JP2011021483A - Combustion control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の燃焼制御装置に関するものである。 The present invention relates to a combustion control device for an internal combustion engine.
圧縮自己着火燃焼を行わせるガソリンエンジンにおいて、吸気弁の開時期と排気弁の閉時期とをマイナスオーバーラップに設定し、当該マイナスオーバーラップ期間中に燃料噴射を行うものが知られている(特許文献1)。 A gasoline engine that performs compression self-ignition combustion is known in which the opening timing of the intake valve and the closing timing of the exhaust valve are set to minus overlap, and fuel is injected during the minus overlap period (patent) Reference 1).
しかしながら、上述した従来のエンジンでは、圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼とを切り換える際に、排気弁の閉時期が移行しない、あるいは移行が遅れると失火するおそれがあった。例えば、圧縮自己着火燃焼から火花点火燃焼へ切り換える際に、排気弁の閉時期をリタードしないと、内部EGRが増加して新空気が減少するのでリッチ失火し火花点火燃焼しないという問題がある。 However, in the above-described conventional engine, when switching between compression self-ignition combustion and spark ignition combustion, there is a risk of misfire if the closing timing of the exhaust valve does not shift or the shift is delayed. For example, when switching from compression self-ignition combustion to spark ignition combustion, if the closing timing of the exhaust valve is not retarded, the internal EGR increases and new air decreases, so that there is a problem that rich misfire occurs and spark ignition combustion does not occur.
本発明が解決しようとする課題は、圧縮自己着火燃焼から火花点火燃焼への切り換え時、あるいは火花点火燃焼から圧縮自己着火燃焼への切り換え時の失火を抑制する内燃機関の燃焼制御装置を提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide a combustion control device for an internal combustion engine that suppresses misfire when switching from compression self-ignition combustion to spark ignition combustion or when switching from spark ignition combustion to compression self-ignition combustion. That is.
本発明は、圧縮自己着火燃焼から火花点火燃焼へ切り換える場合、もしくは火花点火燃焼から圧縮自己着火燃焼へ切り換える場合に、排気バルブの閉時期の移行が完了するまでは、圧縮自己着火燃焼における排気バルブの閉時期から上死点までの間で燃料を噴射することによって上記課題を解決する。 The present invention relates to an exhaust valve in compression self-ignition combustion until the transition of the closing timing of the exhaust valve is completed when switching from compression self-ignition combustion to spark ignition combustion or when switching from spark ignition combustion to compression self-ignition combustion. The above-mentioned problem is solved by injecting fuel between the closing time and top dead center.
本発明によれば、排気バルブの閉時期の移行が完了するまでは、圧縮自己着火燃焼における排気バルブの閉時期から上死点までの間で燃料を噴射するので、例えば、圧縮自己着火燃焼から火花点火燃焼へ切り換える際に、排気バルブの閉時期が遅れて内部EGRが増加しても圧縮自己着火燃焼が継続される。これにより、圧縮自己着火燃焼から火花点火燃焼への切り換え時の失火を抑制することができる。 According to the present invention, the fuel is injected from the closing timing of the exhaust valve to the top dead center in the compression self-ignition combustion until the transition of the closing timing of the exhaust valve is completed. When switching to spark ignition combustion, compression self-ignition combustion continues even if the exhaust valve closing timing is delayed and the internal EGR increases. Thereby, misfire at the time of switching from compression self-ignition combustion to spark ignition combustion can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施の形態を適用した火花点火燃焼と圧縮自己着火燃焼とを切換可能なガソリンエンジンEGを示すブロック図であり、エンジンEGの吸気通路111には、エアーフィルタ112、吸入空気流量を検出するエアフローメータ113、吸入空気流量を制御するスロットルバルブ114およびコレクタ115が設けられている。
FIG. 1 is a block diagram showing a gasoline engine EG capable of switching between spark ignition combustion and compression self-ignition combustion to which an embodiment of the present invention is applied. An
スロットルバルブ114には、当該スロットルバルブ114の開度を調整するDCモータ等のアクチュエータ116が設けられている。このスロットルバルブアクチュエータ116は、運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルクを達成するように、エンジンコントロールユニット11(本発明の制御手段に相当する)からの駆動信号に基づき、スロットルバルブ114の開度を電子制御する。また、スロットルバルブ114の開度を検出するスロットルセンサ116aが設けられて、その検出信号をエンジンコントロールユニット1へ出力する。なお、スロットルセンサ116aはアイドルスイッチとしても機能させることができる。
The
燃料噴射バルブ118は、燃焼室123に臨ませて設けられている。燃料噴射バルブ118は、エンジンコントロールユニット11において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、図外の燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料を筒内に直接噴射する。本例では、圧縮自己着火燃焼モードの場合は排気行程及び吸気行程のそれぞれにおいて燃料を噴射し、火花点火燃焼モードの場合は吸気行程において燃料を噴射するが、その詳細は後述する。
The
シリンダ119と、当該シリンダ内を往復移動するピストン120の冠面と、吸気バルブ121及び排気バルブ122が設けられたシリンダヘッドとで囲まれる空間が燃焼室123を構成する。点火プラグ124は、各気筒の燃焼室123に臨ませて設けられ、エンジンコントロールユニット11からの点火信号に基づいて、火花点火燃焼モードにおいて吸入混合気に対して点火を行う。なお、圧縮自己着火燃焼モードの場合は非作動となるが、この点については後述する。
A space surrounded by the
燃焼室123には、筒内圧力を検出する圧力センサ117が設けられ、検出した筒内圧力の信号をエンジンコントロールユニット11へ出力する。エンジンコントロールユニット11は検出された筒内圧力に応じて圧縮自己着火燃焼から火花点火燃焼への切り換え時及び火花点火燃焼から圧縮自己着火燃焼への切り換え時の各種制御を実行する。この詳細は後述する。
The
一方、排気通路125には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出することにより排気、ひいては吸入混合気の空燃比を検出する空燃比センサ126が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット11へ出力される。この空燃比センサ126は、リッチ・リーン出力する酸素センサであっても良いし、空燃比をリニアに広域に亘って検出する広域空燃比センサであってもよい。
On the other hand, the
また、排気通路125には、排気を浄化するための排気浄化触媒127が設けられている。この排気浄化触媒127としては、ストイキ(理論空燃比,λ=1、空気重量/燃料重量=14.7)近傍において排気中の一酸化炭素COと炭化水素HCを酸化するとともに、窒素酸化物NOxの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素COと炭化水素HCの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。
The
排気通路125の排気浄化触媒127の下流側には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出し、リッチ・リーン出力する酸素センサ128が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット11へ出力される。ここでは、酸素センサ128の検出値により、空燃比センサ126の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を補正することで、空燃比センサ126の劣化等に伴う制御誤差を抑制する等のために(いわゆるダブル空燃比センサシステム採用のために)、下流側酸素センサ128を設けて構成したが、空燃比センサ126の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を行なわせるだけで良い場合には、酸素センサ128を省略することができる。
On the downstream side of the
なお、図1において129はマフラである。
In FIG. 1,
エンジンEGのクランク軸130にはクランク角センサ131が設けられ、エンジンコントロールユニット11は、クランク角センサ131から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、機関回転速度Neを検出することができる。
The
エンジンEGの冷却ジャケット132には、水温センサ133が当該冷却ジャケットに臨んで設けられ、冷却ジャケット131内の冷却水温度Twを検出し、これをエンジンコントロールユニット11へ出力する。
The
本例のエンジンEGの吸気バルブ121及び排気バルブ122のそれぞれには可変動弁機構60が設けられ、エンジンコントロールユニット11からの指令信号により吸気バルブ121及び排気バルブ122の開閉時期が独立して可変とされている。
Each of the
本例の排気バルブ122に設けられる可変動弁機構60は、排気バルブ122の閉時期EVCが段階的に変化する、いわゆるステップ切換動弁機構であり、図2Aは、排気バルブ122に設けられる可変動弁機構60の一例を示す斜視図、図2Bは圧縮自己着火燃焼モード時の可変動弁機構60の切り換え状態を示す断面図、図2Cは火花点火燃焼モード時の可変動弁機構60の切り換え状態を示す断面図である。
The
以下においては、排気バルブ122に設けられた可変動弁機構60のみを説明するが吸気バルブ121に設けられた可変動弁機構60も同じステップ切換式可変動弁機構60を設けることもできるし、これに代えて吸気バルブ121の開閉時期を連続的に変化させる可変動弁機構を設けることもできる。
Only the
本例の可変動弁機構60は、シリンダヘッドに図示しないバルブガイドを介して摺動自在に設けられた排気バルブ122に対し、カムシャフト601にバルブリフト及びバルブタイミングの異なる2種類の第1カム602と第2カム603を設け、その間にシリンダヘッドの排気バルブ122の配列方向に延在するロッカーシャフト604が設けられている。カムシャフト601の中央に第1カム602が設けられ、その両側に第2カム603が設けられている。
The
また、ロッカーシャフト604にはロッカーアーム605が揺動自在に設けられ、このロッカーアーム605に、第1フォロア606と第2フォロア607とがカムシャフト601の第1カム602と第2カム603とのそれぞれに対応するように設けられている。
A
ロッカーシャフト604には、ロッカーアーム605に対し結合又は非結合となるサブロッカーアーム608が揺動自在に設けられている。また、図2Aに示す油圧供給系609により、図2Bに示す位置と図2Cに示す位置とに作動するレバー610が設けられ、油圧供給系609により油圧が作用しない場合は図2Bに示すようにレバー610がリターンスプリング611によって後退し、サブロッカーアーム608とロッカーアーム605とが非結合となる一方で、油圧供給系609により油圧が作用した場合には油圧プランジャ612を介して図2Cに示すようにレバーが前進し、サブロッカーアーム608とロッカーアーム605とが結合することになる。
The
すなわち、本例の可変動弁機構60によれば、図2Bに示すように、油圧供給系609による油圧が解除されることによりレバー610が後退してロッカーアーム605とサブロッカーアーム608とが非結合状態になると、第1フォロア606に当接する第1カム602の動きはロストモーション機構613に吸収され、ロッカーアーム605には第2カム603のみが作用する。これにより、第2カム603のプロファイルに応じた圧縮自己着火燃焼モードのバルブリフト及びバルブタイミングで排気バルブ122が動作する。
That is, according to the
これに対し、図2Cに示すように、油圧供給系609による油圧が作用することによりレバー610が前進してロッカーアーム605とサブロッカーアーム608とが結合状態になると、ロッカーアーム605には第1フォロア606を介して第1カム602が作用する。これにより、第1カム602のプロファイルに応じた火花点火燃焼モードのバルブリフト及びバルブタイミングで排気バルブ122が動作する。
On the other hand, as shown in FIG. 2C, when the
図3A及び図3Bは、それぞれ圧縮自己着火燃焼モード及び火花点火燃焼モードのバルブタイミングを示すダイヤグラムである。 3A and 3B are diagrams showing valve timings in the compression self-ignition combustion mode and the spark ignition combustion mode, respectively.
図3Aに示す圧縮自己着火燃焼モードでは、スロットルバルブ114の開度は全開とし、アクセル開度に応じて燃料噴射バルブ118からの燃料噴射量を制御する。
In the compression self-ignition combustion mode shown in FIG. 3A, the opening degree of the
また、混合ガスの温度を所定温度まで昇温させるために、排気行程における排気バルブ122の閉時期EVCを進角させて燃焼ガス(以下、内部EGRガス)を残留させ、これにより吸気通路111から吸入した新空気を昇温させる。内部EGRガス量を制御することで混合ガスの温度を所定温度まで昇温させることができる。
Further, in order to raise the temperature of the mixed gas to a predetermined temperature, the closing timing EVC of the
なお、同図に示すように、この排気行程に続く吸気行程において残留した内部EGRガスが吸気通路111へ逆流するのを抑制するために、吸気バルブ121の開時期IVOは、上死点TDCに対して排気バルブ122の閉時期EVCと対称時期に設定されている。また、排気バルブ122の開時期EVOは下死点BDCより進角させ、吸気バルブ121の閉時期IVCは下死点BDCより遅角させている。
As shown in the figure, in order to prevent the internal EGR gas remaining in the intake stroke following the exhaust stroke from flowing back to the
これに対し、図3Bに示す火花点火燃焼モードでは、アクセル開度に応じてスロットルバルブ114の開度と燃料噴射バルブ118からの燃料噴射量とを制御し、所定のタイミングで点火プラグ124を作動させることで、燃焼室123内の圧縮混合気を燃焼させる。
On the other hand, in the spark ignition combustion mode shown in FIG. 3B, the opening degree of the
なお、排気バルブ122の開時期EVOは下死点BDCより進角側に設定されるが、吸気バルブ121の閉時期IVCはそれよりさらに進角側に設定される。
The opening timing EVO of the
火花点火燃焼は要求出力に対応できるというメリットがあり圧縮自己着火燃焼は燃費がよいというメリットがあるため、運転条件に応じて両燃焼を切り換えるとよい。たとえばアイドル以上の低回転〜中回転であって低負荷〜中負荷の運転状態では圧縮自己着火燃焼モードで運転し、それ以外は火花点火燃焼モードで運転するように設定することができる。 Since spark ignition combustion has the merit that it can respond to the required output, and compression self-ignition combustion has the merit that fuel consumption is good, it is good to switch both combustions according to driving conditions. For example, it can be set to operate in the compression self-ignition combustion mode in the low-to-medium-rotation operating state of idle or higher and in the low-load to medium-load operation state, and to operate in the spark ignition combustion mode in other cases.
さて、本例のエンジンEGでは、圧縮自己着火燃焼と火花点火燃焼といった2つの燃焼モードに応じて排気バルブ122の可変動弁機構60をステップ切り換えするが、こうした可変動弁機構60を用いると切り換え時において以下のような問題がある。
In the engine EG of this example, the
すなわち、火花点火燃焼モードから圧縮自己着火燃焼モードへ切り換える場合は、排気バルブ122の可変動弁機構60を図2Cに示す状態から図2Bに示す状態に切り換えるが、油圧供給系609の油圧を解除してリターンスプリング611の弾性力によりレバー610を後退させようとしてもサブロッカーアーム608にレバー610が引っ掛かり、抜けないおそれがある。
That is, when switching from the spark ignition combustion mode to the compression self-ignition combustion mode, the
また、圧縮自己着火燃焼モードから火花点火燃焼モードへ切り換える場合は、排気バルブ122の可変動弁機構60を図2Bに示す状態から図2Cに示す状態に切り換えるが、油圧供給系609の油圧を印加してレバー610を前進させようとしてもサブロッカーアーム608によってレバー610が弾かれ、係合しないおそれがある。
When switching from the compression self-ignition combustion mode to the spark ignition combustion mode, the
さらにこうした切り換え時のレバー610の動作不良以外にも、リターンスプリング611の弾性力不足や油圧供給系609の油圧不足により可変動弁機構60の切り換え動作の応答性が悪い場合も考えられる。
In addition to the malfunction of the
このため、本例ではこうした可変動弁機構60の切り換え時の応答性に鑑みて、以下の制御を実行する。
For this reason, in this example, the following control is executed in view of the response at the time of switching of the
図4は圧縮自己着火燃焼から火花点火燃焼への切換時の制御を示すグラフ、図5はその制御手順を示すフローチャートである。 FIG. 4 is a graph showing control at the time of switching from compression self-ignition combustion to spark ignition combustion, and FIG. 5 is a flowchart showing the control procedure.
図4の上半分は、可変動弁機構60のレバー610が正常に作動して排気バルブ122の切り換えが正常に行われた場合の行程別の、排気弁・吸気弁の開弁期間、圧力センサ117により検出される筒内圧力、燃料噴射タイミング、燃焼タイミングおよび点火タイミングを示すグラフ、同図の下半分は、可変動弁機構60のレバー610が正常に動作せず排気バルブ122の切り換えが遅れた場合の行程別の、排気弁・吸気弁の開弁期間、圧力センサ117により検出される筒内圧力、燃料噴射タイミング、燃焼タイミングおよび点火タイミングを示すグラフである。また、圧縮自己着火燃焼モードから火花点火燃焼モードへの切換信号の入力は同図の時間Tで行われるものとする。
The upper half of FIG. 4 shows the exhaust valve / intake valve opening period and pressure sensor according to the stroke when the
まず同図の左半分に示すように、モードの切換信号が入力されて可変動弁機構60の切換動作の遷移過程における燃焼サイクルでは、圧縮自己着火燃焼モードが継続され、排気行程の排気バルブ122の閉時期以降にて第1回目の燃料噴射が行われ、続く吸気行程にて第2回目の燃料噴射が行われる。そして、圧縮行程を経た上死点近傍にて圧縮自己着火燃焼が行われ膨張行程へ移行する。
First, as shown in the left half of the figure, in the combustion cycle in the transition process of the switching operation of the
この遷移過程の燃焼サイクルにおいて、可変動弁機構60のレバー610が正常に作動した場合であっても、続く燃焼サイクルでは、圧縮自己着火燃焼における排気行程の排気バルブ122の閉時期EVCから上死点TDCまでの間で第1回目の燃料噴射を継続する(図5のステップS1)。
Even if the
そして、ステップS2にて圧力センサ117により筒内圧力を検出し、当該検出した筒内圧力が所定値P0より低い場合は、排気バルブ122の閉時期EVCが図3Aに示す状態から遅角して図3Bに示す状態に作動したものと判定し、ステップS3へ進み、続く吸気行程において第2回目の燃料噴射を行う。
Then, detecting the in-cylinder pressure by the
この第2回目の燃料噴射量は、排気バルブ122の閉時期EVCの遅角程度、すなわち圧力センサ117により検出される筒内圧力に応じて調整する。すなわち、排気バルブ122の閉時期EVCが図3Bに示す火花点火燃焼モードのバルブタイミングに近いほど火花点火燃焼モードの燃料噴射量に近似するように増加させる。
The amount of fuel injection for the second time is adjusted according to the retard angle of the closing timing EVC of the
そして、図4の右上に示すように圧縮行程後の上死点近傍にて点火プラグ124を作動させる。これにより火花点火燃焼モードへの移行が完了するので、次の燃焼サイクルでは排気工程における燃料噴射を終了し、吸気行程においてのみ燃料噴射を行って圧縮行程後の上死点近傍にて点火プラグ124を作動させ、火花点火燃焼を行う。図示は省略するが、この後に吸気バルブ121の可変動弁機構60を作動させ、図3Bに示すバルブタイミングへ移行する。
Then, as shown in the upper right of FIG. 4, the
なお、可変動弁機構60の動作が正常である場合は、排気バルブ122の閉時期EVCが遅角するので、排気行程における第1回目の燃料噴射による燃料が未燃燃料として排気されるが(図4のX部)、図8に示すように排気バルブ122の閉時期EVCを上死点以降に遅角させるほど排気の吸い戻し効果により未燃ガスの排出量が減少し、また第1回目の燃料噴射時期を遅角させるほど未燃ガスの排出量が減少する。したがって、排気バルブ122の閉時期EVC及び第1回目の燃料噴射時期を遅角させることが望ましい。
Note that, when the operation of the
図5のステップS2に戻り、図4の下に示すように切換の遷移過程において、可変動弁機構60のレバー610が正常に作動しなかった場合も、続く燃焼サイクルでは、圧縮自己着火燃焼における排気行程の排気バルブ122の閉時期EVCから上死点TDCまでの間で第1回目の燃料噴射を継続する(図5のステップS1)。
Returning to step S2 of FIG. 5, even when the
この場合は、排気バルブ122の閉時期EVCが以前のままであるため、圧力センサ117により検出される筒内圧力が圧縮自己着火燃焼モードと同じように所定値P0より高くなる。したがって、図5のステップS2からステップS4へ進み、続く吸気行程における第2回目の燃料噴射を行う。
In this case, since closing timing EVC of
この吸気行程での第2回目の燃料噴射量は、排気バルブ122の閉時期EVCの遅角程度、すなわち圧力センサ117により検出される筒内圧力に応じて調整する。すなわち、排気バルブ122の閉時期EVCが図3Aに示す圧縮自己着火燃焼モードのバルブタイミングに近いほど圧縮自己着火燃焼モードの燃料噴射量に近似するように減少させる。
The second fuel injection amount in the intake stroke is adjusted according to the retard angle of the closing timing EVC of the
これにより、図4の右下に示すように圧縮自己着火燃焼モードが継続され、圧縮行程後の上死点近傍にて圧縮自己着火燃焼が行われ、ステップS2において筒内圧力が所定値P0以下になるまでステップS4の処理を継続する。 As a result, the compression self-ignition combustion mode is continued as shown in the lower right of FIG. 4, compression self-ignition combustion is performed near the top dead center after the compression stroke, and the in-cylinder pressure is set to a predetermined value P 0 in step S2. The process of step S4 is continued until the following is reached.
図6は火花点火燃焼から圧縮自己着火燃焼への切換時の制御を示すグラフ、図7はその制御手順を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a graph showing control at the time of switching from spark ignition combustion to compression self-ignition combustion, and FIG. 7 is a flowchart showing the control procedure.
図6の上半分は、可変動弁機構60のレバー610が正常に作動して排気バルブ122の切り換えが正常に行われた場合の行程別の、排気弁・吸気弁の開弁期間、圧力センサ117により検出される筒内圧力、燃料噴射タイミング、燃焼タイミングおよび点火タイミングを示すグラフ、同図の下半分は、可変動弁機構60のレバー610が正常に動作せず排気バルブ122の切り換えが遅れた場合の行程別の、排気弁・吸気弁の開弁期間、圧力センサ117により検出される筒内圧力、燃料噴射タイミング、燃焼タイミングおよび点火タイミングを示すグラフである。また、火花点火燃焼モードから圧縮自己着火燃焼モードへの切換信号の入力は同図の時間Tで行われるものとする。
The upper half of FIG. 6 shows the exhaust valve / intake valve opening period and pressure sensor according to the stroke when the
まずモードの切換信号が入力されると、図7のステップS11にて吸気バルブ121の可変動弁機構60を作動して吸気弁121を図3Bに示すタイミングから図3Aに示すタイミングに移行させる。次いで、ステップS12にて、排気バルブ122の可変動弁機構60を作動して排気バルブ122を図3Bに示すタイミングから図3Aに示すタイミングに移行させる。
First, when a mode switching signal is input, the
このとき、図6の左半分に示すように、モードの切換信号が入力されて排気バルブ122の可変動弁機構60の切換動作の遷移過程における燃焼サイクルでは、火花点火燃焼モードが継続され、吸気行程にて燃料噴射が行われ、圧縮行程を経た上死点近傍にて点火プラグ124が作動して火花点火燃焼が行われ膨張行程へ移行する。次の燃焼サイクルでは、圧縮自己着火燃焼に応じた排気行程における第1回目の燃料噴射を行う(ステップS12)。
At this time, as shown in the left half of FIG. 6, the spark ignition combustion mode is continued in the combustion cycle in the transition process of the switching operation of the
そしてステップS13にて、圧力センサ117により筒内圧力を検出し、当該検出した筒内圧力が所定値P0より高い場合は、排気バルブ122の閉時期EVCが図3Bに示す状態から進角して図3Aに示す状態に作動したものと判定し、ステップS14へ進み、続く吸気行程において第2回目の燃料噴射を行う。
Then, in step S13, detects the in-cylinder pressure by the
この第2回目の燃料噴射量は、排気バルブ122の閉時期EVCの進角程度、すなわち圧力センサ117により検出される筒内圧力に応じて調整する。すなわち、排気バルブ122の閉時期EVCが図3Aに示す圧縮自己着火燃焼モードのバルブタイミングに近いほど圧縮自己着火燃焼モードの燃料噴射量に近似するように減少させる。
This second fuel injection amount is adjusted according to the advance angle of the closing timing EVC of the
そして、図6の右上に示すように圧縮行程後の上死点近傍にて点火プラグ124を作動させる。これにより圧縮自己着火燃焼モードへの移行が完了するので、次の燃焼サイクルでは点火プラグ124の作動を終了し、圧縮自己着火燃焼を行う。
Then, as shown in the upper right of FIG. 6, the
図7のステップS13に戻り、図6の下に示すように切換の遷移過程において、可変動弁機構60のレバー610が正常に作動しなかった場合も、続く燃焼サイクルでは、圧縮自己着火燃焼に応じた排気行程における第1回目の燃料噴射を行う(ステップS12)。
Returning to step S13 in FIG. 7, even if the
この場合は、排気バルブ122の閉時期EVCが以前のままであるため、圧力センサ117により検出される筒内圧力が火花点火燃焼モードと同じように所定値P0より低くなる。したがって、図7のステップS13からステップS15へ進み、続く吸気行程における第2回目の燃料噴射を行う。
In this case, since closing timing EVC of
この吸気行程での第2回目の燃料噴射量は、排気バルブ122の閉時期EVCの進角程度、すなわち圧力センサ117により検出される筒内圧力に応じて調整する。すなわち、排気バルブ122の閉時期EVCが図3Bに示す火花点火燃焼モードのバルブタイミングに近いほど火花点火燃焼モードの燃料噴射量に近似するように増加させる。
The second fuel injection amount in the intake stroke is adjusted according to the advance angle of the closing timing EVC of the
これにより、図6の右下に示すように火花点火燃焼モードが継続され、圧縮行程後の上死点近傍にて火花点火燃焼が行われ、ステップS13において筒内圧力が所定値P0以上になるまでステップS15の処理を継続する。 As a result, the spark ignition combustion mode is continued as shown in the lower right of FIG. 6, and spark ignition combustion is performed in the vicinity of the top dead center after the compression stroke. In step S13, the in-cylinder pressure becomes equal to or higher than the predetermined value P 0 . The process of step S15 is continued until it becomes.
以上のように、本例のエンジンEGによれば、圧縮自己着火燃焼から火花点火燃焼への切換時に、排気バルブ122の可変動弁機構60のレバー610の作動不良等により排気バルブ122の切換動作が行なわれなかった場合でも、排気バルブ122の切り換えが完了するまでは、圧縮自己着火燃焼における排気バルブ122の閉時期EVCから上死点TDCの間で燃料噴射を行うので、圧縮自己着火燃焼が継続され、これにより新気減による火花点火燃焼のリッチ失火を抑制することができる。
As described above, according to the engine EG of this example, when switching from compression self-ignition combustion to spark ignition combustion, the switching operation of the
逆に、火花点火燃焼から圧縮自己着火燃焼への切換時に、同様に排気バルブ122の可変動弁機構60のレバー610の作動不良等により排気バルブ122の切換動作が行なわれなかった場合でも、排気バルブ122の切り換えが完了するまでは、点火プラグ124による点火を継続するとともに吸気行程における燃料噴射を継続するので、火花点火燃焼が継続され、これにより燃料不足による圧縮自己着火燃焼のリーン失火を抑制することができる。
On the other hand, when switching from spark ignition combustion to compression self-ignition combustion, even if the switching operation of the
上記エンジンコントロールユニット11は本発明に係る制御手段に相当し、上記圧力センサ117は本発明に係る圧力検出手段及び閉時期検出手段に相当する。
The
EG…エンジン(内燃機関)
11…エンジンコントロールユニット(制御手段)
111…吸気通路
112…エアーフィルタ
113…エアフローメータ
114…スロットルバルブ
115…コレクタ
116…スロットルバルブアクチュエータ
116a…スロットルセンサ
117…圧力センサ
118…燃料噴射バルブ
119…シリンダ
120…ピストン
121…吸気バルブ
122…排気バルブ
123…燃焼室
124…点火プラグ
125…排気通路
126…空燃比センサ
127…排気浄化触媒
128…酸素センサ
129…マフラ
130…クランク軸
131…クランク角センサ
132…冷却ジャケット
133…水温センサ
60…可変動弁機構
EG ... Engine (internal combustion engine)
11 ... Engine control unit (control means)
111 ...
Claims (6)
前記圧縮自己着火燃焼から前記火花点火燃焼へ切り換える場合、もしくは前記火花点火燃焼から前記圧縮自己着火燃焼へ切り換える場合に、排気バルブの閉時期が所定時期に移行するまで、前記圧縮自己着火燃焼における前記排気バルブの閉時期から排気行程の上死点までの間で燃料を噴射する制御を実行する制御手段を備える内燃機関の燃焼制御装置。 In a combustion control device for an internal combustion engine capable of switching between spark ignition combustion and compression self-ignition combustion by internal EGR gas,
When switching from the compression self-ignition combustion to the spark ignition combustion, or when switching from the spark ignition combustion to the compression self-ignition combustion, until the closing timing of the exhaust valve shifts to a predetermined time, the compression self-ignition combustion A combustion control apparatus for an internal combustion engine, comprising control means for executing control for injecting fuel between a closing timing of an exhaust valve and a top dead center of an exhaust stroke.
筒内圧力を検出する圧力検出手段を備え、
前記制御手段は、前記筒内圧力に基づいて前記排気バルブの閉時期が前記所定時期に移行したか否かを判定する内燃機関の燃焼制御装置。 The combustion control device for an internal combustion engine according to claim 1,
A pressure detecting means for detecting the in-cylinder pressure;
The control means is a combustion control device for an internal combustion engine that determines whether or not the closing timing of the exhaust valve has shifted to the predetermined timing based on the in-cylinder pressure.
前記制御手段は、前記圧縮自己着火燃焼から前記火花点火燃焼へ切り換える場合、もしくは前記火花点火燃焼から前記圧縮自己着火燃焼へ切り換える場合に、前記排気バルブの閉時期が前記所定時期に移行するまで、少なくとも吸気行程又は圧縮行程においても燃料を噴射する制御を実行する内燃機関の燃焼制御装置。 The combustion control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The control means, when switching from the compression self-ignition combustion to the spark ignition combustion, or when switching from the spark ignition combustion to the compression self-ignition combustion, until the closing timing of the exhaust valve shifts to the predetermined time, A combustion control device for an internal combustion engine that executes control for injecting fuel at least in an intake stroke or a compression stroke.
前記排気バルブの閉時期を検出する閉時期検出手段を備え、
前記制御手段は、前記排気バルブの閉時期に応じて前記吸気行程又は圧縮行程における燃料の噴射量を設定する内燃機関の燃焼制御装置。 The combustion control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3,
A closing timing detecting means for detecting the closing timing of the exhaust valve;
The combustion control device for an internal combustion engine, wherein the control means sets an injection amount of fuel in the intake stroke or compression stroke according to the closing timing of the exhaust valve.
前記制御手段は、前記圧縮自己着火燃焼から前記火花点火燃焼へ切り換える場合、前記所定時期を前記排気行程の上死点以降の時期に設定する内燃機関の燃焼制御装置。 In the combustion control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4,
When the control means switches from the compression self-ignition combustion to the spark ignition combustion, the internal combustion engine combustion control apparatus sets the predetermined timing to a timing after the top dead center of the exhaust stroke.
前記制御手段は、前記火花点火燃焼から前記圧縮自己着火燃焼へ切り換える場合に、前記排気バルブの閉時期が前記所定時期に移行するまで、前記火花点火燃焼の点火と吸気行程における燃焼噴射を継続するとともに、前記吸気行程における燃料噴射量を増加させる制御を実行する内燃機関の燃焼制御装置。 In the combustion control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5,
When switching from the spark ignition combustion to the compression self-ignition combustion, the control means continues the ignition of the spark ignition combustion and the combustion injection in the intake stroke until the closing timing of the exhaust valve shifts to the predetermined timing. A combustion control device for an internal combustion engine that executes control for increasing the fuel injection amount in the intake stroke.
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