JP4232590B2 - Combustion control system for compression ignition internal combustion engine - Google Patents

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    • F02D41/3035Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode

Description

本発明は、圧縮着火式内燃機関の燃焼状態を制御する燃焼制御システムに関する。   The present invention relates to a combustion control system that controls the combustion state of a compression ignition type internal combustion engine.

圧縮着火式内燃機関において、圧縮行程上死点より前の時期に気筒内に燃料と吸気との予混合気を形成し、該予混合気を圧縮し自己着火させることにより予混合圧縮自着火燃焼を行う技術が知られている。   In a compression ignition type internal combustion engine, a premixed mixture of fuel and intake air is formed in the cylinder at a time before the top dead center of the compression stroke, and the premixed mixture is compressed and self-ignited to perform premixed compression autoignition combustion. Techniques for performing are known.

また、予混合圧縮自着火燃焼をより広い運転領域で安定して行うために、複数種類の燃料を用い、これらの燃料の供給を内燃機関の機関負荷に応じてそれぞれ制御する圧縮着火式内燃機関が知られている。例えば、特許文献1には、機関負荷が低負荷領域にあるときは低オクタン価の燃料のみを吸気ポートに供給し、中・高負荷領域にあるときは低オクタン価の燃料を吸気ポートに供給しつつ高オクタン価の燃料を気筒内に供給する技術が開示されている。   Further, in order to stably perform premixed compression auto-ignition combustion in a wider operating range, a compression ignition type internal combustion engine that uses a plurality of types of fuel and controls the supply of these fuels according to the engine load of the internal combustion engine. It has been known. For example, Patent Document 1 discloses that only low-octane fuel is supplied to the intake port when the engine load is in the low load region, and low-octane fuel is supplied to the intake port when the engine load is in the middle / high load region. A technique for supplying high-octane fuel into a cylinder is disclosed.

尚、圧縮着火式内燃機関において、機関負荷が低・中負荷領域にあるときは予混合圧縮自着火燃焼を行い、機関負荷が高負荷領域にあるときは拡散燃焼を行う技術(例えば、特許文献2参照。)、予混合圧縮自着火燃焼と層状燃焼とを機関負荷に応じて切り換える圧縮着火式内燃機関において、予混合圧縮自着火燃焼を行うときは、吸気通路への排気の環流を停止するか、もしくは層状燃焼時よりも減少させる技術(例えば、特許文献3参照。)が知られている。
特開2000−179368号公報。 特開平11−324764号公報。 特開平9−32651号公報。 特開2001−355471号公報。 特開平11−351091号公報。
In a compression ignition type internal combustion engine, a technique of performing premixed compression auto-ignition combustion when the engine load is in a low / medium load region and performing diffusion combustion when the engine load is in a high load region (for example, Patent Documents) 2), in a compression ignition type internal combustion engine that switches between premixed compression autoignition combustion and stratified combustion according to engine load, when premixed compression autoignition combustion is performed, the circulation of exhaust gas to the intake passage is stopped. Or the technique (for example, refer patent document 3) made to reduce rather than the time of layered combustion is known.
JP 2000-179368. Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-324664. JP-A-9-32651. JP 2001-355471 A. Japanese Patent Laid-Open No. 11-351091.

ところで、軽油とガソリンとを燃料として用いる圧縮着火式内燃機関では、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼や、軽油のみによって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼、少なくとも軽油を用いて行う拡散燃焼等の燃焼状態を、機関負荷と機関回転数とに応じて切り換える場合がある。このような圧縮着火式内燃機関においては、一般的に、軽油のみによって予混合気を形成することで予混合圧縮自着火燃焼を行うときは、着火時期を制御したり燃焼温度を低下させたりするために排気の一部を気筒内に供給している。また、少なくとも軽油を用いて拡散燃焼を行うときも、燃焼温度を低下させるために排気の一部を気筒内に供給している。即ち、これらの燃焼状態のときは、排気の一部を気筒内に供給することで、圧縮行程上死点近傍よりも前の時期に予混合気が着火してしまう過早着火の発生や煤、窒素酸化物(NOx)の生成を抑制している。しかしながら、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで予混合圧縮自着火燃焼を行うときには、軽油とガソリンとの供給比率によって着火時期を適切な時期に制御しているため、排気を気筒内に供給すると着火時期が適切な時期からずれて燃焼が不安定になったり失火したりする虞がある。   By the way, in a compression ignition type internal combustion engine using light oil and gasoline as fuel, premixed compression self-ignition combustion is performed by forming a premixed gas by both light oil and gasoline, or a premixed gas is formed only by light oil. In some cases, the combustion state such as premixed compression auto-ignition combustion performed at least or diffusion combustion performed using at least light oil is switched according to the engine load and the engine speed. In such a compression ignition type internal combustion engine, generally, when premixed compression self-ignition combustion is performed by forming a premixed gas only by light oil, the ignition timing is controlled or the combustion temperature is lowered. Therefore, a part of the exhaust is supplied into the cylinder. In addition, when performing diffusion combustion using at least light oil, part of the exhaust gas is supplied into the cylinder in order to lower the combustion temperature. That is, in these combustion states, by supplying a part of the exhaust gas into the cylinder, the premixed gas is ignited at a time before the vicinity of the top dead center of the compression stroke. And the generation of nitrogen oxides (NOx). However, when premixed compression auto-ignition combustion is performed by forming a premixed gas mixture of both light oil and gasoline, the ignition timing is controlled to an appropriate time based on the supply ratio of light oil and gasoline. If the gas is supplied into the cylinder, the ignition timing may deviate from an appropriate time, resulting in unstable combustion or misfire.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、軽油とガソリンとを燃料として用い、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行われる予混合圧縮自着火燃焼とその他の燃焼状態とを、機関負荷と機関回転数とに応じて切り換える圧縮
着火式内燃機関において、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行われる予混合圧縮自着火燃焼をより安定した燃焼とし、失火を抑制することが可能な技術を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and uses premixed compression auto-ignition combustion that is performed by using gas oil and gasoline as fuel and forming a premixed gas with both gas oil and gasoline. In a compression ignition type internal combustion engine that switches between a combustion state and other combustion states according to engine load and engine speed, premixed compression self-ignition combustion performed by forming a premixed gas with both light oil and gasoline is performed. It is an object to provide a technique capable of more stable combustion and suppressing misfire.

本発明では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
即ち、本発明は、軽油とガソリンとを燃料として用いる圧縮着火式内燃機関において、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで予混合圧縮自着火燃焼を行うときは、気筒内への排気の供給を停止するものである。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
That is, according to the present invention, in a compression ignition type internal combustion engine using light oil and gasoline as fuel, when premixed compression self-ignition combustion is performed by forming a premixed gas by both light oil and gasoline, the present invention is applied to the cylinder. The supply of exhaust gas is stopped.

より詳しくは、本発明に係る圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システムは、
軽油とガソリンとを燃料として用い、
軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油によって予混合気が形成され該予混合気が圧縮されて自己着火する予混合圧縮自着火燃焼と、軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油を用いて行う拡散燃焼とを、機関負荷と機関回転数とに応じて切り換える燃焼切り換え手段と、
排気の一部を気筒内に供給する排気供給手段と、
該排気供給手段による前記気筒内への排気の供給を制御する排気供給制御手段と、を備える圧縮着火式内燃機関において、
軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで予混合圧縮自着火燃焼を行う場合は、前記排気供給制御手段によって、前記気筒内への排気の供給を停止することを特徴とする。
More specifically, the combustion control system for a compression ignition type internal combustion engine according to the present invention includes:
Using light oil and gasoline as fuel,
Premixed compression self-ignition combustion in which a premixed gas is formed of at least light oil of light oil and gasoline and the premixed gas is compressed and self-ignited, and diffusion combustion performed using at least light oil of light oil and gasoline Combustion switching means for switching according to engine load and engine speed;
Exhaust supply means for supplying a part of the exhaust into the cylinder;
A compression ignition type internal combustion engine comprising: an exhaust supply control means for controlling supply of exhaust gas into the cylinder by the exhaust supply means;
When premixed compression self-ignition combustion is performed by forming a premixed gas with both light oil and gasoline, the exhaust gas supply control means stops the supply of exhaust gas into the cylinder.

本発明において、予混合圧縮自着火燃焼を行うときは、軽油とガソリンとの両方、もしくは軽油のみを、圧縮行程上死点の時期よりも前に気筒内に供給することで予混合気を形成する。そして、この予混合気が圧縮されて自己着火して予混合圧縮自着火燃焼が行われる。一方、拡散燃焼を行うときは、ガソリンを圧縮行程上死点の時期よりも前に気筒内に供給して予混合気を形成すると共に、軽油を圧縮行程上死点近傍の時期に気筒内に供給する、もしくはガソリンを供給せずに軽油を圧縮行程上死点近傍の時期に気筒内に供給することで、軽油を着火源とする拡散燃焼を行う。従って、本発明においては、軽油の供給時期を変更する、および/または、ガソリンを供給するか否かを変更することで圧縮着火式内燃機関の燃焼状態が切り換えられる。   In the present invention, when performing premixed compression auto-ignition combustion, premixed gas is formed by supplying both light oil and gasoline, or only light oil, into the cylinder before the top dead center of the compression stroke. To do. The premixed gas is compressed and self-ignited to perform premixed compression self-ignition combustion. On the other hand, when performing diffusion combustion, gasoline is supplied into the cylinder before the compression stroke top dead center to form a premixed gas, and light oil is fed into the cylinder at a timing near the compression stroke top dead center. Supplying or supplying light oil without supplying gasoline into the cylinder near the top dead center of the compression stroke performs diffusion combustion using light oil as an ignition source. Therefore, in the present invention, the combustion state of the compression ignition internal combustion engine is switched by changing the supply timing of light oil and / or changing whether or not gasoline is supplied.

尚、本発明においては、圧縮行程上死点の時期よりも前に気筒内に形成された予混合気が圧縮されて自己着火することによって行われる燃焼を予混合圧縮自着火燃焼とする。一方、圧縮行程上死点近傍の時期に燃焼室に噴射された燃料を着火源とすることによって行われる燃焼を拡散燃焼とする。   In the present invention, the combustion performed when the premixed gas formed in the cylinder before the compression stroke top dead center is compressed and self-ignited is referred to as premixed compression self-ignition combustion. On the other hand, the combustion performed by using the fuel injected into the combustion chamber at the time near the compression stroke top dead center as the ignition source is referred to as diffusion combustion.

ガソリンは軽油と比べると着火性が低いため、ガソリンと軽油との両方によって予混合気を形成するときに、ガソリンの供給比率を高くすると予混合気の着火時期は遅くなり、ガソリンの供給比率を低くすると予混合気の着火時期は早くなる。そこで、本発明においては、ガソリンと軽油との両方によって予混合気を形成することで予混合圧縮自着火燃焼を行う場合、ガソリンと軽油との供給比率によって着火時期を適切な時期に制御している。以下、ガソリンと軽油との両方によって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼を第1予混合圧縮自着火燃焼と称する。   Since gasoline is less ignitable than diesel, when premixed gas is formed by both gasoline and diesel oil, if the gasoline supply ratio is increased, the ignition timing of the premixed gas will be delayed and the gasoline supply ratio will be reduced. If it is lowered, the ignition timing of the premixed gas becomes earlier. Therefore, in the present invention, when premixed compression self-ignition combustion is performed by forming a premixed gas with both gasoline and light oil, the ignition timing is controlled to an appropriate time according to the supply ratio of gasoline and light oil. Yes. Hereinafter, premixed compression autoignition combustion performed by forming a premixed gas with both gasoline and light oil is referred to as first premixed compression autoignition combustion.

本発明によれば、第1予混合圧縮自着火燃焼を行うときは、気筒内への排気の流入が抑制されるため、着火時期が適切な時期からずれることを抑制することが出来る。従って、第1予混合圧縮自着火燃焼をより安定した燃焼とすることが出来、失火を抑制することが出来る。   According to the present invention, when the first premixed compression self-ignition combustion is performed, the inflow of exhaust gas into the cylinder is suppressed, so that the ignition timing can be suppressed from deviating from an appropriate timing. Accordingly, the first premixed compression self-ignition combustion can be made more stable, and misfire can be suppressed.

本発明において、前記排気供給手段が、排気の一部を吸気系へ供給する排気再循環通路を有しており、前記排気供給制御手段が、前記排気再循環通路に設けられ該排気再循環通路を開通または遮断する開閉弁を有している場合、第1予混合圧縮自着火燃焼を行うときは、開閉弁を閉弁することで排気再循環通路を遮断し気筒内への排気の供給を停止しても良い。   In the present invention, the exhaust gas supply means has an exhaust gas recirculation passage for supplying a part of the exhaust gas to the intake system, and the exhaust gas supply control means is provided in the exhaust gas recirculation passage. When the first premixed compression auto-ignition combustion is performed, the exhaust recirculation passage is shut off to supply the exhaust gas into the cylinder. You may stop.

上述したように、軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油を用いて拡散燃焼を行う場合は、燃焼温度を低下させNOxの生成を抑制するために、排気を気筒内に供給することが好ましい。そのため、このような拡散燃焼を行うときは開閉弁を開弁しても良い。以下、軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油を用いて行う拡散燃焼を単に拡散燃焼と称する。   As described above, when diffusion combustion is performed using at least light oil of light oil and gasoline, it is preferable to supply exhaust gas into the cylinder in order to lower the combustion temperature and suppress the generation of NOx. Therefore, when performing such diffusion combustion, the on-off valve may be opened. Hereinafter, diffusion combustion performed using at least light oil of light oil and gasoline is simply referred to as diffusion combustion.

ここで、拡散燃焼から第1予混合圧縮自着火燃焼に燃焼状態を切り換えるときは、開閉弁を閉弁してから燃焼状態を切り換えるのが好ましい。また、第1予混合圧縮自着火燃焼から拡散燃焼に燃焼状態を切り換えるときは、燃焼状態を切り換えるのと略同時に、もしくは燃焼状態を切り換えた後に開閉弁を開弁するのが好ましい。   Here, when the combustion state is switched from diffusion combustion to first premixed compression self-ignition combustion, it is preferable to switch the combustion state after closing the on-off valve. Further, when switching the combustion state from the first premixed compression self-ignition combustion to the diffusion combustion, it is preferable to open the on-off valve substantially simultaneously with switching the combustion state or after switching the combustion state.

このような制御によれば、第1予混合圧縮自着火燃焼を行うときに気筒内に排気が流入することをより確実に抑制することが出来る。従って、第1予混合圧縮自着火燃焼をより安定した燃焼とすることが出来、失火を抑制することが出来る。   According to such control, it is possible to more reliably suppress the exhaust gas from flowing into the cylinder when the first premixed compression self-ignition combustion is performed. Accordingly, the first premixed compression self-ignition combustion can be made more stable, and misfire can be suppressed.

本発明において、予混合圧縮自着火燃焼を行う場合、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行う前記第1予混合圧縮自着火燃焼と、軽油のみによって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼(以下、第2予混合圧縮自着火燃焼と称する)とを、機関負荷と機関回転数とに応じて切り換えても良い。   In the present invention, when premixed compression self-ignition combustion is performed, the first premixed compression self-ignition combustion performed by forming a premixed gas by both light oil and gasoline, and the premixed gas is formed only by light oil. The premixed compression autoignition combustion (hereinafter, referred to as second premixed compression autoignition combustion) may be switched according to the engine load and the engine speed.

例えば、機関負荷が低負荷領域にあるときには、気筒内への燃料供給量が少ないため、供給される燃料の全てを着火性の高い軽油として第2予混合圧縮自着火燃焼を行うことが好ましい。   For example, when the engine load is in the low load region, since the amount of fuel supplied into the cylinder is small, it is preferable to perform the second premixed compression auto-ignition combustion using all of the supplied fuel as light oil with high ignitability.

また、上述したように、第2予混合圧縮自着火燃焼を行う場合は、着火時期を制御して過早着火の発生や煤の生成を抑制すると共に、燃焼温度を低下させNOxの生成を抑制するために、排気を気筒内に供給することが好ましい。そのため、第2予混合圧縮自着火燃焼を行うときは開閉弁を開弁しても良い。   In addition, as described above, when performing the second premixed compression self-ignition combustion, the ignition timing is controlled to suppress the occurrence of premature ignition and the generation of soot, and the combustion temperature is reduced to suppress the generation of NOx. Therefore, it is preferable to supply exhaust gas into the cylinder. Therefore, the open / close valve may be opened when performing the second premixed compression self-ignition combustion.

ここで、第2予混合圧縮自着火燃焼から第1予混合圧縮自着火燃焼に燃焼状態を切り換えるときは、開閉弁を閉弁してから燃焼状態を切り換えるのが好ましい。また、第1予混合圧縮自着火燃焼から第2予混合圧縮自着火燃焼に燃焼状態を切り換えるときは、燃焼状態を切り換えるのと略同時に、もしくは燃焼状態を切り換えた後に開閉弁を開弁するのが好ましい。   Here, when switching the combustion state from the second premixed compression autoignition combustion to the first premixed compression autoignition combustion, it is preferable to switch the combustion state after closing the on-off valve. When switching the combustion state from the first premixed compression autoignition combustion to the second premixed compression autoignition combustion, the on-off valve is opened substantially simultaneously with switching the combustion state or after switching the combustion state. Is preferred.

このような制御によれば、前記と同様、第1予混合圧縮自着火燃焼を行うときに気筒内に排気が流入することをより確実に防止することが出来る。従って、第1予混合圧縮自着火燃焼をより安定した燃焼とすることが出来、失火を抑制することが出来る。   According to such control, similarly to the above, it is possible to more reliably prevent the exhaust gas from flowing into the cylinder when performing the first premixed compression self-ignition combustion. Accordingly, the first premixed compression self-ignition combustion can be made more stable, and misfire can be suppressed.

尚、本発明において、軽油は予混合気を形成するため、もしくは拡散燃焼を行うために使用され、一方、ガソリンは予混合気を形成するためにのみ使用される。そのため、軽油を気筒内に供給するときは気筒内に直接噴射し、ガソリンを気筒内に供給するときは吸気ポートに噴射しても良い。吸気ポートに噴射されたガソリンは、吸気と共に混合気を形成しつつ気筒内に吸入される。   In the present invention, light oil is used to form a premixed gas or to perform diffusion combustion, while gasoline is used only to form a premixed gas. Therefore, when supplying light oil into the cylinder, it may be injected directly into the cylinder, and when supplying gasoline into the cylinder, it may be injected into the intake port. The gasoline injected into the intake port is sucked into the cylinder while forming a mixture with the intake air.

また、本発明において、気筒内に排気を供給するときは、一旦排気ポートへ排出された排気が逆流して気筒内に流入するように、排気弁の閉弁時期を遅角させても良い。また、排気弁の閉弁時期を進角させることで、気筒内に残る既燃ガス(排気)を増加させても良い。このような排気弁の閉弁時期の制御によって気筒内に排気を供給する場合、第1予混合圧縮自着火燃焼を行うときは、排気弁の閉弁時期を通常の時期とすることで気筒内への排気の供給を停止する。   In the present invention, when exhaust gas is supplied into the cylinder, the closing timing of the exhaust valve may be retarded so that the exhaust gas once discharged to the exhaust port flows backward and flows into the cylinder. Further, the burned gas (exhaust gas) remaining in the cylinder may be increased by advancing the closing timing of the exhaust valve. When exhaust is supplied into the cylinder by controlling the closing timing of the exhaust valve, when performing the first premixed compression self-ignition combustion, the closing timing of the exhaust valve is set to the normal timing. Stop supplying exhaust to

本発明に係る圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システムによれば、軽油とガソリンとを燃料として用い、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行われる予混合圧縮自着火燃焼とその他の燃焼状態とを、機関負荷と機関回転数とに応じて切り換える圧縮着火式内燃機関において、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行われる予混合圧縮自着火燃焼をより安定した燃焼とし、失火を抑制することが出来る。   According to the combustion control system for a compression ignition type internal combustion engine according to the present invention, premixed compression self-ignition combustion is performed by using gas oil and gasoline as fuel and forming a premixed gas with both the gas oil and gasoline. In a compression ignition type internal combustion engine that switches between other combustion states according to engine load and engine speed, premixed compression self-ignition combustion performed by forming a premixed gas with both light oil and gasoline is more effective. Stable combustion and misfire can be suppressed.

以下、本発明に係る圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システムの具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of a combustion control system for a compression ignition type internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関1およびその吸排気系とその制御系の概略構成を示す図である。   Here, the case where the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 1 according to the present embodiment, its intake / exhaust system, and its control system.

内燃機関1は、気筒2を有しており、気筒2内にはピストン14が摺動自在に設けられている。気筒2内上部の燃焼室には、吸気ポート5と排気ポート6とが開口している。吸気ポート5および排気ポート6の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁9および排気弁10によって開閉される。吸気ポート5は吸気通路7に接続されており、排気ポート8は排気通路8に接続されている。   The internal combustion engine 1 has a cylinder 2, and a piston 14 is slidably provided in the cylinder 2. An intake port 5 and an exhaust port 6 are opened in the combustion chamber in the upper part of the cylinder 2. Openings to the combustion chamber of the intake port 5 and the exhaust port 6 are opened and closed by an intake valve 9 and an exhaust valve 10, respectively. The intake port 5 is connected to the intake passage 7, and the exhaust port 8 is connected to the exhaust passage 8.

吸気通路7には、該吸気通路7内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁11が設けられている。この吸気絞り弁11には、ステップモータ等で構成され該吸気絞り弁11を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ12が取り付けられている。   The intake passage 7 is provided with an intake throttle valve 11 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake passage 7. The intake throttle valve 11 is provided with an intake throttle actuator 12 that is configured by a step motor or the like and that drives the intake throttle valve 11 to open and close.

また、内燃機関1は、軽油とガソリンとを燃料として用いており、気筒2内の燃焼室へ軽油を噴射する筒内燃料噴射弁3と、吸気ポート5内へガソリンを噴射するポート内燃料噴射弁4とを備えている。吸気ポート5内へ噴射されたガソリンは、吸気ともに混合気を形成して気筒2内へ吸入される。   The internal combustion engine 1 uses light oil and gasoline as fuel, an in-cylinder fuel injection valve 3 that injects light oil into the combustion chamber in the cylinder 2, and an in-port fuel injection that injects gasoline into the intake port 5. And a valve 4. The gasoline injected into the intake port 5 forms an air-fuel mixture together with the intake air and is sucked into the cylinder 2.

さらに、内燃機関1には、排気通路8を流通する排気の一部を吸気通路7へ導入する排気再循環通路31(以下、EGR通路31と称する)が設けられている。このEGR通路31は、一端が排気通路8に接続され、他端が吸気通路7に接続されている。EGR通路31には、該EGR通路31内を流通する排気の流量を調節するEGR弁32が設けられている。このEGR弁32が開弁すると排気通路8は開通され、排気の一部が吸気通路7へ導入される。該排気は吸気通路7を流通する空気と共に吸気として気筒2内に供給される。一方、このEGR弁32が閉弁すると排気通路8は遮断され、気筒2内への排気の供給は停止される。   Further, the internal combustion engine 1 is provided with an exhaust gas recirculation passage 31 (hereinafter referred to as an EGR passage 31) for introducing a part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 8 into the intake passage 7. The EGR passage 31 has one end connected to the exhaust passage 8 and the other end connected to the intake passage 7. The EGR passage 31 is provided with an EGR valve 32 that adjusts the flow rate of the exhaust gas flowing through the EGR passage 31. When the EGR valve 32 is opened, the exhaust passage 8 is opened, and a part of the exhaust is introduced into the intake passage 7. The exhaust gas is supplied into the cylinder 2 as intake air together with the air flowing through the intake passage 7. On the other hand, when the EGR valve 32 is closed, the exhaust passage 8 is shut off and the supply of exhaust gas into the cylinder 2 is stopped.

また、内燃機関1には、ピストン14の往復運動と連動して回転するクランクシャフト
の回転角を検出するクランクポジションセンサ13が設けられている。
Further, the internal combustion engine 1 is provided with a crank position sensor 13 that detects a rotation angle of a crankshaft that rotates in conjunction with the reciprocating motion of the piston 14.

以上述べたように構成された内燃機関1には、この内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)20が併設されている。このECU20は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。このECU20は、クランクポジションセンサ13等の各種センサと電気的に接続されており、各種センサの出力信号がECU20に入力される。また、ECU20は、筒内燃料噴射弁3や、ポート内燃料噴射弁4、吸気絞り用アクチュエータ12等と電気的に接続されており、これらを制御することが可能になっている。また、ECU20は、各種アプリケーションプログラム及び各種制御マップを記憶している。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 20 for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 20 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver. The ECU 20 is electrically connected to various sensors such as the crank position sensor 13, and output signals from the various sensors are input to the ECU 20. The ECU 20 is electrically connected to the in-cylinder fuel injection valve 3, the in-port fuel injection valve 4, the intake throttle actuator 12, and the like, and can control them. The ECU 20 stores various application programs and various control maps.

ECU20は、内燃機関1の運転状態に応じて、内燃機関1の燃焼状態を、軽油とガソリンとによって予混合気を形成することで行う第1予混合圧縮自着火燃焼と、軽油のみによって予混合気を形成することで行う第2予混合圧縮自着火燃焼と、軽油とガソリンとを用いて行う拡散燃焼とのいずれかに切り換える。燃焼状態の切り換えは、筒内燃料噴射弁3とポート内燃料噴射弁4とを制御し、燃焼室への軽油の噴射時期を変更する、および/または、吸気ポート5内へガソリンを噴射するか否かを変更することで行われる。   The ECU 20 premixes the combustion state of the internal combustion engine 1 according to the operating state of the internal combustion engine 1 by first premixed compression self-ignition combustion performed by forming a premixed gas with light oil and gasoline, and only with light oil. Switching between the second premixed compression self-ignition combustion performed by forming the gas and the diffusion combustion performed using light oil and gasoline. The combustion state is switched by controlling the in-cylinder fuel injection valve 3 and the in-port fuel injection valve 4 to change the injection timing of the light oil into the combustion chamber and / or whether to inject gasoline into the intake port 5. This is done by changing whether or not.

ここで、本実施例における内燃機関1の運転状態と燃焼状態との関係について図2に基づき説明する。図2は、内燃機関1の機関負荷および機関回転数と燃焼状態との関係を示した図である。図2において、縦軸は内燃機関1の機関負荷を表し、横軸は内燃機関1の機関回転数を表す。尚、機関負荷は、運転者のアクセルの踏み込み量に基づきECU20から吸気絞り用アクチュエータ12に出される指令値、即ち吸気絞り弁11の開度から求められる。一方、機関回転数は、クランクポジションセンサ13の出力信号からECU20によって求められる。   Here, the relationship between the operating state and combustion state of the internal combustion engine 1 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the engine load and engine speed of the internal combustion engine 1 and the combustion state. In FIG. 2, the vertical axis represents the engine load of the internal combustion engine 1, and the horizontal axis represents the engine speed of the internal combustion engine 1. The engine load is obtained from the command value output from the ECU 20 to the intake throttle actuator 12 based on the driver's accelerator depression amount, that is, the opening of the intake throttle valve 11. On the other hand, the engine speed is obtained by the ECU 20 from the output signal of the crank position sensor 13.

内燃機関1の運転状態が、図2に(1)で示すような機関負荷および機関回転数が低い運転領域(以下、低負荷低回転領域と称する)にある場合、燃焼室に供給される燃料量は少ないため、着火性の低いガソリンでは安定した燃焼を得ることが困難である。そこで、この低負荷低回転領域では、内燃機関1の燃焼状態は、軽油のみによる予混合圧縮自着火燃焼である第2予混合圧縮自着火燃焼に切り換えられる。   When the operating state of the internal combustion engine 1 is in an operating region where the engine load and the engine speed are low as shown by (1) in FIG. Since the amount is small, it is difficult to obtain stable combustion with gasoline with low ignitability. Therefore, in this low-load low-rotation region, the combustion state of the internal combustion engine 1 is switched to the second premixed compression autoignition combustion which is premixed compression autoignition combustion using only light oil.

第2予混合圧縮自着火燃焼を行う場合、ECU20は、ポート内燃料噴射弁4による吸気ポート5内へのガソリンの噴射を停止すると共に、圧縮行程上死点近傍の時期より前に筒内燃料噴射弁3によって燃焼室へ軽油を噴射する。このように燃料噴射を制御することで軽油のみによる予混合気が形成され、該予混合気が圧縮されることで着火し予混合圧縮自着火燃焼が行われる。   When performing the second premixed compression self-ignition combustion, the ECU 20 stops the injection of gasoline into the intake port 5 by the in-port fuel injection valve 4 and the in-cylinder fuel before the timing near the top dead center of the compression stroke. Light oil is injected into the combustion chamber by the injection valve 3. By controlling the fuel injection in this way, a premixed gas only by light oil is formed, and the premixed gas is compressed and ignited to perform premixed compression self-ignition combustion.

尚、第2予混合圧縮自着火燃焼は、上述したように軽油のみを用いて行われるが、予混合気が形成されるため、軽油のみを用いて拡散燃焼を行う場合と比べてNOxや煤の生成が抑制される。   The second premixed compression auto-ignition combustion is performed using only light oil as described above. However, since premixed gas is formed, NOx and soot are compared with the case where diffusion combustion is performed using only light oil. Generation is suppressed.

内燃機関1の運転状態が、図2に(2)で示すような機関負荷および機関回転数が中程度の運転領域(以下、中負荷中回転領域と称する)にある場合、内燃機関1の運転状態が前記低負荷低回転領域にある場合よりも、燃焼室に供給される燃料量は多く、気筒内の温度も高くなる。そのため、軽油のみよって予混合気を形成すると、過早着火が発生する虞がある。そこで、この中負荷中回転領域では、内燃機関1の燃焼状態は、軽油とガソリンとによる予混合圧縮自着火燃焼である第1予混合圧縮自着火燃焼に切り換えられる。第1予混合圧縮自着火燃焼では、軽油より着火性の低いガソリンを混入することで予混合気の着火性が抑えられ、過早着火の発生を抑制することが出来る。   When the operation state of the internal combustion engine 1 is in an operation region where the engine load and the engine speed are medium as shown in FIG. 2 (2) (hereinafter referred to as a medium load intermediate rotation region), The amount of fuel supplied to the combustion chamber is larger and the temperature in the cylinder is higher than when the state is in the low load low rotation region. Therefore, if the premixed gas is formed only from light oil, pre-ignition may occur. Therefore, in the middle load mid-rotation region, the combustion state of the internal combustion engine 1 is switched to the first premixed compression autoignition combustion which is premixed compression autoignition combustion with light oil and gasoline. In the first premixed compression self-ignition combustion, by mixing gasoline having lower ignitability than light oil, the ignitability of the premixed gas can be suppressed, and the occurrence of premature ignition can be suppressed.

第1予混合圧縮自着火燃焼を行う場合、ECU20は、吸気行程中にポート内燃料噴射弁4によって吸気ポート5内にガソリンを噴射する。さらに、ECU20は、圧縮行程上死点近傍の時期より前に筒内燃料噴射弁3によって軽油を噴射する。このように燃料噴射を制御することで、軽油とガソリンとの両方によって予混合気が形成され、該予混合気が圧縮されることで着火し予混合圧縮自着火燃焼が行われる。   When performing the first premixed compression self-ignition combustion, the ECU 20 injects gasoline into the intake port 5 by the in-port fuel injection valve 4 during the intake stroke. Further, the ECU 20 injects light oil by the in-cylinder fuel injection valve 3 before the time near the top dead center of the compression stroke. By controlling the fuel injection in this way, a premixed gas is formed by both light oil and gasoline, and the premixed gas is compressed and ignited to perform premixed compression self-ignition combustion.

尚、第1予混合圧縮自着火燃焼では、上述したように過早着火の発生が抑制され、予混合気を形成する時間が長くなるため、NOxや煤の生成が抑制される。   Note that, in the first premixed compression self-ignition combustion, as described above, the occurrence of premature ignition is suppressed and the time for forming the premixed gas becomes long, so that the generation of NOx and soot is suppressed.

内燃機関1の運転状態が、図2に(3)で示すような機関負荷および機関回転数が高い運転領域(以下、高負荷高回転領域と称する)にある場合、内燃機関1の運転状態が前記中負荷中回転領域にある場合よりも、燃焼室に供給される燃料量はさらに多く、気筒内の温度もさらに高くなる。そのため、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成した場合であっても、過早着火が発生する虞がある。そこで、この高負荷高回転領域では、内燃機関1の燃焼状態は、軽油とガソリンとによる拡散燃焼に切り換えられる。   When the operating state of the internal combustion engine 1 is in an operating region where the engine load and the engine speed are high as shown by (3) in FIG. 2 (hereinafter referred to as a high load high rotational region), the operating state of the internal combustion engine 1 is The amount of fuel supplied to the combustion chamber is larger and the temperature in the cylinder is higher than in the middle load mid-rotation region. For this reason, even if a premixed gas is formed by both light oil and gasoline, there is a risk of premature ignition. Therefore, in this high load high rotation region, the combustion state of the internal combustion engine 1 is switched to diffusion combustion with light oil and gasoline.

軽油とガソリンとによる拡散燃焼を行う場合、ECU20は、吸気行程中にポート内燃料噴射弁4によって吸気ポート5内にガソリンを噴射する。さらに、ECU20は、圧縮行程上死点近傍の時期に筒内燃料噴射弁3によって軽油を噴射する。このように燃料噴射を制御することで、ガソリンによって予混合気が形成され、軽油を着火源として混合気が燃焼する拡散燃焼が行われる。   When performing diffusion combustion with light oil and gasoline, the ECU 20 injects gasoline into the intake port 5 by the in-port fuel injection valve 4 during the intake stroke. Further, the ECU 20 injects light oil by the in-cylinder fuel injection valve 3 at a time near the top dead center of the compression stroke. By controlling the fuel injection in this way, a premixed gas is formed by gasoline, and diffusion combustion is performed in which the mixed gas burns using light oil as an ignition source.

尚、軽油とガソリンとによる拡散燃焼では、ガソリンによって予混合気が形成されるが、ガソリンは着火性が低いため過早着火はほとんど発生しない。また、軽油のみを用いて行う拡散燃焼に比べて、予混合気を形成するガソリンの分、圧縮上死点近傍の時期に噴射する軽油の量が少ないため、NOxや煤の生成が抑制される。   In addition, in the diffusion combustion with light oil and gasoline, a premixed gas is formed by gasoline, but since gasoline has low ignitability, premature ignition hardly occurs. In addition, compared to diffusion combustion using only light oil, the amount of light oil injected at a time near the compression top dead center is reduced by the amount of gasoline that forms the premixed gas, so that the generation of NOx and soot is suppressed. .

次に、各燃焼状態における気筒2内への排気の供給制御について説明する。
第2予混合圧縮自着火燃焼を行う場合、燃焼温度を低下させると共に、着火時期を制御するために、ECU20は、EGR弁32を開弁し気筒2内に排気を供給する。また、軽油とガソリンとによる拡散燃焼を行う場合、燃焼温度を低下させるために、ECU20は、EGR弁32を開弁し気筒2内に排気を供給する。一方、第1予混合圧縮自着火燃焼では、軽油とガソリンとの供給比率によって着火時期を適切な時期に制御しているため、気筒2内に排気を供給すると着火時期が適切な時期からずれて燃焼が不安定になったり失火したりする虞がある。そのため、第1予混合圧縮自着火燃焼を行う場合、ECU20は、EGR弁32を閉弁し気筒2内への排気の供給を停止する。
Next, the exhaust supply control into the cylinder 2 in each combustion state will be described.
When the second premixed compression self-ignition combustion is performed, the ECU 20 opens the EGR valve 32 and supplies exhaust gas into the cylinder 2 in order to lower the combustion temperature and control the ignition timing. Further, when performing diffusion combustion with light oil and gasoline, the ECU 20 opens the EGR valve 32 and supplies exhaust gas into the cylinder 2 in order to lower the combustion temperature. On the other hand, in the first premixed compression auto-ignition combustion, the ignition timing is controlled to an appropriate time based on the supply ratio of light oil and gasoline. Therefore, when exhaust gas is supplied into the cylinder 2, the ignition timing shifts from the appropriate time. Combustion may become unstable or misfire may occur. Therefore, when performing the first premixed compression self-ignition combustion, the ECU 20 closes the EGR valve 32 and stops the supply of exhaust gas into the cylinder 2.

次に、本実施例における内燃機関1の燃焼状態の切り換え制御について図3に基づき説明する。図3は、内燃機関1の燃焼状態切り換え制御ルーチンを示すフローチャート図である。本ルーチンは、ECU20に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、所定時間毎に繰り返されるルーチンである。   Next, the switching control of the combustion state of the internal combustion engine 1 in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a combustion state switching control routine of the internal combustion engine 1. This routine is stored in advance in the ECU 20, and is a routine that is repeated every predetermined time during the operation of the internal combustion engine 1.

本ルーチンでは、ECU20は、先ずS101において、内燃機関1の現在の燃焼状態を読み込む。このときの燃焼状態は、筒内燃料噴射弁3からの軽油の噴射時期、および、ポート内燃料噴射弁4からのガソリンの噴射が行われているか否か、から判断しても良い。   In this routine, the ECU 20 first reads the current combustion state of the internal combustion engine 1 in S101. The combustion state at this time may be determined from the injection timing of light oil from the in-cylinder fuel injection valve 3 and whether or not gasoline is injected from the in-port fuel injection valve 4.

次に、ECU20は、S102に進み、吸気絞り弁11の開度から求まる機関負荷と、クランクポジションセンサ13の出力信号から求まる機関回転数とから、内燃機関1にお
いて要求される燃焼状態である要求燃焼状態を導出する。ECU20には、上述した図2に示す内燃機関1の機関負荷および機関回転数と燃焼状態との関係が予めMAPとして記憶されている。S102においては、このMAPから要求燃焼状態を算出する。
Next, the ECU 20 proceeds to S <b> 102, and a request for a combustion state required in the internal combustion engine 1 from the engine load obtained from the opening degree of the intake throttle valve 11 and the engine speed obtained from the output signal of the crank position sensor 13. Deriving the combustion state. In the ECU 20, the relationship between the engine load and engine speed of the internal combustion engine 1 shown in FIG. 2 and the combustion state is stored in advance as MAP. In S102, the required combustion state is calculated from this MAP.

次に、ECU20は、S103に進み、S102にて算出された要求燃焼状態と、S101にて読み込まれた現在の燃焼状態とが同じか否かを判別する。S103において、要求燃焼状態と現在の燃焼状態とが同じと判定された場合、内燃機関1の燃焼状態を切り換える必要はないため、ECU20は、本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、S103において、要求燃焼状態と現在の燃焼状態とが同じではないと判定された場合、ECU20はS104に進む。   Next, the ECU 20 proceeds to S103, and determines whether or not the required combustion state calculated in S102 and the current combustion state read in S101 are the same. If it is determined in S103 that the required combustion state and the current combustion state are the same, the ECU 20 temporarily ends the execution of this routine because there is no need to switch the combustion state of the internal combustion engine 1. On the other hand, if it is determined in S103 that the requested combustion state is not the same as the current combustion state, the ECU 20 proceeds to S104.

S104において、ECU20は、S102にて算出された要求燃焼状態が、前記第1予混合圧縮自着火燃焼であるか否かを判別する。S104において、要求燃焼状態が第1予混合圧縮自着火燃焼であると判定された場合、ECU20はS105に進む。一方、要求燃焼状態が第1予混合圧縮自着火燃焼でないと判定された場合、ECU20はS107に進む。   In S104, the ECU 20 determines whether or not the required combustion state calculated in S102 is the first premixed compression self-ignition combustion. If it is determined in S104 that the required combustion state is the first premixed compression self-ignition combustion, the ECU 20 proceeds to S105. On the other hand, when it is determined that the requested combustion state is not the first premixed compression self-ignition combustion, the ECU 20 proceeds to S107.

S105に進んだECU20は、EGR弁32を閉弁する。即ち、EGR通路31を遮断し、気筒2内への排気の供給を停止する。   In step S105, the ECU 20 closes the EGR valve 32. That is, the EGR passage 31 is shut off and the supply of exhaust gas into the cylinder 2 is stopped.

次に、ECU20は、S106に進み、EGR弁32の閉弁後に、気筒2における燃焼サイクルが1サイクル経過した後、内燃機関1の燃焼状態を第1予混合圧縮自着火燃焼に切り換える。即ち、筒内燃料噴射弁3による軽油の噴射時期を圧縮行程上死点近傍の時期よりも前の時期に変更すると共に、吸気行程中におけるポート内燃料噴射弁4によるガソリンの噴射を開始する(軽油とガソリンとによる拡散燃焼から第1予混合圧縮自着火燃焼に切り換えた場合は、ガソリンの噴射を継続する)。尚、軽油とガソリンとの噴射量も機関負荷の変化に応じて変更する。内燃機関1の燃焼状態を第1予混合圧縮自着火燃焼に切り換えた後、ECU20は、本ルーチンの実行を一旦終了する。   Next, the ECU 20 proceeds to S106, and after the EGR valve 32 is closed, after the combustion cycle in the cylinder 2 has elapsed, the ECU 20 switches the combustion state of the internal combustion engine 1 to the first premixed compression self-ignition combustion. That is, the injection timing of the light oil by the in-cylinder fuel injection valve 3 is changed to a timing before the timing near the top dead center of the compression stroke, and gasoline injection by the in-port fuel injection valve 4 is started during the intake stroke ( When the diffusion combustion with light oil and gasoline is switched to the first premixed compression auto-ignition combustion, the gasoline injection is continued). The injection amount of light oil and gasoline is also changed according to changes in engine load. After switching the combustion state of the internal combustion engine 1 to the first premixed compression self-ignition combustion, the ECU 20 once ends the execution of this routine.

一方、S107に進んだECU20は、EGR弁32を開弁するのと略同時に、内燃機関1の燃焼状態を要求燃焼状態(第2予混合圧縮自着火燃焼もしくは軽油とガソリンとによる拡散燃焼)に切り換える。即ち、EGR通路31を開放し、気筒2内への排気の供給を開始するのと略同時に、内燃機関1の燃焼状態を切り換える。   On the other hand, the ECU 20 having advanced to S107 substantially changes the combustion state of the internal combustion engine 1 to the required combustion state (second premixed compression auto-ignition combustion or diffusion combustion by light oil and gasoline) at the same time as opening the EGR valve 32. Switch. That is, the combustion state of the internal combustion engine 1 is switched substantially simultaneously with opening the EGR passage 31 and starting the supply of exhaust gas into the cylinder 2.

つまり、第1予混合圧縮自着火燃焼から第2予混合圧縮自着火燃焼へ燃焼状態を切り換える場合は、EGR弁32の開弁と略同時に、ポート内燃料噴射弁4によるガソリンの噴射を停止する。また、第1予混合圧縮自着火燃焼から軽油とガソリンとによる拡散燃焼へ燃焼状態を切り換える場合は、EGR弁32の開弁と略同時に、筒内燃料噴射弁3による軽油の噴射時期を圧縮行程上死点近傍の時期に変更する。   That is, when switching the combustion state from the first premixed compression autoignition combustion to the second premixed compression autoignition combustion, the injection of gasoline by the in-port fuel injection valve 4 is stopped almost simultaneously with the opening of the EGR valve 32. . When the combustion state is switched from the first premixed compression auto-ignition combustion to the diffusion combustion by light oil and gasoline, the injection timing of the light oil by the in-cylinder fuel injection valve 3 is substantially the same as the opening of the EGR valve 32. Change to a time near top dead center.

また、第2予混合圧縮自着火燃焼から軽油とガソリンとによる拡散燃焼へ燃焼状態を切り換える場合は、EGR弁32を開弁したまま、ポート内燃料噴射弁4によるガソリンの噴射を停止すると共に、筒内燃料噴射弁3による軽油の噴射時期を圧縮行程上死点近傍の時期よりも前の時期に変更する。逆に、軽油とガソリンとによる拡散燃焼から第2予混合圧縮自着火燃焼へ燃焼状態を切り換える場合は、EGR弁32を開弁したまま、吸気行程中におけるポート内燃料噴射弁4によるガソリンの噴射を開始すると共に、筒内燃料噴射弁3による軽油の噴射時期を圧縮行程上死点近傍の時期に変更する。   In addition, when switching the combustion state from the second premixed compression self-ignition combustion to the diffusion combustion by light oil and gasoline, while stopping the EGR valve 32, the fuel injection valve 4 in the port stops the gasoline injection, The timing of light oil injection by the in-cylinder fuel injection valve 3 is changed to a timing before the timing near the top dead center of the compression stroke. Conversely, when switching the combustion state from diffusion combustion with light oil and gasoline to second premixed compression self-ignition combustion, gasoline injection by the in-port fuel injection valve 4 during the intake stroke while the EGR valve 32 remains open Is started, and the injection timing of light oil by the in-cylinder fuel injection valve 3 is changed to a timing near the top dead center of the compression stroke.

尚、前記と同様、軽油とガソリンとの噴射量も機関負荷の変化に応じて変更する。内燃機関1の燃焼状態をそれぞれの要求燃焼状態に切り換えた後、ECU20は、本ルーチン
の実行を一旦終了する。
As described above, the injection amounts of light oil and gasoline are changed according to changes in engine load. After switching the combustion state of the internal combustion engine 1 to each required combustion state, the ECU 20 once ends the execution of this routine.

ここで、S107においては、内燃機関1の燃焼状態を要求燃焼状態に切り換えた後に、EGR弁32を開弁しても良い。   Here, in S107, the EGR valve 32 may be opened after switching the combustion state of the internal combustion engine 1 to the required combustion state.

本ルーチンによれば、内燃機関1の燃焼状態を、他の燃焼状態から第1予混合圧縮自着火燃焼へ切り換えるときには、気筒2内への排気の供給を停止した後に燃焼状態が切り換えられる。一方、第1予混合圧縮自着火燃焼から他の燃焼状態へ切り換えるときは、燃焼状態の切り換えと略同時もしくは燃焼状態を切り換えた後に、気筒2内への排気の供給が開始される。従って、内燃機関1の燃焼状態が第1予混合圧縮自着火燃焼であるときは、気筒2内への排気の流入が抑制される。以て、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成する第1予混合圧縮自着火燃焼をより安定した燃焼とすることが出来、失火を抑制することが出来る。   According to this routine, when the combustion state of the internal combustion engine 1 is switched from the other combustion state to the first premixed compression self-ignition combustion, the combustion state is switched after the supply of exhaust gas into the cylinder 2 is stopped. On the other hand, when switching from the first premixed compression auto-ignition combustion to another combustion state, the supply of exhaust gas into the cylinder 2 is started substantially simultaneously with the switching of the combustion state or after switching the combustion state. Therefore, when the combustion state of the internal combustion engine 1 is the first premixed compression self-ignition combustion, the inflow of exhaust gas into the cylinder 2 is suppressed. Thus, the first premixed compression autoignition combustion that forms the premixed gas by both light oil and gasoline can be made more stable combustion, and misfire can be suppressed.

本発明に係る内燃機関およびその吸排気系とその制御系の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on this invention, its intake-exhaust system, and its control system. 内燃機関の機関負荷および機関回転数と燃焼状態との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the engine load of an internal combustion engine, an engine speed, and a combustion state. 内燃機関の燃焼状態切り換え制御ルーチンを示すフローチャート図。The flowchart figure which shows the combustion state switching control routine of an internal combustion engine.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・内燃機関
2・・・気筒
3・・・筒内燃料噴射弁
4・・・ポート内燃料噴射弁
11・・吸気絞り弁
12・・吸気絞り用アクチュエータ
13・・クランクポジションセンサ
20・・ECU
31・・排気再循環通路(EGR通路)
32・・EGR弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine 2 ... Cylinder 3 ... In-cylinder fuel injection valve 4 ... In-port fuel injection valve 11 ... Intake throttle valve 12 ... Intake throttle actuator 13 ... Crank position sensor 20・ ECU
31..Exhaust gas recirculation passage (EGR passage)
32 ・ ・ EGR valve

Claims (8)

軽油とガソリンとを燃料として用い、
軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油によって予混合気が形成され該予混合気が圧縮されて自己着火する予混合圧縮自着火燃焼と、軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油を用いて行う拡散燃焼とを、機関負荷と機関回転数とに応じて切り換える燃焼切り換え手段と、
排気の一部を気筒内に供給する排気供給手段と、
該排気供給手段による前記気筒内への排気の供給を制御する排気供給制御手段と、を備える圧縮着火式内燃機関において、
軽油のみによって予混合気を形成することで予混合圧縮自着火燃焼を行う場合又は軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油を用いて行う拡散燃焼を行う場合は、前記排気供給制御手段によって、前記気筒内への排気の供給を実行し、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで予混合圧縮自着火燃焼を行う場合は、前記排気供給制御手段によって、前記気筒内への排気の供給を停止することを特徴とする圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
Using light oil and gasoline as fuel,
Premixed compression self-ignition combustion in which a premixed gas is formed of at least light oil of light oil and gasoline and the premixed gas is compressed and self-ignited, and diffusion combustion performed using at least light oil of light oil and gasoline Combustion switching means for switching according to engine load and engine speed;
Exhaust supply means for supplying a part of the exhaust into the cylinder;
A compression ignition type internal combustion engine comprising: an exhaust supply control means for controlling supply of exhaust gas into the cylinder by the exhaust supply means;
When premixed compression auto-ignition combustion is performed by forming a premixed gas only from light oil, or when diffusive combustion is performed using at least light oil of light oil and gasoline, the exhaust supply control means causes the inside of the cylinder to When the premixed compression auto-ignition combustion is performed by forming the premixed gas with both light oil and gasoline, the exhaust gas supply control means supplies the exhaust gas into the cylinder. A combustion control system for a compression ignition type internal combustion engine characterized by stopping the combustion.
前記排気供給手段は、排気の一部を吸気系へ供給する排気再循環通路を有し、
前記排気供給制御手段は、前記排気再循環通路に設けられ該排気再循環通路を開通または遮断する開閉弁を有し、
軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで予混合圧縮自着火燃焼を行うときは、前記排気供給制御手段は前記開閉弁を閉弁することを特徴とする請求項1記載の圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
The exhaust supply means has an exhaust recirculation passage for supplying a part of the exhaust to the intake system,
The exhaust gas supply control means includes an on-off valve provided in the exhaust gas recirculation passage for opening or closing the exhaust gas recirculation passage;
2. The compression according to claim 1, wherein when the premixed compression auto-ignition combustion is performed by forming a premixed gas with both light oil and gasoline, the exhaust supply control means closes the on-off valve. A combustion control system for an ignition type internal combustion engine.
軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油を用いて行う拡散燃焼から軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼へ燃焼状態を切り換えるときは、前記開閉弁を閉弁してから燃焼状態を切り換えることを特徴とする請求項2記載の圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。   When switching the combustion state from diffusion combustion performed using at least light oil of light oil and gasoline to premixed compression self-ignition combustion performed by forming a premixed gas with both light oil and gasoline, the on-off valve is closed. 3. The combustion control system for a compression ignition type internal combustion engine according to claim 2, wherein the combustion state is switched after the valve is operated. 軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼から軽油とガソリンとのうち少なくとも軽油を用いて行う拡散燃焼へ燃焼状態を切り換えるときは、燃焼状態を切り換えるのと略同時に、もしくは燃焼状態を切り換えた後に前記
開閉弁を開弁することを特徴とする請求項2または3に記載の圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。
When switching the combustion state from premixed compression auto-ignition combustion, which is performed by forming a premixed mixture of both light oil and gasoline, to diffusion combustion, which uses at least light oil of light oil and gasoline, the combustion state is switched. 4. The combustion control system for a compression ignition type internal combustion engine according to claim 2, wherein the on-off valve is opened substantially simultaneously with or after the combustion state is switched.
前記燃焼切り換え手段は、前記圧縮着火式内燃機関において予混合圧縮自着火燃焼を行う場合、軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼と、軽油のみによって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼とを、機関負荷と回転数とに応じて切り換えることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。   The combustion switching means, when performing premixed compression autoignition combustion in the compression ignition internal combustion engine, premixed compression autoignition combustion performed by forming a premixed gas by both light oil and gasoline, and only by light oil. 5. The compression ignition type internal combustion engine according to claim 2, wherein premixed compression self-ignition combustion performed by forming a premixed gas is switched according to an engine load and a rotational speed. Combustion control system. 軽油のみによって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼から軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼へ燃焼状態を切り換えるときは、前記開閉弁を閉弁してから燃焼状態を切り換えることを特徴とする請求項5記載の圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。   When switching the combustion state from premixed compression auto-ignition combustion performed by forming premixed gas only from light oil to premixed compression auto-ignition combustion performed by forming premixed gas from both light oil and gasoline, 6. A combustion control system for a compression ignition type internal combustion engine according to claim 5, wherein the combustion state is switched after the on-off valve is closed. 軽油とガソリンとの両方によって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼から軽油のみによって予混合気を形成することで行う予混合圧縮自着火燃焼へ燃焼状態を切り換えるときは、燃焼状態を切り換えるのと略同時に、もしくは燃焼状態を切り換えた後に前記開閉弁を開弁することを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。   When switching the combustion state from premixed compression autoignition combustion, which is performed by forming a premixed gas mixture with both light oil and gasoline, to premixed compression autoignition combustion, which is performed by forming a premixed gas only with light oil, combustion The combustion control system for a compression ignition type internal combustion engine according to claim 5 or 6, wherein the on-off valve is opened substantially simultaneously with switching the state or after switching the combustion state. 前記圧縮着火式内燃機関において、軽油は前記気筒内に直接噴射され、ガソリンは吸気ポートに噴射されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の圧縮着火式内燃機関の燃焼制御システム。   The combustion control of a compression ignition type internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7, wherein in the compression ignition type internal combustion engine, light oil is directly injected into the cylinder and gasoline is injected into an intake port. system.
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CN103291472B (en) * 2013-06-19 2016-01-20 吉林大学 The compression ignition internal combustion engine homogeneous combustion controlling method of in-cylinder combustion temperature fixing quantity
CN105986915B (en) * 2015-01-27 2019-01-29 江铃汽车股份有限公司 A kind of control method of direct-injection supercharging gasoline engine super detonation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102562328A (en) * 2012-02-22 2012-07-11 北京工业大学 Diesel engine system capable of being powered by mixed DME (dimethyl ether) gas and control method

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