噴射時期を遅角させ着火時期を遅延する場合、遅角させる時点での燃料噴射時期が圧縮行程上死点へ近づく程、過早着火の抑制度合いは増加する。このため、本発明では、ＥＧＲ率が低くなるほど過早着火し易くなるので、ＥＧＲ率が低くなっていく燃料噴射終了に近づくほど燃料噴射時期を遅角するようにしている。

前記運転パラメータは前記ＥＧＲ弁の開度であり、前記制御手段は、気筒内のＥＧＲ率が過早着火を抑制し得る最低値まで低下した後は、ＥＧＲ率が前記最低値に維持されるよう前記ＥＧＲ弁の開度を制御するとよい。

これによると、ＥＧＲ率を燃料噴射終了まで過早着火を抑制し得る最低値に維持することにより予混合燃焼運転を維持させ、予混合気が過早着火して発生する燃焼騒音を抑制することができる。

前記運転パラメータは気筒内の実圧縮比であり、前記制御手段は、気筒内のＥＧＲ率が低くなるほど実圧縮比を低下させるとよい。

これによると、気筒内のＥＧＲ率が低くなるほど実圧縮比を低下させ、圧力上昇率を一定にすることにより予混合燃焼運転を維持させ、予混合気が過早着火して発生する燃焼騒音を抑制することができる。

前記内燃機関の吸気通路に吸気絞り弁が配置され、前記継続手段は、前記内燃機関の運転停止要求が発生した時にＥＧＲ弁とともに吸気絞り弁も閉弁させ、前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁及び前記吸気絞り弁の閉弁速度に基づいて気筒内のＥＧＲ率を推定し、推定されたＥＧＲ率に基づいて運転パラメータを調整するとよい。

これによると、ＥＧＲ弁及び吸気絞り弁の閉弁速度に基づいて推定された気筒内のＥＧＲ率を用いて運転パラメータが調整でき、予混合燃焼運転停止時に燃料噴射終了まで予混合燃焼運転を維持させることができる。

本発明によると、予混合燃焼運転可能な圧縮着火式内燃機関の運転停止時に、機関回転数のハンチング及び燃焼騒音の両方の抑制を図ることができる。

以下に本発明の具体的な実施例を説明する。

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る運転停止制御装置を適用する圧縮着火式内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。

図１に示す内燃機関１は、車両駆動用のディーゼル機関である。内燃機関１の気筒２内には、ピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には、吸気ポート４及び排気ポート５が接続されている。また、気筒２には、燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁６が設けられている。

吸気ポート４の燃焼室への開口部は吸気弁７によって開閉され、排気ポート５の燃焼室への開口部は排気弁８によって開閉される。吸気ポート４は吸気通路９に接続され、排気ポート５は排気通路１０に接続されている。吸気通路９には、気筒２に導入される外部からの吸入空気（以下、新気という）量を調節する吸気絞り弁１１が設けられている。

また、内燃機関１は、排気通路１０を流れる排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路９に導入するＥＧＲ装置１２を備えている。ＥＧＲ装置１２は、吸気通路９と排気通路１０とを連通するＥＧＲ通路１３を有している。ＥＧＲ通路１３の吸気通路９との接続部は、吸気絞り弁１１よりも下流の吸気通路９に位置する。ＥＧＲ通路１３には、気筒２に導入されるＥＧＲガス量を調節するＥＧＲ弁１４が設けられている。

以上述べたように構成された内燃機関１には、電子制御ユニットであるＥＣＵ１５が併設されている。ＥＣＵ１５には、アクセル開度センサ１６及びクランクポジションセンサ１７が電気的に接続されている。アクセル開度センサ１６は内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出する。クランクポジションセンサ１７は内燃機関１のクランクシャフトのクランク角を検出する。これらの出力値がＥＣＵ１５に入力される。そして、ＥＣＵ１５はアクセル開度センサ１６の検出値に基づいて内燃機関１の機関負荷を推定し、クランクポジションセンサ１７の検出値に基づいて内燃機関１の機関回転数を算出する。

また、ＥＣＵ１５には、燃料噴射弁６、吸気絞り弁１１、及びＥＧＲ弁１４が電気的に
接続されている。ＥＣＵ１５によってこれらが制御される。

ところで、本実施例に係る内燃機関１は、拡散燃焼モードと予混合燃焼モードとのうちどちらかの燃焼モードが運転状態に応じて選択される。図２は、内燃機関１の運転状態と該内燃機関１における燃焼モードとの関係を示す図である。図２において、横軸は内燃機関１の機関回転数を表し、縦軸は内燃機関１の機関負荷を表している。Ｒ１で示される低負荷低回転側の領域が、予混合燃焼が行われる予混合燃焼領域である。また、Ｒ２で示される高負荷側及び高回転側の領域が、拡散燃焼が行われる拡散燃焼領域である。

拡散燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射弁６からの燃料噴射を実行することで行われる。また、予混合燃焼は、圧縮行程上死点近傍よりも早期に燃料噴射弁６からの燃料噴射を実行することで予混合気を形成させて行われる。

また、本実施例では、ＥＧＲ装置１２によって排気通路１０を流れる排気の一部がＥＧＲガスとして吸気通路９に導入される。このＥＧＲガスが新気と共に気筒２内へ導入される。予混合燃焼では、予混合気が形成されるため、拡散燃焼よりも過早着火が生じ易く、過早着火を制御する必要がある。このため、予混合燃焼モードでは、拡散燃焼モードよりも大量のＥＧＲガスを気筒２に導入している。予混合モードで導入されるＥＧＲガス量は、予混合燃焼運転ができなくなるおそれがある量として所定量以上とされる。

ここで、ＥＧＲガス中に含まれる未燃ガスによる内燃機関１の機関回転数のハンチングを抑制するため、予混合燃焼している内燃機関１の運転停止時に、ＥＧＲ弁１４を閉弁させるとともに気筒２内のＥＧＲガス量が減少するまで燃料噴射を継続することが考えられる。

しかしながら、このような運転停止制御を行うと、燃料噴射終了前にＥＧＲ弁１４を閉弁してしまうため、気筒２内のＥＧＲガス量が減少する。このため、気筒２内のＥＧＲガス量の減少に起因して予混合燃焼運転が維持できなくなり、予混合気過早着火して燃焼騒音が発生する場合がある。

つまり、予混合燃焼運転停止時においては、機関回転数のハンチング抑制と、燃焼騒音の抑制とは、二律背反の関係となっていた。このため、これら両方を同時に抑制することは困難であった。

そこで、本実施例では、内燃機関１の運転停止要求があったときに、ＥＧＲ弁１４を閉弁させるとともに気筒２内のＥＧＲ率が略零となるまで燃料噴射を継続させるが、その際、ＥＧＲ弁１４の閉弁開始から燃料噴射終了までの期間について、気筒２内のＥＧＲガス率に基づいて燃料噴射弁６の燃料噴射時期を調整して予混合燃焼モードを維持させるようにした。

ここで、燃料噴射弁６の燃料噴射時期の具体的な調整方法としては、図３に示すように、予混合燃焼モードを燃料噴射終了まで維持させるために、運転停止要求後の吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁速度に基づいて、気筒２に導入される吸気量におけるＥＧＲガス量の割合を示すＥＧＲ率を算出し、当該ＥＧＲ率に応じて燃料噴射終了までの燃料噴射弁６の燃料噴射時期を遅角させる。

つまり、ＥＧＲ率が低くなっていくことに応じて燃料噴射終了までの燃料噴射弁６の燃料噴射時期を遅角させ、着火時期を遅延することにより予混合燃焼を維持させることで過早着火を抑制する。ここで、燃料噴射時期を遅角させ着火時期を遅延する場合、遅角させる時点での燃料噴射時期が圧縮行程上死点へ近づく程、過早着火の抑制度合いは増加する
。このため、ＥＧＲ率が低くなるほど過早着火し易くなるので、ＥＧＲ率が低くなっていく燃料噴射終了に近づくほど燃料噴射時期を遅角するようにしている。

したがって、本実施例によると、内燃機関１の予混合燃焼モードでの運転停止時に、ＥＧＲ弁１４を閉弁させることにより気筒２内のＥＧＲガス量を減少させるので、ＥＧＲガス中に含まれる未燃ガスによる内燃機関１の機関回転数のハンチングを抑制することができる。また、気筒２内のＥＧＲガス量の減少に伴い変化する気筒２内のＥＧＲ率に基づいて燃料噴射弁６の燃料噴射時期を調整することにより予混合燃焼モードを燃料噴射終了まで維持させるので、予混合気が過早着火して発生する燃焼騒音を抑制することができる。

ここで、本実施例の内燃機関の運転停止制御を行う制御ルーチンについて、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本ルーチンは、ＥＣＵ１５に予め記憶されており、周期的に実行されるルーチンである。

本ルーチンの処理が開始されると、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０１において、内燃機関１の運転停止要求があるか否かを判別する。具体的には、ＥＣＵ１５は、車両が減速状態若しくは停止状態となる場合に内燃機関１の運転停止要求があると判断する。

そして、ＥＣＵ１５は、内燃機関１の運転停止要求があると判定した場合には、Ｓ１０２へ移行する。また、内燃機関１の運転停止要求がないと判定した場合には、本ルーチンの処理を一旦終了する。

ＥＣＵ１５は、Ｓ１０２において、燃焼モードが予混合燃焼（ＨＣＣＩ）モードであるか否かを判別する。

そして、ＥＣＵ１５は、予混合燃焼モードであると判定した場合には、Ｓ１０３へ移行する。また、予混合燃焼モードではない、すなわち拡散燃焼モードであると判定した場合には、Ｓ１０６へ移行する。

ＥＣＵ１５は、Ｓ１０３において、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁速度に基づいて、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁開始から燃料噴射弁６の燃料噴射終了までの期間の、ＥＧＲ率を算出する。言い換えると、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁開始から閉弁完了までの期間の間に低下していくＥＧＲ率を予測する。具体的には、運転停止要求がある場合の内燃機関１の機関負荷及び機関回転数が安定したアイドル状態の値に落ち着いており、また吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の全開状態から全閉状態までの閉弁動作時間が一定であることから、これらのパラメータからなる予め実験等から求めたマップに、例えば内燃機関１の機関負荷及び機関回転数、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁開始の開度等を代入することで、前記期間のＥＧＲ率を導くことができる。そして、Ｓ１０４へ移行する。

次に、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０４において、Ｓ１０３で算出したＥＧＲ率に応じて、言い換えると、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁開始から閉弁完了までの期間の間に低下していくＥＧＲ率に応じて、燃料噴射終了までの遅角させる燃料噴射弁６の燃料噴射時期を決定する。具体的には、各時期のＥＧＲ率において過早着火を抑制し得る時期に燃料噴射時期を遅角させるべく、ＥＧＲ率と、予混合燃焼モードにおける過早着火を抑制し得る燃料噴射時期と、の相関を示す予め実験等から求めたマップに、各時期のＥＧＲ率を代入することで、燃料噴射時期を決定する。そして、Ｓ１０５へ移行する。

次に、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０５において、実際に吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁を実行すると共に、それらの閉弁開始後、Ｓ１０４で決定した燃料噴射時期に変更して
燃料噴射弁６からの燃料噴射を燃料噴射終了まで行い、内燃機関１の運転を停止し、本ルーチンの処理を一旦終了する。

ここで、Ｓ１０３〜Ｓ１０５を実行するＥＣＵ１５が本発明の制御手段に相当し、Ｓ１０５を実行するＥＣＵ１５が本発明の継続手段にも相当する。

一方、ＥＣＵ１５は、Ｓ１０６において、通常運転停止制御を行う。具体的には、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁を実行すると共に、それらの閉弁開始後、所定時間Ｔｍｓ経過後に燃料噴射弁６からの燃料噴射を停止し、内燃機関１の運転を停止し、本ルーチンの処理を一旦終了する。拡散燃焼モードの場合には、内燃機関１の運転停止時においても過早着火し難いため、余計な制御は必要としない。

以上説明したルーチンによれば、予混合燃焼モードで内燃機関１を運転停止する場合に、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁速度に基づいてＥＧＲ率を算出し、算出したＥＧＲ率に応じて燃料噴射終了までに遅角させる燃料噴射時期を決定し、低下するＥＧＲ率に応じて燃料噴射時期を遅角し、予混合燃焼モードを運転停止まで維持させる。

なお、本実施例では、ＥＧＲ率に応じて燃料噴射時期を遅角するものであったが、ＥＧＲ率のパラメータに代えて酸素濃度のパラメータを用いてもよい。また、本実施例では、燃料噴射終了までの燃料噴射時期を遅角させるだけであったが、これと共にパイロット噴射時期を変更したり燃料噴射量を変更したりするものでもよく、これらも本発明に包含される。

＜実施例２＞
本実施例では、内燃機関１の運転停止要求があったときに、ＥＧＲ弁１４を閉じ側へ動作させ、燃料噴射を終了するが、その際、ＥＧＲ弁１４の閉じ側への動作の開始後燃料噴射終了まで、気筒２内のＥＧＲ率が過早着火を抑制し得る最低値に維持されるようにＥＧＲ弁１４の開度を調整して予混合燃焼モードを維持させるようにした。また、上記実施例と同一の構成はその説明を省略する。

ここで、ＥＧＲ弁１４の開度の具体的な調整方法としては、図５に示すように、予混合燃焼モードを運転停止まで維持させるために、ＥＧＲ率を燃料噴射の終了まで過早着火を抑制し得る最低値に維持するべく、ＥＧＲ弁１４の閉じ動作が所定値ＥｇｒＥまで行われると、燃料噴射の終了までのＥＧＲ弁１４の開度を所定値ＥｇｒＥに設定する。

つまり、運転停止要求後のＥＧＲ率を燃料噴射終了まで過早着火を抑制し得る最低値に維持することで、過早着火を抑制する。なお、ＥＧＲ弁１４の開度の所定値ＥｇｒＥは、ＥＧＲ率を燃料噴射の終了まで過早着火を抑制し得る最低値に維持することのできる値であり、予め実験等から定められており、全閉ではない。

したがって、本実施例によると、内燃機関１の予混合燃焼モードでの運転停止時に、ＥＧＲ弁１４を閉じ側へ動作させることにより気筒２内のＥＧＲガス量を減少させるので、ＥＧＲガス中に含まれる未燃ガスによる内燃機関１の機関回転数のハンチングを抑制することができる。また、ＥＧＲ弁１４を所定値ＥｇｒＥの開度としてＥＧＲ率を燃料噴射終了まで過早着火を抑制し得る最低値に維持することにより予混合燃焼モードを維持させるので、予混合気が過早着火して発生する燃焼騒音を抑制することができる。

ここで、本実施例の内燃機関１の運転停止制御を行う制御ルーチンについて、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本ルーチンは、ＥＣＵ１５に予め記憶されており、周期的に実行されるルーチンである。

Ｓ１０１、Ｓ１０２、及びＳ１０６は図４のルーチンと同様である。Ｓ１０２において、予混合燃焼モードであると判定した場合には、Ｓ２０１へ移行する。

ＥＣＵ１５は、Ｓ２０１において、実際に吸気絞り弁１１の閉弁を実行し、かつＥＧＲ弁１４の開度が所定値ＥｇｒＥとなるように閉じ側への動作を実行し所定値ＥｇｒＥの開度となった場合には当該開度を燃料噴射終了まで維持させると共に、それらの弁動作開始後、予混合燃焼モードでの燃料噴射時期を維持したまま燃料噴射弁６からの燃料噴射を燃料噴射終了まで行い、燃料噴射終了後にＥＧＲ弁１４を全閉状態にして内燃機関の運転を停止し、本ルーチンの処理を一旦終了する。

すなわち、Ｓ２０１では、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の弁動作開始後、ＥＧＲ弁１４の開度を所定値ＥｇｒＥに設定し、ＥＧＲ率を燃料噴射終了まで過早着火を抑制し得る最低値に維持する。これにより、過早着火を抑制する。

ここで、Ｓ２０１を実行するＥＣＵ１５が本発明の制御手段及び継続手段に相当する。

以上説明したルーチンによれば、予混合燃焼モードで内燃機関１の運転停止する場合に、ＥＧＲ弁１４の開度を所定値ＥｇｒＥに設定し、予混合燃焼モードを運転停止まで維持させる。

＜実施例３＞
本実施例では、内燃機関１の運転停止要求があったときに、ＥＧＲ弁１４を閉弁させるとともに気筒２内のＥＧＲ率が略零となるまで燃料噴射を継続させるが、その際、ＥＧＲ弁１４の閉弁開始から燃料噴射終了までの期間について、気筒２内のＥＧＲガス率に基づいて気筒２内の実圧縮比を調整して予混合燃焼モードを維持させるようにした。また、上記実施例と同一の構成はその説明を省略する。

ここで、気筒２内の実圧縮比の具体的な調整方法としては、図７に示すように、予混合燃焼モードを運転停止まで維持させるために、運転停止要求後の吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁速度に基づいて、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁開始から燃料噴射弁６の燃料噴射終了までの期間の、ＥＧＲ率を算出し、当該ＥＧＲ率に応じて燃料噴射終了までの実圧縮比を低下させる。

つまり、ＥＧＲ率が低くなっていくことに応じて燃料噴射終了までの気筒２内の実圧縮比を低下させ、圧力上昇率を一定にするにより予混合燃焼を維持させることで過早着火を抑制する。

したがって、本実施例によると、内燃機関１の予混合燃焼モードでの運転停止時に、ＥＧＲ弁１４を閉弁させることにより気筒２内のＥＧＲガス量を減少させるので、ＥＧＲガス中に含まれる未燃ガスによる内燃機関１の機関回転数のハンチングを抑制することができる。また、気筒２内のＥＧＲガス量の減少に伴い変化する気筒２内のＥＧＲ率に基づいて実圧縮比を調整することにより予混合燃焼モードを維持させるので、予混合気が過早着火して発生する燃焼騒音を抑制することができる。

なお、実圧縮比を低下させる手法は、図８に示すように、可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴという）１８を用いる。ＶＶＴ１８は、吸気弁７の開閉動作を行う吸気側カムシャフト１９と、吸気側カムシャフト１９に取り付けられた吸気側プーリ２０と、の相対的な回転位相を変更可能としており、ＥＣＵ１５からの指令に従って吸気側カムシャフト１９と吸気側プーリ２０との相対的な回転位相を制御する。吸気側プーリ２０の回転駆
動は、内燃機関１のクランクシャフトの駆動力によって行われる。これにより、吸気側カムシャフト１９が回転駆動されて、吸気弁７の開閉動作が行われる。そして、このＶＶＴ１８を用い、吸気弁７の閉弁時期を遅角することによって、ピストン３が吸気に対してする仕事を遅らせることで、実圧縮比を低下させる。

ここで、本実施例の内燃機関１の運転停止制御を行う制御ルーチンについて、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本ルーチンは、ＥＣＵ１５に予め記憶されており、周期的に実行されるルーチンである。

Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３、及びＳ１０６は図４のルーチンと同様である。Ｓ１０３において、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁速度に基づいてＥＧＲ率を算出すると、Ｓ３０１へ移行する。

ＥＣＵ１５は、Ｓ３０１において、Ｓ１０３で算出したＥＧＲ率に応じて、言い換えると、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁開始から閉弁完了までの期間の間に低下していくＥＧＲ率に応じて、燃料噴射終了までの実圧縮比を低下させるような遅角量となる吸気弁７の閉弁時期を決定する。具体的には、各時期のＥＧＲ率において過早着火を抑制し得る実圧縮比に低下させるべく、ＥＧＲ率と、予混合燃焼モードにおける過早着火を抑制し得る実圧縮比を実現する吸気弁７の閉弁時期と、の相関を示す予め実験等から求めたマップに、各時期のＥＧＲ率を代入することで、吸気弁７の閉弁時期を決定する。そして、Ｓ３０２へ移行する。

次に、ＥＣＵ１５は、Ｓ３０２において、実際に吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁を実行すると共に、それらの閉弁開始後、ＶＶＴ１８を用いＳ３０１で決定した吸気弁７の閉弁時期に変更して実圧縮比を低下させ、かつ、予混合燃焼モードでの燃料噴射時期を維持したまま燃料噴射弁６からの燃料噴射を燃料噴射終了まで行い、内燃機関の運転を停止し、本ルーチンの処理を一旦終了する。

すなわち、Ｓ３０２では、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁開始後、吸気弁７の閉弁時期を変更して実圧縮比を低下させ、燃料噴射終了まで圧力上昇率を一定に維持する。これにより、過早着火を抑制する。

ここで、Ｓ１０３、Ｓ３０１及びＳ３０２を実行するＥＣＵ１５が本発明の運転停止時制御手段に相当し、Ｓ３０２を実行するＥＣＵ１５が本発明の継続手段にも相当する。

以上説明したルーチンによれば、予混合燃焼モードで内燃機関１を運転停止する場合に、吸気絞り弁１１及びＥＧＲ弁１４の閉弁速度に基づいてＥＧＲ率を算出し、算出したＥＧＲ率に応じて燃料噴射終了までに低下させる実圧縮比を実現する吸気弁７の閉弁時期を決定し、低下するＥＧＲ率に応じて吸気弁７の閉弁時期を遅角して実圧縮比を低下し、予混合燃焼モードを運転停止まで維持させる。

本発明に係る圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。

実施例１に係る内燃機関とその吸排気系を示す図である。 実施例１に係る内燃機関の運転状態と燃焼モードとの関係を示す図である。 実施例１に係る予混合燃焼モードで運転停止する場合を示す図である。 実施例１に係る内燃機関の運転停止制御のルーチンを示すフローチャートである。 実施例２に係る予混合燃焼モードで運転停止する場合を示す図である。 実施例２に係る内燃機関の運転停止制御のルーチンを示すフローチャートである。 実施例３に係る予混合燃焼モードで運転停止する場合を示す図である。 実施例３に係る内燃機関とその吸排気系を示す図である。 実施例３に係る内燃機関の運転停止制御のルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒
３ ピストン
４ 吸気ポート
５ 排気ポート
６ 燃料噴射弁
７ 吸気弁
８ 排気弁
９ 吸気通路
１０ 排気通路
１１ 吸気絞り弁
１２ ＥＧＲ装置
１３ ＥＧＲ通路
１４ ＥＧＲ弁
１５ ＥＣＵ
１６ アクセル開度センサ
１７ クランクポジションセンサ
１８ ＶＶＴ
１９ 吸気側カムシャフト
２０ 吸気側プーリ

Claims (5)

1. 所定量以上のＥＧＲガスを気筒内へ導入することにより予混合燃焼運転を行う圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置において、
   前記内燃機関の運転停止要求があったときに、ＥＧＲ弁を閉弁させるとともに気筒内のＥＧＲ率が所定値以下となるまで燃料噴射を継続させる継続手段と、
   前記ＥＧＲ弁の閉弁開始から燃料噴射終了までの期間について、気筒内のＥＧＲ率に基づいて前記内燃機関の運転パラメータを調整する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置。
2. 前記運転パラメータは、燃料噴射時期であり、
   前記制御手段は、気筒内のＥＧＲ率が低くなるほど燃料噴射時期を遅角させることを特徴とする請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置。
3. 前記運転パラメータは前記ＥＧＲ弁の開度であり、
   前記制御手段は、気筒内のＥＧＲ率が過早着火を抑制し得る最低値まで低下した後は、ＥＧＲ率が前記最低値に維持されるよう前記ＥＧＲ弁の開度を制御することを特徴とする請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置。
4. 前記運転パラメータは気筒内の実圧縮比であり、
   前記制御手段は、気筒内のＥＧＲ率が低くなるほど実圧縮比を低下させることを特徴とする請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置。
5. 前記内燃機関の吸気通路に吸気絞り弁が配置され、
   前記継続手段は、前記内燃機関の運転停止要求が発生した時にＥＧＲ弁とともに吸気絞り弁も閉弁させ、
   前記制御手段は、前記ＥＧＲ弁及び前記吸気絞り弁の閉弁速度に基づいて気筒内のＥＧＲ率を推定し、推定されたＥＧＲ率に基づいて運転パラメータを調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮着火式内燃機関の運転停止制御装置。

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