JP2020200772A - Engine control device - Google Patents

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Abstract

To provide an engine control device which enables an increase in combustion noise to be surely prevented.SOLUTION: An engine comprises: a supercharger 33 which is provided in an intake passage 30 and supercharges intake air; a bypass passage 38 that is provided in the intake passage 30 and bypasses the supercharger 33; and an EGR device 50 that returns an EGR gas, which is a part of exhaust gas, to a portion of the intake passage 30 on the upstream side of the supercharger 33. An engine control device carries out combustion slowing control for slowing down the combustion of an air-fuel mixture in a cylinder 2 if an EGR rate is less than a predetermined reference EGR rate when the supercharger 33 is started to be driven, and prohibits the carrying-out of the combustion slowing control if the EGR rate is equal to or higher than the reference EGR rate.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、エンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device.

特許文献1に開示されているように、車両等に設けられるエンジンでは、エンジントルクを高めるために吸気通路に過給機を設けることや、NOxの排出を抑制するために排気ガスの一部を吸気通路に還流させることが行われている。 As disclosed in Patent Document 1, in an engine installed in a vehicle or the like, a supercharger is provided in an intake passage to increase engine torque, and a part of exhaust gas is used to suppress NOx emissions. It is recirculated to the intake passage.

具体的には、特許文献1のエンジンには、その吸気通路に、エンジン本体1によって駆動される過給機であっていわゆるスーパーチャージャーが設けられるとともに、過給機をバイパスするバイパス通路が設けられており、過給機の駆動時には過給機を通って空気が気筒に導入される一方、過給機の停止時には過給機を迂回して空気が気筒に導入されるようになっている。この過給機では、排気通路に設けられたタービンによって過給機が回転駆動されるターボ過給機と異なり、エンジンの背圧を高めることなく過給を行うことができ、エンジントルクを効果的に高めることができる。 Specifically, the engine of Patent Document 1 is provided with a so-called supercharger, which is a supercharger driven by the engine body 1, and a bypass passage for bypassing the supercharger in the intake passage thereof. When the supercharger is driven, air is introduced into the cylinder through the supercharger, while when the supercharger is stopped, air is introduced into the cylinder by bypassing the supercharger. Unlike a turbocharger, in which the supercharger is driven to rotate by a turbine installed in the exhaust passage, this supercharger can supercharge without increasing the back pressure of the engine, and the engine torque is effective. Can be enhanced to.

また、特許文献1のエンジンには、排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、EGR通路を開閉する弁とを備えたEGR装置が設けられている。前記のEGR通路は、吸気通路のうち前記過給機よりも上流側の部分に接続されており、排気ガスの一部が過給機よりも上流側の部分に還流するようになっている。過給機の駆動時は過給機よりも下流側の部分の圧力は高くなる。これに対して、前記特許文献1のエンジンでは、前記のようにEGR通路が過給機よりも上流側の部分であって下流側の部分よりも圧力の低い部分に接続されている。そのため、排気通路内の圧力を吸気通路内の圧力よりも確実に高くして多くのEGRガスを吸気通路に還流させることができる。 Further, the engine of Patent Document 1 is provided with an EGR device including an EGR passage connecting an exhaust passage and an intake passage and a valve for opening and closing the EGR passage. The EGR passage is connected to a portion of the intake passage on the upstream side of the supercharger, so that a part of the exhaust gas returns to the portion on the upstream side of the supercharger. When the turbocharger is driven, the pressure on the downstream side of the turbocharger becomes higher. On the other hand, in the engine of Patent Document 1, as described above, the EGR passage is connected to a portion on the upstream side of the turbocharger and a portion having a lower pressure than the portion on the downstream side. Therefore, the pressure in the exhaust passage can be surely made higher than the pressure in the intake passage, and a large amount of EGR gas can be returned to the intake passage.

特開2019−39383号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-39383

吸気系の構成を特許文献1のようにした場合、過給機が停止するとEGRガスは主としてバイパス通路を通って気筒に導入されることになり、過給機が配設された通路内のEGRガスの割合は低くなる。そのため、過給機の駆動が開始して過給機が配設された通路内のガスが気筒に導入されるようになると、一時的に気筒内に十分にEGRガスが導入されず、混合気の燃焼の進行度が過度に速くなるおそれがある。混合気の燃焼の進行度が過度に速くなると、所望のタイミングよりも混合気が燃焼を開始したり、混合気が急激に燃焼して燃焼騒音が増大する。 When the structure of the intake system is as shown in Patent Document 1, when the supercharger is stopped, the EGR gas is mainly introduced into the cylinder through the bypass passage, and the EGR in the passage in which the supercharger is arranged is provided. The proportion of gas is low. Therefore, when the drive of the supercharger is started and the gas in the passage in which the supercharger is arranged is introduced into the cylinder, the EGR gas is temporarily not sufficiently introduced into the cylinder, and the air-fuel mixture is not sufficiently introduced. The progress of combustion of flatulence may become excessively fast. If the progress of combustion of the air-fuel mixture becomes excessively fast, the air-fuel mixture starts combustion at a desired timing, or the air-fuel mixture burns rapidly and the combustion noise increases.

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、燃焼騒音の増大を確実に防止できるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine control device capable of reliably preventing an increase in combustion noise.

前記課題を解決するために、本発明は、気筒に導入される吸気が流通する吸気通路と、気筒から排出された排気ガスが流通する排気通路と、前記吸気通路に設けられて吸気を過給する過給機と、前記吸気通路に設けられて前記過給機をバイパスするバイパス通路と、前記排気通路内の排気ガスの一部であるEGRガスを前記吸気通路のうち前記過給機よりも上流側の部分に還流させるEGR装置とを備えるエンジンの制御装置であって、気筒内の混合気の燃焼の進行を抑制可能な燃焼抑制手段と、気筒内の全ガス量に対する気筒内のEGRガス量の割合であるEGR率が所定の基準EGR率未満であるか否かを判定する判定手段と、前記過給機および前記燃焼抑制手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、停止状態にある前記過給機を駆動する過給開始時において、前記EGR率が前記基準EGR率未満であることが前記判定手段により判定された場合、気筒内の混合気の燃焼の進行が抑制されるように前記燃焼抑制手段を制御する燃焼緩慢化制御を実施し、前記EGR率が前記基準EGR率以上であることが前記判定手段により判定された場合、前記燃焼緩慢化制御の実施を禁止する、ことを特徴とする(請求項1)。 In order to solve the above problems, the present invention provides an intake passage through which the intake air introduced into the cylinder flows, an exhaust passage through which the exhaust gas discharged from the cylinder flows, and an exhaust passage provided in the intake passage to supercharge the intake air. The supercharger, the bypass passage provided in the intake passage to bypass the supercharger, and the EGR gas which is a part of the exhaust gas in the exhaust passage are more than the supercharger in the intake passage. An engine control device equipped with an EGR device that recirculates to the upstream part, a combustion suppressing means capable of suppressing the progress of combustion of the air-fuel mixture in the cylinder, and an EGR gas in the cylinder with respect to the total amount of gas in the cylinder. A determination means for determining whether or not the EGR rate, which is a ratio of the amount, is less than a predetermined reference EGR rate, and a control means for controlling the supercharger and the combustion suppression means are provided, and the control means is stopped. When it is determined by the determination means that the EGR rate is less than the reference EGR rate at the start of supercharging for driving the supercharger in the state, the progress of combustion of the air-fuel mixture in the cylinder is suppressed. When it is determined by the determination means that the EGR rate is equal to or higher than the reference EGR rate, the execution of the combustion slowdown control is prohibited. (Claim 1).

この構成によれば、EGRガスが吸気通路のうち過給機よりも上流側の部分に還流されることで、吸気通路および気筒に導入されるEGRガスの量を確保できる。しかも、この構成では、停止状態にある過給機の駆動を開始した場合においてEGR率が基準EGR率未満であってEGR率が低いときは、気筒内の混合気の燃焼を緩慢にする燃焼緩慢化制御が実施される。そのため、過給機の駆動の開始時に混合気の空燃比が過度にリーンになることに伴って燃焼騒音が増大になるのを防止できる。そして、EGR率が比較的高く混合気の空燃比が過度にリーンになっていない場合には、燃焼を緩慢にする燃焼緩慢化制御が禁止されることで、燃焼が過度に緩慢になるのを回避して燃費性能を良好にできる。 According to this configuration, the EGR gas is returned to the portion of the intake passage on the upstream side of the supercharger, so that the amount of EGR gas introduced into the intake passage and the cylinder can be secured. Moreover, in this configuration, when the drive of the turbocharger in the stopped state is started and the EGR rate is less than the reference EGR rate and the EGR rate is low, the combustion of the air-fuel mixture in the cylinder is slowed down. Chemical control is implemented. Therefore, it is possible to prevent the combustion noise from increasing due to the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becoming excessively lean at the start of driving the turbocharger. When the EGR rate is relatively high and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is not excessively lean, the combustion slowdown control that slows down the combustion is prohibited, so that the combustion becomes excessively slow. It can be avoided and the fuel efficiency can be improved.

前記構成において、好ましくは、気筒内に燃料を噴射するとともに前記燃焼抑制手段として機能する燃料噴射手段を備え、前記燃焼緩慢化制御の実行時、前記制御手段は、気筒への燃料噴射の実施時期が前記燃焼緩慢化制御の非実行時に比べて遅くなるように前記燃料噴射手段を制御する(請求項2)。 In the above configuration, preferably, the fuel injection means that injects fuel into the cylinder and functions as the combustion suppressing means is provided, and when the combustion slowdown control is executed, the control means performs the fuel injection to the cylinder. The fuel injection means is controlled so as to be slower than when the combustion slowdown control is not executed (claim 2).

燃料が噴射される時期が遅くなると、圧縮上死点付近までの燃料と空気の混合時間および反応時間が短くなるため、圧縮上死点付近において反応の進んだ混合気が気筒内に多量に生成されるのを防止できる。従って、この構成によれば、燃料が噴射される時期を遅くするという簡単な構成で、圧縮上死点付近における混合気の反応を抑制して燃焼を緩慢にできる。 When the fuel is injected later, the mixing time and reaction time of fuel and air up to the compression top dead center are shortened, so that a large amount of air-fuel mixture with advanced reaction is generated in the cylinder near the compression top dead center. It can be prevented from being done. Therefore, according to this configuration, the reaction of the air-fuel mixture near the compression top dead center can be suppressed and the combustion can be slowed down by a simple configuration in which the timing of fuel injection is delayed.

前記構成において、好ましくは、前記燃料噴射手段は、第1の燃料噴射と、当該第1の燃料噴射よりも噴射時期の遅い第2の燃料噴射とを実施し、前記燃焼緩慢化制御の実行時、前記制御手段は、前記第2の燃料噴射が圧縮行程の後半に実施されるように前記燃料噴射手段を制御する(請求項3)。 In the above configuration, preferably, the fuel injection means performs the first fuel injection and the second fuel injection whose injection timing is later than that of the first fuel injection, and when the combustion slowdown control is executed. The control means controls the fuel injection means so that the second fuel injection is performed in the latter half of the compression stroke (claim 3).

この構成によれば、圧縮上死点付近までの燃料と空気の混合時間および反応時間を確実に短くして、圧縮上死点付近に至るまでの混合気の反応を抑制して燃焼を緩慢化できる。 According to this configuration, the mixing time and reaction time of the fuel and air up to the compression top dead center are surely shortened, the reaction of the air-fuel mixture up to the compression top dead center is suppressed, and the combustion is slowed down. it can.

前記構成において、好ましくは、前記燃焼緩慢化制御の実行時、前記制御手段は、気筒に導入される空気量が多く且つ気筒に導入されるEGRガスの量が少ないときほど、1燃焼サイクルに気筒に供給される燃料の総量に対する前記第2の燃料噴射によって気筒に供給される燃料の量の割合が大きくなるように、前記燃料噴射手段を制御する(請求項4)。 In the above configuration, preferably, when the combustion slowdown control is executed, the control means increases the amount of air introduced into the cylinder and the amount of EGR gas introduced into the cylinder, the more the cylinder is in one combustion cycle. The fuel injection means is controlled so that the ratio of the amount of fuel supplied to the cylinder by the second fuel injection to the total amount of fuel supplied to the cylinder becomes large (claim 4).

この構成では、気筒に導入される空気量が多く且つEGRガス量が少ないほど、第2の燃料噴射に係る燃料の量の割合が大きくされる。つまり、混合気の空燃比がより大きくなって燃焼騒音が増大しやすいときほど、圧縮上死点付近までの混合時間および反応時間を短く抑えることのできる燃料の量が多くされる。そのため、より確実に、圧縮上死点付近に至るまでの混合気の反応を抑制して燃焼を緩慢化できる。 In this configuration, the larger the amount of air introduced into the cylinder and the smaller the amount of EGR gas, the larger the proportion of the amount of fuel involved in the second fuel injection. That is, as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes larger and the combustion noise tends to increase, the amount of fuel that can shorten the mixing time and reaction time to the vicinity of compression top dead center increases. Therefore, it is possible to more reliably suppress the reaction of the air-fuel mixture up to the vicinity of the compression top dead center and slow down the combustion.

前記構成において、好ましくは、前記燃焼緩慢化制御の実行時、前記制御手段は、前記第1の燃料噴射と前記第2の燃料噴射の双方を圧縮行程に実施する(請求項5)。 In the above configuration, preferably, when the combustion slowdown control is executed, the control means performs both the first fuel injection and the second fuel injection in the compression stroke (claim 5).

この構成によれば、第1の燃料噴射に係る燃料と第2の燃料噴射に係る燃料の双方の圧縮上死点付近までの混合時間および反応時間を短くして、混合気の燃焼の進行度を確実に遅くできる。 According to this configuration, the mixing time and reaction time of both the fuel related to the first fuel injection and the fuel related to the second fuel injection to the vicinity of the compression top dead center are shortened, and the progress of combustion of the air-fuel mixture is shortened. Can definitely be slowed down.

前記構成において、好ましくは、気筒に導入される空気の量である空気充填量を変更可能な空気充填量変更手段を有し、前記制御手段は、前記EGR率が予め設定された目標EGR率よりも大きく、且つ、これらEGR率と目標EGR率との差が所定の判定値以上というEGR率不足条件の成立時、前記空気充填量が低下するように前記空気充填量変更手段を制御する(請求項6)。 In the above configuration, preferably, there is an air filling amount changing means capable of changing the air filling amount which is the amount of air introduced into the cylinder, and the controlling means has a target EGR rate in which the EGR rate is set in advance. When the EGR rate deficiency condition that the difference between the EGR rate and the target EGR rate is greater than or equal to a predetermined determination value is satisfied, the air filling amount changing means is controlled so that the air filling amount is reduced (claimed). Item 6).

この構成によれば、EGR率の目標EGR率に対する不足量が大きく気筒内の混合気の空燃比が過度に大きいことに伴って燃焼騒音が増大しやすいときに、気筒に導入される空気の量を低減して燃焼騒音の増大を抑制することができる。 According to this configuration, the amount of air introduced into the cylinder when the shortage amount of the EGR rate with respect to the target EGR rate is large and the combustion noise tends to increase due to the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder being excessively large. Can be reduced to suppress an increase in combustion noise.

前記構成において、好ましくは、前記制御手段は、前記EGR率不足条件の成立時で、且つ、気筒に導入される吸気の温度が所定の判定吸気温以上のときに、前記空気充填量が低下するように前記空気充填量変更手段を制御する(請求項7)。 In the above configuration, preferably, the control means reduces the air filling amount when the EGR rate insufficient condition is satisfied and when the temperature of the intake air introduced into the cylinder is equal to or higher than a predetermined determined intake air temperature. The air filling amount changing means is controlled as described above (claim 7).

この構成によれば、EGR率の目標EGR率に対する不足量が大きく且つ吸気の温度が高いことに伴って燃焼騒音が増大しやすいときに、気筒に導入される空気の量を低減して燃焼騒音の増大を抑制することができる。 According to this configuration, when the shortage amount of the EGR rate with respect to the target EGR rate is large and the combustion noise tends to increase due to the high intake air temperature, the amount of air introduced into the cylinder is reduced to reduce the combustion noise. Can be suppressed from increasing.

前記構成において、好ましくは、前記排気通路に設けられて排気ガス中のNOxを浄化可能な浄化装置を備え、前記EGR装置は、前記浄化装置よりも下流側の前記排気通路内の排気ガスを前記吸気通路に還流させる(請求項8)。 In the above configuration, preferably, a purification device provided in the exhaust passage and capable of purifying NOx in the exhaust gas is provided, and the EGR device purifies the exhaust gas in the exhaust passage on the downstream side of the purification device. It is returned to the intake passage (claim 8).

混合気に含まれるOHラジカルが多い方が混合気の燃焼の進行度は速くなる。また、NOxが浄化装置をすり抜けるとOHラジカルが生成されるということが分かっている。そのため、浄化装置の下流側の排気通路内の排気ガスが吸気通路に還流されて気筒に導入されるエンジンでは、気筒内のOHラジカルが多くなって混合気の燃焼の進行度が速くなりやすく燃焼騒音が増大しやすい。そのため、前記の構成が、前記排気通路に設けられて排気ガス中のNOxを浄化可能な浄化装置を備え、前記EGR装置が、前記浄化装置よりも下流側の前記排気通路内の排気ガスを前記吸気通路に還流させるように構成されたエンジンに適用されれば、効果的に燃焼騒音の増大を抑制できる。 The more OH radicals contained in the air-fuel mixture, the faster the progress of combustion of the air-fuel mixture. It is also known that OH radicals are generated when NOx passes through the purification device. Therefore, in an engine in which the exhaust gas in the exhaust passage on the downstream side of the purification device is returned to the intake passage and introduced into the cylinder, the OH radicals in the cylinder increase and the progress of combustion of the air-fuel mixture tends to increase. Noise tends to increase. Therefore, the above configuration includes a purification device provided in the exhaust passage and capable of purifying NOx in the exhaust gas, and the EGR device purifies the exhaust gas in the exhaust passage on the downstream side of the purification device. When applied to an engine configured to recirculate to the intake passage, an increase in combustion noise can be effectively suppressed.

前記の構成が適用されるエンジンとしては、気筒内の混合気に点火を行う点火手段を備え、前記制御手段は、前記点火手段からの点火によって気筒内の混合気の一部が火花点火燃焼するとともに残りの混合気が自着火により燃焼するように前記点火手段を制御するように構成されるものが挙げられる(請求項9)。 The engine to which the above configuration is applied includes an ignition means for igniting the air-fuel mixture in the cylinder, and the control means sparks and burns a part of the air-fuel mixture in the cylinder by ignition from the ignition means. At the same time, the ignition means is controlled so that the remaining air-fuel mixture is burned by self-ignition (claim 9).

以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、燃焼騒音の増大を確実に防止できる。 As described above, according to the engine control device of the present invention, an increase in combustion noise can be reliably prevented.

本発明の一実施形態に係るエンジンの全体構成を概略的に示すシステム図である。It is a system diagram which shows schematic the whole structure of the engine which concerns on one Embodiment of this invention. エンジンの制御系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of an engine. エンジンの運転領域を運転モードの相違により区分けしたマップ図である。It is a map diagram which divided the operating area of an engine by the difference of an operating mode. SPCCI燃焼時の熱発生率の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of the heat generation rate at the time of SPCCI combustion. 第2運転領域での通常制御時の燃料の噴射パターンと熱発生率の波形を示した図である。It is a figure which showed the waveform of the fuel injection pattern and the heat generation rate at the time of normal control in a 2nd operation region. 過給機回りのガスの流れを示した図であり、(a)は過給機の停止時、(b)は過給機の駆動時の図である。It is the figure which showed the flow of the gas around the supercharger, (a) is the figure when the supercharger is stopped, (b) is the figure when the supercharger is driven. 燃焼騒音防止制御の流れを示したフローチャートである。It is a flowchart which showed the flow of the combustion noise prevention control. 燃焼騒音防止制御実施時の燃料の噴射パターンと熱発生率の波形を示した図である。It is a figure which showed the waveform of the fuel injection pattern and the heat generation rate at the time of carrying out the combustion noise prevention control. 燃焼騒音防止制御実施時の空気充填量およびEGRガス量と燃料の噴射時期との関係を示した図である。It is a figure which showed the relationship between the air filling amount and the EGR gas amount at the time of carrying out the combustion noise prevention control, and the fuel injection timing. 燃焼騒音防止制御実施時の空気充填量およびEGRガス量と後段噴射の噴射量の割合との関係を示した図である。It is a figure which showed the relationship between the air filling amount and EGR gas amount at the time of performing combustion noise prevention control, and the ratio of the injection amount of the post-stage injection. EGR率不足量、吸気温およびエンジン水温とスロットル弁の開度の低減量との関係を示した図である。It is a figure which showed the relationship between the EGR rate deficiency amount, the intake air temperature and the engine water temperature, and the reduction amount of the opening degree of a throttle valve. 燃焼騒音防止制御実施時の各パラメータの時間変化を示した図である。It is a figure which showed the time change of each parameter at the time of carrying out combustion noise prevention control. 混合気の温度および混合気の当量比と混合気の自着火のしやすさとの関係を示した図である。It is a figure which showed the relationship between the temperature of a mixture, the equivalent ratio of a mixture, and the ease of self-ignition of the mixture. プリイグ発生時の燃料噴霧の様子を示した図であり、(a)は前段噴射の実施直後の図、(b)は圧縮上死点付近の図である。It is the figure which showed the state of the fuel spraying at the time of the pre-ign generation, (a) is the figure immediately after the execution of the pre-stage injection, (b) is the figure near the compression top dead center. 燃焼室6内に存在する各温度と各空燃比の混合気の分布を示した図であり、(a)は後段噴射の割合が5%のときの図、(b)は後段噴射の割合が30%のときの図である。It is a figure which showed the distribution of the air-fuel mixture of each temperature and each air-fuel ratio existing in a combustion chamber 6, (a) is a figure when the ratio of post-stage injection is 5%, (b) is a figure which the ratio of post-stage injection is It is a figure at the time of 30%.

(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明のエンジンの制御方法および制御装置が適用されたエンジンの全体構成を概略的に示したシステム図である。本図に示されるエンジンシステムは、車両に搭載されており、走行用の動力源となるエンジン本体1を備える。本実施形態では、エンジン本体1として、4サイクルのガソリン直噴エンジンが用いられている。エンジンシステムは、エンジン本体1に加えて、エンジン本体1に導入される吸気が流通する吸気通路30と、エンジン本体1から排出される排気が流通する排気通路40と、排気通路40を流通する排気の一部を吸気通路30に還流するEGR装置50を備えている。
(1) Overall Configuration of Engine FIG. 1 is a system diagram schematically showing the overall configuration of an engine to which the control method and control device of the engine of the present invention are applied. The engine system shown in this figure is mounted on a vehicle and includes an engine body 1 as a power source for traveling. In the present embodiment, a 4-cycle gasoline direct injection engine is used as the engine body 1. In the engine system, in addition to the engine body 1, the intake passage 30 through which the intake air introduced into the engine body 1 flows, the exhaust passage 40 through which the exhaust gas discharged from the engine body 1 flows, and the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40 The EGR device 50 is provided so as to return a part of the EGR device to the intake passage 30.

エンジン本体1は、気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、気筒2を上から閉塞するようにシリンダブロック3の上面に取り付けられたシリンダヘッド4と、気筒2にそれぞれ往復摺動可能に挿入されたピストン5とを有している。エンジン本体1は、複数の気筒2(例えば、図1の紙面と直交する方向に並ぶ4つの気筒2)を有する多気筒型のものであるが、ここでは簡略化のため、1つの気筒2のみに着目して説明を進める。 The engine body 1 is slidable back and forth between the cylinder block 3 in which the cylinder 2 is formed, the cylinder head 4 attached to the upper surface of the cylinder block 3 so as to block the cylinder 2 from above, and the cylinder 2. It has an inserted piston 5. The engine body 1 is a multi-cylinder type having a plurality of cylinders 2 (for example, four cylinders 2 arranged in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. 1), but here, for simplification, only one cylinder 2 is used. The explanation will proceed focusing on.

ピストン5の上方には燃焼室6が画成されており、燃焼室6には、ガソリンを主成分とする燃料が、後述するインジェクタ15からの噴射によって供給される。そして、供給された燃料が燃焼室6で空気と混合されつつ燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン5が上下方向に往復運動する。なお、燃焼室6に噴射される燃料には、主成分としてガソリンを含有したものが用いられる。この燃料には、ガソリンに加えてバイオエタノール等の副成分が含まれてもよい。インジェクタ15は、1燃焼サイクル中に複数回にわけて燃料を噴射できるように構成されている。 A combustion chamber 6 is defined above the piston 5, and fuel containing gasoline as a main component is supplied to the combustion chamber 6 by injection from an injector 15 described later. Then, the supplied fuel is burned while being mixed with air in the combustion chamber 6, and the piston 5 pushed down by the expansion force due to the combustion reciprocates in the vertical direction. As the fuel injected into the combustion chamber 6, a fuel containing gasoline as a main component is used. This fuel may contain auxiliary components such as bioethanol in addition to gasoline. The injector 15 is configured to be able to inject fuel in a plurality of times during one combustion cycle.

ピストン5の下方には、エンジン本体1の出力軸であるクランク軸7が設けられている。クランク軸7は、ピストン5とコネクティングロッド8を介して連結され、ピストン5の往復運動(上下運動)に応じて中心軸回りに回転駆動される。 Below the piston 5, a crankshaft 7, which is an output shaft of the engine body 1, is provided. The crankshaft 7 is connected to the piston 5 via a connecting rod 8 and is rotationally driven around the central axis in response to the reciprocating motion (vertical motion) of the piston 5.

気筒2の幾何学的圧縮比、つまりピストン5が上死点にあるときの燃焼室6の容積とピストン5が下死点にあるときの燃焼室6の容積との比は、後述するSPCCI燃焼(部分圧縮着火燃焼)に好適な値として、13以上30以下に設定される。 The geometric compression ratio of the cylinder 2, that is, the ratio of the volume of the combustion chamber 6 when the piston 5 is at the top dead center and the volume of the combustion chamber 6 when the piston 5 is at the bottom dead center is determined by SPCCI combustion described later. A value suitable for (partial compression ignition combustion) is set to 13 or more and 30 or less.

シリンダブロック3には、クランク軸7の回転角度(クランク角)およびクランク軸7の回転数(エンジン回転数)を検出するクランク角センサSN1が設けられている。また、シリンダブロック3には、シリンダブロック3に形成されたウォータジャケットを流通してエンジン本体1を冷却するためのエンジン冷却水の温度つまりエンジン水温を検出するエンジン水温センサSN2が設けられている。 The cylinder block 3 is provided with a crank angle sensor SN1 that detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 7 and the rotation speed (engine rotation speed) of the crankshaft 7. Further, the cylinder block 3 is provided with an engine water temperature sensor SN2 that detects the temperature of the engine cooling water, that is, the engine water temperature for circulating the water jacket formed in the cylinder block 3 to cool the engine body 1.

シリンダヘッド4には、燃焼室6に開口する吸気ポート9および排気ポート10と、吸気ポート9を開閉する吸気弁11と、排気ポート10を開閉する排気弁12とが設けられている。なお、当実施形態のエンジンのバルブ形式は、吸気2バルブ×排気2バルブの4バルブ形式であり、吸気ポート9、排気ポート10、吸気弁11および排気弁12は、1つの気筒2についてそれぞれ2つずつ設けられている。本実施形態では、1つの気筒2に接続された2つの吸気ポート9のうちの一方に、開閉可能なスワール弁18が設けられており、気筒2内のスワール流(気筒軸線の回りを旋回する旋回流)の強さが変更されるようになっている。 The cylinder head 4 is provided with an intake port 9 and an exhaust port 10 that open into the combustion chamber 6, an intake valve 11 that opens and closes the intake port 9, and an exhaust valve 12 that opens and closes the exhaust port 10. The valve type of the engine of this embodiment is a 4-valve type of 2 intake valves x 2 exhaust valves, and the intake port 9, the exhaust port 10, the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are 2 for each cylinder 2. It is provided one by one. In the present embodiment, a swirl valve 18 that can be opened and closed is provided in one of the two intake ports 9 connected to one cylinder 2, and the swirl flow in the cylinder 2 (turns around the cylinder axis). The strength of the swirling flow) is changed.

吸気弁11および排気弁12は、シリンダヘッド4に配設された一対のカム軸等を含む動弁機構13、14により、クランク軸7の回転に連動して開閉駆動される。 The intake valve 11 and the exhaust valve 12 are opened and closed and driven in conjunction with the rotation of the crankshaft 7 by the valve operating mechanisms 13 and 14 including a pair of camshafts and the like arranged on the cylinder head 4.

吸気弁11用の動弁機構13には、吸気弁11の少なくとも開時期を変更可能な吸気VVT13aが内蔵されている。同様に、排気弁12用の動弁機構14には、排気弁12の少なくとも閉時期を変更可能な排気VVT14aが内蔵されている。 The valve operating mechanism 13 for the intake valve 11 has a built-in intake VVT 13a capable of changing at least the opening time of the intake valve 11. Similarly, the valve operating mechanism 14 for the exhaust valve 12 includes an exhaust VVT 14a capable of changing at least the closing time of the exhaust valve 12.

本実施形態では、吸気VVT13aおよび排気VVT14aの制御により、排気弁12の閉弁時期が吸気弁11の開弁時期よりも遅角側の時期となって吸気弁11および排気弁12がともに所定の期間開弁するバルブオーバーラップが実現されるようになっている。また、吸気VVT13aおよび排気VVT14aの制御により、吸気弁11と排気弁12の双方が開弁する期間であるバルブオーバーラップ期間が変更されるようになっている。吸気弁11と排気弁12とがバルブオーバーラップするように駆動されると、燃焼室6から吸気通路30と排気通路40の少なくとも一方に既燃ガスが排出された後、この既燃ガスが再び燃焼室6に導入される。これにより、燃焼室6に既燃ガスが残留することになる。燃焼室6に残留する既燃ガスの量は、バルブオーバーラップ期間によって変化し、前記のバルブオーバーラップ期間の調整によって燃焼室6に残留する既燃ガスの量が調整される。なお、吸気VVT13a(排気VVT14a)は、吸気弁11(排気弁12)の開時期(閉時期)を固定したまま閉時期(開時期)のみを変更するタイプの可変機構であってもよいし、吸気弁11(排気弁12)の開時期および閉時期を同時に変更する位相式の可変機構であってもよい。 In the present embodiment, by controlling the intake VVT 13a and the exhaust VVT 14a, the closing timing of the exhaust valve 12 is on the retard side of the opening timing of the intake valve 11, and both the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are predetermined. Valve overlap that opens for a period of time has been realized. Further, by controlling the intake VVT 13a and the exhaust VVT 14a, the valve overlap period, which is the period during which both the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are opened, is changed. When the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are driven so as to overlap each other, the burned gas is discharged from the combustion chamber 6 to at least one of the intake passage 30 and the exhaust passage 40, and then the burned gas is discharged again. It is introduced into the combustion chamber 6. As a result, the burnt gas remains in the combustion chamber 6. The amount of burnt gas remaining in the combustion chamber 6 changes depending on the valve overlap period, and the amount of burnt gas remaining in the combustion chamber 6 is adjusted by adjusting the valve overlap period. The intake VVT 13a (exhaust VVT 14a) may be a variable mechanism of a type that changes only the closing time (opening time) while fixing the opening time (closing time) of the intake valve 11 (exhaust valve 12). It may be a phase-type variable mechanism that simultaneously changes the opening time and closing time of the intake valve 11 (exhaust valve 12).

シリンダヘッド4には、燃焼室6に燃料(主にガソリン)を噴射するインジェクタ15と、インジェクタ15から燃焼室6に噴射された燃料と燃焼室6に導入された空気との混合気に点火する点火プラグ(点火手段)16とが設けられている。シリンダヘッド4には、さらに、燃焼室6の圧力である筒内圧を検出する筒内圧センサSN3が設けられている。 The cylinder head 4 ignites an injector 15 that injects fuel (mainly gasoline) into the combustion chamber 6 and a mixture of fuel injected from the injector 15 into the combustion chamber 6 and air introduced into the combustion chamber 6. An ignition plug (ignition means) 16 is provided. The cylinder head 4 is further provided with a cylinder pressure sensor SN3 that detects the pressure inside the cylinder, which is the pressure of the combustion chamber 6.

インジェクタ15は、その先端部に複数の噴孔を有した多噴孔型のインジェクタであり、当該複数の噴孔から放射状に燃料を噴射することが可能である。インジェクタ15は、その先端部がピストン5の冠面の中心部と対向するように設けられている。なお、本実施形態では、ピストン5の冠面に、その中央部を含む領域をシリンダヘッド4とは反対側(下方)に凹陥させたキャビティが形成されている。 The injector 15 is a multi-injection type injector having a plurality of injection holes at its tip, and can inject fuel radially from the plurality of injection holes. The injector 15 is provided so that its tip portion faces the central portion of the crown surface of the piston 5. In the present embodiment, a cavity is formed on the crown surface of the piston 5 so that the region including the central portion thereof is recessed on the opposite side (lower side) of the cylinder head 4.

点火プラグ16は、インジェクタ15に対し吸気側に幾分ずれた位置に配置されている。 The spark plug 16 is arranged at a position slightly offset from the injector 15 on the intake side.

吸気通路30は、吸気ポート9と連通するようにシリンダヘッド4の一側面に接続されている。吸気通路30の上流端から取り込まれた空気(吸気、新気)は、吸気通路30および吸気ポート9を通じて燃焼室6に導入される。 The intake passage 30 is connected to one side surface of the cylinder head 4 so as to communicate with the intake port 9. The air (intake air, fresh air) taken in from the upstream end of the intake passage 30 is introduced into the combustion chamber 6 through the intake passage 30 and the intake port 9.

吸気通路30には、その上流側から順に、燃焼室6(気筒2)に導入される吸気(空気)に含まれる異物を除去するエアクリーナ31と、スロットル弁32と、吸気を圧縮しつつ送り出す過給機33と、過給機33により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ35と、サージタンク36とが設けられている。スロットル弁32は、スロットル弁32は、吸気通路30を開閉する開閉弁であり、スロットル弁32の開度によって燃焼室6(気筒2)に導入される空気の量である空気充填量が変更される。本実施形態では、このスロットル弁32が、請求項の「空気充填量変更手段」に相当する。 In the intake passage 30, in order from the upstream side, an air cleaner 31 for removing foreign matter contained in the intake air (air) introduced into the combustion chamber 6 (cylinder 2), a throttle valve 32, and a supercharger that compresses and sends out the intake air. A feeder 33, an intercooler 35 for cooling the intake air compressed by the supercharger 33, and a surge tank 36 are provided. The throttle valve 32 is an on-off valve that opens and closes the intake passage 30, and the air filling amount, which is the amount of air introduced into the combustion chamber 6 (cylinder 2), is changed depending on the opening degree of the throttle valve 32. To. In the present embodiment, the throttle valve 32 corresponds to the "air filling amount changing means" of the claim.

吸気通路30の各部には、吸気の流量である吸気量を検出するエアフローセンサSN4と、吸気の温度である吸気温を検出する吸気温センサSN5とが設けられている。エアフローセンサSN4は、吸気通路30におけるエアクリーナ31とスロットル弁32との間の部分に設けられ、当該部分を通過する吸気の流量を検出する。吸気温センサSN5は、サージタンク36に設けられ、当該サージタンク36内の吸気の温度を検出する。 Each part of the intake passage 30 is provided with an air flow sensor SN4 for detecting the intake amount which is the flow rate of the intake air and an intake air temperature sensor SN5 for detecting the intake air temperature which is the temperature of the intake air. The air flow sensor SN4 is provided in a portion of the intake passage 30 between the air cleaner 31 and the throttle valve 32, and detects the flow rate of the intake air passing through the portion. The intake air temperature sensor SN5 is provided in the surge tank 36 and detects the temperature of the intake air in the surge tank 36.

過給機33は、エンジン本体1と機械的に連係された機械式の過給機(スーパーチャージャ)である。過給機33の具体的な形式は特に問わないが、例えばリショルム式、ルーツ式、または遠心式といった公知の過給機のいずれかを過給機33として用いることができる。 The supercharger 33 is a mechanical supercharger (supercharger) that is mechanically linked to the engine body 1. The specific type of the turbocharger 33 is not particularly limited, but any known turbocharger such as a Rishorum type, a roots type, or a centrifugal type can be used as the supercharger 33.

過給機33とエンジン本体1との間には、締結と解放を電気的に切り替えることが可能な電磁クラッチ34が介設されている。電磁クラッチ34が締結されると、エンジン本体1から過給機33に駆動力が伝達されて、過給機33による過給が行われる。一方、電磁クラッチ34が解放されると、前記駆動力の伝達が遮断されて、過給機33による過給が停止される。 An electromagnetic clutch 34 capable of electrically switching between engagement and release is interposed between the supercharger 33 and the engine body 1. When the electromagnetic clutch 34 is engaged, the driving force is transmitted from the engine body 1 to the supercharger 33, and supercharging is performed by the supercharger 33. On the other hand, when the electromagnetic clutch 34 is released, the transmission of the driving force is cut off, and supercharging by the supercharger 33 is stopped.

吸気通路30には、過給機33をバイパスするためのバイパス通路38が設けられている。バイパス通路38は、サージタンク36と後述するEGR通路51とを互いに接続している。バイパス通路38には開閉可能なバイパス弁39が設けられている。バイパス弁39は、サージタンク36に導入される吸気の圧力つまり過給圧を調整するための弁である。例えば、バイパス弁39の開度が大きくなるほど、バイパス通路38を通過する吸気の流量が多くなる結果、過給圧は低くなる。 The intake passage 30 is provided with a bypass passage 38 for bypassing the supercharger 33. The bypass passage 38 connects the surge tank 36 and the EGR passage 51, which will be described later, to each other. A bypass valve 39 that can be opened and closed is provided in the bypass passage 38. The bypass valve 39 is a valve for adjusting the intake pressure, that is, the boost pressure, which is introduced into the surge tank 36. For example, as the opening degree of the bypass valve 39 increases, the flow rate of the intake air passing through the bypass passage 38 increases, and as a result, the boost pressure decreases.

排気通路40は、排気ポート10と連通するようにシリンダヘッド4の他側面に接続されている。燃焼室6で生成された既燃ガス(排気)は、排気ポート10および排気通路40を通じて外部に排出される。 The exhaust passage 40 is connected to the other side surface of the cylinder head 4 so as to communicate with the exhaust port 10. The burnt gas (exhaust) generated in the combustion chamber 6 is discharged to the outside through the exhaust port 10 and the exhaust passage 40.

排気通路40には触媒コンバータ41が設けられている。触媒コンバータ41には、排気に含まれる有害成分(HC、CO、NOx)を浄化するための三元触媒41aと、排気中に含まれる粒子状物質(PM)を捕集するためのGPF(ガソリン・パティキュレート・フィルタ)41bとが、この順で上流側から内蔵されている。なお、触媒コンバータ41の下流側に、三元触媒やNOx触媒等の適宜の触媒を内蔵した別の触媒コンバータを追加してもよい。 A catalytic converter 41 is provided in the exhaust passage 40. The catalyst converter 41 includes a three-way catalyst 41a for purifying harmful components (HC, CO, NOx) contained in the exhaust gas, and a GPF (gasoline) for collecting particulate matter (PM) contained in the exhaust gas. -Particulate filter) 41b is built in from the upstream side in this order. In addition, another catalyst converter containing an appropriate catalyst such as a three-way catalyst or a NOx catalyst may be added to the downstream side of the catalyst converter 41.

EGR装置50は、排気通路40と吸気通路30とを接続するEGR通路51と、EGR通路51に設けられたEGRクーラ52およびEGR弁53とを有している。EGR通路51は、排気通路40における触媒コンバータ41よりも下流側の部分と、吸気通路30におけるスロットル弁32と過給機33との間の部分とを互いに接続している。これにより、EGRガスは、吸気通路30のうち過給機33よりも上流側の部分に還流する。詳細には、本実施形態では、EGR通路51はバイパス通路38の途中部に接続されており、吸気通路30のうち過給機33が配設された通路についてEGRガスは過給機33よりも上流側の部分に導入される。このように、EGRガスが吸気通路30の過給機33よりも上流側の部分に還流するように構成されていることで、EGR通路51の吸気側の圧力は排気側の圧力よりも確実に低くなる。これより、多量のEGRガスを還流させることができる。具体的には、過給機33が駆動されると過給機33の下流側の圧力は高くなる。そのため、仮に、過給機33の下流側の部分にEGR通路51を接続すると、EGR通路51の吸気側の圧力を十分に低くできずEGRガスの還流が抑制される。これに対して、本実施形態では、前記のようにEGR通路51の吸気側の圧力を十分に低くできるためEGRガスを確実に還流させることができる。EGRクーラ52は、EGR通路51を通じて排気通路40から吸気通路30に還流される排気ガスであるEGRガスを熱交換により冷却する。EGR弁53は、EGRクーラ52よりも下流側(吸気通路30に近い側)のEGR通路51に開閉可能に設けられ、EGR通路51を流通する排気ガスの流量を調整する。 The EGR device 50 has an EGR passage 51 that connects the exhaust passage 40 and the intake passage 30, and an EGR cooler 52 and an EGR valve 53 provided in the EGR passage 51. The EGR passage 51 connects a portion of the exhaust passage 40 on the downstream side of the catalytic converter 41 and a portion of the intake passage 30 between the throttle valve 32 and the supercharger 33 to each other. As a result, the EGR gas returns to the portion of the intake passage 30 on the upstream side of the supercharger 33. Specifically, in the present embodiment, the EGR passage 51 is connected to the middle part of the bypass passage 38, and the EGR gas is more than the supercharger 33 in the passage in which the supercharger 33 is arranged in the intake passage 30. It will be introduced in the upstream part. In this way, the EGR gas is configured to recirculate to the portion upstream of the supercharger 33 of the intake passage 30, so that the pressure on the intake side of the EGR passage 51 is more reliable than the pressure on the exhaust side. It gets lower. From this, a large amount of EGR gas can be recirculated. Specifically, when the supercharger 33 is driven, the pressure on the downstream side of the supercharger 33 increases. Therefore, if the EGR passage 51 is connected to the downstream portion of the turbocharger 33, the pressure on the intake side of the EGR passage 51 cannot be sufficiently lowered, and the recirculation of the EGR gas is suppressed. On the other hand, in the present embodiment, the pressure on the intake side of the EGR passage 51 can be sufficiently lowered as described above, so that the EGR gas can be reliably returned. The EGR cooler 52 cools the EGR gas, which is the exhaust gas returned from the exhaust passage 40 to the intake passage 30 through the EGR passage 51, by heat exchange. The EGR valve 53 is provided so as to be openable and closable in the EGR passage 51 on the downstream side (the side closer to the intake passage 30) of the EGR cooler 52, and adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the EGR passage 51.

EGR通路51には、EGR弁53の上流側の圧力と下流側の圧力との差を検出するための差圧センサSN6が設けられている。 The EGR passage 51 is provided with a differential pressure sensor SN6 for detecting the difference between the pressure on the upstream side and the pressure on the downstream side of the EGR valve 53.

(2)制御系統
図2は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるECU100は、エンジンを統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のCPU150、メモリ160(ROM、RAM)等から構成されている。
(2) Control system FIG. 2 is a block diagram showing an engine control system. The ECU 100 shown in this figure is a microprocessor for comprehensively controlling the engine, and is composed of a well-known CPU 150, a memory 160 (ROM, RAM), and the like.

ECU100には各種センサによる検出信号が入力される。例えば、ECU100は、前述したクランク角センサSN1、エンジン水温センサSN2、筒内圧センサSN3、エアフローセンサSN4、吸気温センサSN5、差圧センサSN6と電気的に接続されており、これらのセンサによって検出された情報(つまりクランク角、エンジン回転数、エンジン水温、筒内圧、吸気量、吸気温、EGR弁53の前後差圧)がECU100に逐次入力されるようになっている。 Detection signals from various sensors are input to the ECU 100. For example, the ECU 100 is electrically connected to the crank angle sensor SN1, the engine water temperature sensor SN2, the in-cylinder pressure sensor SN3, the airflow sensor SN4, the intake air temperature sensor SN5, and the differential pressure sensor SN6 described above, and is detected by these sensors. Information (that is, crank angle, engine speed, engine water temperature, cylinder pressure, intake amount, intake temperature, front-rear differential pressure of EGR valve 53) is sequentially input to the ECU 100.

また、車両には、当該車両を運転するドライバーにより操作されるアクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサSN8が設けられており、このアクセルセンサSN8による検出信号もECU100に入力される。 Further, the vehicle is provided with an accelerator sensor SN8 that detects the opening degree of the accelerator pedal operated by the driver who drives the vehicle, and the detection signal by the accelerator sensor SN8 is also input to the ECU 100.

ECU100は、前記各センサからの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、ECU100は、吸気VVT13a、排気VVT14a、インジェクタ15、点火プラグ16、スワール弁18、スロットル弁32、電磁クラッチ34、バイパス弁39、およびEGR弁53等と電気的に接続されており、前記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。 The ECU 100 controls each part of the engine while executing various determinations, calculations, and the like based on the input signals from the respective sensors. That is, the ECU 100 is electrically connected to the intake VVT 13a, the exhaust VVT 14a, the injector 15, the spark plug 16, the swirl valve 18, the throttle valve 32, the electromagnetic clutch 34, the bypass valve 39, the EGR valve 53, and the like. A control signal is output to each of these devices based on the results of the above.

このECU100は、請求項の「制御手段」に相当する。また、ECU100には、機能的に、後述するようにEGR率が下限EGR率よりも小さいか否かを判定するEGR率判定部110が設けられており、このEGR率判定部110が請求項の「判定手段」に相当する。 The ECU 100 corresponds to the "control means" of the claim. Further, the ECU 100 is functionally provided with an EGR rate determination unit 110 for determining whether or not the EGR rate is smaller than the lower limit EGR rate, and the EGR rate determination unit 110 is claimed. Corresponds to "judgment means".

(3)基本制御
図3は、エンジン回転数とエンジン負荷とに応じた運転モードの相違を説明するためのマップ図である。本図に示すように、エンジンの運転領域は、3つの運転領域、第1運転領域Aと第2運転領域Bと第3運転領域Cとに大別される。
(3) Basic Control FIG. 3 is a map diagram for explaining the difference in operation mode according to the engine speed and the engine load. As shown in this figure, the operating area of the engine is roughly divided into three operating areas, a first operating area A, a second operating area B, and a third operating area C.

第3運転領域Cは、エンジン回転数が所定のSI実施回転数N1以上の領域である。第1運転領域Aは、エンジン回転数がSI実施回転数N1未満の領域のうちエンジン負荷が所定の切替負荷T1未満の領域である。第2運転領域Bは、第1運転領域Aと第3運転領域C以外の残余の領域であり、エンジン回転数がSI実施回転数N1未満の領域のうちエンジン負荷が切替負荷T1以上の領域である。 The third operating region C is an region in which the engine speed is equal to or higher than the predetermined SI speed N1. The first operating region A is a region in which the engine speed is less than the SI execution speed N1 and the engine load is less than the predetermined switching load T1. The second operating region B is a residual region other than the first operating region A and the third operating region C, and is a region in which the engine speed is less than the SI implementation speed N1 and the engine load is the switching load T1 or more. is there.

第1運転領域Aおよび第2運転領域Bでは、SI燃焼とCI燃焼とをミックスした圧縮着火燃焼(以下、これをSPCCI燃焼という)が実行される。なお、SPCCI燃焼における「SPCCI」とは、「Spark Controlled Compression Ignition」の略である。 In the first operating region A and the second operating region B, compression ignition combustion (hereinafter, this is referred to as SPCCI combustion), which is a mixture of SI combustion and CI combustion, is executed. In addition, "SPCCI" in SPCCI combustion is an abbreviation for "Spark Controlled Compression Ignition".

SI燃焼とは、火花点火燃焼であって、点火プラグ16により混合気に点火し、その点火点から周囲へと燃焼領域を拡げていく火炎伝播により混合気を強制的に燃焼させる形態のことである。CI燃焼とは、ピストン5の圧縮により高温・高圧化された環境下で混合気を自着火により燃焼させる形態のことである。そして、これらSI燃焼とCI燃焼とをミックスしたSPCCI燃焼とは、混合気が自着火する寸前の環境下で行われる火花点火により燃焼室6内の混合気の一部をSI燃焼させ、当該SI燃焼の後に(SI燃焼に伴うさらなる高温・高圧化により)燃焼室6内の残りの混合気を自着火によりCI燃焼させる、という燃焼形態のことである。 SI combustion is spark ignition combustion, in which the air-fuel mixture is ignited by a spark plug 16 and the air-fuel mixture is forcibly burned by flame propagation that expands the combustion region from the ignition point to the surroundings. is there. CI combustion is a form in which the air-fuel mixture is burned by self-ignition in an environment where the temperature and pressure are increased by the compression of the piston 5. Then, SPCCI combustion, which is a mixture of these SI combustion and CI combustion, involves SI combustion of a part of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 by spark ignition performed in an environment just before the air-fuel mixture self-ignites, and the SI is burned. It is a combustion mode in which the remaining air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is CI-combusted by self-ignition after combustion (due to further increase in temperature and pressure accompanying SI combustion).

図4は、SPCCI燃焼が起きたときのクランク角に対する熱発生率(J/deg)の変化と熱発生量の変化とを示したグラフである。SPCCI燃焼では、SI燃焼時の熱発生がCI燃焼時の熱発生よりも穏やかになる。例えば、SPCCI燃焼が行われたときの熱発生率の波形は、図4に示すように、立ち上がりの傾きが相対的に小さくなる。また、燃焼室6における圧力変動(つまりdP/dθ:Pは筒内圧 θはクランク角度)も、SI燃焼時はCI燃焼時よりも穏やかになる。言い換えると、SPCCI燃焼時の熱発生率の波形は、SI燃焼によって形成された相対的に立ち上がりの傾きが小さい第1熱発生率部(M1で示した部分)と、CI燃焼によって形成された相対的に立ち上がりの傾きが大きい第2熱発生部(M2で示した部分)とが、この順に連続するように形成される。 FIG. 4 is a graph showing changes in the heat generation rate (J / deg) and changes in the amount of heat generation with respect to the crank angle when SPCCI combustion occurs. In SPCCI combustion, the heat generation during SI combustion is gentler than the heat generation during CI combustion. For example, as shown in FIG. 4, the waveform of the heat generation rate when SPCCI combustion is performed has a relatively small rising slope. Further, the pressure fluctuation in the combustion chamber 6 (that is, dP / dθ: P is the in-cylinder pressure θ is the crank angle) is also gentler during SI combustion than during CI combustion. In other words, the waveform of the heat generation rate during SPCCI combustion is relative to the first heat generation rate part (the part indicated by M1) formed by SI combustion and having a relatively small rising slope. The second heat generating portion (the portion indicated by M2) having a large rising slope is formed so as to be continuous in this order.

SI燃焼によって、燃焼室6内の温度および圧力が高まると、これに伴い未燃混合気が自着火し、CI燃焼が開始される。図4に例示するように、この自着火のタイミング(つまりCI燃焼が開始するタイミング)で、熱発生率の波形の傾きが小から大へと変化する。すなわち、SPCCI燃焼における熱発生率の波形は、CI燃焼が開始するタイミングで現れる変曲点(図4のX)を有している。 When the temperature and pressure in the combustion chamber 6 increase due to SI combustion, the unburned air-fuel mixture self-ignites and CI combustion is started. As illustrated in FIG. 4, the slope of the waveform of the heat generation rate changes from small to large at the timing of this self-ignition (that is, the timing when CI combustion starts). That is, the waveform of the heat generation rate in SPCCI combustion has an inflection point (X in FIG. 4) that appears at the timing when CI combustion starts.

CI燃焼の開始後は、SI燃焼とCI燃焼とが並行して行われる。CI燃焼は、SI燃焼よりも熱発生が大きいため、熱発生率は相対的に大きくなる。ただし、CI燃焼は、圧縮上死点の後に行われるため、熱発生率の波形の傾きが過大になることはない。すなわち、圧縮上死点を過ぎるとピストン5の下降によりモータリング圧力が低下するので、このことが熱発生率の上昇を抑制する結果、CI燃焼時のdP/dθが過大になることが回避される。このように、SPCCI燃焼では、SI燃焼の後にCI燃焼が行われるという性質上、燃焼騒音の指標となるdP/dθが過大になり難く、単純なCI燃焼(全ての燃料をCI燃焼させた場合)に比べて燃焼騒音を抑制することができる。 After the start of CI combustion, SI combustion and CI combustion are performed in parallel. Since CI combustion generates more heat than SI combustion, the heat generation rate is relatively large. However, since CI combustion is performed after the compression top dead center, the slope of the heat generation rate waveform does not become excessive. That is, when the compression top dead center is passed, the motoring pressure decreases due to the lowering of the piston 5, and as a result of suppressing the increase in the heat generation rate, it is possible to avoid excessive dP / dθ during CI combustion. To. In this way, in SPCCI combustion, CI combustion is performed after SI combustion, so that dP / dθ, which is an index of combustion noise, is unlikely to become excessive, and simple CI combustion (when all fuels are CI-combusted). ), Combustion noise can be suppressed.

CI燃焼の終了に伴いSPCCI燃焼も終了する。CI燃焼はSI燃焼に比べて燃焼速度が速いので、単純なSI燃焼(全ての燃料をSI燃焼させた場合)に比べて燃焼終了時期を早めることができる。言い換えると、SPCCI燃焼では、燃焼終了時期を膨張行程内において圧縮上死点に近づけることができる。これにより、SPCCI燃焼では、単純なSI燃焼に比べて燃費性能を向上させることができる。 With the end of CI combustion, SPCCI combustion also ends. Since CI combustion has a faster combustion rate than SI combustion, the combustion end time can be earlier than that of simple SI combustion (when all fuels are SI-combusted). In other words, in SPCCI combustion, the combustion end time can be brought closer to the compression top dead center within the expansion stroke. As a result, in SPCCI combustion, fuel efficiency can be improved as compared with simple SI combustion.

(a)第1運転領域A
第1運転領域Aでは、燃費性能を高めるために、燃焼室6内の空燃比(A/F)が理論空燃比よりも高く(リーンに)されつつSPCCI燃焼が実施される。第1運転領域Aでは、燃焼室6内で生成されるNOxであるrawNOxの量が十分に小さくなる程度にまで燃焼室6内の空燃比が高くされる。例えば、第1運転領域Aにおいて燃焼室6内の空燃比は30程度とされる。
(A) First operating area A
In the first operating region A, SPCCI combustion is performed while the air-fuel ratio (A / F) in the combustion chamber 6 is made higher (lean) than the stoichiometric air-fuel ratio in order to improve fuel efficiency. In the first operating region A, the air-fuel ratio in the combustion chamber 6 is increased to such an extent that the amount of rawNOx, which is NOx generated in the combustion chamber 6, is sufficiently small. For example, in the first operating region A, the air-fuel ratio in the combustion chamber 6 is set to about 30.

第1運転領域Aでは、前記の燃焼が実現されるようにエンジンの各部が次のように駆動される。 In the first operating region A, each part of the engine is driven as follows so that the above-mentioned combustion is realized.

第1運転領域Aでは、インジェクタ15は、燃焼室6内の空燃比(A/F)が前記のように理論空燃比よりも高くなるような量の燃料を燃焼室6に噴射する。本実施形態では、1燃焼サイクル中に燃焼室6に供給すべき燃料のほぼ全量が吸気行程中に燃焼室6に噴射されるように、インジェクタ15が駆動される。例えば、第1運転領域Aでは、吸気行程中に大半の燃料が噴射され、圧縮行程中に2回に分けて残りの燃料が噴射される。 In the first operating region A, the injector 15 injects into the combustion chamber 6 an amount of fuel such that the air-fuel ratio (A / F) in the combustion chamber 6 is higher than the theoretical air-fuel ratio as described above. In the present embodiment, the injector 15 is driven so that almost all of the fuel to be supplied to the combustion chamber 6 during one combustion cycle is injected into the combustion chamber 6 during the intake stroke. For example, in the first operating region A, most of the fuel is injected during the intake stroke, and the remaining fuel is injected in two steps during the compression stroke.

第1運転領域Aでは、点火プラグ16は、圧縮上死点付近で混合気に点火する。この点火をきっかけにSPCCI燃焼が開始され、燃焼室6内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼(SI燃焼)し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼(CI燃焼)する。なお、混合気を活性化させるために、圧縮上死点付近で実施する点火よりも前に追加で点火を行ってもよい。 In the first operating region A, the spark plug 16 ignites the air-fuel mixture near the compression top dead center. SPCCI combustion is started with this ignition as a trigger, and a part of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is burned by flame propagation (SI combustion), and then the remaining air-fuel mixture is burned by self-ignition (CI combustion). In addition, in order to activate the air-fuel mixture, additional ignition may be performed before the ignition performed near the compression top dead center.

第1運転領域Aでは、スロットル弁32の開度は全開または全開に近い開度とされる。 In the first operating region A, the opening degree of the throttle valve 32 is set to be fully open or close to fully open.

第1運転領域Aでは、EGR弁53は全閉とされて、EGR通路51を介して燃焼室6に導入されるEGRガスの量がゼロとされる。 In the first operating region A, the EGR valve 53 is fully closed, and the amount of EGR gas introduced into the combustion chamber 6 via the EGR passage 51 is set to zero.

燃焼室6に高温の既燃ガスが残留すれば、混合気の温度が高められることで混合気を適切にCI燃焼させることができる。これより、第1運転領域Aでは、吸気VVT13aおよび排気VVT14aは、吸気弁11と排気弁12をこれらがバルブオーバーラップするように駆動する。本実施形態では、吸気弁11と排気弁12とが、排気上死点を跨いで所定期間開弁するように駆動される。 If the high-temperature burnt gas remains in the combustion chamber 6, the temperature of the air-fuel mixture is raised, so that the air-fuel mixture can be appropriately CI-combusted. From this, in the first operating region A, the intake VVT 13a and the exhaust VVT 14a drive the intake valve 11 and the exhaust valve 12 so that they overlap each other. In the present embodiment, the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are driven so as to open the valve for a predetermined period across the exhaust top dead center.

第1運転領域Aでは、スワール弁18は全閉もしくは全閉に近い低開度まで閉じられる。 In the first operating region A, the swirl valve 18 is fully closed or closed to a low opening close to fully closed.

第1運転領域Aでは、過給機33の駆動は停止される。すなわち、電磁クラッチ34が解放されて過給機33とエンジン本体1との連結が解除されるとともに、バイパス弁39が全開とされることにより、過給機33による過給が停止される。 In the first operating region A, the driving of the supercharger 33 is stopped. That is, the electromagnetic clutch 34 is released to release the connection between the supercharger 33 and the engine body 1, and the bypass valve 39 is fully opened to stop the supercharging by the supercharger 33.

(b)第2運転領域
エンジン負荷が高い領域では、燃焼室6内に供給される燃料の量が多いことで混合気の空燃比をリーンにするのが困難になる。これより、第1運転領域Aよりもエンジン負荷が高い第2運転領域Bでは、燃焼室6内の空燃比を理論空燃比以下としつつ混合気をSPCCI燃焼させる。本実施形態では、第2運転領域Bにおいて、混合気の空燃比はほぼ理論空燃比とされる。
(B) Second operating region In a region where the engine load is high, it becomes difficult to make the air-fuel ratio of the air-fuel mixture lean because the amount of fuel supplied into the combustion chamber 6 is large. As a result, in the second operating region B, where the engine load is higher than that of the first operating region A, the air-fuel mixture is SPCCI-combusted while keeping the air-fuel ratio in the combustion chamber 6 below the stoichiometric air-fuel ratio. In the present embodiment, in the second operating region B, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is substantially the stoichiometric air-fuel ratio.

第2運転領域Bでは、スロットル弁32の開度は、エンジン負荷に対応した空気量が燃焼室6に導入されるように設定される。 In the second operating region B, the opening degree of the throttle valve 32 is set so that the amount of air corresponding to the engine load is introduced into the combustion chamber 6.

第2運転領域Bでは、インジェクタ15は、前記のように空燃比が理論空燃比となるような量の燃料を燃焼室6に噴射する。本実施形態では、噴射パターンを後述するプリイグ回避パターンにする場合を除き、基本的に、第1運転領域Aと同様に、インジェクタ15は、1燃焼サイクル中に燃焼室6内に噴射すべき燃料の大半を吸気行程中に噴射する。また、噴射パターンを後述するプリイグ回避パターンにする場合を除き、基本的に、インジェクタ15は、残りの燃料を吸気行程の後半から圧縮行程の前半にかけて噴射する。例えば、第2運転領域Bでは、図5に示すように、圧縮行程の中央付近(圧縮上死点前300°CA等)で1回目の燃料噴射(Q1)が開始され、吸気下死点(BDC、圧縮上死点前180°CA)で2回目の燃料噴射(Q2)が開始される。2回目の燃料噴射の噴射量(1回目にインジェクタ15から噴射される燃料の質量)は、1回目の燃料噴射の噴射量(2回目にインジェクタ15から噴射される燃料の質量)よりも少ない。例えば、1燃焼サイクル中に燃焼室6に噴射される燃料の総量に対する2回目の燃料噴射の噴射量の割合は、10%程度とされる。以下では、前記のようにインジェクタ15が2回に分けて燃料を噴射する場合において、1回目の燃料噴射を前段噴射といい、2回目の燃料噴射を後段噴射という。 In the second operating region B, the injector 15 injects into the combustion chamber 6 an amount of fuel such that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio as described above. In the present embodiment, the injector 15 is basically the fuel to be driven into the combustion chamber 6 during one combustion cycle, as in the first operation region A, except when the pre-ign avoidance pattern is set as described later. Most of the fuel is injected during the intake stroke. Further, the injector 15 basically injects the remaining fuel from the latter half of the intake stroke to the first half of the compression stroke, except when the injection pattern is changed to the pre-ign avoidance pattern described later. For example, in the second operating region B, as shown in FIG. 5, the first fuel injection (Q1) is started near the center of the compression stroke (300 ° CA before compression top dead center, etc.), and the intake bottom dead center (intake bottom dead center). The second fuel injection (Q2) is started at BDC, 180 ° CA before compression top dead center. The injection amount of the second fuel injection (mass of the fuel injected from the injector 15 at the first time) is smaller than the injection amount of the first fuel injection (mass of the fuel injected from the injector 15 at the second time). For example, the ratio of the injection amount of the second fuel injection to the total amount of fuel injected into the combustion chamber 6 in one combustion cycle is about 10%. In the following, when the injector 15 injects fuel in two steps as described above, the first fuel injection is referred to as a pre-stage injection, and the second fuel injection is referred to as a post-stage injection.

第2運転領域Bでも、点火プラグ16は、圧縮上死点付近で混合気に点火する。第2運転領域Bにおいても、この点火をきっかけにSPCCI燃焼が開始され、燃焼室6内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼(SI燃焼)し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼(CI燃焼)する。 Also in the second operating region B, the spark plug 16 ignites the air-fuel mixture near the compression top dead center. In the second operating region B as well, SPCCI combustion is started by this ignition, a part of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is burned by flame propagation (SI combustion), and then the remaining air-fuel mixture is self-ignited. Combustion (CI combustion).

第2運転領域Bでは、燃焼室6で生成されるNOxを低減するべく、EGR弁53が開かれてEGR通路51を介してEGRガスが燃焼室6に導入される。ただし、エンジン負荷が高いときは多量の空気を燃焼室6に導入せねばならないため、EGRガスの燃焼室6への導入量を低減する必要がある。これより、第2運転領域Bでは、燃焼室6に導入されるEGRガスの量が高負荷側ほど少なくなるようにEGR弁53の開度が制御され、エンジン負荷が最大となる領域ではEGR弁53は全閉にされる。 In the second operating region B, the EGR valve 53 is opened and the EGR gas is introduced into the combustion chamber 6 through the EGR passage 51 in order to reduce the NOx generated in the combustion chamber 6. However, when the engine load is high, a large amount of air must be introduced into the combustion chamber 6, so it is necessary to reduce the amount of EGR gas introduced into the combustion chamber 6. From this, in the second operating region B, the opening degree of the EGR valve 53 is controlled so that the amount of EGR gas introduced into the combustion chamber 6 decreases as the load side increases, and the EGR valve in the region where the engine load becomes maximum. 53 is fully closed.

第2運転領域Bでも、吸気VVT13aおよび排気VVT14aは、吸気弁11と排気弁12を、これら吸気弁11と排気弁12とがバルブオーバーラップするように駆動する。 Also in the second operating region B, the intake VVT 13a and the exhaust VVT 14a drive the intake valve 11 and the exhaust valve 12 so that the intake valve 11 and the exhaust valve 12 overlap each other.

第2運転領域Bでは、スワール弁18は、全閉/全開を除いた適宜の中間開度まで開かれ、その開度は、エンジン負荷が高いほど大きくされる。 In the second operating region B, the swirl valve 18 is opened to an appropriate intermediate opening degree excluding fully closed / fully opened, and the opening degree is increased as the engine load is higher.

過給機33は、第2運転領域Bのうちエンジン回転数およびエンジン負荷がともに低い側では、停止される。一方、第2運転領域Bのその他の領域では、過給機33は稼働される。すなわち、電磁クラッチ34が締結されて過給機33とエンジン本体1とが連結される。このとき、サージタンク36内の圧力(過給圧)が運転条件(エンジン回転数/エンジン負荷)ごとに予め定められた目標圧力に一致するように、バイパス弁39の開度が制御される。 The supercharger 33 is stopped on the side of the second operating region B where both the engine speed and the engine load are low. On the other hand, in the other area of the second operating area B, the supercharger 33 is operated. That is, the electromagnetic clutch 34 is engaged, and the supercharger 33 and the engine body 1 are connected. At this time, the opening degree of the bypass valve 39 is controlled so that the pressure (supercharging pressure) in the surge tank 36 matches the target pressure predetermined for each operating condition (engine speed / engine load).

(c)第3運転領域
第3運転領域Cでは、比較的オーソドックスなSI燃焼が実行される。このSI燃焼の実現のために、第3運転領域Cでは、インジェクタ15は、少なくとも吸気行程と重複する所定の期間にわたって燃料を噴射する。点火プラグ16は、圧縮上死点付近で混合気に点火する。第3運転領域Cでは、この点火をきっかけにSI燃焼が開始され、燃焼室6内の混合気の全てが火炎伝播により燃焼する。
(C) Third operating region In the third operating region C, relatively orthodox SI combustion is executed. In order to realize this SI combustion, in the third operating region C, the injector 15 injects fuel for a predetermined period at least overlapping the intake stroke. The spark plug 16 ignites the air-fuel mixture near the compression top dead center. In the third operating region C, SI combustion is started triggered by this ignition, and all of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is burned by flame propagation.

第3運転領域Cでは、過給機33は稼働される。スロットル弁32は全開とされる。EGR弁53は、燃焼室6内の空燃比が理論空燃比以下となるようにその開度が制御される。例えば、第3運転領域Cでは、燃焼室6内の空燃比が理論空燃比もしくはこれよりやや小さくなるようにEGR弁53の開度が制御される。第3運転領域Cでは、スワール弁18は全開とされる。 In the third operating area C, the supercharger 33 is operated. The throttle valve 32 is fully opened. The opening degree of the EGR valve 53 is controlled so that the air-fuel ratio in the combustion chamber 6 is equal to or less than the stoichiometric air-fuel ratio. For example, in the third operating region C, the opening degree of the EGR valve 53 is controlled so that the air-fuel ratio in the combustion chamber 6 becomes the stoichiometric air-fuel ratio or slightly smaller than this. In the third operating region C, the swirl valve 18 is fully opened.

(4)燃焼騒音増大防止制御
前記のように、第1運転領域Aでは過給機33が停止され、第2運転領域Bでは大半の領域で過給機33が駆動される。そのため、第1運転領域Aから第2運転領域Bへの移行に伴って停止状態にある過給機33の駆動が開始された過給開始時には、燃焼室6に導入される空気の量が過大になって混合気の空燃比が過度にリーン(大きく)なりやすい。空燃比が過度にリーンになると燃焼騒音が増大するおそれがある。
(4) Combustion Noise Increase Prevention Control As described above, the supercharger 33 is stopped in the first operating region A, and the supercharger 33 is driven in most of the second operating region B. Therefore, the amount of air introduced into the combustion chamber 6 is excessive at the start of supercharging when the driving of the supercharger 33 in the stopped state is started with the transition from the first operating area A to the second operating area B. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture tends to become excessively lean (large). If the air-fuel ratio becomes excessively lean, combustion noise may increase.

図6(a)、(b)を用いて具体的に説明する。図6(a)、(b)は、吸気通路30の過給機33周辺のEGRガスの流れを模式的に示した図であり、図6(a)は過給機33の停止時、図6(b)は過給機33の駆動開始時の図である。図6(a)に示すように、過給機33の停止中、EGRガスはEGR通路51を通過した後主としてバイパス通路38を通って燃焼室6に流入する。これより、過給機33が配設された吸気通路30に導入されるEGRガスの量は少なくなり、過給機33が配設された吸気通路30内のガスFAは、EGRガスの量の割合が低く新気の量の割合が高いガスとなる。この状態で過給機33の駆動が開始すると、ガスの主たる流れが過給機33が配設された通路側に切り替えられる。特に、過給機33の駆動開始に伴ってバイパス弁39が全閉にされると、バイパス通路38を介した燃焼室6へのガスの流れは停止する。そのため、図6(b)に示すように、過給機33が配設された吸気通路30内に存在してEGRガスの割合の低いガスFAが燃焼室6にまず導入されることになる。従って、停止状態にある過給機33の駆動が開始されたとき、燃焼室6内に導入されるEGRガスの量は少なくなり混合気の空燃比が過度にリーンになるおそれがある。 This will be specifically described with reference to FIGS. 6A and 6B. 6 (a) and 6 (b) are diagrams schematically showing the flow of EGR gas around the supercharger 33 in the intake passage 30, and FIG. 6 (a) is a diagram when the supercharger 33 is stopped. 6 (b) is a diagram at the start of driving the supercharger 33. As shown in FIG. 6A, while the turbocharger 33 is stopped, the EGR gas passes through the EGR passage 51 and then mainly flows into the combustion chamber 6 through the bypass passage 38. As a result, the amount of EGR gas introduced into the intake passage 30 in which the supercharger 33 is arranged is reduced, and the gas FA in the intake passage 30 in which the supercharger 33 is arranged is the amount of EGR gas. The gas has a low proportion and a high proportion of fresh air. When the driving of the supercharger 33 is started in this state, the main flow of gas is switched to the passage side where the supercharger 33 is arranged. In particular, when the bypass valve 39 is fully closed with the start of driving the supercharger 33, the flow of gas to the combustion chamber 6 through the bypass passage 38 is stopped. Therefore, as shown in FIG. 6B, the gas FA that exists in the intake passage 30 in which the supercharger 33 is arranged and has a low proportion of EGR gas is first introduced into the combustion chamber 6. Therefore, when the driving of the turbocharger 33 in the stopped state is started, the amount of EGR gas introduced into the combustion chamber 6 becomes small, and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture may become excessively lean.

また、過給機33の駆動状態に関わらず燃焼室6に導入されるEGRガスが不足したときも、燃焼室6内の混合気の空燃比が過度にリーンとなるおそれがある。 Further, even when the EGR gas introduced into the combustion chamber 6 is insufficient regardless of the driving state of the supercharger 33, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 may become excessively lean.

燃焼室6内の混合気の空燃比がリーンになると混合気の反応が促進されて燃焼の進行度が速くなる。燃焼の進行度が速くなると、混合気が所望のタイミングよりも早いタイミングで燃焼を開始したり、混合気の燃焼速度が過剰に速くなって、筒内圧が急上昇する。そのため、混合気の空燃比が過度にリーンになると、燃焼騒音が増大するおそれがある。 When the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 becomes lean, the reaction of the air-fuel mixture is promoted and the progress of combustion becomes faster. When the progress of combustion becomes high, the air-fuel mixture starts combustion at a timing earlier than the desired timing, or the combustion speed of the air-fuel mixture becomes excessively high, and the in-cylinder pressure rises sharply. Therefore, if the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes excessively lean, the combustion noise may increase.

そこで、本実施形態では、過給機33の駆動の開始やEGRガスの不足に伴って燃焼騒音が増大するおそれがあるときに、燃焼騒音の増大を防止するべく混合気の燃焼を緩慢にする制御を実施する。 Therefore, in the present embodiment, when the combustion noise may increase due to the start of driving of the turbocharger 33 or the shortage of EGR gas, the combustion of the air-fuel mixture is slowed down in order to prevent the increase in the combustion noise. Enforce control.

ECU100によって実施される燃焼騒音の増大を防止するための制御について、図7のフローチャートを用いて説明する。 The control for preventing the increase in combustion noise performed by the ECU 100 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS1にて、ECU100は、停止状態にある過給機33の駆動が開始したか否か(過給機33がOFFからONになったか否か)を判定する。つまり、電磁クラッチ34が締結されて過給機33とエンジン本体1とが連結されたか否かを判定する。 First, in step S1, the ECU 100 determines whether or not the driving of the supercharger 33 in the stopped state has started (whether or not the supercharger 33 has changed from OFF to ON). That is, it is determined whether or not the electromagnetic clutch 34 is engaged and the supercharger 33 and the engine body 1 are connected.

ステップS1の判定がNOであって過給機の駆動開始時でない場合は、ステップS4に進む。一方、ステップS1の判定がYESであって停止状態にある過給機の駆動が開始した場合は、ステップS2に進む。 If the determination in step S1 is NO and it is not the start of driving the supercharger, the process proceeds to step S4. On the other hand, if the determination in step S1 is YES and the driving of the turbocharger in the stopped state is started, the process proceeds to step S2.

ステップS2にて、ECU100は、燃焼室6内の混合気のEGR率が予め設定された下限EGR率未満である否かを判定する。本実施形態では、このステップS2の判定は、EGR率判定部110により実施される。混合気のEGR率は、燃焼室6内の全ガス量つまり燃焼室6内のガスの総量(質量)に対する燃焼室6内のEGRガスの量(質量)の割合である。ECU100は、エアフローセンサSN4により検出された吸気量および差圧センサSN6により検出されたEGR弁53の前後差圧に基づいて、混合気のEGR率を推定する。ステップS2では、この推定されたEGR率(以下、適宜、推定EGR率という)が下限EGR率未満であるか否かを判定する。本実施形態では、下限EGR率は、エンジン回転数、エンジン負荷、吸気温、エンジン水温について予め設定されてECU100に記憶されている。ECU100は、現在のエンジン回転数、エンジン負荷、吸気温、エンジン水温に対応する値を抽出して、ステップS2の判定に用いる。なお、前記の下限EGR率は、請求項の「基準EGR率」に相当する。 In step S2, the ECU 100 determines whether or not the EGR rate of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is less than a preset lower limit EGR rate. In the present embodiment, the determination in step S2 is performed by the EGR rate determination unit 110. The EGR ratio of the air-fuel mixture is the ratio of the amount (mass) of EGR gas in the combustion chamber 6 to the total amount of gas in the combustion chamber 6, that is, the total amount (mass) of gas in the combustion chamber 6. The ECU 100 estimates the EGR rate of the air-fuel mixture based on the intake air amount detected by the airflow sensor SN4 and the front-rear differential pressure of the EGR valve 53 detected by the differential pressure sensor SN6. In step S2, it is determined whether or not the estimated EGR rate (hereinafter, appropriately referred to as an estimated EGR rate) is less than the lower limit EGR rate. In the present embodiment, the lower limit EGR rate is preset in the engine speed, engine load, intake air temperature, and engine water temperature and stored in the ECU 100. The ECU 100 extracts values corresponding to the current engine speed, engine load, intake air temperature, and engine water temperature and uses them for the determination in step S2. The lower limit EGR rate corresponds to the "reference EGR rate" of the claim.

ステップS2の判定がNOであってEGR率が下限EGR率以上の場合は、ステップS4に進む。一方、ステップS2の判定がYESであってEGR率が下限EGR率未満の場合は、ステップS3に進む。 If the determination in step S2 is NO and the EGR rate is equal to or greater than the lower limit EGR rate, the process proceeds to step S4. On the other hand, if the determination in step S2 is YES and the EGR rate is less than the lower limit EGR rate, the process proceeds to step S3.

ステップS3にて、ECU100は、燃料噴射を遅角させて燃料噴射のパターンをプリイグ回避パターンに変更し、このプリイグ回避パターンでインジェクタ15に燃料を噴射させる。 In step S3, the ECU 100 retards the fuel injection, changes the fuel injection pattern to the pre-ign avoidance pattern, and injects fuel into the injector 15 in this pre-ign avoidance pattern.

具体的には、図8の破線で示すように、また、前記のように、第2運転領域Bにおける通常制御時(ステップS3の非実施時)の燃料噴射のパターンは、前段噴射(Q1)が吸気行程中に開始されて、後段噴射(Q2)が吸気行程の後半から圧縮行程の前半にかけて開始されるパターンである。これに対して、プリイグ回避パターンは、図8の実線で示すように、圧縮行程の前半に前段噴射(Q11)が開始され、圧縮行程の後半に後段噴射(Q12)が開始されるパターンであり、プリイグ回避パターンの実施時は、通常制御時(プリイグ回避パターンの非実行時)に対して、前段噴射と後段噴射の双方の実施時期(噴射時期)が遅角される。また、プリイグ回避パターンでは、前段噴射(Q11)は吸気弁11の閉弁時期IVCよりも遅角側とされる。例えば、プリイグ回避パターンでは、前段噴射(Q11)が圧縮上死点前100°CA程度で開始され、後段噴射(Q12)が圧縮上死点前5〜20°CA程度に開始される。このプリイグ回避パターンにおける前段噴射(Q11)は、請求項の「第1の燃料噴射」に相当し、前記のプリイグ回避パターンにおける後段噴射(Q12)は、請求項の「第2の燃料噴射」に相当する。 Specifically, as shown by the broken line in FIG. 8, and as described above, the fuel injection pattern during normal control in the second operating region B (when step S3 is not performed) is the pre-stage injection (Q1). Is started during the intake stroke, and the post-stage injection (Q2) is started from the latter half of the intake stroke to the first half of the compression stroke. On the other hand, the pre-ign avoidance pattern is a pattern in which the first-stage injection (Q11) is started in the first half of the compression stroke and the second-stage injection (Q12) is started in the second half of the compression stroke, as shown by the solid line in FIG. When the pre-igu avoidance pattern is executed, the execution time (injection timing) of both the pre-stage injection and the post-stage injection is retarded with respect to the normal control time (when the pre-igu avoidance pattern is not executed). Further, in the pre-ign avoidance pattern, the pre-stage injection (Q11) is set to be on the retard side of the valve closing time IVC of the intake valve 11. For example, in the pre-ign avoidance pattern, the pre-stage injection (Q11) is started at about 100 ° CA before the compression top dead center, and the post-stage injection (Q12) is started at about 5 to 20 ° CA before the compression top dead center. The pre-stage injection (Q11) in this pre-ig avoidance pattern corresponds to the "first fuel injection" of the claim, and the post-stage injection (Q12) in the pre-igu avoidance pattern corresponds to the "second fuel injection" of the claim. Equivalent to.

本実施形態では、プリイグ回避パターンにおける前段噴射(Q11)と後段噴射(Q12)の各開始時期は、燃焼室6に導入される空気の量である空気充填量、燃焼室6内のEGRガス量、吸気温およびエンジン水温に基づいて設定される。具体的には、図9に示すように、空気充填量が多く且つEGRガス量が少ないほど、各噴射(Q11、Q12)の開始時期は遅くされる。また、吸気温が高いほど各噴射(Q11、Q12)の開始時期は遅くされ、エンジン水温が高いほど各噴射(Q11、Q12)の開始時期は遅くされる。なお、ECU100は、エアフローセンサSN4の検出値等から空気充填量を推定し、これと推定EGR率等とから燃焼室6内のEGRガス量を推定する。 In the present embodiment, the start timings of the pre-stage injection (Q11) and the post-stage injection (Q12) in the pre-ign avoidance pattern are the air filling amount, which is the amount of air introduced into the combustion chamber 6, and the EGR gas amount in the combustion chamber 6. , Set based on intake air temperature and engine water temperature. Specifically, as shown in FIG. 9, the larger the air filling amount and the smaller the EGR gas amount, the later the start time of each injection (Q11, Q12). Further, the higher the intake air temperature, the later the start time of each injection (Q11, Q12), and the higher the engine water temperature, the later the start time of each injection (Q11, Q12). The ECU 100 estimates the air filling amount from the detected value of the air flow sensor SN4 and the like, and estimates the EGR gas amount in the combustion chamber 6 from this and the estimated EGR rate and the like.

また、プリイグ回避パターンでは、1燃焼サイクル中に燃焼室6に噴射される燃料の総量に対する後段噴射の噴射量の割合が、通常制御時よりも多くされる。例えば、通常制御時の後段噴射の噴射量の割合が10%程度とされるのに対して、プリイグ判定時は20〜40%程度とされる。 Further, in the pre-ign avoidance pattern, the ratio of the injection amount of the subsequent injection to the total amount of fuel injected into the combustion chamber 6 during one combustion cycle is larger than that in the normal control. For example, the ratio of the injection amount of the post-stage injection during normal control is about 10%, whereas it is about 20 to 40% at the time of pre-ign determination.

本実施形態では、プリイグ回避パターンにおける後段噴射の噴射量の割合は、空気充填量、燃焼室6内のEGRガス量、吸気温およびエンジン水温に基づいて設定される。具体的には、図10に示すように、空気充填量が多く且つEGRガス量が少ないほど、後段噴射の噴射量の割合は大きくされる。また、吸気温が高いほど後段噴射の噴射量の割合は大きくされ、エンジン水温が高いほど後段噴射の噴射量の割合は大きくされる。 In the present embodiment, the ratio of the injection amount of the subsequent injection in the pre-ign avoidance pattern is set based on the air filling amount, the EGR gas amount in the combustion chamber 6, the intake air temperature, and the engine water temperature. Specifically, as shown in FIG. 10, the larger the air filling amount and the smaller the EGR gas amount, the larger the ratio of the injection amount of the post-stage injection. Further, the higher the intake air temperature, the larger the ratio of the injection amount of the latter stage injection, and the higher the engine water temperature, the larger the ratio of the injection amount of the second stage injection.

ステップS3の処理は、ステップS1の判定がYES且つステップS2の判定がYESとなってステップS3の処理が開始されてから、ステップS2の判定がNOとなるまで実施される。つまり、各燃料噴射の実施時期(噴射時期)を遅角させるステップS3の制御は、EGR率が下限EGR率未満の状態で過給機33の駆動が開始されるのに伴って開始されてEGR率が下限EGR率以上になるまで継続して続けられる。 The process of step S3 is carried out from the time when the determination in step S1 is YES and the determination in step S2 is YES and the process in step S3 is started until the determination in step S2 is NO. That is, the control of step S3 for retarding the execution timing (injection timing) of each fuel injection is started when the driving of the turbocharger 33 is started in a state where the EGR rate is less than the lower limit EGR rate, and the EGR is started. It is continued until the rate becomes equal to or higher than the lower limit EGR rate.

なお、本実施形態では、ステップS3の制御、つまり、燃料噴射の実施時期を遅角させて燃料噴射のパターンをプリイグ回避パターンに変更する制御が、請求項の「燃焼緩慢化制御」に相当する。そして、このプリイグ回避パターンを実現して後述するように混合気の燃焼を緩慢化させるインジェクタ15が、請求項の「燃料噴射手段」および「燃焼抑制手段」に相当する。 In the present embodiment, the control of step S3, that is, the control of retarding the fuel injection execution time and changing the fuel injection pattern to the priming avoidance pattern corresponds to the "combustion slowdown control" of the claim. .. Then, the injector 15 that realizes this pre-ign avoidance pattern and slows down the combustion of the air-fuel mixture corresponds to the "fuel injection means" and the "combustion suppressing means" of the claims.

ステップS3の後はステップS4に進む。ステップS4にて、ECU100は、EGR率の目標値である目標EGR率に対するEGR率の不足量が所定の判定不足量以上であるか否かを判定する。つまり、EGR率の不足量が所定の判定不足量以上であるというEGR率不足条件が成立するか否かを判定する。この判定には、前記の推定EGR率が用いられる。目標EGR率は予め設定されてECU100に記憶されている。例えば、目標EGR率は、エンジン回転数とエンジン負荷等に応じて予め設定されてECU100にマップで記憶されており、ECU100は現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに対応する値をこのマップから抽出する。また、前記の判定不足量も予め設定されてECU100に記憶されている。以下では、EGR率の目標EGR率に対する不足量を単にEGR率の不足量という。前記の判定不足量は、請求項の「判定値」に相当する。 After step S3, the process proceeds to step S4. In step S4, the ECU 100 determines whether or not the insufficient amount of the EGR rate with respect to the target EGR rate, which is the target value of the EGR rate, is equal to or greater than the predetermined insufficient determination amount. That is, it is determined whether or not the EGR rate deficiency condition that the deficiency amount of the EGR rate is equal to or more than the predetermined determination deficiency amount is satisfied. The estimated EGR rate is used for this determination. The target EGR rate is preset and stored in the ECU 100. For example, the target EGR rate is preset in accordance with the engine speed, engine load, etc. and stored in the ECU 100 as a map, and the ECU 100 extracts values corresponding to the current engine speed and engine load from this map. To do. Further, the determination shortage amount is also preset and stored in the ECU 100. In the following, the shortage amount of the EGR rate with respect to the target EGR rate is simply referred to as the shortage amount of the EGR rate. The above-mentioned determination shortage amount corresponds to the "determination value" of the claim.

ステップS4の判定がNOであってEGR率の不足量が判定不足量未満の場合は、そのまま処理を終了する(ステップS1に戻る)。一方、ステップS4の判定がYESであってEGR率の不足量が判定不足量以上の場合は、ステップS5に進む。 If the determination in step S4 is NO and the insufficient amount of the EGR rate is less than the insufficient determination amount, the process ends as it is (returns to step S1). On the other hand, if the determination in step S4 is YES and the insufficient amount of the EGR rate is equal to or greater than the insufficient determination amount, the process proceeds to step S5.

ステップS5にて、ECU100は、吸気温が所定の判定吸気温以上あるいはエンジン水温が所定の判定水温以上であるという条件が成立してか否かを判定する。判定吸気温および判定水温は予め設定されてECU100に記憶されている。 In step S5, the ECU 100 determines whether or not the condition that the intake air temperature is equal to or higher than the predetermined determination intake air temperature or the engine water temperature is equal to or higher than the predetermined determination water temperature is satisfied. The determination intake air temperature and the determination water temperature are preset and stored in the ECU 100.

ステップS5の判定がNOであって吸気温が判定吸気温未満であり且つエンジン水温が判定水温未満であるときは、そのまま処理を終了する(ステップS1に戻る)。 If the determination in step S5 is NO, the intake air temperature is lower than the determination intake air temperature, and the engine water temperature is less than the determination water temperature, the process ends as it is (returns to step S1).

一方、ステップS5の判定がYESであって吸気温が判定吸気温以上である、あるいは、エンジン水温が判定水温以上であるときは、ステップS6に進む。 On the other hand, if the determination in step S5 is YES and the intake air temperature is equal to or higher than the determination intake air temperature, or the engine water temperature is equal to or higher than the determination water temperature, the process proceeds to step S6.

ステップS6にて、ECU100は、空気充填量を低減させる。具体的には、ECU100は、スロットル弁32の開度を小さく(閉じ側に)する。このとき、ECU100は、図11に示すように、EGR率の不足量が大きい方がスロットル弁32の開度低減量を大きくする。また、ECU100は、吸気温およびエンジン水温が高い方がスロットル弁32の開度低減量を大きくする。ステップS6の後は、処理を終了する(ステップS1に戻る)。 In step S6, the ECU 100 reduces the air filling amount. Specifically, the ECU 100 reduces the opening degree of the throttle valve 32 (closed side). At this time, as shown in FIG. 11, the ECU 100 increases the opening degree reduction amount of the throttle valve 32 when the insufficient amount of the EGR rate is large. Further, in the ECU 100, the higher the intake air temperature and the engine water temperature, the larger the amount of reduction in the opening degree of the throttle valve 32. After step S6, the process ends (returns to step S1).

このようにして、本実施形態では、過給機33の駆動開始時において、EGR率が低いときは燃料噴射の実施時期が遅角され、EGR率が高いときはこの燃料噴射の遅角制御が停止される。そして、過給機33の駆動開始時を含む各運転条件において、EGR率の不足量が大きいときは空気充填量が低減される。ただし、本実施形態では、EGR率の不足量が大きいときであっても吸気温およびエンジン水温が低いときは、空気充填量を低減する制御は実施されず、スロットル弁32の開度は通常制御時(ステップS6の非実施時)の開度とされる。 In this way, in the present embodiment, at the start of driving the turbocharger 33, when the EGR rate is low, the fuel injection execution time is retarded, and when the EGR rate is high, the fuel injection retard angle control is performed. It will be stopped. Then, in each operating condition including the start of driving the supercharger 33, when the insufficient amount of the EGR rate is large, the air filling amount is reduced. However, in the present embodiment, even when the insufficient amount of the EGR rate is large, when the intake air temperature and the engine water temperature are low, the control for reducing the air filling amount is not implemented, and the opening degree of the throttle valve 32 is normally controlled. It is set to the opening time (when step S6 is not performed).

以上の制御を実施したときの過給機33の駆動開始前後の各パラメータの時間変化を図12に示す。図12には、上から順に、アクセル開度、過給機33の回転数、空気充填量、燃焼室6内のEGRガスの量、燃料噴射の実施時期(燃料噴射時期)、スロットル弁32の開度の各グラフを示している。 FIG. 12 shows the time change of each parameter before and after the start of driving of the turbocharger 33 when the above control is performed. In FIG. 12, in order from the top, the accelerator opening, the rotation speed of the supercharger 33, the air filling amount, the amount of EGR gas in the combustion chamber 6, the fuel injection execution time (fuel injection time), and the throttle valve 32. Each graph of the opening degree is shown.

時刻t1にてアクセルペダルが踏み込まれて運転ポイントが第2運転領域B内の運転ポイントに移行すると、時刻t2にて過給機33の駆動が開始されて過給機33の回転数が増大していく。このように過給機33の駆動が開始されることで、時刻t2では、空気充填量が増大し始めるとともにEGRガス量が低減し始める。そして、EGRガス量の低下が進みEGR率が下限EGR率未満になった時刻t3にて、燃料噴射の実施時期が遅角される。時刻t5までの間、EGRガス量の低減とともに燃料の噴射時期の遅角量は増大される。時刻t5の後は、EGRガス量が増大を開始し、これに伴って燃料の噴射時期の遅角量は低減される。そして、時刻t6にてEGR率が下限EGR率を超えることで燃料の噴射時期の遅角は終了する。また、EGRガス量の低下が進み、時刻t4にてEGR率の不足量が判定不足量以上になると、スロットル弁32の開度が低減される。そして、時刻t5以降は、EGRガス量の増大に伴ってスロットル弁32の開度の低減量は小さくされていく。図12の例では、時刻t6のしばらく後に、EGR率の不足量が判定不足量未満になることに伴い、スロットル弁32の開度は通常制御時の開度に戻る。 When the accelerator pedal is depressed at time t1 and the operation point shifts to the operation point in the second operating area B, the supercharger 33 starts to be driven at time t2 and the rotation speed of the supercharger 33 increases. To go. By starting the driving of the turbocharger 33 in this way, at time t2, the air filling amount starts to increase and the EGR gas amount starts to decrease. Then, at the time t3 when the EGR gas amount decreases and the EGR rate becomes less than the lower limit EGR rate, the fuel injection execution time is delayed. Until time t5, the amount of retardation of the fuel injection timing increases as the amount of EGR gas decreases. After the time t5, the amount of EGR gas starts to increase, and the amount of retardation of the fuel injection timing is reduced accordingly. Then, when the EGR rate exceeds the lower limit EGR rate at time t6, the retard angle of the fuel injection timing ends. Further, when the amount of EGR gas continues to decrease and the insufficient amount of EGR rate becomes equal to or greater than the insufficient amount of determination at time t4, the opening degree of the throttle valve 32 is reduced. Then, after time t5, the amount of reduction in the opening degree of the throttle valve 32 is reduced as the amount of EGR gas increases. In the example of FIG. 12, after a while after the time t6, the opening degree of the throttle valve 32 returns to the opening degree at the time of normal control as the insufficient amount of the EGR rate becomes less than the determination insufficient amount.

(5)作用等
以上のように、本実施形態では、過給機33の駆動が開始されたときで、且つ、EGR率が下限EGR率未満の場合、燃料噴射のパターンがプリイグ回避パターンに変更されて、燃料噴射の噴射時期が遅角される。そのため、過給機33の駆動の開始時にEGR率が下限EGR率未満となって混合気の空燃比が過度にリーンになった場合であっても、燃焼騒音の増大を抑制できる。具体的には、燃料が噴射される時期が遅くなると、圧縮上死点付近までの燃料と空気の混合時間および反応時間が短くなる。そのため、圧縮上死点付近において反応の進んだ混合気が燃焼室6内に多量に存在するという事態の発生を防止できる。従って、圧縮上死点付近における混合気の燃焼の進行度を遅くすることができる。つまり、圧縮上死点付近において混合気の反応が過度に促進されることで、混合気が過度に早いタイミングで燃焼を開始したり混合気の燃焼速度が過度に速くなるのを防止できる。従って、燃焼室6内の圧力の急上昇を回避して燃焼騒音の増大を抑制できる。
(5) Action, etc. As described above, in the present embodiment, when the driving of the turbocharger 33 is started and the EGR rate is less than the lower limit EGR rate, the fuel injection pattern is changed to the pre-ign avoidance pattern. Therefore, the injection timing of fuel injection is delayed. Therefore, even if the EGR rate becomes less than the lower limit EGR rate at the start of driving the turbocharger 33 and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture becomes excessively lean, an increase in combustion noise can be suppressed. Specifically, when the fuel is injected later, the mixing time and reaction time of the fuel and air up to the compression top dead center become shorter. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which a large amount of the air-fuel mixture in which the reaction has proceeded exists in the combustion chamber 6 near the compression top dead center. Therefore, the progress of combustion of the air-fuel mixture near the compression top dead center can be slowed down. That is, by excessively promoting the reaction of the air-fuel mixture near the compression top dead center, it is possible to prevent the air-fuel mixture from starting combustion at an excessively early timing or the combustion speed of the air-fuel mixture becoming excessively high. Therefore, it is possible to avoid a sudden rise in pressure in the combustion chamber 6 and suppress an increase in combustion noise.

一方で、本実施形態では、過給機33の駆動が開始したときであってもEGR率が下限EGR率以上であり混合気の空燃比が過度にリーンになっていない場合には、燃料噴射の実施時期を遅角する制御が停止される。そのため、空燃比が過度にリーンになっておらずこれにより燃焼騒音の増大が回避できるときに燃焼の進行度が遅くなるのを回避して、混合気を適切に燃焼させることができる。 On the other hand, in the present embodiment, even when the driving of the turbocharger 33 is started, if the EGR rate is equal to or higher than the lower limit EGR rate and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is not excessively lean, fuel injection is performed. The control that retards the implementation time of is stopped. Therefore, when the air-fuel ratio is not excessively lean and the increase in combustion noise can be avoided, the progress of combustion can be avoided from being slowed down, and the air-fuel mixture can be appropriately burned.

また、本実施形態では、プリイグ回避パターンにおいて、後段噴射(Q12)の実施時期が圧縮行程の後半に設定される。そのため、圧縮上死点付近までの燃料と空気の混合時間および反応時間を確実に短くして、混合気の燃焼の進行度を確実に遅くできる。 Further, in the present embodiment, in the preig avoidance pattern, the execution time of the post-stage injection (Q12) is set to the latter half of the compression stroke. Therefore, the mixing time and reaction time of the fuel and air up to the compression top dead center can be surely shortened, and the progress of combustion of the air-fuel mixture can be surely slowed down.

また、プリイグ回避パターンでは、空気充填量が多く且つ気筒に導入されるEGRガスの量が少ないときほど、後段噴射の噴射量の割合が大きくされる。そのため、空気充填量が多く且つ気筒に導入されるEGRガスの量が少ないことに伴って燃焼の進行度が速くなりやすいときに、より多くの燃料の圧縮上死点付近までの混合時間および反応時間を短くできる。従って、圧縮上死点付近における混合気の燃焼の進行度をより確実に遅くできる。 Further, in the pre-ign avoidance pattern, the larger the air filling amount and the smaller the amount of EGR gas introduced into the cylinder, the larger the ratio of the injection amount of the post-stage injection. Therefore, when the amount of air filling is large and the amount of EGR gas introduced into the cylinder is small and the progress of combustion tends to be fast, the mixing time and reaction to the vicinity of the compression top dead center of more fuel You can shorten the time. Therefore, the progress of combustion of the air-fuel mixture near the compression top dead center can be more reliably slowed down.

さらに、プリイグ回避パターンでは、前段噴射(Q11)と後段噴射(Q12)の双方が圧縮行程に実施される。そのため、全燃料について、空気との混合および反応時間を短くでき、より一層確実に混合気の燃焼の進行度を遅くできる。特に、本実施形態では、前段噴射(Q11)が吸気弁11の閉弁後に実施される。そのため、さらに確実に混合気の燃焼の進行度を遅くできる。前段噴射(Q11)と後段噴射(Q12)の実施時期が前記のように設定されることの効果について、図13等を用いて具体的に説明する。 Further, in the pre-ign avoidance pattern, both the pre-stage injection (Q11) and the post-stage injection (Q12) are performed in the compression stroke. Therefore, for all fuels, the mixing and reaction time with air can be shortened, and the progress of combustion of the air-fuel mixture can be more reliably slowed down. In particular, in the present embodiment, the pre-stage injection (Q11) is performed after the intake valve 11 is closed. Therefore, the progress of combustion of the air-fuel mixture can be more reliably slowed down. The effect of setting the execution time of the first-stage injection (Q11) and the second-stage injection (Q12) as described above will be specifically described with reference to FIG. 13 and the like.

図13は、燃焼室6内の温度である筒内温度つまり燃焼室6内の混合気の温度および混合気の当量比(理論空燃比を空燃比で割った値)と混合気の自着火のしやすさとの関係を調べた結果である。図13のグラフの横軸は筒内温度、縦軸は自着火のしやすさを表している。具体的には、縦軸は、混合気を自着火させるのに必要なOHラジカルの量であり、この量が多く混合気を自着火させるのに多量のOHラジカルが必要なときは、混合気は自着火しにくいといえる。図13のグラフの3つのラインは混合気の当量比(空燃比)が互いに異なるラインであり、下側のラインほど当量比が大きく空燃比は小さく(リッチに)なっている。 FIG. 13 shows the temperature inside the cylinder, which is the temperature inside the combustion chamber 6, that is, the temperature of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6, the equivalent ratio of the air-fuel mixture (the value obtained by dividing the stoichiometric air-fuel ratio by the air-fuel ratio), and the self-ignition of the air-fuel mixture. This is the result of investigating the relationship with ease of use. In the graph of FIG. 13, the horizontal axis represents the temperature inside the cylinder, and the vertical axis represents the ease of self-ignition. Specifically, the vertical axis is the amount of OH radicals required to self-ignite the air-fuel mixture, and when this amount is large and a large amount of OH radicals are required to self-ignite the air-fuel mixture, the air-fuel mixture Can be said to be difficult to self-ignite. The three lines in the graph of FIG. 13 are lines in which the equivalent ratios (air-fuel ratios) of the air-fuel mixture are different from each other, and the lower lines have a larger equivalent ratio and a smaller (richer) air-fuel ratio.

図13に示されるように、混合気は、筒内温度つまり混合気の温度が高いほど自着火しやすい。ここで、燃焼室6の中央部分は外周部分に比べて高温になる。これより、混合気の自着火は燃焼室6の中央部分でまず開始する。これに対して、本実施形態では、前段噴射(Q11)と後段噴射(Q12)とが前記のような時期に実施されることで燃焼室6の中央部分での混合気の燃焼が過度に促進されるのが防止される。 As shown in FIG. 13, the air-fuel mixture is more likely to self-ignite as the temperature inside the cylinder, that is, the temperature of the air-fuel mixture is higher. Here, the central portion of the combustion chamber 6 has a higher temperature than the outer peripheral portion. From this, the self-ignition of the air-fuel mixture first starts in the central portion of the combustion chamber 6. On the other hand, in the present embodiment, the combustion of the air-fuel mixture in the central portion of the combustion chamber 6 is excessively promoted by performing the first-stage injection (Q11) and the second-stage injection (Q12) at the above-mentioned timing. Is prevented from being done.

具体的には、圧縮行程の前半且つ吸気弁11の閉弁後は、ピストン5の上昇中および吸気弁11の閉弁後であることに伴い燃焼室6内の吸気流動が弱い。そのため、前段噴射(Q11)が圧縮行程の前半且つ吸気弁11の閉弁後に実施されることで、図14(a)に示すように、前段噴射(Q11)によって噴射された燃料F1の拡散は抑制され、この燃料F1の大部分は燃焼室6の外周付近に留まることになる。そして、図14(b)に示すように、この燃料分布は圧縮上死点付近まで概ね維持される。そのため、前段噴射(Q11)に係る燃料と空気の混合および反応は主として燃焼室6の外周付近で生じ、この反応に伴う燃焼室6の中央付近の昇温量は小さく抑えられる。また、圧縮上死点付近において燃焼室6の中央に分布する自着火直前の状態の混合気の量が少なく抑えられることになる。従って、燃焼室6の中央付近で開始する混合気の自着火のタイミングが遅くされて、燃焼の進行度が遅くされる。なお、通常制御時(燃焼騒音防止制御の実施時以外の時)は、前段噴射(Q1)が吸気行程中に実施されることで前段噴射の燃料は燃焼室6の全体に拡散する。 Specifically, in the first half of the compression stroke and after the intake valve 11 is closed, the intake flow in the combustion chamber 6 is weak as the piston 5 is rising and the intake valve 11 is closed. Therefore, the pre-stage injection (Q11) is performed in the first half of the compression stroke and after the intake valve 11 is closed, so that the diffusion of the fuel F1 injected by the pre-stage injection (Q11) is as shown in FIG. 14 (a). It is suppressed and most of this fuel F1 stays near the outer periphery of the combustion chamber 6. Then, as shown in FIG. 14B, this fuel distribution is generally maintained up to the vicinity of compression top dead center. Therefore, the mixing and reaction of fuel and air related to the pre-stage injection (Q11) mainly occurs near the outer periphery of the combustion chamber 6, and the amount of temperature rise near the center of the combustion chamber 6 accompanying this reaction is suppressed to a small value. Further, the amount of the air-fuel mixture in the state immediately before self-ignition distributed in the center of the combustion chamber 6 near the compression top dead center can be suppressed to a small amount. Therefore, the timing of self-ignition of the air-fuel mixture starting near the center of the combustion chamber 6 is delayed, and the progress of combustion is delayed. During normal control (other than when combustion noise prevention control is performed), the fuel of the front stage injection is diffused to the entire combustion chamber 6 because the front stage injection (Q1) is performed during the intake stroke.

ここで、プリイグ回避パターンでは圧縮行程の後半に後段噴射が実施される。圧縮行程の後半であってピストン5が圧縮上死点に近いタイミングで燃料が噴射されると、燃料は燃焼室6の中央付近に供給されることになる。また、プリイグ回避パターンでは、後段噴射の噴射量の割合が増大される。これより、プリイグ回避パターンでは、圧縮上死点付近において燃焼室6の中央付近の混合気の空燃比は小さく(リッチに)なり、空燃比の点からは燃焼室6の中央付近において混合気は自着火しやすくなるといえる。しかしながら、前記のように、プリイグ回避パターンでは、前段噴射による燃焼室6の中央付近の昇温量は小さく抑えられる。また、前記のように、後段噴射から圧縮上死点までの時間が短いことで圧縮上死点付近において後段噴射に係る燃料と空気の反応は十分に進んでおらず、これによっても燃焼室6の中央付近の温度上昇は抑制される。従って、燃焼室6の中央付近にて混合気の自着火が過度に促進されることはなく、混合気の燃焼の進行度は遅くなる。 Here, in the pre-ign avoidance pattern, the post-stage injection is performed in the latter half of the compression stroke. When fuel is injected at a timing close to the compression top dead center in the latter half of the compression stroke, the fuel is supplied to the vicinity of the center of the combustion chamber 6. Further, in the pre-ign avoidance pattern, the ratio of the injection amount of the post-stage injection is increased. From this, in the pre-ignition avoidance pattern, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture near the center of the combustion chamber 6 becomes small (rich) near the compression top dead center, and from the point of view of the air-fuel ratio, the air-fuel mixture is near the center of the combustion chamber 6. It can be said that it becomes easier to self-ignite. However, as described above, in the pre-ign avoidance pattern, the amount of temperature rise near the center of the combustion chamber 6 due to the pre-stage injection can be suppressed to a small value. Further, as described above, since the time from the post-stage injection to the compression top dead center is short, the reaction between the fuel and air related to the post-stage injection is not sufficiently advanced in the vicinity of the compression top dead center, which also causes the combustion chamber 6 The temperature rise near the center of the is suppressed. Therefore, the self-ignition of the air-fuel mixture is not excessively promoted near the center of the combustion chamber 6, and the progress of combustion of the air-fuel mixture is slowed down.

このことは、図15(a)と(b)との比較からも明らかである。図15(a)、(b)は、圧縮上死点において、燃焼室6内に存在する各温度と各空燃比の混合気の分布を示した図である。図15(a)、(b)では、色の濃い方が混合気の分布割合が多いことを表している。また、図15(a)は、後段噴射の割合を5%としたとき(前段噴射の割合を95%としたとき)の図であり、図15(b)は後段噴射の割合を30%としたとき(前段噴射の割合を70%としたとき)の図である。これら図15(a)、(b)に示した破線は、自着火のしやすさが同じになる温度と空燃比とをつないだラインである。図15(a)に示すように、前段噴射の割合が大きく後段噴射の割合が小さい場合は、空燃比は比較的大きい(リーンである)が高温である混合気、の割合が大きくなる。これに対して、図15(b)に示すように、前段噴射の割合が小さく後段噴射の割合が大きい場合は、空燃比は比較的小さい(リッチである)が低温である混合気、の割合が大きくなる。そして、図15(a)の場合に比べて図15(b)の場合の方が、自着火しにくい領域に多くの混合気が分布することになる。従って、プリイグ回避パターンでは、後段噴射の割合が大きくされて燃焼室6の中央付近に空燃比の高い混合気が形成されるものの、混合気は自着火しにくい状態とされて混合気の燃焼の進行度が遅くされる。 This is clear from the comparison between FIGS. 15 (a) and 15 (b). 15 (a) and 15 (b) are diagrams showing the distribution of the air-fuel mixture of each temperature and each air-fuel ratio existing in the combustion chamber 6 at the compression top dead center. In FIGS. 15A and 15B, the darker the color, the larger the distribution ratio of the air-fuel mixture. Further, FIG. 15A is a diagram when the ratio of the post-stage injection is 5% (when the ratio of the pre-stage injection is 95%), and FIG. 15B is a diagram when the ratio of the post-stage injection is 30%. It is a figure at the time of (when the ratio of the pre-stage injection is 70%). The broken lines shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b) are lines connecting the temperature and the air-fuel ratio at which the ease of self-ignition is the same. As shown in FIG. 15A, when the ratio of the pre-stage injection is large and the ratio of the post-stage injection is small, the air-fuel ratio is relatively large (lean), but the ratio of the air-fuel mixture having a high temperature is large. On the other hand, as shown in FIG. 15B, when the ratio of the first stage injection is small and the ratio of the second stage injection is large, the air-fuel ratio is relatively small (rich) but the ratio of the air-fuel mixture is low. Becomes larger. Then, more air-fuel mixture is distributed in the region where self-ignition is difficult to occur in the case of FIG. 15 (b) than in the case of FIG. 15 (a). Therefore, in the pre-ignition avoidance pattern, although the ratio of the post-stage injection is increased and an air-fuel mixture having a high air-fuel ratio is formed near the center of the combustion chamber 6, the air-fuel mixture is in a state of being difficult to self-ignite and the combustion of the air-fuel mixture is burned. Progress is slowed down.

また、本実施形態では、EGR率不足量が判定不足量以上というEGR率不足条件の成立時に、スロットル弁32の開度が低減されて空気充填量が低減される。そのため、EGR率の目標EGR率に対する不足量が大きく燃焼室6内の混合気の空燃比が適正な値よりも大きいことに伴って燃焼騒音が増大しやすいときに、効果的に空気充填量を低減でき、燃焼騒音の増大を確実に防止できる。 Further, in the present embodiment, when the EGR rate insufficient condition that the EGR rate insufficient amount is equal to or greater than the determination insufficient amount is satisfied, the opening degree of the throttle valve 32 is reduced and the air filling amount is reduced. Therefore, when the shortage amount of the EGR rate with respect to the target EGR rate is large and the combustion noise tends to increase as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is larger than the appropriate value, the air filling amount is effectively increased. It can be reduced and the increase in combustion noise can be reliably prevented.

特に、本実施形態では、前記EGR率不足条件の成立時で、且つ、吸気温が判定吸気温以上のときに、空気充填量が低減される。そのため、EGR率の目標EGR率に対する不足量が大きく且つ吸気の温度が高いことに伴って燃焼騒音が増大しやすいときに、燃焼室6に導入される空気の量が低減されて燃焼騒音の増大が効果的に抑制される。そして、空気充填量が低減される機会が過度に多くなるのを防止してエンジントルクを確保できる。 In particular, in the present embodiment, the air filling amount is reduced when the EGR rate insufficient condition is satisfied and when the intake air temperature is equal to or higher than the determined intake air temperature. Therefore, when the shortage amount of the EGR rate with respect to the target EGR rate is large and the combustion noise tends to increase due to the high intake air temperature, the amount of air introduced into the combustion chamber 6 is reduced and the combustion noise increases. Is effectively suppressed. Then, it is possible to prevent the opportunity for the air filling amount to be reduced to become excessively large and secure the engine torque.

ここで、混合気に含まれるOHラジカルが多い方が混合気の燃焼は促進される。また、NOxが浄化装置をすり抜けるとOHラジカルが生成されるということが分かっている。これより、三元触媒41aの下流側の排気通路40内の排気ガスが吸気通路30に還流されて気筒に導入されるように構成された本実施形態のエンジンでは、気筒2内のOHラジカルが多くなって混合気の燃焼の進行度が速くなり、燃焼騒音が増大しやすい。これに対して、本実施形態では、前記のように、燃焼騒音の増大が抑制されるようにスロットル弁32およびインジェクタ15が制御される。そのため、効果的に燃焼騒音の増大を抑制できる。 Here, the more OH radicals contained in the air-fuel mixture, the more the combustion of the air-fuel mixture is promoted. It is also known that OH radicals are generated when NOx passes through the purification device. As a result, in the engine of the present embodiment configured so that the exhaust gas in the exhaust passage 40 on the downstream side of the three-way catalyst 41a is returned to the intake passage 30 and introduced into the cylinder, the OH radical in the cylinder 2 is generated. As the number increases, the progress of combustion of the air-fuel mixture becomes faster, and combustion noise tends to increase. On the other hand, in the present embodiment, as described above, the throttle valve 32 and the injector 15 are controlled so as to suppress the increase in combustion noise. Therefore, the increase in combustion noise can be effectively suppressed.

(6)変形例
前記の実施形態では、エンジンがSPCCI燃焼が実施されるものである場合を説明したが、エンジンで実施される燃焼形態はこれに限らない。
(6) Modification Example In the above embodiment, the case where the engine is subjected to SPCCI combustion has been described, but the combustion embodiment carried out by the engine is not limited to this.

また、過給機33が駆動される運転領域は前記に限らない。 Further, the operating area in which the supercharger 33 is driven is not limited to the above.

また、前記の実施形態では、EGR通路51がバイパス通路38の途中部に接続されている場合について説明したが、EGR装置50は、EGRガスが吸気通路30の過給機33よりも上流側の部分に還流されるように構成されればよく、EGR通路51の接続箇所は上記に限らない。例えば、吸気通路30のうちバイパス通路38の上流端よりも上流側の位置や、吸気通路30のうちバイパス通路38の上流端と過給機33との間の位置に、EGR通路51が接続されてもよい。この場合においても、過給機33の停止時に主としてEGRガスがバイパス通路38を通って燃焼室6に導入されることで、過給機33よりも上流側の部分のEGRガスの割合は小さくなり、過給機33の駆動開始時に燃焼室6内の混合気が過度にリーンになるおそれがある。これより、前記の場合においても、前記の実施形態に係る制御を実施すれば、燃焼騒音の増大を確実に抑制できる。 Further, in the above embodiment, the case where the EGR passage 51 is connected to the middle portion of the bypass passage 38 has been described, but in the EGR device 50, the EGR gas is on the upstream side of the supercharger 33 of the intake passage 30. The connection point of the EGR passage 51 is not limited to the above as long as it is configured to be recirculated to the portion. For example, the EGR passage 51 is connected to a position upstream of the upstream end of the bypass passage 38 in the intake passage 30 or a position between the upstream end of the bypass passage 38 and the supercharger 33 in the intake passage 30. You may. Even in this case, when the supercharger 33 is stopped, the EGR gas is mainly introduced into the combustion chamber 6 through the bypass passage 38, so that the proportion of the EGR gas in the portion upstream of the supercharger 33 becomes small. At the start of driving the supercharger 33, the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 may become excessively lean. From this, even in the above case, if the control according to the above embodiment is performed, the increase in combustion noise can be surely suppressed.

1 エンジン本体
2 気筒
6 燃焼室
15 インジェクタ(燃料噴射手段、燃焼抑制手段)
30 吸気通路
32 スロットル弁(空気充填量変更手段)
33 過給機
38 バイパス通路
40 排気通路
50 EGR装置
100 ECU(制御手段)
1 Engine body 2 Cylinders 6 Combustion chamber 15 Injectors (fuel injection means, combustion suppression means)
30 Intake passage 32 Throttle valve (means for changing air filling amount)
33 Supercharger 38 Bypass passage 40 Exhaust passage 50 EGR device 100 ECU (control means)

Claims (9)

気筒に導入される吸気が流通する吸気通路と、気筒から排出された排気ガスが流通する排気通路と、前記吸気通路に設けられて吸気を過給する過給機と、前記吸気通路に設けられて前記過給機をバイパスするバイパス通路と、前記排気通路内の排気ガスの一部であるEGRガスを前記吸気通路のうち前記過給機よりも上流側の部分に還流させるEGR装置とを備えるエンジンの制御装置であって、
気筒内の混合気の燃焼の進行を抑制可能な燃焼抑制手段と、
気筒内の全ガス量に対する気筒内のEGRガスの量の割合であるEGR率が所定の基準EGR率未満であるか否かを判定する判定手段と、
前記過給機および前記燃焼抑制手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、停止状態にある前記過給機を駆動する過給開始時において、前記EGR率が前記基準EGR率未満であることが前記判定手段により判定された場合、気筒内の混合気の燃焼の進行が抑制されるように前記燃焼抑制手段を制御する燃焼緩慢化制御を実施し、前記EGR率が前記基準EGR率以上であることが前記判定手段により判定された場合、前記燃焼緩慢化制御の実施を禁止する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
An intake passage through which the intake air introduced into the cylinder flows, an exhaust passage through which the exhaust gas discharged from the cylinder flows, a supercharger provided in the intake passage to supercharge the intake air, and a supercharger provided in the intake passage. A bypass passage that bypasses the supercharger and an EGR device that recirculates EGR gas, which is a part of the exhaust gas in the exhaust passage, to a portion of the intake passage upstream of the supercharger. It is an engine control device
Combustion suppression means that can suppress the progress of combustion of the air-fuel mixture in the cylinder,
A determination means for determining whether or not the EGR rate, which is the ratio of the amount of EGR gas in the cylinder to the total amount of gas in the cylinder, is less than a predetermined reference EGR rate.
A control means for controlling the supercharger and the combustion suppression means is provided.
When the determination means determines that the EGR rate is less than the reference EGR rate at the start of supercharging for driving the supercharger in the stopped state, the control means of the air-fuel mixture in the cylinder. When the combustion slowdown control for controlling the combustion suppression means is performed so that the progress of combustion is suppressed and the determination means determines that the EGR rate is equal to or higher than the reference EGR rate, the combustion slowdown is performed. An engine control device characterized in that the execution of control is prohibited.
請求項1に記載のエンジンの制御装置において、
気筒内に燃料を噴射するとともに前記燃焼抑制手段として機能する燃料噴射手段を備え、
前記燃焼緩慢化制御の実行時、前記制御手段は、気筒への燃料噴射の実施時期が前記燃焼緩慢化制御の非実行時に比べて遅くなるように前記燃料噴射手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device according to claim 1,
A fuel injection means that injects fuel into the cylinder and functions as the combustion suppression means is provided.
When the combustion slowdown control is executed, the control means controls the fuel injection means so that the execution time of fuel injection to the cylinder is delayed as compared with the non-execution time of the combustion slowdown control. Engine control device.
請求項2に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃料噴射手段は、第1の燃料噴射と、当該第1の燃料噴射よりも噴射時期の遅い第2の燃料噴射とを実施し、
前記燃焼緩慢化制御の実行時、前記制御手段は、前記第2の燃料噴射が圧縮行程の後半に実施されるように前記燃料噴射手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device according to claim 2.
The fuel injection means performs a first fuel injection and a second fuel injection whose injection timing is later than that of the first fuel injection.
An engine control device, characterized in that, when the combustion slowdown control is executed, the control means controls the fuel injection means so that the second fuel injection is performed in the latter half of the compression stroke.
請求項3に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃焼緩慢化制御の実行時、前記制御手段は、気筒に導入される空気量が多く且つ気筒に導入されるEGRガスの量が少ないときほど、1燃焼サイクルに気筒に供給される燃料の総量に対する前記第2の燃料噴射によって気筒に供給される燃料の量の割合が大きくなるように、前記燃料噴射手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device according to claim 3,
When the combustion slowdown control is executed, the control means increases the total amount of fuel supplied to the cylinder in one combustion cycle as the amount of air introduced into the cylinder is large and the amount of EGR gas introduced into the cylinder is small. An engine control device, characterized in that the fuel injection means is controlled so that the ratio of the amount of fuel supplied to the cylinder by the second fuel injection with respect to the second fuel injection is large.
請求項3または4に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃焼緩慢化制御の実行時、前記制御手段は、前記第1の燃料噴射と前記第2の燃料噴射の双方を圧縮行程に実施する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device according to claim 3 or 4.
An engine control device, characterized in that, when the combustion slowdown control is executed, the control means executes both the first fuel injection and the second fuel injection in a compression stroke.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
気筒に導入される空気の量である空気充填量を変更可能な空気充填量変更手段を有し、
前記制御手段は、前記EGR率が予め設定された目標EGR率よりも大きく、且つ、これらEGR率と目標EGR率との差が所定の判定値以上というEGR率不足条件の成立時、前記空気充填量が低下するように前記空気充填量変更手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device according to any one of claims 1 to 5.
It has an air filling amount changing means that can change the air filling amount, which is the amount of air introduced into the cylinder.
The control means fills the air when the EGR rate insufficient condition is satisfied, in which the EGR rate is larger than the preset target EGR rate and the difference between the EGR rate and the target EGR rate is equal to or greater than a predetermined determination value. An engine control device for controlling the air filling amount changing means so that the amount is reduced.
請求項6に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前記EGR率不足条件の成立時で、且つ、気筒に導入される吸気の温度が所定の判定吸気温以上のときに、前記空気充填量が低下するように前記空気充填量変更手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device according to claim 6,
The control means changes the air filling amount so that the air filling amount decreases when the EGR rate insufficient condition is satisfied and when the temperature of the intake air introduced into the cylinder is equal to or higher than a predetermined determined intake air temperature. An engine control device characterized by controlling means.
請求項1〜7のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記排気通路に設けられて排気ガス中のNOxを浄化可能な浄化装置を備え、
前記EGR装置は、前記浄化装置よりも下流側の前記排気通路内の排気ガスを前記吸気通路に還流させる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device according to any one of claims 1 to 7.
A purification device provided in the exhaust passage and capable of purifying NOx in the exhaust gas is provided.
The EGR device is an engine control device characterized in that exhaust gas in the exhaust passage on the downstream side of the purification device is returned to the intake passage.
請求項1〜8のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
気筒内の混合気に点火を行う点火手段を備え、
前記制御手段は、前記点火手段からの点火によって気筒内の混合気の一部が火花点火燃焼するとともに残りの混合気が自着火により燃焼するように前記点火手段を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
In the engine control device according to any one of claims 1 to 8.
Equipped with an ignition means that ignites the air-fuel mixture in the cylinder
The control means is characterized in that the ignition means is controlled so that a part of the air-fuel mixture in the cylinder is spark-ignited and burned by ignition from the ignition means and the remaining air-fuel mixture is burned by self-ignition. Engine control device.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008064032A (en) * 2006-09-07 2008-03-21 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine, controlling method, program realizing the method, and recording medium recording the program
JP2010084618A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Mazda Motor Corp Control device of engine
JP2012122404A (en) * 2010-12-08 2012-06-28 Toyota Motor Corp Control system of internal combustion engine
JP2015031241A (en) * 2013-08-06 2015-02-16 スズキ株式会社 Combustion state control device of internal combustion engine
JP2019060291A (en) * 2017-09-27 2019-04-18 マツダ株式会社 Engine with supercharger

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008064032A (en) * 2006-09-07 2008-03-21 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine, controlling method, program realizing the method, and recording medium recording the program
JP2010084618A (en) * 2008-09-30 2010-04-15 Mazda Motor Corp Control device of engine
JP2012122404A (en) * 2010-12-08 2012-06-28 Toyota Motor Corp Control system of internal combustion engine
JP2015031241A (en) * 2013-08-06 2015-02-16 スズキ株式会社 Combustion state control device of internal combustion engine
JP2019060291A (en) * 2017-09-27 2019-04-18 マツダ株式会社 Engine with supercharger

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