JP2012172665A - 火花点火式ガソリンエンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御器(PCM10)は、低負荷域では圧縮着火モードとし、高負荷域では、燃料圧力を高めると共に、圧縮行程後期から膨張行程初期にかけてのリタード期間内で燃料噴射を行う火花点火モードとする。火花点火モードでは、外部EGR制御を実行する。制御器はさらに、火花点火モードにおける所定負荷以下の領域では、EGR率を所定負荷よりも高い領域でのEGR率よりも高く設定すると共に、吸気充填量を圧縮着火モード時よりも低下させる充填量制御を実行する。
【選択図】図14
Description
前記エンジン本体の運転状態が所定の低負荷域にあるときには、圧縮着火燃焼を実行する圧縮着火モードとし、
前記圧縮着火モードよりも負荷の高い高負荷域では、前記圧縮着火モードにおける少なくとも低負荷側の燃料圧力よりも高くなるように、前記燃圧可変機構を制御すると共に、圧縮行程後期から膨張行程初期にかけてのリタード期間内で行う燃料噴射を少なくとも含むように、前記燃料噴射弁を駆動しかつ、前記リタード期間内における前記燃料の噴射後に点火するように、前記点火プラグを駆動する火花点火モードとする。
CI判定変数Y
=i(アクセル開度)+j(1/回転数)+k(充填量)+l(エンジン水温)+m(吸気温度)
このCI判定変数Yは、混合気が、圧縮上死点付近において圧縮着火するか否かの指標となる変数である。言い換えると、CI判定変数Yは、エンジン1を、CIモードで運転すべきか、SIモードで運転すべきかを判定する変数である。例えば図16の(a)に示すように、CI判定変数Yが第1しきい値よりも小さいときには、CIモードで運転しようとしたときに失火してしまう可能性が高いため、SIモードにすべきと判定することが可能であり、逆にCI判定変数Yが第2しきい値以上のときには、CIモードで運転しようとしたときに過早着火してしまう可能性が高いため、SIモードにすべきと判定することが可能である。これに対し、CI判定変数Yが、第1しきい値以上、第2しきい値未満のときには、圧縮上死点付近の適切なタイミングで、混合気が圧縮着火するため、CIモードにすべきと判定することが可能になる。
ノック変数X
=a(1/エンジン回転数)+b(吸気圧力)+c(吸気温度)+d(総括噴射量)
エンジン回転数、吸気圧力、吸気温度、及び、総括噴射量はそれぞれ、ノッキング及び過早着火の発生に関連するパラメータであり、ノック変数Xは異常燃焼の発生のしやすさの指標である。つまり、ノック変数Xが大きいほど異常燃焼が発生しやすく、逆に、ノック変数Xが小さいほど異常燃焼が発生しにくい。例えばエンジン1の回転数が高くなればなるほど、エンジン回転数の逆数に係るノック変数Xは小さくなる。また、総括噴射量が大になればなるほど、言い換えると、エンジン負荷が高くなればなるほど、ノック変数Xは大きくなる。
高圧リタード噴射量=総括噴射量×リタード噴射割合R
ステップSA19では、図16(g)に例示するような、予め設定されかつ、PCM10に記憶されている点火マップから点火タイミングを読み込む。この点火マップは、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいて点火タイミング(IG)を設定するためのマップであり、エンジン回転数が低くかつアクセル開度が大きいほど、言い換えるとマップの左上にいけばいくほど、点火タイミングは遅角側に設定され、エンジン回転数が高くかつアクセル開度が小さいほど、言い換えるとマップの右下にいけばいくほど、点火タイミングは進角側に設定される(IG1<IG2<IG3)。尚、ここで設定される点火タイミングは、前述した燃料噴射タイミングよりも後のタイミングに設定される。
10 PCM(制御器)
18 気筒
25 点火プラグ
30 吸気通路
36 スロットル弁
50 EGR通路
62 高圧燃料供給システム(燃圧可変機構)
67 直噴インジェクタ(燃料噴射弁)
Claims (6)
- 幾何学的圧縮比が14以上に設定された気筒を有しかつ、少なくともガソリンを含有する燃料が供給されるように構成されたエンジン本体と、
前記気筒内に前記燃料を噴射するように構成された燃料噴射弁と、
前記気筒内に臨んで配設されかつ、当該気筒内の混合気に点火をするように構成された点火プラグと、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料の圧力を変更するように構成された燃圧可変機構と、
少なくとも前記燃料噴射弁、前記点火プラグ及び前記燃圧可変機構を制御することによって、前記エンジン本体を運転するように構成された制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記エンジン本体の運転状態が所定の低負荷域にあるときには、圧縮着火燃焼を実行する圧縮着火モードとし、
前記圧縮着火モードよりも負荷の高い高負荷域では、前記圧縮着火モードにおける少なくとも低負荷側の燃料圧力よりも高くなるように、前記燃圧可変機構を制御すると共に、圧縮行程後期から膨張行程初期にかけてのリタード期間内で行う燃料噴射を少なくとも含むように、前記燃料噴射弁を駆動しかつ、前記リタード期間内における前記燃料の噴射後に点火するように、前記点火プラグを駆動する火花点火モードとし、
前記制御器はまた、前記火花点火モードにおける所定負荷よりも負荷の高い領域においては、既燃ガスの一部をEGR通路を通じて吸気に還流させる外部EGR制御を実行すると共に、前記エンジン本体の負荷が低いときにはEGR率が相対的に高くなるようにし、
前記制御器はさらに、前記火花点火モードにおける前記所定負荷以下の領域においては、前記EGR率を前記所定負荷よりも高い領域でのEGR率よりも高く設定して外部EGR制御を実行すると共に、吸気充填量を前記圧縮着火モード時よりも低下させる充填量制御を実行する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御器は、前記火花点火モードにおいては、前記エンジン本体を空燃比λ=1で運転する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1又は2に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記燃圧可変機構は、前記火花点火モードにおいては、前記燃料圧力を40MPa以上に設定する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御器は、前記火花点火モードにおける所定負荷以下の領域においては、前記EGR率を30%以上に設定する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御器は、前記火花点火モードにおいては、複数回の燃料噴射を実行するように前記燃料噴射弁を駆動すると共に、前記複数回の燃料噴射の内の最後の燃料噴射のタイミングを前記リタード期間内に設定する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御器は、前記火花点火モードにおける所定負荷以下の領域においては、吸気通路上に介設されたスロットル弁の絞り制御を行うことによって、前記EGR率の調整を行う火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。
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