JP4591318B2 - Combustion switching control system for compression ignition internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、予混合燃焼と通常燃焼とのうちいずれかを運転状態に応じて選択して行う圧縮着火内燃機関において、燃焼モードの切り替えを制御する圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムに関する。 The present invention relates to a combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine that controls switching of a combustion mode in a compression ignition internal combustion engine that selects either premixed combustion or normal combustion according to an operating state.
圧縮着火内燃機関(以下、単に内燃機関と称する)においては、NOx及びスモークの抑制を目的として予混合燃焼を行う場合がある。予混合燃焼においては、圧縮行程上死点近傍の時期よりも早い時期に燃料噴射を実行することで予混合気を形成する。ところが、予混合気を形成して燃焼を行う場合、内燃機関の機関負荷または機関回転数が上昇するに従い、過早着火が生じる可能性が高くなる。そこで、内燃機関においては、その運転状態に応じて、予混合燃焼から通常燃焼へ、もしくは、通常燃焼から予混合燃焼へ燃焼モードを切り替える。尚、ここで、通常燃焼とは、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射を実行することで行われる拡散燃焼である。 In a compression ignition internal combustion engine (hereinafter simply referred to as an internal combustion engine), premixed combustion may be performed for the purpose of suppressing NOx and smoke. In premix combustion, premixed gas is formed by executing fuel injection at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke. However, when combustion is performed while forming a premixed gas, the possibility of premature ignition increases as the engine load or engine speed of the internal combustion engine increases. Therefore, in the internal combustion engine, the combustion mode is switched from premixed combustion to normal combustion, or from normal combustion to premixed combustion, depending on the operating state. Here, the normal combustion is diffusion combustion performed by executing fuel injection at a time near the top dead center of the compression stroke.
また、内燃機関において予混合燃焼を行う場合と通常燃焼を行う場合とでは、吸気系に導入する排気(所謂EGRガス)の気筒内への供給量が大きく異なる。即ち、予混合燃焼時においては、過早着火を抑制するために通常燃焼時に比べて多量のEGRガスが必要とされる。 Further, the amount of exhaust gas (so-called EGR gas) introduced into the intake system into the cylinder differs greatly between the case of performing premixed combustion and the case of performing normal combustion in an internal combustion engine. That is, during premixed combustion, a larger amount of EGR gas is required than during normal combustion in order to suppress premature ignition.
ここで、内燃機関での燃料噴射時期を切り替えることで燃焼モードを切り替えた場合、気筒内のEGRガス量を増量または減量させる必要があるが、気筒内のEGRガス量を切り替え後の燃焼モードに適した量に直ちに変更することは困難である。そのため、通常燃焼から予混合燃焼に燃焼モードを切り替えたときには気筒内のEGRガス量が不足する場合がある。また、予混合燃焼から通常燃焼に燃焼モードを切り替えたときには気筒内のEGRガス量が過多となる場合がある。 Here, when the combustion mode is switched by switching the fuel injection timing in the internal combustion engine, it is necessary to increase or decrease the amount of EGR gas in the cylinder, but the EGR gas amount in the cylinder is switched to the combustion mode after switching. It is difficult to immediately change to a suitable amount. Therefore, when the combustion mode is switched from normal combustion to premixed combustion, the amount of EGR gas in the cylinder may be insufficient. Further, when the combustion mode is switched from premixed combustion to normal combustion, the amount of EGR gas in the cylinder may become excessive.
燃焼モードに対して気筒内のEGRガス量が過多となると失火する虞がある。また、燃焼モードに対して気筒内のEGRガス量が不足すると過早着火する虞がある。 If the amount of EGR gas in the cylinder is excessive with respect to the combustion mode, there is a risk of misfire. Further, if the amount of EGR gas in the cylinder is insufficient with respect to the combustion mode, there is a risk of premature ignition.
そこで、内燃機関において、燃焼モードを予混合燃焼もしくは通常燃焼に切り替える場合において、吸気におけるEGRガス率が予混合燃焼に適した値と通常燃焼に適した値との間の所定値になったときに燃料噴射時期を切り替える技術が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
予混合燃焼および通常燃焼のうちいずれかを運転状態に応じて選択して行う内燃機関では、予混合燃焼が行われる予混合燃焼領域および通常燃焼が行われる通常燃焼領域のうちいずれか一方から他方へ運転状態が移行した場合、燃焼モードが切り替えられる。 In an internal combustion engine that selects either premixed combustion or normal combustion according to the operating state, one of the premixed combustion region in which premixed combustion is performed and the normal combustion region in which normal combustion is performed is changed from one to the other. When the operating state shifts to, the combustion mode is switched.
燃焼モードは燃料噴射時期を変更することによって切り替えられる。また、燃焼モードが切り替えられた場合、それに応じて気筒内のEGRガス量も増加または減少させる必要がある。しかしながら、燃料噴射時期は直ちに変更することが可能であるが、気筒内のEGRガス量を変化させるにはある程度時間がかかる。そのため、燃焼モードを切り替える
ための燃焼切替制御においては、燃料噴射時期を気筒内のEGRガス量の変化に応じてある程度時間をかけて変更する場合がある。
The combustion mode is switched by changing the fuel injection timing. Further, when the combustion mode is switched, it is necessary to increase or decrease the EGR gas amount in the cylinder accordingly. However, although the fuel injection timing can be changed immediately, it takes some time to change the amount of EGR gas in the cylinder. Therefore, in the combustion switching control for switching the combustion mode, the fuel injection timing may be changed over a certain amount of time depending on the change in the amount of EGR gas in the cylinder.
このような場合、予混合燃焼領域および通常燃焼領域のうちいずれか一方から他方へ内燃機関の運転状態が移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の運転状態が再度異なる領域に移行する(つまり、一方の領域に戻る)場合がある。 In such a case, the operation state of the internal combustion engine is being changed while the operation mode of the internal combustion engine is shifted from one of the premixed combustion region and the normal combustion region to the other. May move to a different area again (that is, return to one area).
本発明は、予混合燃焼および通常燃焼のうちいずれかを運転状態に応じて選択して行う内燃機関において、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合に、燃焼モードを元の領域での燃焼モードにより好適に戻すことが可能な技術を提供することを課題とする。 The present invention relates to an internal combustion engine that selects either premixed combustion or normal combustion according to the operating state, and performs combustion when the operating state of the internal combustion engine returns to the original region during switching of the combustion mode. It is an object of the present invention to provide a technique capable of suitably returning the mode to the combustion mode in the original region.
第一の発明は、内燃機関での燃焼モードを予混合燃焼および通常燃焼のうちいずれか一方から他方へ切り替えている途中で一方の燃焼モードに戻す場合、気筒内のEGRガス量および燃料噴射時期を一旦他方の燃焼モードにおける目標値にまで通常通りに変更し、その後、EGRガス量および燃料噴射時期を一方の燃焼モードにおける目標値に向けて変更するものである。 In the first aspect of the invention, when the combustion mode in the internal combustion engine is returned to one combustion mode while switching from one of the premixed combustion and normal combustion to the other, the EGR gas amount in the cylinder and the fuel injection timing Is once changed to the target value in the other combustion mode as usual, and then the EGR gas amount and the fuel injection timing are changed toward the target value in one combustion mode.
より詳しくは、第一の発明に係る内燃機関の燃焼切替制御システムは、
圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するEGR通路と、
該EGR通路におけるEGRガスの流量を制御するEGRガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記EGRガス量制御手段を制御することで前記気筒内のEGRガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に所定のパターンで変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のEGRガス量の第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量への変更を継続すると共に、燃料噴射時期の第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への前記所定のパターンによる変更を継続し、前記気筒内のEGRガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となってから、前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に、燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期
への前記所定のパターンでの変更を開始することを特徴とする。
More specifically, the combustion switching control system for an internal combustion engine according to the first invention is:
An EGR passage communicating the exhaust system and the intake system of the compression ignition internal combustion engine;
EGR gas amount control means for controlling the flow rate of EGR gas in the EGR passage,
An exhaust gas recirculation device for introducing a part of the exhaust gas discharged from the compression ignition internal combustion engine into the intake system as EGR gas;
Command means for giving a command to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder by controlling the EGR gas amount control means;
A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the compression ignition internal combustion engine;
The operation state of the compression ignition internal combustion engine belongs to a premixed combustion region in which premixed combustion is performed in which premixed gas is formed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke. Or a determination means for determining whether it belongs to a normal combustion region in which normal combustion is performed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time near the top dead center of the compression stroke,
Either one of the premixed combustion region and the normal combustion region is a first region and the other is a second region,
When it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the EGR gas amount control means burns the EGR gas amount in the cylinder in the first region. The target EGR gas amount in the mode is changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region, and the fuel injection timing from the fuel injection valve is changed from the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region to the second region. In a combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine that switches the combustion mode by changing the target fuel injection timing in the combustion mode at a predetermined pattern in
While the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the operation state of the compression ignition internal combustion engine is changed to the second region by the determination means. When it is determined that the transition has been made again from the first region to the first region, the EGR gas amount in the cylinder continues to be changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region, and in the second region of the fuel injection timing. The change to the target fuel injection timing in the combustion mode is continued according to the predetermined pattern, and the EGR gas amount in the cylinder becomes the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region or an amount in the vicinity thereof, and the fuel injection timing Is the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region, and then the EGR gas amount in the cylinder is changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the first region. A command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device, and a change to the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region of the fuel injection timing is started in the predetermined pattern. And
本発明に係る内燃機関では、運転状態が予混合燃焼領域に属しているときには予混合燃焼が行われ、運転状態が通常燃焼領域に属しているときには通常燃焼が行われる。予混合燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させ、この予混合気が燃焼に供されることで行われる。一方、通常燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射弁から燃料を噴射することで行われる拡散燃焼である。それぞれの燃焼モードにおける目標燃料噴射時期が予め設定されている。 In the internal combustion engine according to the present invention, premixed combustion is performed when the operating state belongs to the premixed combustion region, and normal combustion is performed when the operating state belongs to the normal combustion region. The premixed combustion is performed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke to form a premixed gas, and this premixed gas is used for combustion. On the other hand, normal combustion is diffusion combustion performed by injecting fuel from a fuel injection valve at a time near the top dead center of the compression stroke. The target fuel injection timing in each combustion mode is set in advance.
また、本発明は、EGR通路とEGRガス量制御手段とを有する排気再循環装置を備えている。この排気再循環装置によって排気の一部がEGRガスとして吸気系に導入され、これによりEGRガスが吸入空気と共に気筒内に流入する。それぞれの燃焼モードにおいては、異なった量の目標EGRガス量が設定されており、予混合燃焼における目標EGRガス量は通常燃焼における目標EGRガス量よりも多くなっている。 The present invention also includes an exhaust gas recirculation device having an EGR passage and an EGR gas amount control means. By this exhaust gas recirculation device, a part of the exhaust gas is introduced into the intake system as EGR gas, whereby the EGR gas flows into the cylinder together with the intake air. In each combustion mode, a different target EGR gas amount is set, and the target EGR gas amount in the premixed combustion is larger than the target EGR gas amount in the normal combustion.
本発明では、予混合燃焼領域および通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域としたときに、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行した場合、燃焼モードを切り替えるべく燃料噴射時期を、第一領域での燃焼モード(以下、第一燃焼モードと称する)における目標燃料噴射時期(以下、第一目標燃料噴射時期と称する)から第二領域での燃焼モード(以下、第二燃焼モードと称する)における目標燃料噴射時期(以下、第二目標燃料噴射時期と称する)に変更する。さらに、この場合、気筒内のEGRガス量を第一燃焼モードにおける目標EGRガス量(以下、第一目標EGRガス量と称する)から第二燃焼モードにおける目標EGRガス量(以下、第二目標EGRガス量と称する)に変更する必要がある。 In the present invention, when one of the premixed combustion region and the normal combustion region is the first region and the other is the second region, when the operating state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, In order to switch the combustion mode, the fuel injection timing is changed from the target fuel injection timing (hereinafter referred to as the first target fuel injection timing) in the combustion mode in the first region (hereinafter referred to as the first combustion mode) to the second region. The target fuel injection timing (hereinafter referred to as the second target fuel injection timing) in the combustion mode (hereinafter referred to as the second combustion mode) is changed. Furthermore, in this case, the EGR gas amount in the cylinder is changed from the target EGR gas amount in the first combustion mode (hereinafter referred to as the first target EGR gas amount) to the target EGR gas amount in the second combustion mode (hereinafter referred to as the second target EGR). (Referred to as gas amount).
気筒内のEGRガス量は、EGRガス量制御手段によってEGRガスの流量を変更するよう指令手段から排気再循環装置に対して指令が出されることで変更される(以下、このときの指令をEGRガス量変更指令と称する)。このとき、EGRガスはEGR通路および吸気系を通ってから気筒内に流入するため、気筒内のEGRガス量はEGRガス量変更指令が出されてから直ぐには変化せず、また、その量が変化し始めてから第二目標EGRガス量に達するまでにもある程度時間がかかる。一方、燃料噴射弁からの燃料噴射時期は直ちに第二目標燃料噴射時期に変更することが可能である。 The amount of EGR gas in the cylinder is changed when a command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device so as to change the flow rate of the EGR gas by the EGR gas amount control means (hereinafter, the command at this time is referred to as EGR). (Referred to as gas amount change command). At this time, since the EGR gas flows into the cylinder after passing through the EGR passage and the intake system, the EGR gas amount in the cylinder does not change immediately after the EGR gas amount change command is issued, It takes some time to reach the second target EGR gas amount after starting to change. On the other hand, the fuel injection timing from the fuel injection valve can be immediately changed to the second target fuel injection timing.
従って、内燃機関の運転状態が属する領域が移行したときに、気筒内のEGRガス量を第二目標EGRガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令を出すと同時に、燃料噴射弁からの燃焼噴射時期を直ちに第二目標燃料噴射時期に変更した場合、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足する虞がある。 Accordingly, when the region to which the operating state of the internal combustion engine belongs is changed, an EGR gas amount change command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device so as to change the EGR gas amount in the cylinder to the second target EGR gas amount. At the same time, when the combustion injection timing from the fuel injection valve is immediately changed to the second target fuel injection timing, the amount of EGR gas in the cylinder may be excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing.
そこで、燃焼モードを切り替えるべく燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期から第二目標燃料噴射時期に変更する場合、所定のパターンである程度時間をかけて変更する。ここで、所定のパターンは、指令手段からEGRガス量変更指令が出された後における実際の気筒内のEGRガス量の変化に基づいて定められたパターンである。 Therefore, when changing the fuel injection timing from the first target fuel injection timing to the second target fuel injection timing in order to switch the combustion mode, the fuel injection timing is changed over a certain period of time to some extent. Here, the predetermined pattern is a pattern determined based on the actual change in the EGR gas amount in the cylinder after the command means changes the EGR gas amount change command.
内燃機関の運転状態が属する領域が第一領域から第二領域に移行した時点で、指令手段からEGRガス量変更指令を出すと同時に、燃料噴射時期の所定のパターンでの変更を開始することで、気筒内のEGRガス量が第二目標EGRガス量もしくはその近傍の量となる時期と燃料噴射時期が第二目標燃料噴射時期となる時期とを同期させることが出来る。これにより、燃焼モードの切り替え時に、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制することが出来る。尚、所定のパターンは実験等
によって予め定めることが出来る。
When the region to which the operating state of the internal combustion engine belongs shifts from the first region to the second region, the command means issues an EGR gas amount change command, and at the same time, starts changing the fuel injection timing in a predetermined pattern. The timing when the EGR gas amount in the cylinder becomes the second target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof and the timing when the fuel injection timing becomes the second target fuel injection timing can be synchronized. As a result, when the combustion mode is switched, the EGR gas amount in the cylinder can be suppressed from being excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing. The predetermined pattern can be determined in advance by experiments or the like.
上記ように、燃料噴射時期が所定のパターンで変更される場合、燃焼モードの切り替えがある程度時間をかけて行われることになる。このような場合、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで第一燃焼モードから第二燃焼モードへの燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行する場合がある。 As described above, when the fuel injection timing is changed in a predetermined pattern, the combustion mode is switched over to some extent. In such a case, while the operating state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the internal combustion engine is being switched from the first combustion mode to the second combustion mode. In some cases, the operating state of the second shifts from the second region to the first region again.
このとき、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点で、指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が再度出されると、EGRガス量変更手段の状態が第二目標EGRガス量に対応した状態から第一目標EGRガス量に対応した状態に直ちに変更されることになる。そのため、気筒内のEGRガス量が第二目標EGRガス量に向かって変化している途中で第一目標EGRガス量に向かって変化し始めることになる。そして、このような場合も、指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が再度出されてから気筒内のEGRガス量が実際に第一目標EGRガス量となるまでにはある程度時間がかかる。 At this time, when the EGR gas amount change command is issued again from the command means to the exhaust gas recirculation device at the time when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region, the EGR gas amount change means The state is immediately changed from the state corresponding to the second target EGR gas amount to the state corresponding to the first target EGR gas amount. Therefore, the EGR gas amount in the cylinder starts to change toward the first target EGR gas amount while changing toward the second target EGR gas amount. Even in such a case, a certain amount of time is required until the EGR gas amount in the cylinder actually reaches the first target EGR gas amount after the command means changes the EGR gas amount change command again to the exhaust gas recirculation device. take time.
また、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したときに、燃料噴射時期を第二目標燃料噴射時期から第一目標燃料噴射時期に所定のパターンで変更しようとすると、内燃機関の運転状態が再度移行した時点で燃料噴射時期が一旦第二目標燃料噴射時期に変更されることになる。つまり、燃料噴射時期が第二目標燃料噴射時期に向けて徐々に変化している途中で一旦直ちに第二目標燃料噴射時に変更され、そこから、第一目標燃料噴射時期に向けて所定のパターンで変更されることになる。 Further, when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region, if the fuel injection timing is changed from the second target fuel injection timing to the first target fuel injection timing in a predetermined pattern, the internal combustion engine The fuel injection timing is temporarily changed to the second target fuel injection timing when the engine operating state shifts again. In other words, while the fuel injection timing is gradually changing toward the second target fuel injection timing, the fuel injection timing is immediately changed at the time of the second target fuel injection, and then from there, in a predetermined pattern toward the first target fuel injection timing. Will be changed.
つまり、上記のような場合、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点においては、実際の気筒内のEGRガス量が第二目標EGRガス量もしくはその近傍の量とはなっていない状態で、燃料噴射時期が一旦第二目標燃料噴射時期となることになる。また、上述したように、所定のパターンは、気筒内のEGRガス量が第一目標EGRガス量から第二目標EGRガス量に変化するときの変化に基づいて定められている。そのため、上記のような時期に第二目標燃料噴射時期となった燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に向けて所定のパターンで変更しても、変更途中における燃料噴射時期は実際の気筒内のEGRガス量の変化に応じた時期からはずれた時期となる。 That is, in the above case, when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region, the actual EGR gas amount in the cylinder is equal to or equal to the second target EGR gas amount. In a state where the fuel injection is not performed, the fuel injection timing once becomes the second target fuel injection timing. Further, as described above, the predetermined pattern is determined based on a change when the EGR gas amount in the cylinder changes from the first target EGR gas amount to the second target EGR gas amount. Therefore, even if the fuel injection timing that has become the second target fuel injection timing at the above timing is changed in a predetermined pattern toward the first target fuel injection timing, the fuel injection timing in the middle of the change remains within the actual cylinder This is a time deviating from the time corresponding to the change in the EGR gas amount.
そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中においては、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であっても、再度移行した時点では指令手段からEGRガス量変更指令を直ちには出さず、気筒内のEGRガス量の第二目標EGRガス量への変更を継続する。さらに、燃料噴射時期の第二目標燃料噴射時期への所定のパターンによる変更を継続する。そして、気筒内のEGRガス量が第二目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二目標燃料噴射時期となってから、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令を出すと共に、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期への所定のパターンでの変更を開始する。 Therefore, in the present invention, the operation state of the internal combustion engine is changed from the second region to the first region while the operation mode of the internal combustion engine is shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched. Even when the transition is made again to the region, the EGR gas amount change command is not immediately issued from the command means when the transition is made again, and the change of the EGR gas amount in the cylinder to the second target EGR gas amount is continued. Further, the change of the fuel injection timing to the second target fuel injection timing by a predetermined pattern is continued. Then, after the EGR gas amount in the cylinder becomes the second target EGR gas amount or an amount close thereto, and the fuel injection timing becomes the second target fuel injection timing, the EGR gas amount in the cylinder is changed to the first target EGR gas amount. The EGR gas amount change command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device so as to change to, and the change of the fuel injection timing to the first target fuel injection timing in a predetermined pattern is started.
これによれば、燃料噴射時期が一旦第二目標燃料噴射時期となる時期に、気筒内のEGRガス量を第二目標EGRガス量もしくはその近傍の量とすることが出来る。また、その後に燃料噴射時期が第一目標燃料噴射時期となる時期と気筒内のEGRガス量が第一目標EGRガス量もしくはその近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、それぞれの目標燃料噴射時期への変更途中における燃料噴射時期を実際の気筒内のEGRガス量に応じた時期とすることが出来る。 According to this, when the fuel injection timing once becomes the second target fuel injection timing, the EGR gas amount in the cylinder can be set to the second target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof. In addition, the timing when the fuel injection timing becomes the first target fuel injection timing and the timing when the EGR gas amount in the cylinder becomes the first target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof can be synchronized. In addition, the fuel injection timing in the middle of the change to each target fuel injection timing can be set to a timing according to the actual amount of EGR gas in the cylinder.
従って、本発明によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合であっても、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。以って、過早着火や失火の発生を抑制することが出来る。 Therefore, according to the present invention, even when the operating state of the internal combustion engine returns to the original region during switching of the combustion mode, the amount of EGR gas in the cylinder is excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing. While suppressing this, the combustion mode can be returned to the combustion mode in the original region. Thus, premature ignition and misfire can be suppressed.
本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域である場合、内燃機関の機関負荷が所定負荷よりも高い領域を第一領域とし該機関負荷が所定負荷以下である領域を第二領域としても良い。この場合、所定負荷を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関負荷の上限値である予混合燃焼上限負荷よりも低い値とする。 In the present invention, when the first region is the normal combustion region and the second region is the premixed combustion region, the region where the engine load of the internal combustion engine is higher than the predetermined load is defined as the first region, and the engine load is less than the predetermined load. A certain area may be the second area. In this case, the predetermined load is set to a value lower than the premix combustion upper limit load that is the upper limit value of the engine load of the internal combustion engine capable of performing premix combustion.
本発明では、上記のような場合において、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関の機関負荷が上昇して所定負荷より高くなり、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であっても、気筒内のEGRガス量を一旦予混合燃焼における目標EGRガス量にまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼における目標燃料噴射時期にまで所定のパターンで変更する。 In the present invention, in the above case, the engine load of the internal combustion engine is changed during the switching of the combustion mode toward the premixed combustion because the operating state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region. Even when the operating state of the internal combustion engine shifts from the second region to the first region again, the EGR gas amount in the cylinder is once changed to the target EGR gas amount in the premixed combustion. The fuel injection timing is once changed in a predetermined pattern up to the target fuel injection timing in the premixed combustion.
つまり、本発明では、内燃機関の機関負荷が所定負荷より高くなってからも、燃焼モードの予混合燃焼への切り替えが継続されることになる。しかしながら、この切り替え途中で内燃機関の機関負荷がさらに上昇し予混合燃焼上限負荷より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して燃料噴射量が過剰に多くなり、過早着火が発生する虞がある。 In other words, in the present invention, even when the engine load of the internal combustion engine becomes higher than the predetermined load, switching to the premixed combustion in the combustion mode is continued. However, if the engine load of the internal combustion engine further increases during the switching and becomes higher than the premix combustion upper limit load, the fuel injection amount becomes excessive with respect to the fuel injection timing at this time, and premature ignition may occur. is there.
そこで、上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くならないように燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御しても良い。 Therefore, in the above case, when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region while switching the combustion mode toward premixed combustion, the amount of EGR gas in the cylinder is Fuel injection is performed so that the engine load of the internal combustion engine does not become higher than the premixed combustion upper limit load until the target EGR gas amount in the premixed combustion or an amount in the vicinity thereof and the fuel injection timing reaches the target fuel injection timing in the premixed combustion. The amount of fuel injection from the valve may be controlled.
これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して燃料噴射量が過剰に多くなることを抑制することが出来る。従って、過早着火の発生を抑制することが出来、以って、排気エミッションや燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。 According to this, it is possible to suppress an excessive increase in the fuel injection amount with respect to the fuel injection timing during switching of the combustion mode toward the premixed combustion. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of premature ignition, thereby suppressing the exhaust emission and the deterioration of combustion noise.
上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へと再度移行した場合、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、燃料噴射弁からの燃料噴射量の増加を禁止しても良い。 In the above case, if the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region while the combustion mode is switched to the premixed combustion, the amount of EGR gas in the cylinder is increased. The increase in the fuel injection amount from the fuel injection valve may be prohibited until the target EGR gas amount in the mixed combustion or an amount in the vicinity thereof and the fuel injection timing reaches the target fuel injection timing in the premixed combustion.
これによれば、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となる以前に内燃機関の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くなることを抑制することが出来る。 According to this, the engine load of the internal combustion engine is predicted before the EGR gas amount in the cylinder becomes the target EGR gas amount in the premixed combustion or an amount close thereto and the fuel injection timing becomes the target fuel injection timing in the premixed combustion. It can suppress becoming higher than a mixed combustion upper limit load.
また、上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へと再度移行した場合、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くならないように燃料噴射弁からの燃料噴射量の増加率を制限しても良い。 Further, in the above case, when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region while switching the combustion mode toward the premixed combustion, the amount of EGR gas in the cylinder Until the fuel injection timing reaches the target fuel injection timing in the premixed combustion, and the engine load of the internal combustion engine does not become higher than the premixed combustion upper limit load. The increase rate of the fuel injection amount from the injection valve may be limited.
これによれば、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となる以前に内燃機関の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くなることを抑制することが出来、且つ、この間であっても内燃機関の機関負荷をある程度上昇させることが出来る。 According to this, the engine load of the internal combustion engine is predicted before the EGR gas amount in the cylinder becomes the target EGR gas amount in the premixed combustion or an amount close thereto and the fuel injection timing becomes the target fuel injection timing in the premixed combustion. It is possible to suppress the increase from exceeding the mixed combustion upper limit load, and even during this time, the engine load of the internal combustion engine can be increased to some extent.
本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域である場合、内燃機関の機関回転数が所定上限回転数よりも高い領域を第一領域とし該機関回転数が所定上限回転数以下である領域を第二領域としても良い。この場合、所定上限回転数を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関回転数の上限値である予混合燃焼上限回転数よりも低い値とする。 In the present invention, when the first region is a normal combustion region and the second region is a premixed combustion region, a region where the engine speed of the internal combustion engine is higher than a predetermined upper limit engine speed is defined as the first region, and the engine speed is A region that is equal to or lower than the predetermined upper limit rotational speed may be set as the second region. In this case, the predetermined upper limit rotational speed is set to a value lower than the premixed combustion upper limit rotational speed that is the upper limit value of the engine rotational speed of the internal combustion engine capable of performing the premixed combustion.
本発明では、上記のような場合において、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関の機関回転数が上昇して所定上限回転数より高くなり、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であっても、気筒内のEGRガス量を一旦予混合燃焼における目標EGRガス量にまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼における目標燃料噴射時期にまで所定のパターンで変更する。 In the present invention, in the above-described case, the engine rotation of the internal combustion engine is switched during the switching of the combustion mode toward the premixed combustion because the operating state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region. Even when the engine speed increases and becomes higher than the predetermined upper limit rotational speed, and the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region, the EGR gas amount in the cylinder is once changed to the target EGR in the premixed combustion. While changing to the gas amount, the fuel injection timing is once changed in a predetermined pattern up to the target fuel injection timing in the premixed combustion.
つまり、本発明では、内燃機関の機関回転数が所定上限回転数より高くなってからも、燃焼モードの予混合燃焼への切り替えが継続されることになる。しかしながら、この切り替え途中に内燃機関の機関回転数がさらに上昇し予混合燃焼上限回転数より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなり、過早着火が発生する虞がある。 That is, in the present invention, even when the engine speed of the internal combustion engine becomes higher than the predetermined upper limit speed, the switching to the premixed combustion in the combustion mode is continued. However, if the engine speed of the internal combustion engine further increases during the switching and becomes higher than the premix combustion upper limit engine speed, the engine speed becomes excessively high with respect to the fuel injection timing at this time, and premature ignition occurs. There is a fear.
そこで、上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であって、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となる以前に内燃機関の機関回転数が予混合燃焼上限回転数よりも高くなったときは、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止しても良い。 Therefore, in the above case, when the operation state of the internal combustion engine is shifted again from the second region to the first region while switching the combustion mode toward the premixed combustion, the EGR in the cylinder The engine speed of the internal combustion engine is higher than the premix combustion upper limit engine speed before the gas quantity reaches or near the target EGR gas quantity in the premixed combustion and the fuel injection timing reaches the target fuel injection timing in the premixed combustion. When this happens, fuel injection from the fuel injection valve may be stopped.
これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に高くなることによる過早着火の発生を抑制することが出来る。従って、排気エミッションや燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。 According to this, it is possible to suppress the occurrence of premature ignition due to the engine speed becoming excessively high during switching of the combustion mode toward the premixed combustion. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of exhaust emission and combustion noise.
本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域であって、内燃機関の機関負荷が所定上限回転数よりも高い領域を第一領域とし該機関回転数が所定上限回転数以下である領域を第二領域とし、所定上限回転数を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関回転数の上限値である予混合燃焼上限回転数よりも低い値とした場合であって、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の機関回転数が上昇して所定上限回転数より高くなり、その運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関回転数が予混合燃焼上限回転数より高くならないように燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御しても良い。 In the present invention, the first region is a normal combustion region, the second region is a premixed combustion region, and a region where the engine load of the internal combustion engine is higher than a predetermined upper limit rotational speed is defined as the first region, and the engine rotational speed is predetermined. A region that is equal to or lower than the upper limit rotational speed is set as the second region, and the predetermined upper limit rotational speed is a value lower than the premixed combustion upper limit rotational speed that is the upper limit value of the engine rotational speed of the internal combustion engine capable of performing premixed combustion And the engine speed of the internal combustion engine increases and the predetermined upper limit is being changed during the switching of the combustion mode because the operating state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region. When the engine speed becomes higher than the rotational speed and the operating state shifts again from the second region to the first region, the EGR gas amount in the cylinder becomes the target EGR gas amount in the premixed combustion or an amount in the vicinity thereof, and the fuel injection timing is Target combustion in mixed combustion Until the injection timing may be the engine speed of the internal combustion engine controls the fuel injection amount from the fuel injection valve so as not to become higher than the premixed combustion limit speed.
これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなることを抑制することが出来る。また、燃料噴射を停止させずに機関回転数の過剰な上昇を抑制することで、機関回転数の急激な変化を抑えるこ
とが出来る。従って、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ過早着火の発生を抑制することが出来る。
According to this, it is possible to suppress the engine speed from becoming excessively high with respect to the fuel injection timing while switching the combustion mode toward premixed combustion. In addition, a rapid change in the engine speed can be suppressed by suppressing an excessive increase in the engine speed without stopping the fuel injection. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of premature ignition while suppressing the deterioration of drivability.
上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へと再度移行した場合、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関回転数が所定上限回転数より高く予混合燃焼上限回転数より低い所定回転数に維持されるよう燃料噴射弁からの燃料噴射量を制限しても良い。 In the above case, if the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region while the combustion mode is switched to the premixed combustion, the amount of EGR gas in the cylinder is increased. Until the fuel injection timing reaches the target fuel injection timing in the premixed combustion, the engine speed of the internal combustion engine is higher than the predetermined upper limit speed, and the premixed combustion upper limit speed is reached. The fuel injection amount from the fuel injection valve may be limited so as to be maintained at a lower predetermined rotational speed.
これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に高くなることを、燃料噴射を停止させることなく抑制することが出来る。 According to this, it is possible to suppress an excessive increase in the engine speed during the switching of the combustion mode toward the premixed combustion without stopping the fuel injection.
本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域である場合、内燃機関の機関回転数が所定下限回転数よりも低い領域を第一領域とし該機関回転数が前記所定下限回転数以上の領域を第二領域としても良い。この場合、所定下限回転数を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関回転数の下限値である予混合燃焼下限回転数よりも高い値とする。 In the present invention, when the first region is a normal combustion region and the second region is a premixed combustion region, a region where the engine speed of the internal combustion engine is lower than a predetermined lower limit rotational speed is defined as the first region, and the engine speed is A region that is equal to or greater than the predetermined lower limit rotational speed may be set as the second region. In this case, the predetermined lower limit rotational speed is set to a value higher than the premixed combustion lower limit rotational speed that is the lower limit value of the engine rotational speed of the internal combustion engine capable of performing premixed combustion.
本発明では、上記のような場合において、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関の機関回転数が低下して所定下限回転数より低くなり、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であっても、気筒内のEGRガス量を一旦予混合燃焼における目標EGRガス量にまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼における目標燃料噴射時期にまで所定のパターンで変更する。 In the present invention, in the above-described case, the engine rotation of the internal combustion engine is switched during the switching of the combustion mode toward the premixed combustion because the operating state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region. Even when the engine speed decreases and becomes lower than the predetermined lower limit rotational speed, and the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region, the EGR gas amount in the cylinder is once changed to the target EGR in the premixed combustion. While changing to the gas amount, the fuel injection timing is once changed in a predetermined pattern up to the target fuel injection timing in the premixed combustion.
つまり、本発明では、内燃機関の機関回転数が所定下限回転数より低くなってからも、燃焼モードの予混合燃焼への切り替えが継続されることになる。しかしながら、この切り替え途中で内燃機関の機関回転数がさらに低下し予混合燃焼下限回転数より低くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなり、失火が発生する虞がある。 That is, in the present invention, even when the engine speed of the internal combustion engine becomes lower than the predetermined lower limit speed, switching to the premixed combustion in the combustion mode is continued. However, if the engine speed of the internal combustion engine further decreases during the switching and becomes lower than the premix combustion lower limit engine speed, the engine speed becomes excessively lower than the fuel injection timing at this time, and misfire may occur. is there.
そこで、上記のような場合において、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合であって、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となる以前に内燃機関の機関回転数が予混合燃焼下限回転数よりも低くなったときは、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止しても良い。 Therefore, in the above case, when the operation state of the internal combustion engine is shifted again from the second region to the first region while switching the combustion mode toward the premixed combustion, the EGR in the cylinder The engine speed of the internal combustion engine is lower than the premixed combustion lower limit rotational speed before the gas amount becomes the target EGR gas amount in the premixed combustion or an amount close thereto and the fuel injection timing becomes the target fuel injection timing in the premixed combustion. When this happens, fuel injection from the fuel injection valve may be stopped.
これによれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に低くなることによる失火の発生を抑制することが出来る。 According to this, it is possible to suppress the occurrence of misfire due to an excessively low engine speed during switching of the combustion mode toward premixed combustion.
本発明において、第一領域が通常燃焼領域であり第二領域が予混合燃焼領域であって、内燃機関の機関回転数が所定下限回転数よりも低い領域を第一領域とし該機関回転数が所定下限回転数以上である領域を第二領域とし、所定下限回転数を、予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関の機関回転数の下限値である予混合燃焼下限回転数よりも高い値とした場合、予混合下限回転数を内燃機関の機関負荷が低いほど低い値としても良い。そして、このような場合、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の機関回転数が低下して所定下限回転数より低くなり、その運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、気筒内のEG
Rガス量が予混合燃焼における目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼における目標燃料噴射時期となるまでは、内燃機関の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くならないように燃料噴射弁からの燃料噴射量を制限しても良い。
In the present invention, the first region is the normal combustion region, the second region is the premixed combustion region, and the region where the engine speed of the internal combustion engine is lower than the predetermined lower limit rotational speed is defined as the first region, and the engine speed is The region that is equal to or higher than the predetermined lower limit rotational speed is set as the second region, and the predetermined lower limit rotational speed is higher than the premixed combustion lower limit rotational speed that is the lower limit value of the engine speed of the internal combustion engine capable of performing premixed combustion. In this case, the premix lower limit rotational speed may be set to a lower value as the engine load of the internal combustion engine is lower. In such a case, while the operation state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the engine speed of the internal combustion engine is reduced to a predetermined value. If the engine speed is lower than the lower limit speed and the operating state shifts again from the second region to the first region, the EG in the cylinder
Until the R gas amount becomes the target EGR gas amount in the premixed combustion or an amount close thereto and the fuel injection timing becomes the target fuel injection timing in the premixed combustion, the engine speed of the internal combustion engine is higher than the premixed combustion lower limit rotational speed. The fuel injection amount from the fuel injection valve may be limited so as not to decrease.
燃料噴射量を制限することで内燃機関の機関負荷を低下させることが出来る。そして、上記においては、内燃機関の機関負荷が低下すると予混合燃焼回転数が低下する。そのため、内燃機関の機関回転数が所定下限回転数からさらに低下した場合であっても、燃料噴射量を制限することで内燃機関の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くならないように制御することが出来る。 By limiting the fuel injection amount, the engine load of the internal combustion engine can be reduced. And in the above, when the engine load of the internal combustion engine decreases, the premixed combustion rotational speed decreases. Therefore, even when the engine speed of the internal combustion engine further decreases from the predetermined lower limit speed, the engine speed of the internal combustion engine is controlled so as not to become lower than the premixed combustion lower limit speed by limiting the fuel injection amount. I can do it.
上記によれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなることを抑制することが出来る。また、燃料噴射を停止させずに機関回転数の過剰な低下を抑制することで、機関回転数の急激な変化を抑えることが出来る。従って、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ失火の発生を抑制することが出来る。 According to the above, it is possible to suppress the engine speed from becoming excessively low with respect to the fuel injection timing while switching the combustion mode toward premixed combustion. In addition, a rapid change in the engine speed can be suppressed by suppressing an excessive decrease in the engine speed without stopping the fuel injection. Therefore, the occurrence of misfire can be suppressed while the deterioration of drivability is suppressed.
第二の発明は、内燃機関での燃焼モードを第一燃焼モードから第二燃焼モードへ切り替えている途中で、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行した場合、EGRガス量制御手段を第一燃焼モードに対応した状態とすると共に、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期への変更を開始するものである。そして、燃焼モードの第二燃焼モードへの切り替え開始から内燃機関の運転状態が第一領域に再度移行するまでの間の時間に応じた時間をかけて燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に徐々に変更する。 In the second aspect of the present invention, when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region while switching the combustion mode in the internal combustion engine from the first combustion mode to the second combustion mode, EGR The gas amount control means is brought into a state corresponding to the first combustion mode, and the change of the fuel injection timing to the first target fuel injection timing is started. The fuel injection timing is changed to the first target fuel injection timing over a period of time from the start of switching the combustion mode to the second combustion mode until the operating state of the internal combustion engine shifts to the first region again. Change gradually.
より詳しくは、第二の発明に係る内燃機関の燃焼切替制御システムは、
圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するEGR通路と、
該EGR通路におけるEGRガスの流量を制御するEGRガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記EGRガス量制御手段を制御することで前記気筒内のEGRガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へと移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に第一所定時間をかけて徐々に変更することで燃焼モードを切り替え、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量から第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に第二所定時間をかけて徐々に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃
機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、該判定がなされた時点で、前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への変更を開始し、且つ、第二領域での燃焼モードへの切り替えが開始されてから前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定される時点までの時間の前記第一所定時間に対する割合である切替進捗割合を算出し、該切替進捗割合を前記第二所定時間に乗算することで算出される時間をかけて燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期へ変更することを特徴とする。
More specifically, the combustion switching control system for an internal combustion engine according to the second invention is:
An EGR passage communicating the exhaust system and the intake system of the compression ignition internal combustion engine;
EGR gas amount control means for controlling the flow rate of EGR gas in the EGR passage,
An exhaust gas recirculation device for introducing a part of the exhaust gas discharged from the compression ignition internal combustion engine into the intake system as EGR gas;
Command means for giving a command to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder by controlling the EGR gas amount control means;
A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the compression ignition internal combustion engine;
The operation state of the compression ignition internal combustion engine belongs to a premixed combustion region in which premixed combustion is performed in which premixed gas is formed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke. Or a determination means for determining whether it belongs to a normal combustion region in which normal combustion is performed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time near the top dead center of the compression stroke,
Either one of the premixed combustion region and the normal combustion region is a first region and the other is a second region,
When it is determined by the determination means that the operating state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the EGR gas amount control means determines the EGR gas amount in the cylinder in the first region. The target EGR gas amount in the combustion mode is changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region, and the fuel injection timing from the fuel injection valve is changed from the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region to the second time. The combustion mode is switched by gradually changing the target fuel injection timing in the combustion mode in the region over the first predetermined time,
When it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the second region to the first region, the EGR gas amount control means burns the EGR gas amount in the cylinder in the second region. The target EGR gas amount in the first region is changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the first region, and the fuel injection timing from the fuel injection valve is changed from the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region to the first region. In the combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine that switches the combustion mode by gradually changing the target fuel injection timing in the combustion mode at a second over a predetermined time,
While the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the operation state of the compression ignition internal combustion engine is changed to the second region by the determination means. From the command means to change the EGR gas amount in the cylinder to the target EGR gas amount in the combustion mode in the first region at the time when the determination is made again. A command is issued to the exhaust gas recirculation device, a change to the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region of the fuel injection timing is started, and a switch to the combustion mode in the second region is started. A switching progress ratio that is a ratio of the time until the time when it is determined that the operating state of the compression ignition internal combustion engine has transitioned again to the first region with respect to the first predetermined time is calculated. The and changes over time which is calculated by multiplying the second predetermined time the fuel injection timing to the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region.
本発明では、内燃機関での燃焼モードを第一燃焼モードから第二燃焼モードに切り替える場合、燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期から第二目標燃料噴射時期に第一所定時間をかけて徐々に変更する。ここで、第一所定時間は、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量から第二目標EGRガス量もしくはその近傍の量にまで変更するのにかかる時間である。一方、内燃機関での燃焼モードを第二燃焼モードから第一燃焼モードに切り替える場合、燃料噴射時期を第二目標燃料噴射時期から第一目標燃料噴射時期に第二所定時間をかけて徐々に変更する。ここで、第二所定時間は、気筒内のEGRガス量を第二目標EGRガス量から第一目標EGRガス量もしくはその近傍の量にまで変更するのにかかる時間である。 In the present invention, when the combustion mode in the internal combustion engine is switched from the first combustion mode to the second combustion mode, the fuel injection timing is gradually increased from the first target fuel injection timing to the second target fuel injection timing over a first predetermined time. Change to Here, the first predetermined time is a time taken to change the EGR gas amount in the cylinder from the first target EGR gas amount to the second target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof. On the other hand, when switching the combustion mode in the internal combustion engine from the second combustion mode to the first combustion mode, the fuel injection timing is gradually changed from the second target fuel injection timing to the first target fuel injection timing over a second predetermined time. To do. Here, the second predetermined time is a time taken to change the EGR gas amount in the cylinder from the second target EGR gas amount to the first target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof.
上記のように、EGRガスはEGR通路および吸気系を通って気筒内に流入する。そのため、気筒内のEGRガス量を増加させる場合、気筒内のEGRガス量を減少させる場合に比べて時間がかかる。そのため、内燃機関の燃焼モードを切り替える際に、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量から第二目標EGRガス量もしくはその近傍の量にまで変更するのにかかる時間と気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量から第二目標EGRガス量もしくはその近傍の量にまで変更するのにかかる時間とは異なった時間となる。第一所定時間および第二所定時間は実験等によって予め定められている。 As described above, the EGR gas flows into the cylinder through the EGR passage and the intake system. Therefore, it takes longer time to increase the EGR gas amount in the cylinder than to reduce the EGR gas amount in the cylinder. Therefore, when switching the combustion mode of the internal combustion engine, the time taken to change the EGR gas amount in the cylinder from the first target EGR gas amount to the second target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof, and the EGR in the cylinder This time is different from the time taken to change the gas amount from the first target EGR gas amount to the second target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof. The first predetermined time and the second predetermined time are determined in advance by experiments or the like.
本発明では、内燃機関の運転状態が属する領域が移行したときに、指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令を出すと共に、燃焼モードを切り替えるべく、上記のように第一所定時間もしくは第二所定時間をかけて徐々に燃料噴射時期を変更する。これにより、燃焼モードの切り替え時に、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制することが出来る。 In the present invention, when the region to which the operating state of the internal combustion engine belongs is shifted from the command means to the exhaust gas recirculation device, an EGR gas amount change command is issued and the combustion mode is switched as described above. The fuel injection timing is gradually changed over time or a second predetermined time. As a result, when the combustion mode is switched, the EGR gas amount in the cylinder can be suppressed from being excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing.
上記のような場合、第一の発明と同様、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで第一燃焼モードから第二燃焼モードへの燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行する場合がある。 In the above case, as in the first invention, the combustion mode is switched from the first combustion mode to the second combustion mode because the operating state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region. In the meantime, the operating state of the internal combustion engine may shift again from the second region to the first region.
このような場合、本発明では、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点で、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が出される。これにより、EGRガス量制御手段が第一目標EGRガス量に対応した状態に変更される。そのため、気筒内のEGRガス量が第二目標EGRガス量に向かって変化している途中で第一目標EGRガス量に向かって変化し始める。 In such a case, according to the present invention, when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region, the command means exhausts the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount. An EGR gas amount change command is issued to the recirculation device. Thereby, the EGR gas amount control means is changed to a state corresponding to the first target EGR gas amount. Therefore, the EGR gas amount in the cylinder starts to change toward the first target EGR gas amount while changing toward the second target EGR gas amount.
このとき、第一燃焼モードから第二燃焼モードへの燃焼モードの切り替えが開始されてから内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行した時点までの時間の第一所定時間に対す
る割合を切替進捗割合とする。気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更すべくEGRガス量変更指令を上記のようなタイミングで出した場合、該EGRガス量変更指令が出されてから気筒内のEGRガス量が第一目標EGRガス量もしくはその近傍の量となるまでの時間は、第二所定時間に切替進捗割合を乗算した時間とほぼ同様の時間となる。
At this time, the switching progress of the ratio of the time from the start of the switching of the combustion mode from the first combustion mode to the second combustion mode to the time when the operating state of the internal combustion engine shifts again to the first region with respect to the first predetermined time is progressed. A percentage. When an EGR gas amount change command is issued at the timing as described above to change the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount, the EGR gas amount in the cylinder after the EGR gas amount change command is issued. Is approximately the same as the time obtained by multiplying the second predetermined time by the switching progress rate.
そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点で、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期への変更を開始する。そして、第二所定時間に切替進捗割合を乗算した時間をかけて燃料噴射時期を徐々に第一目標燃料噴射時期へ変更する。 Therefore, in the present invention, when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region, the change of the fuel injection timing to the first target fuel injection timing is started. Then, the fuel injection timing is gradually changed to the first target fuel injection timing over time obtained by multiplying the second predetermined time by the switching progress rate.
これにより、燃料噴射時期が第一目標燃料噴射時期となる時期と気筒内のEGRガス量が第一目標EGRガス量もしくはその近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、変更途中における燃料噴射時期を気筒内のEGRガス量に応じた時期とすることが出来る。 Thereby, the timing when the fuel injection timing becomes the first target fuel injection timing and the timing when the EGR gas amount in the cylinder becomes the first target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof can be synchronized. Further, the fuel injection timing in the middle of the change can be set to a timing according to the EGR gas amount in the cylinder.
従って、本発明によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合であっても、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。 Therefore, according to the present invention, even when the operating state of the internal combustion engine returns to the original region during switching of the combustion mode, the amount of EGR gas in the cylinder is excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing. While suppressing this, the combustion mode can be returned to the combustion mode in the original region.
また、燃焼モードの切り替え途中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻ってから、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。そのため、過早着火や失火の発生をより抑制することが出来る。また、燃焼モード切替時における排気エミッションの悪化をより抑制することが出来る。 Further, the combustion mode can be returned to the combustion mode in the original region more quickly after the operating state of the internal combustion engine returns to the original region during the switching of the combustion mode. Therefore, the occurrence of premature ignition and misfire can be further suppressed. In addition, it is possible to further suppress the deterioration of exhaust emission at the time of switching the combustion mode.
本発明においては、上記のように、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した時点で、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が出される。しかしながら、この場合にも、該EGRガス量変更指令が出されてから実際の気筒内のEGRガス量が第一目標EGRガス量に向けて変化し始めるまでには応答遅れがある。このときの応答遅れ時間をEGRガス量変化遅れ時間とする。そして、上記のような時期にEGRガス量変更指令が出されてからも該EGRガス量変化遅れ時間が経過するまでの間は、気筒内のEGRガス量は第一目標EGRガス量に向けて変化することになる。 In the present invention, as described above, the command means changes the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region. An EGR gas amount change command is issued to the exhaust gas recirculation device. However, in this case as well, there is a response delay from when the EGR gas amount change command is issued until the actual EGR gas amount in the cylinder starts to change toward the first target EGR gas amount. The response delay time at this time is defined as an EGR gas amount change delay time. After the EGR gas amount change command is issued at the above timing, the EGR gas amount in the cylinder is directed toward the first target EGR gas amount until the EGR gas amount change delay time elapses. Will change.
そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行し気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が出された時点からEGRガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期への変更を開始しても良い。尚、このときのEGRガス量変化遅れ時間は内燃機関の運転状態に応じて変化する値であって、実験等によって予め定められている。 Accordingly, in the present invention, the operating state of the internal combustion engine again shifts from the second region to the first region, and the command means changes the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount from the command means to the exhaust gas recirculation device. The change of the fuel injection timing to the first target fuel injection timing may be started when the EGR gas amount change delay time elapses from the time when the EGR gas amount change command is issued. The EGR gas amount change delay time at this time is a value that changes according to the operating state of the internal combustion engine, and is determined in advance by experiments or the like.
これによれば、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段からEGRガス量変更指令が出された時点からEGRガス量変化遅れ時間が経過するまでの間は、燃料噴射時期の第二目標燃料噴射時期へ向けての変更が継続される。従って、EGRガス量変化遅れ時間の経過中における燃料噴射時期を実際の気筒内のEGRガス量により対応した時期とすることが出来る。また、気筒内のEGRガス量が実際に第一目標EGRガス量に向けて変化し始める時点と、燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に向けて変更し始める時期とを同期させることが出来る。さらに、燃料噴射時期が第一目標燃料噴射時期となる時期と気筒内のEGRガス量が第一目標EGRガス量もしくはその近傍の量
となる時期とをより精度良く同期させることが出来る。
According to this, from when the EGR gas amount change command is issued from the command means to change the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount, until the EGR gas amount change delay time elapses, The change of the fuel injection timing toward the second target fuel injection timing is continued. Therefore, the fuel injection timing during the elapse of the EGR gas amount change delay time can be set to a time corresponding to the actual EGR gas amount in the cylinder. Further, it is possible to synchronize the time when the EGR gas amount in the cylinder actually starts to change toward the first target EGR gas amount and the time when the fuel injection timing starts to change toward the first target fuel injection timing. . Furthermore, the timing when the fuel injection timing becomes the first target fuel injection timing and the timing when the EGR gas amount in the cylinder becomes the first target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof can be synchronized more accurately.
従って、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合において、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制しつつ、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。 Therefore, when the operating state of the internal combustion engine returns to the original region during switching of the combustion mode, the EGR gas amount in the cylinder is excessively or insufficiently suppressed with respect to the fuel injection timing, and more The combustion mode can be quickly returned to the combustion mode in the original region.
本発明では、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が出された時点から、EGRガス量変化遅れ時間よりも長い時間である噴射時期維持時間が経過するまでの間は、内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定された時点の燃料噴射時期を維持し、その後、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期に向けての変更を開始しても良い。 In the present invention, from the point in time when the EGR gas amount change command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device so as to change the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount, Until the injection timing maintenance time, which is a long time, elapses, the fuel injection timing at the time when it is determined that the operating state of the internal combustion engine has shifted to the first region again is maintained. The change toward the target fuel injection timing may be started.
EGRガス量変化遅れ時間は、内燃機関の運転状態に応じた値として予め定めることが出来る。しかしながら、該EGRガス量変化遅れ時間は吸気圧や排気圧等の影響によってばらつき易い。そのため、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段からEGRガス量変更指令が出された時点から予め定められたEGRガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期に向けての変更を開始した場合であっても、第二目標EGRガス量に向かって変化していた気筒内のERGガス量が第一目標EGRガス量に向かって変化し始めるようになる時期と、第二目標燃料噴射時期に向けて変更していた燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に向けて変更し始める時期と、を精度良く同期させることは困難な場合がある。 The EGR gas amount change delay time can be determined in advance as a value corresponding to the operating state of the internal combustion engine. However, the EGR gas amount change delay time tends to vary due to the influence of intake pressure, exhaust pressure, and the like. Therefore, when the predetermined EGR gas amount change delay time has elapsed from the time when the command means changes the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount, Even when the change of the injection timing toward the first target fuel injection timing is started, the ERG gas amount in the cylinder that has changed toward the second target EGR gas amount becomes the first target EGR gas amount. It is possible to accurately synchronize the timing at which the fuel injection timing starts to change toward the second target fuel injection timing and the timing at which the fuel injection timing that has been changed toward the second target fuel injection timing starts to change toward the first target fuel injection timing. It can be difficult.
そこで、上記のように、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するようEGRガス量変更指令が出された時点から噴射時期維持時間が経過するまでの間は、内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定された時点の燃料噴射時期を維持する。そして、噴射時期維持時間が経過した時点から燃料噴射時期の第一目標燃料噴射時期へ向けての変更を開始する。 Therefore, as described above, during the period from when the EGR gas amount change command is issued to change the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount until the injection timing maintenance time elapses, The fuel injection timing at the time when it is determined that the operating state has shifted to the first region again is maintained. Then, the change of the fuel injection timing toward the first target fuel injection timing is started after the injection timing maintenance time has elapsed.
これによれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合において、EGRガス量変化遅れ時間にばらつきがある場合であっても、燃料噴射時期を実際の気筒内のEGRガス量にある程度対応した時期とすることが出来る。そのため、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードをより速やかに元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。 According to this, when the operating state of the internal combustion engine returns to the original region during the switching of the combustion mode, even if the EGR gas amount change delay time varies, the fuel injection timing is set in the actual cylinder. It is possible to set a time corresponding to a certain amount of EGR gas. Therefore, the combustion mode can be quickly returned to the combustion mode in the original region while suppressing the EGR gas amount in the cylinder from being excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing.
尚、ここでの噴射時期維持時間をEGRガス量変化遅れ時間の二倍の時間としても良い。また、噴射時期維持時間を、内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行してからEGRガス量変化遅れ時間が経過した時点以降において、気筒内のEGRガス量が内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行した時点と同等の量となるまでの時間としても良い。 The injection timing maintenance time here may be twice as long as the EGR gas amount change delay time. In addition, after the time when the EGR gas amount change delay time has elapsed after the operating state of the internal combustion engine shifts again to the first region, the EGR gas amount in the cylinder is the same as the operating state of the internal combustion engine. It is good also as time until it becomes the amount equivalent to the time of transfer to one area again.
本発明では、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が出された後、該指令が出された時点からEGRガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の変化率が零となり、その後、燃料噴射時期の変化が第一目標燃料噴射時期へ向けての変化に転じるように、燃料噴射時期を変更しても良い。 In the present invention, after the EGR gas amount change command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount, from the time when the command is issued. When the EGR gas amount change delay time elapses, the fuel injection timing is changed so that the change rate of the fuel injection timing becomes zero, and then the change of the fuel injection timing shifts toward the first target fuel injection timing. It may be changed.
上述したように、気筒内のEGRガス量は、指令手段からEGRガス量変更指令が出された時点からEGRガス量変化遅れ時間が経過した後、第一目標EGRガス量に向けて変化し始める。このとき、EGRガス量変更指令が出された後、気筒内のEGRガス量の第二目標EGRガス量に向けての変化率は徐々に低下し、EGRガス量変化遅れ時間が経過した時点でその変化率が零となる。そして、気筒内のEGRガス量が第一目標EGRガス
量に向けて変化し始めてからその変化率は徐々に上昇する。尚、ここでのEGRガス量の変化率とは、単位時間当たりのEGRガス量の変化量のことである。
As described above, the EGR gas amount in the cylinder starts to change toward the first target EGR gas amount after the EGR gas amount change delay time has elapsed from the time when the command means changes the EGR gas amount change command. . At this time, after the EGR gas amount change command is issued, the rate of change of the EGR gas amount in the cylinder toward the second target EGR gas amount gradually decreases, and when the EGR gas amount change delay time has elapsed. The rate of change becomes zero. The rate of change gradually increases after the EGR gas amount in the cylinder starts to change toward the first target EGR gas amount. Here, the rate of change of the EGR gas amount is the amount of change of the EGR gas amount per unit time.
そこで、上記のように、指令手段からEGRガス量変更指令が出された時点からEGRガス量変化遅れ時間が経過した時点で、燃料噴射時期の変化率が零となり、その後、燃料噴射時期の変化が第一目標燃料噴射時期へ向けての変化に転じるように、燃料噴射時期を変更する。尚、ここでの燃料噴射時期の変化率とは、単位時間当たりの燃料噴射時期の変化量のことである。 Therefore, as described above, when the EGR gas amount change delay time has elapsed from when the EGR gas amount change command is issued from the command means, the rate of change of the fuel injection timing becomes zero, and then the change of the fuel injection timing The fuel injection timing is changed so that changes to change toward the first target fuel injection timing. Here, the rate of change of the fuel injection timing is the amount of change in the fuel injection timing per unit time.
これによれば、気筒内のEGRガス量を第一目標EGRガス量に変更するよう指令手段からEGRガス量変更指令が出された時点からEGRガス量変化遅れ時間が経過するまでの間は、燃料噴射時期は第二目標燃料噴射時期に向けて変更されると共にその変化率は徐々に低下する。そして、指令手段からEGRガス量変更指令が出された時点からEGRガス量変化遅れ時間が経過した後、燃料噴射時期は第一目標燃料噴射時期に向けて変更されると共にその変化率は徐々に上昇する。 According to this, from when the EGR gas amount change command is issued from the command means to change the EGR gas amount in the cylinder to the first target EGR gas amount, until the EGR gas amount change delay time elapses, The fuel injection timing is changed toward the second target fuel injection timing, and the rate of change gradually decreases. Then, after the EGR gas amount change delay time has elapsed from when the EGR gas amount change command is issued from the command means, the fuel injection timing is changed toward the first target fuel injection timing, and the rate of change gradually increases. To rise.
従って、EGRガス量変更指令が出されてから気筒内のEGRガス量が第一目標EGRガス量もしくはその近傍の量となるまでの間における燃料噴射時期を実際の気筒内のEGRガス量により対応した時期とすることが出来る。そのため、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制することが出来る。 Therefore, the fuel injection timing from when the EGR gas amount change command is issued until the EGR gas amount in the cylinder becomes the first target EGR gas amount or an amount in the vicinity thereof corresponds to the actual EGR gas amount in the cylinder. It can be the time when. Therefore, it is possible to further suppress the EGR gas amount in the cylinder from becoming excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing.
第三の発明は、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行した場合、指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が出されると共に、該指令が出された後、所定時間が経過してから燃料噴射時期の変更を開始することで燃焼モードを切り替えるものである。そして、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで指令手段からEGRガス量変更指令が出された後、所定時間が経過する前に、内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、EGRガス量制御手段の状態を第一燃焼モードに対応した状態に戻すと共に、再度移行した時点およびそれ以降も燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に維持する。 According to a third aspect of the present invention, when the operating state of the internal combustion engine shifts from the first region to the second region, an EGR gas amount change command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device, and the command is issued Thereafter, the combustion mode is switched by starting the change of the fuel injection timing after a predetermined time has elapsed. Then, after the EGR gas amount change command is issued from the command means because the operation state of the internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the operation state of the internal combustion engine is When the transition is made again from the region to the first region, the state of the EGR gas amount control means is returned to the state corresponding to the first combustion mode, and the fuel injection timing is changed to the first target fuel injection timing at the time of transition again and thereafter. maintain.
より詳しくは、本発明に係る圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムは、
圧縮着火内燃機関の排気系と吸気系とを連通するEGR通路と、
該EGR通路におけるEGRガスの流量を制御するEGRガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記EGRガス量制御手段を制御することで前記気筒内のEGRガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令が出されると共に、該指令が出された後、前記気筒内のEGRガス量が実際に変化し始めるまでの時間である所定応答遅れ時間が経過してから、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を
第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで前記指令手段から前記排気再循環装置に対して前記気筒内のEGRガス量を変更するよう指令が出されたてから前記所定応答遅れ時間が経過する前に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段の状態を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に対応した状態に戻すと共に、該判定がなされた時点およびそれ以降も燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に維持することを特徴とする。
More specifically, the combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to the present invention is:
An EGR passage communicating the exhaust system and the intake system of the compression ignition internal combustion engine;
EGR gas amount control means for controlling the flow rate of EGR gas in the EGR passage,
An exhaust gas recirculation device for introducing a part of the exhaust gas discharged from the compression ignition internal combustion engine into the intake system as EGR gas;
Command means for giving a command to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder by controlling the EGR gas amount control means;
A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the compression ignition internal combustion engine;
The operation state of the compression ignition internal combustion engine belongs to a premixed combustion region in which premixed combustion is performed in which premixed gas is formed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke. Or a determination means for determining whether it belongs to a normal combustion region in which normal combustion is performed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time near the top dead center of the compression stroke,
Either one of the premixed combustion region and the normal combustion region is a first region and the other is a second region,
When it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the EGR gas amount control means burns the EGR gas amount in the cylinder in the first region. A command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device to change the target EGR gas amount in the mode to the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region, and after the command is issued, The fuel injection timing from the fuel injection valve is changed from the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region after a predetermined response delay time, which is the time until the EGR gas amount in the cylinder actually starts to change, elapses. In the combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine that switches the combustion mode by changing to the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region,
When the operating state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, a command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder. If the determination means determines that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the second region to the first region before the predetermined response delay time elapses, the state of the EGR gas amount control means Is restored to the state corresponding to the target EGR gas amount in the combustion mode in the first region, and the fuel injection timing is maintained at the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region at and after the determination is made. It is characterized by that.
内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段から排気再循環装置に対してEGRガス量変更指令が出されると、EGRガス量制御手段の状態が第二目標EGRガス量に対応した状態に変更される。しかしながら、上述したように、EGRガス量変更指令が出されてから気筒内のEGRガス量が実際に変化し始めるまでにはある程度時間がかかる。このときの時間を所定応答遅れ時間とする。所定応答遅れ時間は実験等によって予め定めることが出来る。 When the EGR gas amount change command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device by shifting the operation state of the internal combustion engine from the first region to the second region, the state of the EGR gas amount control means is changed to the second target EGR. It changes to the state corresponding to the amount of gas. However, as described above, it takes some time from when the EGR gas amount change command is issued until the EGR gas amount in the cylinder actually starts to change. This time is defined as a predetermined response delay time. The predetermined response delay time can be determined in advance by experiments or the like.
そして、本発明では、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行した場合、指令手段からEGRガス量変更指令が出された後、所定応答遅れ時間が経過してから燃料噴射時期の第二目標燃料噴射時期へ向けての変更を開始する。 In the present invention, when the operating state of the internal combustion engine shifts from the first region to the second region, the fuel injection timing is determined after a predetermined response delay time has elapsed after the EGR gas amount change command is issued from the command means. The change toward the second target fuel injection timing is started.
このような場合においては、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段からEGRガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間が経過する前に、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行する場合がある。このとき、内燃機関の運転状態が再度移行した時点で、EGRガス量制御手段の状態が第一目標EGRガス量に対応した状態に戻される。 In such a case, the internal combustion engine shifts from the first region to the second region, so that the internal combustion engine before the predetermined response delay time elapses after the command means issues the EGR gas amount change command. There are cases where the engine operating state shifts again from the second region to the first region. At this time, when the operating state of the internal combustion engine shifts again, the state of the EGR gas amount control means is returned to the state corresponding to the first target EGR gas amount.
このようにEGRガス量制御手段の状態を制御した場合、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段からEGRガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間が経過した時点およびそれ以降であっても、気筒内のEGRガス量が第二目標EGRガス量とはならない。そのため、本発明に係る通常の燃料噴射時期の制御の通り、該EGRガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間経過後に燃料噴射時期を第二目標燃料噴射時期へ向けて変更させると、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することになる。 When the state of the EGR gas amount control means is controlled in this way, a predetermined response delay time after the EGR gas amount change command is issued from the command means when the operating state of the internal combustion engine shifts from the first region to the second region. The EGR gas amount in the cylinder does not become the second target EGR gas amount even when the time elapses and thereafter. Therefore, as in the normal fuel injection timing control according to the present invention, when the fuel injection timing is changed toward the second target fuel injection timing after a predetermined response delay time has elapsed since the EGR gas amount change command is issued, The amount of EGR gas in the cylinder becomes excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing.
そこで、上記のような時期に内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行した場合、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段からEGRガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間が経過した後も燃料噴射時期を第一目標燃料噴射時期に維持する。 Therefore, when the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region at the timing as described above, the operating state of the internal combustion engine shifts from the first region to the second region, so that the EGR gas from the command means The fuel injection timing is maintained at the first target fuel injection timing even after a predetermined response delay time has elapsed since the amount change command was issued.
これによれば、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制することが出来る。 According to this, it is possible to prevent the EGR gas amount in the cylinder from becoming excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing.
上述したように、本発明では、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで指令手段からEGRガス量変更指令が出されてから所定応答遅れ時間が経過する前に、該内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行した場合、内燃機関の運転状態が再度移行した時点で、EGRガス量制御手段の状態を第一目標EGRガス量に対応した状態に戻す。このような場合であっても、内燃機関の運転状態が第二領域に属していた間は、EGRガス量制御手段は一時的に第二燃焼モードに対応した状態となっている。
そのため、内燃機関の運転状態が第一領域に再度移行した後で、即ち、EGRガス量制御手段を第一目標EGRガス量に対応した状態に戻した後で、気筒内のEGRガス量が一時的に第二目標EGRガス量側に変化する。
As described above, in the present invention, before the predetermined response delay time elapses after the EGR gas amount change command is issued from the command means by the operating state of the internal combustion engine shifting from the first region to the second region, When the operating state of the internal combustion engine shifts again from the second region to the first region, the state of the EGR gas amount control means corresponds to the first target EGR gas amount when the operating state of the internal combustion engine shifts again Return to. Even in such a case, while the operating state of the internal combustion engine belongs to the second region, the EGR gas amount control means is temporarily in a state corresponding to the second combustion mode.
Therefore, after the operating state of the internal combustion engine shifts to the first region again, that is, after the EGR gas amount control means is returned to the state corresponding to the first target EGR gas amount, the EGR gas amount in the cylinder temporarily changes. Therefore, it changes to the second target EGR gas amount side.
このときの気筒内のEGRガス量の変化は、内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域に移行したときに気筒内のEGRガス量を第二目標EGRガス量に変更するよう指令手段からEGRガス量変更指令が出された時点から所定応答遅れ時間した時点で始まる。また、気筒内のEGRガス量が第二目標EGRガス量側に変化している時間は、EGRガス量変更手段が第二目標EGRガス量に対応した状態となっていた時間に応じたものとなる。 The change in the EGR gas amount in the cylinder at this time is instructed to change the EGR gas amount in the cylinder to the second target EGR gas amount when the operating state of the internal combustion engine shifts from the first region to the second region. Starts when a predetermined response delay time elapses from when the EGR gas amount change command is issued. Further, the time during which the EGR gas amount in the cylinder changes to the second target EGR gas amount side corresponds to the time when the EGR gas amount changing means has been in a state corresponding to the second target EGR gas amount. Become.
そこで、本発明では、内燃機関の運転状態が第一領域に再度移行した後、気筒内のEGRガス量が一時的に第二目標EGRガス量側に変化する期間は、該EGRガス量の変化に応じて燃料噴射時期を変更しても良い。つまり、気筒内のEGRガス量が第二目標EGRガス量側に変化する期間のみ燃料噴射時期を第二目標燃料噴射時期側に変更しても良い。 Therefore, in the present invention, after the operating state of the internal combustion engine shifts again to the first region, the EGR gas amount changes during a period in which the EGR gas amount in the cylinder temporarily changes to the second target EGR gas amount side. The fuel injection timing may be changed according to the above. That is, the fuel injection timing may be changed to the second target fuel injection timing side only during a period in which the EGR gas amount in the cylinder changes to the second target EGR gas amount side.
これにより、燃料噴射時期を実際の気筒内のEGRガス量により対応した時期とすることが出来る。そのため、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制することが出来る。 As a result, the fuel injection timing can be made to correspond to the actual amount of EGR gas in the cylinder. Therefore, it is possible to further suppress the EGR gas amount in the cylinder from becoming excessive or insufficient with respect to the fuel injection timing.
本発明において、内燃機関の燃焼モードが通常燃焼であるときは、圧縮行程上死点近傍の時期に実行する燃料噴射を主燃料噴射とし、燃料噴射弁によって主燃料噴射より前の時期に副燃料噴射を実行しても良い。この場合、内燃機関の燃焼モードが予混合燃焼であるときは、副燃料噴射を停止する。 In the present invention, when the combustion mode of the internal combustion engine is normal combustion, the fuel injection executed at the timing near the top dead center of the compression stroke is set as the main fuel injection, and the sub fuel is injected at a timing before the main fuel injection by the fuel injection valve. You may perform injection. In this case, when the combustion mode of the internal combustion engine is premixed combustion, the auxiliary fuel injection is stopped.
このような場合においては、内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域から通常燃焼領域に移行することで指令手段からEGRガス量変更指令が出された時点から所定応答遅れ時間が経過する前に該内燃機関の運転状態が通常燃焼領域から予混合燃焼領域に再度移行した場合、再度移行した時点およびそれ以降も副燃料噴射の停止を継続しても良い。 In such a case, the operating state of the internal combustion engine shifts from the premixed combustion region to the normal combustion region, so that the predetermined response delay time elapses after the EGR gas amount change command is issued from the command means. When the operating state of the internal combustion engine shifts again from the normal combustion region to the premixed combustion region, the stop of the auxiliary fuel injection may be continued at the time of transition again and thereafter.
主燃料噴射時期が予混合燃焼時における目標燃料噴射時期となっているときに副燃料噴射が実行された場合、副燃料噴射によって噴射された燃料によってボアフラッシングが発生し易い。上記によれば、内燃機関の運転状態が一時的に通常燃焼領域に移行しても副燃料噴射は実行されない。これにより、主燃料噴射時期が予混合燃焼時における目標燃料噴射時期となっているときに副燃料噴射が実行されるのを抑制することが出来る。そのため、ボアフラッシングの発生を抑制することが出来る。 When sub fuel injection is executed when the main fuel injection timing is the target fuel injection timing during premixed combustion, bore flushing is likely to occur due to the fuel injected by the sub fuel injection. According to the above, even if the operating state of the internal combustion engine temporarily shifts to the normal combustion region, the auxiliary fuel injection is not executed. Thereby, it is possible to suppress the sub fuel injection from being executed when the main fuel injection timing is the target fuel injection timing at the time of the premixed combustion. Therefore, the occurrence of bore flushing can be suppressed.
また、内燃機関の運転状態が通常燃焼領域から予混合燃焼領域に再度移行した後、気筒内のEGRガス量が通常燃焼時における目標EGRガス量側に変化する期間(つまり、気筒内のEGRガス量が減少する期間)のみ主燃料噴射時期を通常燃焼時における目標燃料噴射時期側に変更する(つまり、主燃料噴射時期を遅角させる)場合において、主燃料噴射時期が通常燃焼時における目標燃料噴射時期側に変更されているときに副燃料噴射が実行されると、着火遅れ期間が短くなりスモークの発生量が増加する虞がある。このような場合においては、上記のように副燃料噴射の停止を継続することで、スモークの発生量を低減することが出来る。 Further, after the operating state of the internal combustion engine shifts again from the normal combustion region to the premixed combustion region, the period during which the EGR gas amount in the cylinder changes to the target EGR gas amount side during normal combustion (that is, the EGR gas in the cylinder) Only when the main fuel injection timing is changed to the target fuel injection timing side during normal combustion (that is, the main fuel injection timing is retarded). If the auxiliary fuel injection is executed when the injection timing is changed, the ignition delay period may be shortened and the amount of smoke generated may increase. In such a case, the amount of smoke generated can be reduced by continuing to stop the auxiliary fuel injection as described above.
また、上記のような場合においては、内燃機関の運転状態が通常燃焼領域から予混合燃焼領域に移行することで指令手段からEGRガス量変更指令が出されたてから所定応答遅れ時間が経過する前に該内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域から通常燃焼領域に再度移行した場合、再度移行した時点およびそれ以降も副燃料噴射の実行を継続しても良い。 In the above case, the predetermined response delay time elapses after the EGR gas amount change command is issued from the command means because the operating state of the internal combustion engine shifts from the normal combustion region to the premixed combustion region. If the operating state of the internal combustion engine has shifted again from the premixed combustion region to the normal combustion region before, execution of the auxiliary fuel injection may be continued at the time of the transition again and thereafter.
主燃料噴射時期が通常燃焼時における目標燃料噴射時期となっているときに副燃料噴射が停止された場合、気筒内における燃焼が不安定となって燃焼騒音が悪化したり失火が発生したりする虞がある。上記によれば、内燃機関の運転状態が一時的に予混合燃焼領域に移行しても副燃料噴射は停止されない。これにより、主燃料噴射時期が通常燃焼時における目標燃料噴射時期となっているときに副燃料噴射が停止されるのを抑制することが出来る。そのため、気筒内における燃焼が不安定となることを抑制することが出来る。 If sub fuel injection is stopped when the main fuel injection timing is the target fuel injection timing for normal combustion, combustion in the cylinder becomes unstable and combustion noise worsens or misfires occur. There is a fear. According to the above, the auxiliary fuel injection is not stopped even when the operating state of the internal combustion engine temporarily shifts to the premixed combustion region. Thereby, it is possible to suppress the sub fuel injection from being stopped when the main fuel injection timing is the target fuel injection timing during normal combustion. For this reason, it is possible to prevent the combustion in the cylinder from becoming unstable.
また、内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域から通常燃焼領域に再度移行した後、気筒内のEGRガス量が予混合燃焼時における目標EGRガス量側に変化する期間(つまり、気筒内のEGRガス量が増加する期間)のみ主燃料噴射時期を予混合燃焼時における目標燃料噴射時期側に変更する(つまり、主燃料噴射時期を進角する)場合において、主燃料噴射時期が予混合燃焼時における目標燃料噴射時期側に変更されているときに副燃料噴射が停止されると、着火遅れ期間が長くなり燃焼騒音が悪化する虞がある。このような場合においては、上記のように副燃料噴射の実行を継続することで、燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。 Further, after the operating state of the internal combustion engine shifts again from the premixed combustion region to the normal combustion region, the period during which the EGR gas amount in the cylinder changes to the target EGR gas amount side during premixed combustion (that is, EGR in the cylinder) When the main fuel injection timing is changed to the target fuel injection timing side during premixed combustion (that is, the main fuel injection timing is advanced) only during the period when the gas amount increases) If the sub fuel injection is stopped when the target fuel injection timing is changed to, the ignition delay period becomes longer and the combustion noise may deteriorate. In such a case, the deterioration of the combustion noise can be suppressed by continuing the execution of the auxiliary fuel injection as described above.
本発明に係る圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムによれば、予混合燃焼および通常燃焼のうちいずれかを運転状態に応じて選択して行う内燃機関において、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合に、燃焼モードを元の領域での燃焼モードにより好適に戻すことが出来る。 According to the combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to the present invention, in an internal combustion engine that selects either premixed combustion or normal combustion according to an operating state, the internal combustion engine is switched during combustion mode switching. When the operating state returns to the original region, the combustion mode can be preferably returned to the combustion mode in the original region.
以下、本発明に係る圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は車両駆動用の圧縮着火内燃機関である。内燃機関1の気筒2内にはピストン3が摺動自在に設けられている。気筒2内上部の燃焼室11には、吸気ポート4と排気ポート5とが接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its intake / exhaust system according to the present embodiment. The
吸気ポート4および排気ポート5の燃焼室11への開口部は、それぞれ吸気弁6および排気弁7によって開閉される。吸気ポート4および排気ポート5は、それぞれ吸気通路8および排気通路9に接続されている。また、気筒2には燃焼室11に燃料を直接噴射する燃料噴射弁10が設けられている。
The openings of the intake port 4 and the
また、内燃機関1は、排気通路9を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気通路8に導入する排気再循環装置25(以下、EGR装置25と称する)を備えている。EGR装置25は、吸気通路8と排気通路9とを連通するEGR通路12を有している。EGR通路12には、EGRガスの流量を制御するEGR弁13および該EGR弁13を駆動させるアクチュエータ14が設けられている。
The
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ECU20が併設されている。ECU20には、内燃機関1のクランク角を検出するクランクポジションセンサ23、該内燃機関1を搭載した車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ24が電気配線を介して接続されている。これらの検出値がECU20に入力される。
The
ECU20はクランクポジションセンサ23の検出値に基づいて内燃機関1の機関回転数を推定する。また、ECU20はアクセル開度センサ24の検出値に基づいて内燃機関1の機関負荷を推定する。
The
また、ECU20には、燃料噴射弁10およびアクチュエータ14が電気的に接続されている。ECU20によってこれらが制御される。
In addition, the fuel injection valve 10 and the actuator 14 are electrically connected to the
<燃焼モード>
本実施例に係る内燃機関1においては、予混合燃焼と通常燃焼とのうちいずれかが運転状態に応じて選択されて行われる。図2は、内燃機関1の運転状態と該内燃機関1における燃焼モードとの関係を示す図である。図2において、横軸は内燃機関1の機関回転数を表し、縦軸は内燃機関1の機関負荷を表している。図2において、実線L1で囲まれる領域R1が予混合燃焼が行われる予混合燃焼領域である。また、図2において、予混合燃焼領域R1以外の領域R2が通常燃焼が行われる通常燃焼領域である。また、図2において一点差線L2で囲まれる領域は予混合燃焼が可能な領域を表している。つまり、予混合燃焼領域R1の上限負荷は予混合燃焼が可能な上限負荷よりも低い値となっている。また、高回転数側では、予混合燃焼領域R1の上限回転数は予混合燃焼が可能な上限回転数よりも低い値となっており、低回転数側では、予混合燃焼領域R1の下限回転数は予混合燃焼が可能な下限回転数よりも低い値となっている。
<Combustion mode>
In the
上記のように、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1にある場合は、NOxやスモークの発生を抑制すべく予混合燃焼が行われる。ところが、内燃機関1の負荷が高くなることで燃料噴射量が増加したり、内燃機関1の回転数が高くなることで1燃焼サイクルにかかる時間が短くなったりすると、予混合燃焼を行うべく予混合気を形成した場合に過早着火が生じ易くなる。そのため、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行した場合、内燃機関1における燃焼モードが予混合燃焼から通常燃焼に切り替えられる。また、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行した場合、内燃機関1における燃焼モードが通常燃焼から予混合燃焼に切り替えられる。
As described above, when the operating state of the
通常燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期に燃料噴射弁10から燃料を噴射することで行われる。また、予混合燃焼は、圧縮行程上死点近傍の時期よりも早い時期に燃料噴射弁10から燃料を噴射することで燃焼室11内に予混合気を形成させ、該予混合気が燃焼に供されることで行われる。このように、それぞれの燃焼モードにおいては目標燃料噴射時期が定められており、燃料噴射時期を変更することで燃焼モードが切り替えられる。以下、通常燃焼時の目標燃焼噴射時期(圧縮行程上死点近傍の時期)を通常燃焼噴射時期と称し、予混合燃焼時の目標燃料噴射時期(圧縮行程上死点近傍の時期よりも前の時期)を予混合燃焼噴射時期と称する。
Normal combustion is performed by injecting fuel from the fuel injection valve 10 at a time near the top dead center of the compression stroke. Further, in the premixed combustion, fuel is injected from the fuel injection valve 10 at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke, so that a premixed gas is formed in the
また、本実施例では、排気通路9を流れる排気の一部がEGRガスとしてEGR装置25によって吸気通路8に導入される。このEGRガスが吸入空気と共に気筒2内に流入する。内燃機関1において予混合燃焼が行われる場合、過早着火を抑制するために通常燃焼時よりもより多くのEGRガスを気筒2内に供給する必要がある。そこで、それぞれ燃焼モードに応じて異なる目標EGRガス量が定められており、予混合燃焼時の目標EGRガス量は通常燃焼時の目標EGRガス量よりも多くなっている。以下、通常燃焼時の目標EGRガス量を通常燃焼EGRガス量と称し、予混合燃焼時の目標EGRガス量を予混合燃焼EGRガス量と称する。
In this embodiment, part of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 9 is introduced into the
EGRガス量はEGR弁13の開度を変更することで変更される。EGRガス量を変更する場合、ECU20よりアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出される
。そして、アクチュエータ14によってEGR弁13を駆動させて該EGR弁13の開度を変更する。このとき、EGR弁13の開度を、それぞれの燃焼モードにおける目標EGRガス量に対応した目標開度に変更する。以下、通常燃焼EGRガス量に対応したEGR弁13の目標開度を通常燃焼開度と称し、予混合燃焼EGRガス量に対応したEGR弁13の目標開度を予混合燃焼開度と称する。
The amount of EGR gas is changed by changing the opening degree of the
ここで、予混合燃焼領域R1および通常燃焼領域R2のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とする。また、第一領域での燃焼モードを第一燃焼モードとし、第二領域での燃焼モードを第二燃焼モードとする。 Here, one of the premixed combustion region R1 and the normal combustion region R2 is set as the first region, and the other is set as the second region. Further, the combustion mode in the first region is the first combustion mode, and the combustion mode in the second region is the second combustion mode.
上記のように、内燃機関1運転状態が第一領域から第二領域へと移行した場合、燃焼モードを切り替えるべく燃料噴射時期を第二燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に変更すると共に、気筒内のEGRガス量を第二燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更する必要がある。
As described above, when the operating state of the
しかしながら、燃料噴射時期を直ちに変更することは可能であるが、ECU20からEGR弁13に対してEGRガス量変更指令が出された後、気筒2内のEGRガス量が実際に変化し始めるまでには応答遅れがある。また、気筒2内のEGRガス量が変化し始めてから、第二燃焼モードにおける目標EGRガス量に達するまでにもある程度時間がかかる。
However, although it is possible to change the fuel injection timing immediately, after the EGR gas amount change command is issued from the
<燃焼切替制御>
これらに起因して、内燃機関1での燃焼モードに対して気筒2内のEGRガス量が過多もしくは不足した場合、失火や過早着火が発生する虞がある。そこで、本実施例においては、内燃機関1の運転状態が第一領域から第二領域へと移行した場合、失火や過早着火の発生を抑制すべく、以下に説明する燃焼切替制御が行われる。
<Combustion switching control>
For these reasons, when the amount of EGR gas in the
ここでは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行した場合を例に挙げて、図3に示すタイムチャートに基づき本実施例に係る燃焼切替制御について説明する。
Here, taking as an example a case where the operating state of the
図3における(a)が、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行した時期を示している。内燃機関1の運転状態が移行することで、気筒2内のEGRガス量を予混合燃焼EGRガス量Qhから通常燃焼EGRガス量Qdに変更すべく(a)の時点でECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出される。つまり、EGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhから通常燃焼開度Vdに変更するようECU20からアクチュエータ14に対して指令が出される。
(A) in FIG. 3 shows the time when the operating state of the
このとき、(a)の時点でECU20からEGRガス量変更指令が出された後、EGR弁13の開度が実際に通常燃焼開度Vdとなるまでには応答遅れがある。以下、このときの応答遅れ時間をバルブ応答遅れ時間Δtvと称する。
At this time, after the EGR gas amount change command is issued from the
さらに、EGRガスはEGR通路12および吸気通路8を通ってから気筒2内に流入するため、EGR弁13の開度が通常燃焼開度VdとなってからEGRガスの含有量が減少した吸気が気筒2内に流入し始めるまでにはある程度時間がかかる。つまり、EGR弁13の開度が通常燃焼開度Vdとなってから気筒2内のEGRガス量が実際に減少し始めるまでにも応答遅れがある。
Further, since the EGR gas flows into the
これらのために、(a)の時点でECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出された後、第一所定応答遅れ時間M12dが経過してから(図3の(b
)の時点から)気筒2内のEGRガス量が低下し始める。
For these reasons, after the EGR gas amount change command is issued from the
) The EGR gas amount in the
そこで、本実施例では、ECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出されてから第一所定応答遅れ時間M12dが経過した時点で燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期から通常燃焼噴射時期への変更を開始する。
Therefore, in the present embodiment, the normal combustion injection timing is changed from the premixed combustion injection timing of the fuel injection timing when the first predetermined response delay time M12d has elapsed since the EGR gas amount change command is issued from the
尚、本実施例において、第一所定応答遅れ時間M12dは実験等によって予め求めることが出来る。この第一所定応答遅れ時間M12dは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に属しているとき及び内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2に属するときのそれぞれの運転状態に応じて定められる。
In the present embodiment, the first predetermined response delay time M12d can be obtained in advance by experiments or the like. The first predetermined response delay time M12d corresponds to the respective operation states when the operation state of the
また、バルブ応答遅れ時間Δtvは、EGR弁13の構造等に依存している。一方、EGR弁13の開度が通常燃焼開度Vdとなった後、吸気行程および排気行程が繰り返されることで、EGR弁13から気筒2までの経路の容積、即ち、EGRガスの流れに沿ってEGR弁13より下流側のEGR通路12および該EGR通路12との接続部より下流側の吸気通路8、吸気ポート4の容積と同等の量のガスが入れ替わると気筒2内のEGRガス量が減少し始める。そのため、EGR弁13の開度が通常燃焼開度Vdとなってから気筒2内のEGRガス量が実際に変化し始めるまでの応答遅れはストローク数に依存する。以下、この応答遅れ時間に相当するストローク数を第一所定ストローク数と称する。バルブ応答遅れ時間Δtvおよび第一所定ストローク数は実験等によって求めることが出来る。そこで、これらを予め別々に定めておき、その和を第一所定応答遅れ時間M12dとしても良い。
Further, the valve response delay time Δtv depends on the structure of the
さらに、EGR通路12から吸気通路8に流入したEGRガスは気筒2内に到達する前に該吸気通路8および吸気ポート4において拡散する。そのため、(b)の時点でEGRガスの含有量が減少した吸気が気筒2内に到達し該気筒2内のEGRガス量が減少し始めても、気筒2内のEGRガス量は直ちに通常燃焼EGRガス量Qdとはならず、通常燃焼EGRガス量Qdに向けて徐々に変化する。
Further, the EGR gas flowing into the
このために、(b)の時点で気筒2内のEGRガス量が減少し始めてから気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量となるまで(図3の(c)の時点まで)には、第一所定時間M12hが経過することになる。
For this reason, the EGR gas amount in the
そこで、本実施例では、(b)の時点で燃料噴射時期の変更を開始すると共に、該(b)の時点から第一所定時間M12hが経過した時点で燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdとなるように、燃料噴射弁10からの燃料噴射時期を徐々に変更する。 Therefore, in this embodiment, the change of the fuel injection timing is started at the time (b), and the fuel injection timing is changed to the normal combustion injection timing Itd when the first predetermined time M12h has elapsed from the time (b). Thus, the fuel injection timing from the fuel injection valve 10 is gradually changed.
尚、本実施例において、第一所定時間M12hは実験等によって予め定められた時間である。この第一所定時間M12hは、通常燃焼領域R2における内燃機関1の運転状態に応じて定められている。また、本実施例に係る通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量とは、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdとなっても気筒2内のEGRガス量は多過ではないと判断出来る量である。第一所定時間M12hを、(b)の時点で気筒2内のEGRガス量が減少し始めてから通常燃焼EGRガス量Qdとなるまでの時間としても良い。
In the present embodiment, the first predetermined time M12h is a time determined in advance by experiments or the like. The first predetermined time M12h is determined according to the operating state of the
また、第一所定時間M12hは、EGR弁13の開度が通常燃焼開度Vdとなってから気筒2内のEGRガス量が実際に変化し始めるまでの応答遅れと同様、気筒2内のEGRガス量が変化し始めてからのストローク数に依存する。ここで、この応答遅れ時間に相当するストローク数を第二所定ストローク数と称する。第二所定ストローク数は実験等によって求めることが出来る。そこで、第一所定時間を第二所定ストローク数として定めても良い。
Further, during the first predetermined time M12h, the EGR in the
(b)の時点から第一所定時間M12hが経過した(c)の時点で、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdとなって燃焼モードの通常燃焼への切り替えが完了すると共に、気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qdとなる。
At the time (c) when the first predetermined time M12h has elapsed from the time (b), the fuel injection timing becomes the normal combustion injection timing Itd, and the switching to the normal combustion in the combustion mode is completed, and the inside of the
予混合燃焼から通常燃焼への燃焼切替時において、上記のように燃焼噴射時期の変更開始時期を制御することで、燃料噴射時期の変更開始時期と気筒2内のEGRガス量が減少し始める時期とを同期させることが出来る。また、上記のように燃料噴射時期を徐々に変更させることで、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdとなる時期と、気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。
At the time of switching from premixed combustion to normal combustion, by controlling the change start timing of the combustion injection timing as described above, the change start timing of the fuel injection timing and the time when the EGR gas amount in the
これらにより、内燃機関1における燃焼モードを予混合燃焼から通常燃焼に切り替えるときに、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が過多となることを抑制することが出来る。
As a result, when the combustion mode in the
また、本実施例においては、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行したときに燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼に切り替える場合においても、上記燃焼切替制御を適用する。
In the present embodiment, the combustion switching control is performed even when the combustion mode is switched from normal combustion to premixed combustion when the operating state of the
つまり、EGR弁13の開度を通常燃焼開度Vdから予混合燃焼開度Vhに変更するようECU20からアクチュエータ14に対して指令が出された後、気筒2内のEGRガス量が実際に増加し始めるまでの時間である第二所定応答遅れ時間が経過した時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期から予混合燃焼噴射時期への変更を開始する。
That is, the EGR gas amount in the
また、この燃料噴射時期の変更開始後、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となるまでの時間である第二所定時間が経過した時点で噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなるように、燃料噴射弁10からの燃料噴射時期を徐々に変更する。尚、本実施例に係る予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量とは、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなっても気筒2内のEGRガス量は不足していないと判断出来る量である。ここで、第二所定時間を、気筒2内のEGRガス量が増加し始めてから予混合燃焼EGRガス量Qhとなるまでの時間としても良い。
In addition, after the start of the change of the fuel injection timing, the injection timing is premixed when a second predetermined time, which is the time until the EGR gas amount in the
これらにより、内燃機関1における燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼に切り替えるときに、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が不足することを抑制することが出来る。
As a result, when the combustion mode in the
尚、第二所定応答遅れ時間および第二所定時間は、第一所定応答遅れ時間M12dおよび第一所定時間M12hと同様、実験等によって予め求めることが出来る。上記のように、EGRガスはEGR通路12および吸気通路8を通って気筒2内に流入する。そのため、気筒2内のEGRガス量を増加させる場合、気筒2内のEGRガス量を減少させる場合に比べて時間がかかる。そのため、第二所定時間は第一所定時間M12hよりも長い時間となっている。
Note that the second predetermined response delay time and the second predetermined time can be obtained in advance by experiments or the like, like the first predetermined response delay time M12d and the first predetermined time M12h. As described above, the EGR gas flows into the
本実施例では、上記燃焼切替制御における燃料噴射時期の変更パターンが、本発明に係る所定のパターンに相当する。 In the present embodiment, the change pattern of the fuel injection timing in the combustion switching control corresponds to the predetermined pattern according to the present invention.
<燃焼モード切り替え途中での再切り替え>
内燃機関1の運転状態が第一領域から第二領域に移行したときに、上記のような燃焼切替制御によって第一燃焼モードから第二燃焼モードへ燃焼モードを切り替える場合、燃焼モードの切り替えが行われている最中に、該内燃機関1の運転状態が第二領域から第一領
域へ再度移行する場合がある。
<Re-switching during combustion mode switching>
When the operating state of the
例えば、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行し、燃焼モードを予混合燃焼から通常燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で(図3における(b)から(c)までの間で)、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に戻る場合がある。
For example, the operating state of the
このときに、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った時点で、ECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が再度出されると共に、上記燃焼切替制御における燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithへの変更を開始した場合の、気筒2内のEGRガス量と燃料噴射時期の関係について図4に示すタイミングチャートに基づいて説明する。
At this time, when the operating state of the
図4においては、(a)の時点で内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行し、(b)の時点で燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithから通常燃焼噴射時期Itdに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdに到達する前の(d)の時点で内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行する。
In FIG. 4, the operating state of the
このとき、(d)の時点で、EGR弁13の開度を通常燃焼開度Vdから予混合燃焼開度Vhに変更するようECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出されると、バルブ応答遅れ時間Δtv経過後にEGR弁13の開度が予混合燃焼開度Vhとなる。その後、気筒2内のEGRガス量は通常燃焼EGRガス量Qdに向けて変化している途中で予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める。
At this time, when an EGR gas amount change command is issued from the
また、(d)の時点で、上記燃焼切替制御における通常燃焼から予混合燃焼への切り替えと同様の燃料噴射時期の変更を開始した場合、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdに向けて徐々に変化している途中で一旦直ちに通常燃焼噴射時期Itdに変更される。そして、(d)の時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過した時点((e)の時点)から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更が開始され、(e)の時点から第二所定時間M21h経過した時点((f)の時点)で燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithに戻る。 Further, at the time of (d), when the change of the fuel injection timing similar to the switching from the normal combustion to the premixed combustion in the combustion switching control is started, the fuel injection timing gradually moves toward the normal combustion injection timing Itd. In the middle of the change, it is immediately changed to the normal combustion injection timing Itd. Then, the change of the fuel injection timing from the time when the second predetermined response delay time M21d has elapsed from the time of (d) (time of (e)) toward the premixed combustion injection timing Ith is started. The fuel injection timing returns to the premixed combustion injection timing Ith when the second predetermined time M21h has elapsed from the time (time (f)).
このような場合、(d)時点では、実際の気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量とはなっていない状態で、燃料噴射時期が一旦通常燃焼噴射時期Itdとなることになる。また、通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithとなるまでの間((d)から(f)までの間)における燃料噴射時期は実際の気筒2内のEGRガス量の変化に応じた時期からはずれた時期となる。
In such a case, at the time point (d), the fuel injection timing is temporarily set to the normal combustion injection timing Itd while the actual EGR gas amount in the
これは、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に戻った場合でも同様である。
This is because the operating state of the
このような場合、燃料噴射時期に対して実際の気筒2内のEGRガス量が過多となるまたは不足することで失火や過早着火が発生する虞がある。
In such a case, there is a possibility that misfire or premature ignition may occur due to an excessive or insufficient EGR gas amount in the
そこで、本実施例においては、内燃機関1の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に該内燃機関1の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合、失火や過早着火の発生を抑制すべく、以下に説明する
再移行時燃焼切替制御が行われる。
Therefore, in the present embodiment, the operation state of the
(予混合燃焼領域→通常燃焼領域→予混合燃焼領域)
先ず、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に戻った場合における再移行時燃焼切替制御について、図5に示すタイムチャートに基づいて説明する。
(Premixed combustion region → Normal combustion region → Premixed combustion region)
First, the operating state of the
図5においては、図4と同様、(a)の時点で内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行し、(b)の時点で燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithから通常燃焼噴射時期Itdに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdに到達する前の(d)の時期に内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行する。
In FIG. 5, as in FIG. 4, the operating state of the
このとき、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、(d)の時点においては、ECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令を直ちには出さず、EGR弁13の開度を通常燃焼開度Vdに維持する。つまり、気筒2内のEGRガス量の通常燃焼EGRガス量Qdへの変更を継続する。また、(d)の時点においては、燃料噴射時期を直ちに通常燃焼噴射時期Itdには変更せずに、(b)の時点から第一所定時間M12hが経過した時点で燃料噴射時が通常燃焼噴射時期Itdとなるような燃焼噴射時期の変更を継続する。
At this time, in the re-shift combustion switching control according to the present embodiment, at the time of (d), the
これにより、(b)の時点から第一所定時間M12hが経過した時点((g)の時点)で、気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量となり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdとなる。そして、(g)の時点から、通常燃焼から予混合燃焼に切り替える際の通常の燃焼切替制御を開始する。
As a result, when the first predetermined time M12h has elapsed from the time point (b) (the time point (g)), the EGR gas amount in the
つまり、(g)の時点で、気筒2内のEGRガス量を予混合燃焼EGRガス量Qhに変更すべくEGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに変更するようECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令を出す。さらに、(g)の時点から第二応答遅れ時間M21dが経過する時点((h)の時点)までは、燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Itdに維持し、(h)の時点から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更を開始する。そして、(h)時点から第二所定時間M21hが経過した時点((i)の時点)で予混合燃焼噴射時期Ithとなるように燃料噴射時期を徐々に変更する。
That is, at the time of (g), the
上記のような再移行時燃焼切替制御によれば、燃料噴射時期が一旦通常燃焼噴射時期Itdとなる時期に気筒2内のEGRガス量を通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量とすることが出来る。また、その後に燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる時期と気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、それぞれの目標燃料噴射時期への変更途中における燃料噴射時期を実際の気筒2内のEGRガス量に応じた時期とすることが出来る。
According to the re-shift combustion switching control as described above, the EGR gas amount in the
(通常燃焼領域→予混合燃焼領域→通常燃焼領域)
次に、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、燃焼モードを予混合燃焼から通常燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に戻った場合における再移行時燃焼切替制御について、図6に示すタイムチャートに基づいて説明する。
(Normal combustion region → Premixed combustion region → Normal combustion region)
Next, while the operating state of the
図6においては、(a)の時点で内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、(a)の時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過した時点
である(b)の時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithに到達する前の(d)の時点で内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行する。
In FIG. 6, when the operating state of the
このとき、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、前記と同様、(d)の時点においては、ECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令を直ちには出さず、EGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに維持する。つまり、気筒2内のEGRガス量の予混合燃焼EGRガス量Qhへの変更を継続する。また、(d)の時点においては、燃料噴射時期を直ちに予混合燃焼噴射時期Ithには変更せずに、(b)の時点から第二所定時間M21hが経過した時点で燃料噴射時が予混合燃焼噴射時期Ithとなるような燃焼噴射時期の変更を継続する。
At this time, in the re-shift combustion switching control according to this embodiment, at the time of (d), the EGR gas amount change command is not immediately issued from the
これにより、(b)の時点から第二所定時間M21dが経過した時点((g)の時点)で、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる。そして、(g)の時点から、予混合燃焼から通常燃焼に切り替える際の通常の燃焼切替制御を開始する。
As a result, when the second predetermined time M21d elapses from the time point (b) (time point (g)), the EGR gas amount in the
つまり、(g)の時点で、気筒2内のEGRガス量を通常燃焼EGRガス量Qdに変更すべくEGR弁13の開度を通常燃焼開度Vdに変更するようECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令を出す。さらに、(g)の時点から第一応答遅れ時間M12dが経過する時点((h)の時点)までは、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに維持し、(h)の時点から燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdに向けての変更を開始する。そして、(h)時点から第一所定時間M12hが経過した時点((i)の時点)で通常燃焼噴射時期Itdとなるように燃料噴射時期を徐々に変更する。
That is, at the time of (g), the
上記のような再移行時燃焼切替制御によれば、燃料噴射時期が一旦予混合燃焼噴射時期Ithとなる時期に気筒2内のEGRガス量を予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量とすることが出来る。また、その後に燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdとなる時期と気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、それぞれの目標燃料噴射時期への変更途中における燃料噴射時期を実際の気筒2内のEGRガス量に応じた時期とすることが出来る。
According to the above-described combustion switching control during re-transition, the EGR gas amount in the
従って、本実施例によれば、内燃機関1の運転状態が第一領域から第二領域に移行することで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、内燃機関1の運転状態が第一領域に戻った場合であっても、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードを第一燃焼モードに戻すことが出来る。これにより、失火や燃焼騒音の発生を抑制することが出来る。
Therefore, according to the present embodiment, the operation state of the
<再移行時燃焼切替制御の制御ルーチン>
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンについて図7に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った場合における再移行時燃焼切替制御を例に挙げて説明する。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、所定の間隔で実行される。
<Control routine for re-burning combustion switching control>
Here, the control routine of the re-shifting combustion switching control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. Here, the combustion switching at the time of re-transition when the operating state of the
本ルーチンでは、先ずS101において、ECU20は、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行したか否かを判別する。このS101において、肯定判定された場合、ECU20はS102に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In this routine, first in S101, the
S102において、ECU20は、燃焼モードを予混合燃焼から通常燃焼に移行している途中であるか否か、即ち、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithから通常燃焼噴射時期Itdに変更している途中(図5における(b)から(g)の間)であるか否かを判別する。このS102において、肯定判定された場合、ECU20はS103に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In S102, the
S103において、ECU20は、EGR弁13の開度を通常燃焼開度Vdに維持する。
In S103, the
次に、ECU20は、S104に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithから通常燃焼噴射時期Itdへの徐変を継続する。つまり、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithから通常燃焼噴射時期Itdへの変更が開始された時点から第一所定時間M12hが経過した時点で燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdに到達するような燃料噴射時期の変更を継続する。
Next, the
次に、ECU20は、S105に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithから通常燃焼噴射時期Itdへの変更が開始された時点から第一所定時間M12hが経過したか否かを判別する。このS105において、肯定判定された場合、ECU02はS106に進み、否定判定された場合ECU20はS103に戻る。
Next, the
S106において、ECU20は、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるときの燃焼切替制御の実行を開始する。その後、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
In S106, the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御および再移行時燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the same combustion switching control and re-transition combustion switching control as in the first embodiment are performed.
本実施例では、図2において実線L1で示される予混合燃焼領域R1の上限負荷を所定負荷とする。また、図2において一点鎖線L2で示される予混合燃焼を行うことが可能な機関負荷の上限値を予混合燃焼上限負荷とする。 In this embodiment, the upper limit load of the premixed combustion region R1 indicated by the solid line L1 in FIG. Moreover, let the upper limit of the engine load which can perform the premix combustion shown by the dashed-dotted line L2 in FIG. 2 be a premix combustion upper limit load.
内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関1の機関負荷が上昇して所定負荷よりも高くなることで内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行する場合ある。このような場合であっても、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御によれば、図6に示すように気筒2内のEGRガス量を一旦予混合燃焼EGRガス量Qhにまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼噴射時期Ithにまで通常の燃焼切替制御と同様に変更する。
While the operating state of the
しかしながら、上記のような場合、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更している途中で、即ち、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中(図6における(b)から(g)までの間)に、内燃機関1の機関負荷がさらに上昇し予混合燃焼上限負荷より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して燃料噴射量が過剰に多くなり、過早着火が発生する虞がある。
However, in the above case, the fuel injection timing is being changed toward the premixed combustion injection timing Ith, that is, while the combustion mode is being switched to the premixed combustion ((b in FIG. 6). ) To (g)), when the engine load of the
<再移行時燃料噴射量制御>
そこで、本実施例では、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機
関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2へ再度移行した場合、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなるまで、即ち、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithへの変更が開始されてから第二所定時間M21hが経過するまで(図6の(g)の時点まで)は、内燃機関1の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くならないように燃料噴射弁10からの燃料噴射量を制御する再移行時燃料噴射量制御を実行する。
<Fuel injection amount control during re-transition>
Therefore, in this embodiment, when the operating state of the
<再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチン>
以下、本実施例に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンについて、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはECU20に予め記憶されており、所定の間隔で実行されるルーチンである。
<Control routine for reinjection fuel injection amount control>
Hereinafter, the control routine of the re-transfer fuel injection amount control according to this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
本ルーチンでは、先ずS201において、ECU20は、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行したか否かを判別する。このS201において、肯定判定された場合、ECU20はS202に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In this routine, first in S201, the
S202において、ECU20は、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼に移行している途中であるか否か、即ち、燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithに変更している途中(図6における(b)から(g)の間)であるか否かを判別する。このS202において、肯定判定された場合、ECU20はS203に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In S202, the
S203において、ECU20は、燃料噴射弁10からの燃料噴射量Qfの増加を禁止する。
In S203, the
次に、ECU20は、S204に進み、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithへの変更が開始された時点から第二所定時間M21hが経過したか否かを判別する。このS204において、肯定判定された場合、ECU02はS205に進み、否定判定された場合ECU20はS203に戻る。
Next, the
S205において、ECU20は、燃料噴射弁10からの燃料噴射量Qfの増加禁止を解除する。その後、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
In S205, the
以上説明した再移行時燃料噴射量制御によれば、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる以前に内燃機関1の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くなることを抑制することが出来る。つまり、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して燃料噴射量が過剰に多くなることを抑制することが出来る。従って、過早着火の発生を抑制することが出来、以って、排気エミッションや燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。
According to the fuel injection amount control at the time of re-transition described above, the internal combustion engine before the EGR gas amount in the
<変形例>
次に、本実施例に係る再移行時燃料噴射量制御の変形例の制御ルーチンについて図9に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはECU20に予め記憶され、所定の間隔で実行されるルーチンである。尚、本ルーチンにおけるS201およびS202、S204は、上記説明した図8に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。
<Modification>
Next, a control routine of a modification of the fuel injection amount control at the time of re-transition according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
本ルーチンでは、S202において、肯定判定された場合、ECU20はS303に進
む。S303において、ECU20は、燃料噴射弁10からの燃料噴射量の増加率Qfrを所定増加率Qfr0以下に制限する。ここで、所定増加率Qfr0とは、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithへの変更が開始された時点から第二所定時間M21hが経過するまで、即ち、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなるまでは内燃機関1の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くならないような増加率の上限値である。この所定増加率Qfr0を、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2に再度移行した時点の燃料噴射量等に応じて定めても良い。S303の後、ECU20はS204に進む。
In this routine, if an affirmative determination is made in S202, the
S204において肯定判定された場合、ECU20はS305に進む。S305において、ECU20は、燃料噴射弁10からの燃料噴射量の増加率Qfrの制限を解除する。その後、ECU20は、本ルーチンの実行を終了する。
If an affirmative determination is made in S204, the
ここで、上記説明した本実施例の変形例に係る再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関1の機関負荷の変化について図10に基づいて説明する。図10において、縦軸は内燃機関1の機関負荷を表しており、横軸は時間を表している。また、一点鎖線L1は所定負荷を表しており、一点鎖線L2は予混合燃焼上限負荷を表している。そして、実線が内燃機関1の機関負荷の変化を表している。
Here, a change in the engine load of the
図10においては、(a)の時点で内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、(a)の時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過した時点である(b)の時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithに到達する前の(d)の時点で内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行する。
In FIG. 10, when the operating state of the
そして、(d)の時点から、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる(g)の時点まで、燃料噴射量の増加率Qfrが所定増加率Qfr0以下に制限される。これにより、内燃機関1の機関負荷が(g)の時点以前に予混合燃焼上限負荷より高くなることが抑制される。
From the time point (d) until the time point (g) when the EGR gas amount in the
以上説明したように、この変形例によっても、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる以前に内燃機関1の機関負荷が予混合燃焼上限負荷より高くなることを抑制することが出来る。さらに、この間であっても内燃機関1の機関負荷をある程度上昇させることが出来る。これにより、燃料噴射の増加を禁止する場合に比べて車両の加速性を向上させることが出来る。
As described above, according to this modification, the EGR gas amount in the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御および再移行時燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the same combustion switching control and re-transition combustion switching control as in the first embodiment are performed.
図2において、高回転数領域では、実線L1は予混合燃焼領域R1の上限回転数を表しており、一点鎖線L2は予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関1の機関回転数の上限値を表している。この領域において、実線L1で表される機関回転数を所定上限回転数とし、一点鎖線L2で表される機関回転数を予混合燃焼上限回転数とする。図2に示すように、所定上限回転数は予混合燃焼上限回転数よりも低い値となっている。
In FIG. 2, in the high speed region, the solid line L1 represents the upper limit rotational speed of the premixed combustion region R1, and the alternate long and short dash line L2 represents the upper limit value of the engine speed of the
また、図2において、低回転数領域では、実線L1は予混合燃焼領域R1の下限回転数を表しており、一点鎖線L2は予混合燃焼を行うことが可能な内燃機関1の機関回転数の下限値を表している。この領域において、実線L1で表される機関回転数を所定下限回転数とし、一点鎖線L2で表される機関回転数を予混合燃焼下限回転数とする。図2に示すように、所定下限回転数は予混合燃焼下限回転数よりも高い値となっている。
In FIG. 2, in the low engine speed region, the solid line L1 represents the lower limit engine speed of the premixed combustion region R1, and the alternate long and short dash line L2 represents the engine speed of the
内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1へ移行したことで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関1の機関回転数が上昇して所定上限回転数よりも高くなる、もしくは、内燃機関1の機関回転数が低下して所定下限回転数よりも低くなることで内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行する場合ある。このような場合であっても、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御によれば、図6に示すように気筒2内のEGRガス量を一旦予混合燃焼EGRガス量Qhにまで変更すると共に、燃料噴射時期を一旦予混合燃焼噴射時期Ithにまで通常の燃焼切替制御と同様に変更する。
While the operating state of the
このとき、内燃機関1の機関回転数が上昇して所定上限回転数よりも高くなることで内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行した場合においては、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更している途中で、内燃機関1の機関回転数がさらに上昇し予混合燃焼上限回転数より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなり、過早着火が発生する虞がある。
At this time, when the engine speed of the
また、内燃機関1の機関回転数が低下して所定下限回転数よりも低くなることで内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行した場合においては、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更している途中で、内燃機関1の機関回転数がさらに低下し予混合燃焼下限回転数より低くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなり、失火が発生する虞がある。
Further, when the engine speed of the
<再移行時燃料噴射停止制御>
そこで、本実施例では、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2へ再度移行した場合、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる以前、即ち、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithへの変更が開始されてから第二所定時間M21hが経過する以前(図6の(g)の時点以前)に、内燃機関1の機関回転数が予混合燃焼上限回転数より高くなったとき、または、内燃機関1の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くなったときは、燃料噴射弁10からの燃料噴射を停止する再移行時燃料噴射停止制御を実行する。
<Fuel injection stop control during re-transition>
Therefore, in this embodiment, when the operating state of the
<再移行時燃料噴射停止制御の制御ルーチン>
以下、本実施例に係る再移行時燃料噴射停止制御の制御ルーチンについて図11に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはECU20に予め記憶され、所定の間隔で実行されるルーチンである。尚、本ルーチンにおけるS201およびS202、S204は、上記説明した図9に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。
<Control routine for reinjection fuel injection stop control>
Hereinafter, the control routine of the re-transfer fuel injection stop control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
本ルーチンでは、S202において、肯定判定された場合、ECU20はS403に進む。S403において、ECU20は、内燃機関1の機関回転数Neが、予混合燃焼上限回転数Nelimit1より高くなったか、もしくは、予混合燃焼下限回転数Nelimit2より低くなったか否かを判別する。このS403において、肯定判定された場合、ECU20はS404に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In this routine, if an affirmative determination is made in S202, the
S404において、ECU02は、燃料噴射弁10からの燃料噴射を停止する。その後、ECU20はS204に進む。S204において、肯定判定された場合、ECU20はS405に進み、否定判定された場合、ECU20はS404に戻る。
In S404, the ECU 02 stops fuel injection from the fuel injection valve 10. Thereafter, the
S405において、ECU20は燃料噴射弁10からの燃料噴射の停止を解除する。その後、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In S <b> 405, the
本実施例によれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に高くなることによる過早着火の発生を抑制することが出来る。これにより、排気エミッションや燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。また、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に機関回転数が過剰に低くなることによる失火の発生を抑制することが出来る。 According to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of premature ignition due to the engine speed becoming excessively high during the switching of the combustion mode toward the premixed combustion. Thereby, exhaust emission and the deterioration of combustion noise can be suppressed. Further, it is possible to suppress the occurrence of misfire due to the engine speed becoming excessively low during the switching of the combustion mode toward the premixed combustion.
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御および再移行時燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the same combustion switching control and re-transition combustion switching control as in the first embodiment are performed.
<再移行時燃料噴射量制御>
上述したように、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行することで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関1の機関回転数が上昇して所定上限回転数よりも高くなることで内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行する場合がある。このような場合において、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更している途中で、内燃機関1の機関回転数がさらに上昇し予混合燃焼上限回転数より高くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなり、過早着火が発生する虞がある。
<Fuel injection amount control during re-transition>
As described above, the engine speed of the
そこで、本実施例では、このような場合、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなるまで、即ち、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithへの変更が開始されてから第二所定時間M21hが経過するまで(図6の(g)の時点まで)は、内燃機関1の機関回転数が予混合燃焼上限回転数より高くならないように燃料噴射弁10からの燃料噴射量を制御する再移行時燃料噴射量制御を実行する。
Therefore, in this embodiment, in such a case, the EGR gas amount in the
<再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチン>
以下、本実施例に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンについて図12に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはECU20に予め記憶され、所定の間隔で実行されるルーチンである。尚、本ルーチンにおけるS201およびS202、S204は、上記説明した図9に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。
<Control routine for reinjection fuel injection amount control>
Hereinafter, the control routine of the re-injection fuel injection amount control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
本ルーチンでは、先ず、ECU20は、S501において、内燃機関1の機関回転数が上昇したか否かを判別する。このS501において、肯定判定された場合、ECU20はS201に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In this routine, first, the
S202において、肯定判定された場合、ECU20はS503に進む。S503において、ECU20は、内燃機関1の機関回転数Neが所定回転数Ne1に維持されるような量に燃料噴射弁10からの燃料噴射量を制限する。ここで、所定回転数Ne1とは、所定上限回転数Nelimit1より高く予混合燃焼上限回転数より低い回転数である。この所定回転数Ne1は、内燃機関1の機関負荷に応じて予め定められている。
If an affirmative determination is made in S202, the
次に、ECU20はS204に進む。S204において、肯定判定された場合、ECU20はS505に進み、否定判定された場合、ECU20はS503に戻る。
Next, the
S505において、ECU20は燃料噴射弁10からの燃料噴射量の制限を解除する。その後、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In step S <b> 505, the
ここで、上記説明した再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関1の機関負荷の変化について図13に基づいて説明する。図13においては、図2と同様、縦軸は内燃機関1の機関負荷を表しており、横軸は内燃機関1の機関回転数を表している。また、高回転側における一点鎖線L1は所定上限回転数を表しており、高回転側における一点鎖線L2は予混合燃焼上限回転数を表している。さらに、一点鎖線L3は所定回転数を表している。そして、実線が内燃機関1の運転状態の変化を表している。
Here, the change in the engine load of the
図13においては、(a)の時点で内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、(a)の時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過した時点である(b)の時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithに到達する前の(d)の時点で、内燃機関1の機関回転数が所定上限回転数より高くなって該内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行する。
In FIG. 13, when the operating state of the
そして、(d)の時点から、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる(g)の時点まで、内燃機関1の機関回転数を所定回転数に維持するように燃料噴射量が制限される。これにより、内燃機関1の機関回転数が(g)の時点以前に予混合燃焼上限回転数より高くなることが抑制される。
From the time point (d) to the time point (g) when the EGR gas amount in the
以上説明した再移行時燃料噴射量制御によれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に高くなることを抑制することが出来る。また、燃料噴射を停止させずに機関回転数の過剰な上昇を抑制することで、機関回転数の急激な変化を抑えることが出来る。従って、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ過早着火の発生を抑制することが出来る。 According to the fuel injection amount control at the time of re-transition described above, it is possible to suppress the engine speed from becoming excessively high with respect to the fuel injection timing while switching the combustion mode toward premixed combustion. . In addition, a rapid change in the engine speed can be suppressed by suppressing an excessive increase in the engine speed without stopping the fuel injection. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of premature ignition while suppressing the deterioration of drivability.
尚、本実例に係る再移行時燃料噴射量制御を実行した場合であっても、例えば、内燃機関1を搭載した車両が下り坂を走行しているような場合、内燃機関1の機関回転数を所定回転数に維持することが困難となる場合がある。つまり、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関1の機関回転数が予混合燃焼上限回転数に達する場合がある。このような場合、上述した実施例3に係る再移行時燃料噴射停止制御によって燃料噴射弁10からの燃料噴射を停止しても良い。
Even when the re-injection fuel injection amount control according to this example is executed, for example, when the vehicle equipped with the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御および再移行時燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the same combustion switching control and re-transition combustion switching control as in the first embodiment are performed.
<再移行時燃料噴射量制御>
上述したように、図2において、低回転数領域では、実線L1は所定下限回転数を表し、一点鎖線L2は予混合燃焼下限回転数を表している。そして、図2に示すように、所定下限回転数および予混合燃焼下限回転数は内燃機関1の機関負荷が低いほど低い値となっている。
<Fuel injection amount control during re-transition>
As described above, in FIG. 2, in the low speed region, the solid line L1 represents the predetermined lower limit speed, and the alternate long and short dash line L2 represents the premixed combustion lower limit speed. As shown in FIG. 2, the predetermined lower limit rotational speed and the premixed combustion lower limit rotational speed are lower as the engine load of the
また、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行することで燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に、内燃機関1の機関回転数が低下して所定下限回転数よりも低くなることで内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行する場合がある。このような場合において、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更している途中で、内燃機関1の機関回転数がさらに低下し予混合燃焼下限回転数より低くなると、この時点における燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなり、失火が発生する虞がある。
Further, when the operating state of the
そこで、本実施例では、このような場合、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなるまで、即ち、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithへの変更が開始されてから第二所定時間M21hが経過するまで(図6の(g)の時点まで)は、内燃機関1の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くならないように燃料噴射弁10からの燃料噴射量を制御する再移行時燃料噴射量制御を実行する。
Therefore, in this embodiment, in such a case, the EGR gas amount in the
<再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチン>
以下、本実施例に係る再移行時燃料噴射量制御の制御ルーチンについて図14に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンはECU20に予め記憶され、所定の間隔で実行されるルーチンである。尚、本ルーチンにおけるS201およびS202、S204は、上記説明した図9に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。
<Control routine for reinjection fuel injection amount control>
Hereinafter, the control routine of the re-transfer fuel injection amount control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
本ルーチンでは、先ず、ECU20は、S601において、内燃機関1の機関回転数が低下したか否かを判別する。このS601において、肯定判定された場合、ECU20はS201に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In this routine, first, the
S202において、肯定判定された場合、ECU20はS603に進む。S603において、ECU20は、内燃機関1の機関回転数Neが予混合燃焼下限回転数Nelimit2より低下しないように燃料噴射弁10からの燃料噴射量を制限する。燃料噴射量を制限することで内燃機関1の機関負荷を低下させることが出来る。上述したように、機関負荷が低いほど予混合燃焼下限回転数Nelimit2は低くなる。そのため、燃料噴射量を制限することによって、機関回転数が予混合燃焼回転数Nelimit2より低くならないように制御することが出来る。
If an affirmative determination is made in S202, the
次に、ECU20はS204に進む。S204において、肯定判定された場合、ECU20はS506に進み、否定判定された場合、ECU20はS603に戻る。
Next, the
S605において、ECU20は燃料噴射弁10からの燃料噴射量の制限を解除する。その後、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In step S <b> 605, the
ここで、上記説明した再移行時燃料噴射量制御を適用した場合の内燃機関1の機関負荷の変化について図15に基づいて説明する。図15においては、図2と同様、縦軸は内燃機関1の機関負荷を表しており、横軸は内燃機関1の機関回転数を表している。また、高回転側における一点鎖線L1は所定上限回転数を表しており、高回転側における一点鎖線L2は予混合燃焼上限回転数を表している。そして、実線が内燃機関1の運転状態の変化を表している。
Here, changes in the engine load of the
図15においては、(a)の時点で内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、(a)の時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過した時点である(b)の時点で燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更が開始される。そして、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ith
に到達する前の(d)の時点で、内燃機関1の機関回転数が所定下限回転数より低くなって該内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行する。
In FIG. 15, when the operating state of the
At the time of (d) before reaching, the engine speed of the
そして、(d)の時点から、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり且つ燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる(g)の時点まで、内燃機関1の機関回転数が予混合燃焼下限回転数より低くならないように燃料噴射量が制限される。これにより、内燃機関1の機関負荷が低下し、該内燃機関1の機関回転数が(g)の時点以前に予混合燃焼上限回転数より低くなることが抑制される。
From the time point (d) to the time point (g) when the EGR gas amount in the
以上説明した再移行時燃料噴射量制御によれば、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に燃料噴射時期に対して機関回転数が過剰に低くなることを抑制することが出来る。また、燃料噴射を停止させずに機関回転数の過剰な低下を抑制することで、機関回転数の急激な変化を抑えることが出来る。従って、ドライバビリティの悪化を抑制しつつ失火の発生を抑制することが出来る。 According to the fuel injection amount control at the time of re-transition described above, it is possible to suppress the engine speed from becoming excessively low with respect to the fuel injection timing while switching the combustion mode toward premixed combustion. . In addition, a rapid change in the engine speed can be suppressed by suppressing an excessive decrease in the engine speed without stopping the fuel injection. Therefore, the occurrence of misfire can be suppressed while the deterioration of drivability is suppressed.
尚、本実例に係る再移行時燃料噴射量制御を実行した場合であっても、内燃機関1を搭載した車両の運転状況によっては、燃焼モードを予混合燃焼に向けて切り替えている最中に内燃機関1の機関回転数が予混合燃焼下限回転数に達する場合がある。このような場合、上述した実施例3に係る再移行時燃料噴射停止制御によって燃料噴射弁10からの燃料噴射を停止しても良い。
Even when the fuel injection amount control at the time of re-transition according to this example is executed, depending on the operation state of the vehicle on which the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, the combustion switching control similar to that in the first embodiment is performed.
<燃焼モード切り替え途中での再切り替え>
本実施例において、内燃機関1の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に該内燃機関1の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行した場合の再移行時燃焼切替制御について、図16に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った場合を例に挙げて説明する。
<Re-switching during combustion mode switching>
In the present embodiment, the operation state of the
図16における(a)および(b)、(d)の時点は、それぞれ、図4における(a)および(b)、(d)の時点と同様の時期を表している。つまり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdに到達する前の(d)の時期に内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行する。
The time points (a), (b), and (d) in FIG. 16 represent the same time points as the time points (a), (b), and (d) in FIG. 4, respectively. That is, the operating state of the
このとき、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、(d)の時点において、直ちに、気筒2内のEGRガス量を予混合燃焼EGRガス量に変更するよう、即ち、EGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに変更するようECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出される。これにより、(d)の時点からバルブ応答遅れ時間Δtvが経過した時点で、EGR弁13の開度が予混合燃焼開度Vhとなる。
At this time, in the re-burning combustion switching control according to the present embodiment, at the time of (d), the EGR gas amount in the
そして、EGR弁13の開度が予混合燃焼開度Vhとなることで、(d)の時点からEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過した時点((j)の時点)から気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める。つまり、気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qdに向かって変化している途中で予混合燃焼EGRガス量Qhに向かって変化し始める。
Then, since the opening degree of the
このとき、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdへの変更が開始された時点((b)の時点)から内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に再度移行した時点((d)の時点)までの時間M12hwの第一所定時間M12hに対する割合を切替進捗割合αとする。つまり、M12hw=M12h×αとなる。
At this time, from the time when the change of the fuel injection timing to the normal combustion injection timing Itd is started (time (b)), the time when the operation state of the
ここで、(d)時点でEGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに変更するようECU
20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令出されてから気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となるまで((k)の時点まで)の時間を時間M21hwとする。この時間M21hwは下記式(1)によって算出される。
M21hw=M21h×α×β・・・式(1)
Here, the ECU is configured to change the opening degree of the
The time from when the EGR gas amount change command is issued from 20 to the actuator 14 until the EGR gas amount in the
M21hw = M21h × α × β (1)
上記式(1)において、βはEGRガス量変化遅れ時間Δteに基づいて定められる補正係数である。また、EGRガス量変化遅れ時間Δteは内燃機関1の運転状態に応じて変化する値であって、実験等によって予め求めることが出来る。
In the above equation (1), β is a correction coefficient determined based on the EGR gas amount change delay time Δte. The EGR gas amount change delay time Δte is a value that changes according to the operating state of the
(b)の時点から時間M12hwが経過した(d)の時点における気筒2内のEGRガス量が、EGR弁13の開度が予混合燃焼開度Vhとなることで予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量に戻るまで時間は、第二所定時間M21hに切替進捗割合αを乗算した時間となる。しかしながら、上述したように、(d)の時点から気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める(j)の時点までにはEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過する。つまり、(d)の時点から(j)の時点までの間に、気筒2内のEGRガス量は通常燃焼EGRガス量Qdに向けてさらに変化する。
When the time M12hw elapses from the time point (b), the EGR gas amount in the
さらに、(j)の時点で、予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始めた気筒2内のEGRガス量が、(d)の時点での気筒2内のEGRガス量と同量な量となるまでにもある程度時間がかかる。そこで、EGRガス量変化遅れ時間Δteに基づいて補正係数βを定め、時間M21hwを上記式(1)によって算出する。
Further, the EGR gas amount in the
そして、本実施例では、(d)の時点から燃料噴射時期の予混合燃料噴射時期Ithへの変更を開始する。その後、時間M21hwをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに徐々に変更する。これにより、(k)の時点で、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ithとなる。
In this embodiment, the change of the fuel injection timing to the premixed fuel injection timing Ith is started from the time point (d). Thereafter, the fuel injection timing is gradually changed to the premixed combustion injection timing Ith over time M21hw. Thereby, at the time point (k), the EGR gas amount in the
上記のような再移行時燃焼切替制御によれば、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる時期と気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、変更途中における燃料噴射時期を気筒2内のEGRガス量に応じた時期とすることが出来る。
According to the re-transition combustion switching control as described above, the timing when the fuel injection timing becomes the premixed combustion injection timing Ith and the timing when the EGR gas amount in the
また、燃焼モードの切り替え途中に内燃機関の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻ってから、より速やかに燃焼モードを予混合燃焼に戻すことが出来る。 Further, the combustion mode can be returned to the premixed combustion more rapidly after the operating state of the internal combustion engine returns to the premixed combustion region R1 during the switching of the combustion mode.
上記再移行時燃焼切替制御は、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2に戻った場合にも適用することが出来る。
In the re-shift combustion switching control, the operating state of the
この場合、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdとなる時期と気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量となる時期とを同期させることが出来る。また、
燃焼モードの切り替え途中に内燃機関の運転状態が通常燃焼領域R2に戻ってから、より速やかに燃焼モードを通常燃焼に戻すことが出来る。
In this case, the timing when the fuel injection timing becomes the normal combustion injection timing Itd and the timing when the EGR gas amount in the
The combustion mode can be returned to the normal combustion more quickly after the operating state of the internal combustion engine returns to the normal combustion region R2 during the switching of the combustion mode.
従って、本実施例によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻った場合であっても、燃料噴射時期に対して気筒内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。 Therefore, according to the present embodiment, even when the operating state of the internal combustion engine returns to the original region during switching of the combustion mode, the amount of EGR gas in the cylinder is excessive with respect to the fuel injection timing or The combustion mode can be returned to the combustion mode in the original region while suppressing the shortage.
また、燃焼モードの切り替え途中に内燃機関の運転状態が元の領域に戻ってから、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来るため、過早着火や失火の発生をより抑制することが出来る。また、燃焼モード切替時における排気エミッションの悪化をより抑制することが出来る。 In addition, since the combustion mode can be returned to the combustion mode in the original region more quickly after the operating state of the internal combustion engine returns to the original region during the switching of the combustion mode, premature ignition or misfire can be prevented. It can be further suppressed. In addition, it is possible to further suppress the deterioration of exhaust emission at the time of switching the combustion mode.
<再移行時燃焼切替制御の制御ルーチン>
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンについて図17に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った場合における再移行時燃焼切替制御を例に挙げて説明する。また、本ルーチンにおけるS101およびS102は、上記説明した図7に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。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、所定の間隔で実行される。
<Control routine for re-burning combustion switching control>
Here, the control routine of the re-transfer combustion switching control according to this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. Here, as described above, in the middle of changing the fuel injection timing in order to switch the combustion mode from normal combustion to premixed combustion, the operation is resumed when the operating state of the
本ルーチンでは、S102において肯定判定された場合、ECU20はS703に進む。S703において、ECU20は、EGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhとするようアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令を出す。
In this routine, if an affirmative determination is made in S102, the
次に、ECU20は、S704に進み、上記式(1)に基づいて時間M21hwを算出する。
Next, the
次に、ECU20は、S705に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更を開始する。つまり、燃料噴射時期の進角を開始する。
Next, the
次に、ECU20は、S706に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間M21hwが経過した時点で燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなるように、燃料噴射時期を徐々に進角させる。
Next, the
次に、ECU20は、S707に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間M21hwが経過したか否かを判別する。このS707において、肯定判定された場合、ECU20はS708に進み、否定判定された場合、ECU20はS706に戻る。
Next, the
S708において、ECU20は燃料噴射時期の変更を終了する。この時点で燃料噴射時期は予混合燃焼噴射時期Ithとなっている。即ち、燃焼モードが予混合燃焼に戻っている。また、気筒2内のEGRガス量は予混合燃焼EGRガス量Qhに戻っている。その後、ECU20は本ルーチンの実行を一旦終了する。
In step S708, the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, the combustion switching control similar to that in the first embodiment is performed.
<燃焼モード切り替え途中での再切り替え>
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御について、図18に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った場合を例に挙げて説明する。
<Re-switching during combustion mode switching>
Here, the re-combustion combustion switching control according to the present embodiment will be described based on the time chart shown in FIG. In this case, the operating state of the
図18における(a)および(b)、(d)の時点は、それぞれ、図4における(a)および(b)、(d)の時点と同様の時期を表している。つまり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdに到達する前の(d)の時期に内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行する。
The time points (a), (b), and (d) in FIG. 18 represent the same time points as the time points (a), (b), and (d) in FIG. 4, respectively. That is, the operating state of the
また、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、実施例6と同様、(d)の時点において、直ちに、EGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに変更するようECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出される。これにより、(d)の時点からEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過した(j)の時点から気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める。
Further, in the re-shift combustion switching control according to this embodiment, as in the sixth embodiment, at the time of (d), the
ここで、(j)時点で気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて
変化し始めてから気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となるまで((k)の時点まで)の時間を時間M21hxとする。この時間M21hxは下記式(2)によって算出される。
M21hx=M21h×α×γ・・・式(2)
Here, after the EGR gas amount in the
M21hx = M21h × α × γ (2)
上記式(2)において、γは上記式(1)におけるβと同様、EGRガス量変化遅れ時間Δteに基づいて定められる補正係数であるが、βとは異なる値である。 In the above equation (2), γ is a correction coefficient determined based on the EGR gas amount change delay time Δte, similar to β in the above equation (1), but is a value different from β.
そして、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、(j)の時点までは、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdへ向けての変更を継続する。そして、(j)の時点から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithへ向けての変更を開始する。その後、時間M21hxをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに徐々に変更する。これにより、(k)の時点で、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ithとなる。
In the transition switching combustion switching control according to the present embodiment, the change of the fuel injection timing toward the normal combustion injection timing Itd is continued until the time point (j). And the change from the time of (j) toward the premixed combustion injection timing Ith of the fuel injection timing is started. Thereafter, the fuel injection timing is gradually changed to the premixed combustion injection timing Ith over time M21hx. Thereby, at the time point (k), the EGR gas amount in the
上記のような再移行時燃焼切替制御によれば、気筒2内のEGRガス量を予混合燃焼EGRガス量Qhに変更するようECU20からEGRガス量変更指令が出された時点からEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過するまでの間は、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdへ向けての変更が継続される。従って、EGRガス量変化遅れ時間Δteの経過中における燃料噴射時期を実際の気筒2内のEGRガス量により対応した時期とすることが出来る。また、気筒2内のEGRガス量が実際に予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める時点と、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更し始める時期とを同期させることが出来る。さらに、燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなる時期と気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となる時期とをより精度良く同期させることが出来る。
According to the re-transition combustion switching control as described above, the EGR gas amount change from the time point when the EGR gas amount change command is issued from the
上記再移行時燃焼切替制御は、実施例6と同様、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2に戻った場合にも適用することが出来る。
In the re-transition combustion switching control, as in the sixth embodiment, the operating state of the
この場合、気筒2内のEGRガス量が実際に通常燃焼EGRガス量Qdに向けて変化し
始める時点と、燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Itdに向けて変更し始める時期とを同期させることが出来る。さらに、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdとなる時期と気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量となる時期とをより精度良く同期させることが出来る。
In this case, the time when the EGR gas amount in the
従って、本実施例によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関1の運転状態が元の領域に戻った場合において、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制しつつ、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。
Therefore, according to this embodiment, when the operating state of the
<再移行時燃焼切替制御の制御ルーチン>
以下、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンについて図19に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った場合における再移行時燃焼切替制御を例に挙げて説明する。また、本ルーチンにおけるS101およびS102、S703、S708は、上記説明した図17に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。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、所定の間隔で実行される。
<Control routine for re-burning combustion switching control>
Hereinafter, the control routine of the re-transfer combustion switching control according to this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. Here, as described above, in the middle of changing the fuel injection timing in order to switch the combustion mode from normal combustion to premixed combustion, the operation is resumed when the operating state of the
本ルーチンでは、S703の後、ECU20はS804に進む。S804において、ECU20は、S703においてEGRガス量変更指令を出した時点からEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過したか否かを判別する。このS804において、肯定判定された場合、ECU20はS805に進み、否定判定された場合、ECU20はS804に戻る。
In this routine, after S703, the
S805において、ECU20は、上記式(2)に基づいて時間M21hxを算出する。
In S805, the
次に、ECU20は、S806に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更を開始する。つまり、燃料噴射時期の進角を開始する。本実施例では、この時点まで、燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdに向けての変更が継続される。
Next, the
次に、ECU20は、S807に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間M21hxが経過した時点で燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなるように、燃料噴射時期を徐々に進角させる。
Next, the
次に、ECU20は、S808に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間M21hxが経過したか否かを判別する。このS808において、肯定判定された場合、ECU20はS708に進み、否定判定された場合、ECU20はS807に戻る。
Next, the
本実施例においても、S708において、ECU20は燃料噴射時期の変更を終了するが、この時点で燃料噴射時期は予混合燃焼噴射時期Ithとなっている。即ち、燃焼モードが予混合燃焼に戻っている。また、気筒2内のEGRガス量は予混合燃焼EGRガス量Qhに戻っている。その後、ECU20は本ルーチンの実行を一旦終了する。
Also in the present embodiment, in S708, the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, the combustion switching control similar to that in the first embodiment is performed.
<燃焼モード切り替え途中での再切り替え>
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御について、図20に示すタイムチャート
に基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った場合を例に挙げて説明する。
<Re-switching during combustion mode switching>
Here, re-burning combustion switching control according to this embodiment will be described based on the time chart shown in FIG. In this case, the operating state of the
図20における(a)および(b)、(d)の時点は、それぞれ、図4における(a)および(b)、(d)の時点と同様の時期を表している。つまり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdに到達する前の(d)の時期に内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行する。
The time points (a), (b), and (d) in FIG. 20 represent the same time points as the time points (a), (b), and (d) in FIG. 4, respectively. That is, the operating state of the
また、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、実施例6および7と同様、(d)の時点において、直ちに、EGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに変更するようECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出される。これにより、(d)の時点からEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過した(j)の時点から気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める。
In the re-shift combustion switching control according to the present embodiment, as in the sixth and seventh embodiments, the
このとき、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、内燃機関1の運転状態が再度移行した(d)の時点で燃料噴射時期の変更を停止する。そして、(d)の時点から噴射時期維持時間M121dが経過する時点((l)の時点)まで、(d)の時点での燃料噴射時期を維持する。ここでの噴射時期維持時間M121dはEGRガス量変化遅れ時間Δteの二倍の時間である。
At this time, in the re-shift combustion switching control according to the present embodiment, the change of the fuel injection timing is stopped at the time point (d) when the operation state of the
ここで、(l)の時点での気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量に達するまで((k)の時点まで)の時間を時間M21hyとする。この時間M21hyは下記式(3)によって算出される。
M21hy=M21h×α×ε・・・式(3)
Here, the time until the EGR gas amount in the
M21hy = M21h × α × ε (3)
上記式(3)において、εは噴射時期維持時間M121dに基づいて定められる補正係数である。 In the above equation (3), ε is a correction coefficient determined based on the injection timing maintaining time M121d.
そして、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、(l)の時点から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithへ向けての変更を開始する。その後、時間M21hyをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに徐々に変更する。これにより、(k)の時点で、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ithとなる。
In the re-shift combustion switching control according to the present embodiment, the change of the fuel injection timing from the time (l) toward the premixed combustion injection timing Ith is started. Thereafter, the fuel injection timing is gradually changed to the premixed combustion injection timing Ith over time M21hy. Thereby, at the time point (k), the EGR gas amount in the
上述した実施例6では、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める時期と燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更し始める時期とを同期させるために、(d)の時点からEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過するまで((j)の時点まで)は燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Itdに向けて変更し、(j)の時点から燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更させ始めている。
In the above-described sixth embodiment, the timing at which the EGR gas amount in the
このときEGRガス量変化遅れ時間Δteは、内燃機関1の運転状態に応じた値として予め定めることが出来る。しかしながら、該EGRガス量変化遅れ時間Δteは吸気圧や排気圧等の影響によってばらつき易い。そのため、上記のように燃料噴射時期を制御しても、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める時期と燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに向けて変更し始める時期とを精度良く同期させることは困難な場合がある。
At this time, the EGR gas amount change delay time Δte can be determined in advance as a value corresponding to the operating state of the
そこで、本実施例では、上記のように、(d)の時点から(l)の時点まで燃料噴射時
期を維持する。そして、(l)時点から燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithへ向けての変更を開始する。その後、時間M21hyをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに徐々に変更する。これにより、(k)の時点で、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ithとなる。
Therefore, in this embodiment, as described above, the fuel injection timing is maintained from the time point (d) to the time point (l). Then, the change of the fuel injection timing from the time (l) toward the premixed combustion injection timing Ith is started. Thereafter, the fuel injection timing is gradually changed to the premixed combustion injection timing Ith over time M21hy. Thereby, at the time point (k), the EGR gas amount in the
上記再移行時燃焼切替制御によれば、燃焼モードの切り替え中に内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域に戻った場合において、EGRガス量変化遅れ時間Δteにばらつきがある場合であっても、燃料噴射時期を実際の気筒2内のEGRガス量にある程度対応した時期とすることが出来る。
According to the re-transition combustion switching control, even when the operating state of the
上記再移行時燃焼切替制御は、実施例6および7と同様、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2に戻った場合にも適用することが出来る。
In the re-shift combustion switching control, the operating state of the
この場合、燃焼モードの切り替え中に内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域に戻った場合において、EGRガス量変化遅れ時間Δteにばらつきがある場合であっても、燃料噴射時期を実際の気筒2内のEGRガス量にある程度対応した時期とすることが出来る。
In this case, when the operating state of the
従って、本実施例によれば、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することを抑制しつつ、より速やかに燃焼モードを元の領域での燃焼モードに戻すことが出来る。
Therefore, according to the present embodiment, the combustion mode is quickly returned to the combustion mode in the original region while suppressing the EGR gas amount in the
尚、本実施例に係る噴射時期維持時間M121dを、内燃機関1の運転状態が第一領域へ再度移行してからEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過した時点(図20における(j)の時点)以降において、気筒2内のEGRガス量が内燃機関1の運転状態が第一領域へ再度移行した時点(図20における(d)の時点)の量と同等の量となるまでの時間としても良い。この場合も、上記式(3)における補正係数εは噴射時期維持時間M121dに基づいて定められる。
The injection timing maintaining time M121d according to this embodiment is set to the time when the EGR gas amount change delay time Δte has elapsed after the operating state of the
<再移行時燃焼切替制御の制御ルーチン>
以下、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御の制御ルーチンについて図21に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った場合における再移行時燃焼切替制御を例に挙げて説明する。また、本ルーチンにおけるS101およびS102、S703、S708は、上記説明した図17に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。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、所定の間隔で実行される。
<Control routine for re-burning combustion switching control>
Hereinafter, the control routine of the re-transfer combustion switching control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. Here, as described above, in the middle of changing the fuel injection timing in order to switch the combustion mode from normal combustion to premixed combustion, the operation is resumed when the operating state of the
本ルーチンでは、S703の後、ECU20はS904に進む。S904において、ECU20は燃料噴射弁10からの燃料噴射時期の変更を停止する。即ち、現時点における燃料噴射時期を維持する。
In this routine, after S703, the
次に、ECU20は、S905に進み、S904において燃料噴射時期の変更を停止した時点から噴射時期維持時間M121dが経過したか否かを判別する。このS905において、肯定判定された場合、ECU20はS906に進み、否定判定された場合、ECU20はS904に戻る。
Next, the
S906において、ECU20は、上記式(3)に基づいて時間M21hyを算出する
。
In S906, the
次に、ECU20は、S907に進み、燃料噴射時期の予混合燃焼噴射時期Ithに向けての変更を開始する。つまり、燃料噴射時期の進角を開始する。
Next, the
次に、ECU20は、S908に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間M21hyが経過した時点で燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithとなるように、燃料噴射時期を徐々に進角させる。
Next, the
次に、ECU20は、S909に進み、燃料噴射時期の進角を開始してから時間M21hyが経過したか否かを判別する。このS909において、肯定判定された場合、ECU20はS708に進み、否定判定された場合、ECU20はS908に戻る。
Next, the
本実施例においても、S708において、ECU20は燃料噴射時期の変更を終了するが、この時点で燃料噴射時期は予混合燃焼噴射時期Ithとなっている。即ち、燃焼モードが予混合燃焼に戻っている。また、気筒2内のEGRガス量は予混合燃焼EGRガス量Qhに戻っている。その後、ECU20は本ルーチンの実行を一旦終了する。
Also in the present embodiment, in S708, the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, the combustion switching control similar to that in the first embodiment is performed.
<再移行時燃焼切替制御>
ここで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御について、図22に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1に戻った場合を例に挙げて説明する。
<Combustion switching control during re-transition>
Here, the re-burning combustion switching control according to the present embodiment will be described based on the time chart shown in FIG. In this case, the operating state of the
図22における(a)および(b)、(d)の時点は、それぞれ、図4における(a)および(b)、(d)の時点と同様の時期を表している。つまり、燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdに到達する前の(d)の時期に内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行する。
The time points (a), (b), and (d) in FIG. 22 represent the same time points as the time points (a), (b), and (d) in FIG. 4, respectively. That is, the operating state of the
また、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、実施例6および7、8と同様、(d)の時点において、直ちに、EGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに変更するようECU20からアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令が出される。これにより、(d)の時点からEGRガス量変化遅れ時間Δteが経過した(j)の時点から気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて変化し始める。
Further, in the re-transition combustion switching control according to the present embodiment, the opening degree of the
そして、上記のように気筒2内のEGRガス量が変化する場合、図22に示すように、(d)の時点から、気筒2内のEGRガス量の通常燃焼EGRガス量Qdに向けての減少率は徐々に低下し、EGRガス量変化遅れ時間Δteが経過した(j)の時点でその減少率が零となる。そして、(j)の時点で気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qhに向けて増加し始めてからその増加率は徐々に上昇する。尚、ここでのEGRガス量の減少率および増加率とは、それぞれ、単位時間当たりのEGRガス量の増加量および減少量のことである。
When the EGR gas amount in the
つまり、気筒2内のEGRガス量の変化の方向は(j)の時点で鋭角に変化するのではなく、減少から増加へカーブを描くように変化する。しかしながら、実施例7では、燃料
噴射時期の変更の方向が(j)の時点で遅角から進角へと鋭角に変化するような制御となっている。
That is, the direction of change in the EGR gas amount in the
そこで、本実施例に係る再移行時燃焼切替制御では、図22に示すように、(d)の時点から変更時間M121dwが経過する時点((m)の時点)までの間において、燃料噴射時期の変更方向が遅角から進角へカーブを描くように変化するように燃料噴射時期を制御する。つまり、実施例7と同様、燃料噴射時期を、(d)の時点から(j)の時点までは遅角させ、(j)の時点から進角させるが、(d)の時点から(j)の時点までは燃料噴射時期の変化率を徐々に低下させ、(j)の時点でその変化率を零とし、(j)の時点から(m)の時点まではその変化率を徐々に上昇させる。尚、ここでの燃料噴射時期の変化率とは、燃料噴射時期の単位時間当たりの遅角量または進角量のことである。 Therefore, in the re-transition combustion switching control according to the present embodiment, as shown in FIG. 22, the fuel injection timing is from the time point (d) to the time point (time point (m)) when the change time M121dw elapses. The fuel injection timing is controlled so that the change direction changes in a curve from a retard angle to an advance angle. That is, as in the seventh embodiment, the fuel injection timing is retarded from the time (d) to the time (j) and advanced from the time (j), but from the time (d) (j) The rate of change in the fuel injection timing is gradually reduced until the time point (j), the rate of change is made zero at the time point (j), and the rate of change is gradually increased from the time point (j) to the time point (m). . Here, the rate of change of the fuel injection timing is the amount of retardation or advance of the fuel injection timing per unit time.
このとき、変更時間M121dwは、EGRガス量変化遅れ時間Δteより長い時間である。この変更時間M121dwを、実施例8に係る噴射時期維持時間M121dと同様、EGRガス量変化遅れ時間Δteの二倍の時間としても良く、また、(j)時点以降において気筒2内のEGRガス量が(d)時点の量と同等の量となるまでの時間としても良い。また、変更時間M121dwおよび(d)の時点から(m)の時点までの間における燃料噴射時期の変化率の変化のさせ方を、(b)の時点から(d)の時点の間での燃料噴
射時期の変化率等に基づいて決定しても良い。
At this time, the change time M121dw is longer than the EGR gas amount change delay time Δte. The change time M121dw may be twice the EGR gas amount change delay time Δte, similarly to the injection timing maintenance time M121d according to the eighth embodiment, and the EGR gas amount in the
ここで、(m)の時点での気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量に達するまで((k)の時点まで)の時間を時間M21hzとする。この時間M21hzは下記式(4)によって算出される。
M21hz=M21h×α×ζ・・・式(4)
Here, the time until the EGR gas amount in the
M21hz = M21h × α × ζ Expression (4)
上記式(4)において、ζは変更時間M121dwに基づいて定められる補正係数である。 In the above equation (4), ζ is a correction coefficient determined based on the change time M121dw.
そして、(m)の時点からは、時間M21hzをかけて燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに徐々に変更する。これにより、(k)の時点で、気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となり、燃料噴射時期が予混合燃料噴射時期Ithとなる。
From time (m), the fuel injection timing is gradually changed to the premixed combustion injection timing Ith over time M21hz. Thereby, at the time point (k), the EGR gas amount in the
上記再移行時燃焼切替制御によれば、EGRガス量変更指令が出されてから気筒2内のEGRガス量が予混合燃焼EGRガス量Qh近傍の量となるまでの間における燃料噴射時期を実際の気筒2内のEGRガス量により対応した時期とすることが出来る。
According to the re-shift combustion switching control, the actual fuel injection timing from when the EGR gas amount change command is issued until the EGR gas amount in the
上記再移行時燃焼切替制御は、実施例6および7、8と同様、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行し、燃焼モードを通常燃焼から予混合燃焼へ切り替えるべく燃料噴射時期を変更している途中で、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2に戻った場合にも適用することが出来る。
In the re-transition combustion switching control, the operating state of the
この場合、EGRガス量変更指令が出されてから気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qd近傍の量となるまでの間における燃料噴射時期を実際の気筒2内のEGRガス量により対応した時期とすることが出来る。
In this case, the fuel injection timing from when the EGR gas amount change command is issued until the EGR gas amount in the
従って、本実施例によれば、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が過多となるもしくは不足することをより抑制することが出来る。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to further suppress the EGR gas amount in the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, the combustion switching control similar to that in the first embodiment is performed.
<変更開始前再移行時制御>
本実施例に係る燃焼切替制御においては、上述したように、内燃機関1の運転状態が第一領域からから第二領域へと移行した場合、移行した時点から第一所定応答遅れ時間M12dもしくは第二所定応答遅れ時間M21dが経過してから燃料噴射時期の変更を開始する。
<Control during re-transition before starting change>
In the combustion switching control according to the present embodiment, as described above, when the operating state of the
このような場合、第一所定応答遅れ時間M12dもしくは第二所定応答遅れ時間M21dが経過する前の時点で、内燃機関1の運転状態が第二領域から第一領域に再度移行する場合がある。この場合、本実施例においては、以下に説明する変更開始前再移行時制御が行われる。尚、ここでは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行した時点から第一所定応答遅れ時間M12dが経過する前に、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行した場合における変更開始前再移行時制御を例に挙げて図23に示すタイムチャートに基づいて説明する。
In such a case, the operating state of the
図23においては、(a)に時点で、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行する。この時点で、ECU20からEGRガス量変更指令が出され、バルブ応答遅れ時間Δtv経過後にEGR弁13の開度が予混合燃焼開度Vhから通常燃焼開度Vdに変化する。
In FIG. 23, at (a), the operating state of the
そして、(a)の時点から第一所定応答遅れ時間M12dが経過する前((b)の時点の前)に、(d)の時点で、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行する。
Then, before the first predetermined response delay time M12d elapses from the time point (a) (before the time point (b)), the operation state of the
本実施例に係る変更開始前再移行時制御では、(d)の時点で、ECU20からアクチュエータ14に対してEGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに戻すようEGRガス量変更指令が出される。これにより、(d)の時点からバルブ応答遅れ時間Δtvが経過した後にEGR弁13の開度が通常燃焼開度Vdから予混合燃焼開度Vhに変化する。
In the re-transition control before the start of change according to the present embodiment, at the time of (d), an EGR gas amount change command is issued from the
このような場合であっても、EGR弁13は一旦通常燃焼開度Vdとなっているため、(a)の時点から第一所定応答遅れ時間M12dが経過した(b)の時点で、気筒2内のEGRガス量が通常燃焼EGRガス量Qdに向けて変化する。即ち、気筒2内のEGRガス量が減少する。しかしながら、EG弁13の開度は予混合燃焼開度Vhに戻されているために、気筒2内のEGRガス量は、通常燃焼EGRガス量Qd達することなく、(n)の時点で予混合燃焼EGRガス量Qhに戻る。
Even in such a case, since the
このとき、(d)の時点で内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行したときに、通常の燃焼切替制御における通常燃焼から予混合燃焼への切り替えと同様の燃料噴射時期の変更を開始した場合、図23の燃料噴射時期に破線で示すように、(d)の時点で燃料噴射時期が一旦直ちに通常燃焼噴射時期Itdに変更されることになる。そして、そこから、通常の燃焼切替制御における燃料噴射時期の通常燃焼噴射時期Itdから予混合燃焼噴射時期Ithへの変更が開始されることになる。
At this time, when the operating state of the
しかしながら、本実施例のような時期に内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行した場合、上述したように、気筒2内のEGRガス量は、(b)から(n)の間で一時的に減少するものの、(d)の時点以降もほぼ予混合燃焼EGRガス量Qhとなっている。そのため、上記のように燃料噴射時期を制御した場合、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が過多となる虞がある。
However, when the operating state of the
そこで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御では、(d)の時点およびそれ以降も燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに維持する。 Therefore, in the re-transition control before the start of change according to the present embodiment, the fuel injection timing is maintained at the premixed combustion injection timing Ith at the time (d) and thereafter.
これによれば、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が過多となることを抑制することが出来る。
According to this, it is possible to suppress an excessive amount of EGR gas in the
上記のような変更開始前再移行時制御は、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行した時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過する前に、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行した場合にも適用することが出来る。
The re-transition control before starting change as described above is performed before the second predetermined response delay time M21d elapses from the time when the operating state of the
この場合、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行した時点およびそれ以降も燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Itdに維持する。これにより、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が不足することを抑制することが出来る。
In this case, the fuel injection timing is maintained at the normal combustion injection timing Itd at the time when the operating state of the
<変更開始前再移行時制御の制御ルーチン>
ここで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御の制御ルーチンについて図24に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行した時点から第一所定応答遅れ時間M12dが経過する前に、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行した場合を例に挙げて説明する。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、所定の間隔で実行される。
<Control routine for re-transition control before change start>
Here, the control routine of the re-migration control before the start of change according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. Here, similarly to the above, the operating state of the
本ルーチンでは、先ずS1001において、ECU20は、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行したか否かを判別する。このS1001において、肯定判定された場合、ECU20はS1002に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
In this routine, first, in S1001, the
S1002において、ECU20は、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行したか否かを判別する。このS1002において、肯定判定された場合、ECU20はS1003に進み、否定判定された場合、ECU20はS1002を繰り返す。
In S1002, the
S1003において、ECU20は、S1001において内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行したと判断されてから第一所定応答遅れ時間M12dが経過したか否かを判別する。このS1003において、肯定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を終了し、否定判定された場合、ECU20はS1004に進む。
In S1003, the
S1004において、ECU20は、EGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに変更するようアクチュエータ14に対してEGRガス量変更指令を出す。
In S1004, the
次に、ECU20は、S1005に進み、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに維持する。その後、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
Next, the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1と同様の燃焼切替制御が行われる。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, the combustion switching control similar to that in the first embodiment is performed.
<変更開始前再移行時制御>
ここで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御について図25に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行した時点から第一所定応答遅れ時間M12dが経過する前に、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行した場合を例に挙げて説明する。
<Control during re-transition before starting change>
Here, the re-migration control before the start of change according to the present embodiment will be described based on the time chart shown in FIG. Here, before the first predetermined response delay time M12d elapses from the time when the operating state of the
図25における(a)および(b)、(d)、(n)の時点は、それぞれ、図23における(a)および(b)、(d)、(n)の時点と同様の時期を表している。そして、本実施例においても、(d)の時点で、ECU20からアクチュエータ14に対してEGR弁13の開度を予混合燃焼開度Vhに戻すようEGRガス量変更指令が出される。
The time points (a), (b), (d), and (n) in FIG. 25 represent the same timing as the time points (a), (b), (d), and (n) in FIG. 23, respectively. ing. Also in this embodiment, at the time of (d), an EGR gas amount change command is issued from the
このような場合、上述したように、(b)の時点から(n)の時点までの間、気筒2内のEGRガス量が一時的に減少する。本実施例に係る変更開始前再移行時制御では、(b)の時点から(n)の時点までの間、気筒2内のEGRガス量の減少に応じて、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithよりも通常燃焼噴射時期Itd側に変更する。つまり、燃料噴射時期を一時的に予混合燃焼噴射時期Ithよりも遅角させる。
In such a case, as described above, the EGR gas amount in the
このとき、気筒2内のEGRガス量が一時的に減少する時間、即ち、(b)の時点から(n)の時点までの時間をEGRガス量減少時間Δtgdとする。このEGRガス量減少時間Δtgdは、EGR弁13の開度が通常燃焼開度Vdとなっていた時間に基づいて求めることが出来る。そして、EGR弁13の開度が通常燃焼開度Vdとなっていた時間は、(a)の時点から(d)の時点までの時間Δtvdと同等である。
At this time, the time during which the EGR gas amount in the
そこで、(d)の時点から該EGRガス量減少時間Δtgdが経過するまでの間、燃料噴射時期を遅角させる。また、このときに、燃料噴射時期を通常燃焼噴射時期Itdにまでには遅角させずに、気筒2内のEGRガス量の減少量に応じて遅角させる。
Therefore, the fuel injection timing is retarded from the time point (d) until the EGR gas amount decrease time Δtgd elapses. At this time, the fuel injection timing is not delayed until the normal combustion injection timing Itd, but is delayed according to the amount of decrease in the EGR gas amount in the
上記のような変更開始前再移行時制御によれば、燃料噴射時期を実際の気筒2内のEGRガス量により対応した時期とすることが出来る。つまり、気筒2内のEGRガス量が一時的に減少したときにおいても、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が不足することをより抑制することが出来る。
According to the re-transition control before the start of change as described above, the fuel injection timing can be set to a timing corresponding to the actual EGR gas amount in the
上記変更開始前再移行時制御は、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行した時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過する前に、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行した場合にも適用することが出来る。
In the re-transition control before the start of the change, the operation of the
この場合、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行した時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過した時点から燃料噴射時期を一時的に通常燃焼噴射時期Itdよりも予混合燃焼噴射時期Ith側に変更する。つまり、燃料噴射時期を一時的に通常燃焼噴射時期Itdよりも進角させる。これにより、気筒2内のEGRガス量が一時的に増加したときにおいても、燃料噴射時期に対して気筒2内のEGRガス量が過多となることをより抑制することが出来る。
In this case, the fuel injection timing is temporarily changed from the normal combustion injection timing Itd from the time when the second predetermined response delay time M21d has elapsed from the time when the operating state of the
<変更開始前再移行時制御の制御ルーチン>
ここで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御の制御ルーチンについて図26に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、前記と同様、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行した時点から第一所定応答遅れ時間M
12dが経過する前に、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行した場合を例に挙げて説明する。また、本ルーチンにおけるS1001からS1005は、上記説明した図24に示す制御ルーチンと同様であるためその説明を省略する。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、所定の間隔で実行される。
<Control routine for re-transition control before change start>
Here, the control routine of the re-transition control before the start of change according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. Here, similarly to the above, the first predetermined response delay time M from the time when the operating state of the
An example will be described in which the operating state of the
本ルーチンでは、ECU20は、S1005の後、S1106に進む。S1106において、ECU20は、S1001において内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行したと判断されてから第一所定応答遅れ時間M12dが経過したか否かを再度判別する。このS1106において、肯定判定された場合、ECU20はS1107に進み、否定判定された場合、ECU20はS1005に戻る。
In this routine, the
S1107において、ECU20は、(a)の時点から(d)の時点までの時間Δtvdに基づいてEGRガス量減少時間Δtgdを算出する。
In S1107, the
次に、ECU20は、S1108に進み、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行したと判断されてから第一所定応答遅れ時間M12dが経過した時点からEGRガス量減少時間Δtgdが経過するまでの間、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithよりも進角させる。
Next, the
次に、ECU20は、S1109に進み、燃料噴射時期を予混合燃焼噴射時期Ithに維持する。その後、ECU20は本ルーチンの実行を終了する。
Next, the
本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。 The schematic configuration of the internal combustion engine and its intake / exhaust system according to this embodiment is the same as that of the first embodiment.
本実施例においては、内燃機関1の燃焼モードが通常燃焼であるときは、圧縮行程上死点近傍の時期に実行する燃料噴射を主燃料噴射とし、燃料噴射弁10によって主燃料噴射より前の時期に副燃料噴射を実行する。そして、内燃機関1の燃焼モードが予混合燃焼であるときは、この副燃料噴射を停止する。そして、本実施例に係る燃焼切替制御では、主燃料噴射時期が、実施例1に係る燃焼切替制御における燃料噴射時期の制御と同様に制御される。
In the present embodiment, when the combustion mode of the
<変更開始前再移行時制御>
ここで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御について図27に示すタイムチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に移行した時点から第一所定応答遅れ時間M12dが経過する前に、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行した場合を例に挙げて説明する。
<Control during re-transition before starting change>
Here, the re-migration control before the start of change according to the present embodiment will be described based on the time chart shown in FIG. Here, before the first predetermined response delay time M12d elapses from the time when the operating state of the
図27における(a)および(b)、(d)、(n)の時点は、それぞれ、図23における(a)および(b)、(d)、(n)の時点と同様の時期を表している。図27に示すように、EGR弁13の開度は実施例11と同様に制御される。また、主燃料噴射時期は実施例11の燃料噴射時期の制御と同様に制御される。
The time points (a), (b), (d), and (n) in FIG. 27 represent the same timing as the time points (a), (b), (d), and (n) in FIG. 23, respectively. ing. As shown in FIG. 27, the opening degree of the
このとき、(d)の時点で内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に再度移行したときに、図27の副燃料噴射に破線で示すように、通常の通常燃焼実行時の場合と同様、(d)の時点で副燃料噴射の実行が開始された場合、主燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithもしくはその近傍の時期である状態で副燃料噴射が実行されることになる。この場合、副燃料噴射によって噴射された燃料によってボアフラッシン
グが発生し易い。
At this time, when the operating state of the
そこで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御においては、(d)の時点およびそれ以降も副燃料噴射の停止を継続する。 Therefore, in the re-transition control before the start of change according to the present embodiment, the stop of the auxiliary fuel injection is continued at the time point (d) and thereafter.
これによれば、主燃料噴射時期が予混合燃焼噴射時期Ithもしくはその近傍の時期となっているときに副燃料噴射が実行されるのを抑制することが出来る。そのため、ボアフラッシングの発生を抑制することが出来る。 According to this, it is possible to suppress the sub fuel injection from being executed when the main fuel injection timing is the premixed combustion injection timing Ith or a timing in the vicinity thereof. Therefore, the occurrence of bore flushing can be suppressed.
また、主燃料噴射時期が一時的に予混合燃焼噴射時期Ithよりも進角されているとき(図27における(b)から(n)の間)に副燃料噴射が実行されると、着火遅れ期間が短くなりスモークの発生量が増加する虞がある。上記変更開始前再移行時制御によれば、このような時期においても副燃料噴射の停止を継続することで、スモークの発生量を低減することが出来る。 Further, if the auxiliary fuel injection is executed when the main fuel injection timing is temporarily advanced from the premixed combustion injection timing Ith (between (b) and (n) in FIG. 27), the ignition delay is delayed. There is a risk that the amount of smoke generated will increase due to the shortening of the period. According to the re-transition control before the start of the change, the amount of smoke generated can be reduced by continuing to stop the auxiliary fuel injection even in such a period.
上記変更開始前再移行時制御は、内燃機関1の運転状態が通常燃焼領域R2から予混合燃焼領域R1に移行した時点から第二所定応答遅れ時間M21dが経過する前に、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行した場合にも適用することが出来る。
In the re-transition control before the start of the change, the operation of the
主燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdもしくはその近傍の時期となっているときに副燃料噴射が停止された場合、気筒2内における燃焼が不安定となって燃焼騒音が悪化したり失火が発生したりする虞がある。
If the sub fuel injection is stopped when the main fuel injection timing is at or near the normal combustion injection timing Itd, combustion in the
そこで、本実施例に係る変更開始前再移行時制御においては、内燃機関1の運転状態が予混合燃焼領域R1から通常燃焼領域R2に再度移行した時点およびそれ以降も副燃料噴射時期の実行を継続する。
Therefore, in the re-transition control before the start of change according to the present embodiment, the auxiliary fuel injection timing is executed at the time when the operating state of the
これにより、主燃料噴射時期が通常燃焼噴射時期Itdもしくはその近傍の時期となっているときに副燃料噴射が停止されるのを抑制することが出来る。そのため、気筒2内における燃焼が不安定となることを抑制することが出来る。
As a result, it is possible to suppress the sub fuel injection from being stopped when the main fuel injection timing is the normal combustion injection timing Itd or a timing in the vicinity thereof. Therefore, it is possible to suppress the combustion in the
また、主燃料噴射時期が一時的に通常燃焼噴射時期Itdよりも遅角されているときに副燃料噴射が停止されると、着火遅れ期間が長くなり燃焼騒音が悪化する虞がある。上記変更開始前再移行時制御によれば、このような時期においても副燃料噴射の実行を継続することで、燃焼騒音の悪化を抑制することが出来る。 Further, if the auxiliary fuel injection is stopped when the main fuel injection timing is temporarily delayed from the normal combustion injection timing Itd, there is a possibility that the ignition delay period becomes longer and the combustion noise is deteriorated. According to the re-transition control before starting the change, the deterioration of the combustion noise can be suppressed by continuing the execution of the auxiliary fuel injection even in such a period.
1・・・圧縮着火内燃機関(内燃機関)
2・・・気筒
3・・・ピストン
8・・・吸気通路
9・・・排気通路
10・・燃料噴射弁
11・・燃焼室
12・・EGR通路
13・・EGR弁
14・・アクチュエータ
20・・ECU
23・・クランクポジションセンサ
24・・アクセル開度センサ
25・・排気再循環装置(EGR装置)
1. Compression ignition internal combustion engine (internal combustion engine)
2 ...
23 .... Crank
Claims (17)
該EGR通路におけるEGRガスの流量を制御するEGRガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記EGRガス量制御手段を制御することで前記気筒内のEGRガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に所定のパターンで変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のEGRガス量の第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量への変更を継続すると共に、燃料噴射時期の第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への前記所定のパターンによる変更を継続し、前記気筒内のEGRガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となってから、前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に、燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への前記所定のパターンでの変更を開始することを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 An EGR passage communicating the exhaust system and the intake system of the compression ignition internal combustion engine;
EGR gas amount control means for controlling the flow rate of EGR gas in the EGR passage,
An exhaust gas recirculation device for introducing a part of the exhaust gas discharged from the compression ignition internal combustion engine into the intake system as EGR gas;
Command means for giving a command to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder by controlling the EGR gas amount control means;
A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the compression ignition internal combustion engine;
The operation state of the compression ignition internal combustion engine belongs to a premixed combustion region in which premixed combustion is performed in which premixed gas is formed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke. Or a determination means for determining whether it belongs to a normal combustion region in which normal combustion is performed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time near the top dead center of the compression stroke,
Either one of the premixed combustion region and the normal combustion region is a first region and the other is a second region,
When it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the EGR gas amount control means burns the EGR gas amount in the cylinder in the first region. The target EGR gas amount in the mode is changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region, and the fuel injection timing from the fuel injection valve is changed from the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region to the second region. In a combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine that switches the combustion mode by changing the target fuel injection timing in the combustion mode at a predetermined pattern in
While the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the operation state of the compression ignition internal combustion engine is changed to the second region by the determination means. When it is determined that the transition has been made again from the first region to the first region, the EGR gas amount in the cylinder continues to be changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region, and in the second region of the fuel injection timing. The change to the target fuel injection timing in the combustion mode is continued according to the predetermined pattern, and the EGR gas amount in the cylinder becomes the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region or an amount in the vicinity thereof, and the fuel injection timing Is the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region, and then the EGR gas amount in the cylinder is changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the first region. A command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device, and a change to the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region of the fuel injection timing is started in the predetermined pattern. A combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine.
前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が所定負荷よりも高い領域が第一領域であり該機関負荷が前記所定負荷以下の領域が第二領域であって、
前記所定負荷が、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関負荷の上限値である予混合燃焼上限負荷よりも低い値である場合において、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が上昇して前記所定負荷より高くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、
前記気筒内のEGRガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が前記予混合燃焼上限負荷より高くならないように前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御することを特徴とする請求項1記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 A first region is the normal combustion region and a second region is the premixed combustion region;
A region where the engine load of the compression ignition internal combustion engine is higher than a predetermined load is a first region, and a region where the engine load is equal to or less than the predetermined load is a second region,
In the case where the predetermined load is a value lower than a premix combustion upper limit load that is an upper limit value of the engine load of the compression ignition internal combustion engine capable of performing premix combustion,
The engine load of the compression ignition internal combustion engine rises from the predetermined load while the combustion mode is being switched because the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region. And when it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the second region to the first region again,
The compression is performed until the EGR gas amount in the cylinder becomes the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region or an amount in the vicinity thereof and the fuel injection timing becomes the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region. The combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection amount from the fuel injection valve is controlled so that the engine load of the ignition internal combustion engine does not become higher than the premix combustion upper limit load.
前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が所定上限回転数よりも高い領域が第一領域であり該機関回転数が前記所定上限回転数以下の領域が第二領域であって、
前記所定上限回転数は、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関回転数の上限値である予混合燃焼上限回転数よりも低い値である場合において、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が上昇して前記所定上限回転数より高くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合であって、前記気筒内のEGRガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となる以前に前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記予混合燃焼上限回転数よりも高くなったときは、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を停止することを特徴とする請求項1記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 A first region is the normal combustion region and a second region is the premixed combustion region;
A region where the engine speed of the compression ignition internal combustion engine is higher than a predetermined upper limit speed is the first region, and a region where the engine speed is equal to or less than the predetermined upper limit speed is the second region,
In the case where the predetermined upper limit rotational speed is a value lower than a premix combustion upper limit rotational speed that is an upper limit value of the engine rotational speed of the compression ignition internal combustion engine capable of performing premix combustion,
While the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the engine speed of the compression ignition internal combustion engine increases and the predetermined upper limit is reached. And the determination means determines that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted again from the second region to the first region, and the amount of EGR gas in the cylinder is in the second region. The engine speed of the compression ignition internal combustion engine becomes the premixed combustion before the fuel injection timing becomes the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region. 2. The combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to claim 1, wherein when the engine speed becomes higher than an upper limit rotational speed, fuel injection from the fuel injection valve is stopped.
前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が所定上限回転数よりも高い領域が第一領域であり該機関回転数が前記所定上限回転数以下の領域が第二領域であって、
前記所定上限回転数は、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関回転数の上限値である予混合燃焼上限回転数よりも低い値である場合において、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が上昇して前記所定上限回転数より高くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のEGRガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記予混合燃焼上限回転数より高くならないように前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御することを特徴とする請求項1記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 A first region is the normal combustion region and a second region is the premixed combustion region;
A region where the engine speed of the compression ignition internal combustion engine is higher than a predetermined upper limit speed is the first region, and a region where the engine speed is equal to or less than the predetermined upper limit speed is the second region,
In the case where the predetermined upper limit rotational speed is a value lower than a premix combustion upper limit rotational speed that is an upper limit value of the engine rotational speed of the compression ignition internal combustion engine capable of performing premix combustion,
While the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the engine speed of the compression ignition internal combustion engine increases and the predetermined upper limit is reached. When the engine speed is higher than the engine speed and the determination means determines that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted again from the second region to the first region, the amount of EGR gas in the cylinder burns in the second region. Until the fuel injection timing reaches the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region, the engine speed of the compression ignition internal combustion engine is the premixed combustion upper limit rotation. 2. The combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to claim 1, wherein a fuel injection amount from the fuel injection valve is controlled so as not to exceed a number.
料噴射弁からの燃料噴射量を制限することを特徴とする請求項6記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 The engine speed of the compression ignition internal combustion engine increases to be higher than the predetermined upper limit engine speed, and the determination means determines that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the second region to the first region again. In this case, until the EGR gas amount in the cylinder is equal to or near the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region and the fuel injection timing becomes the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region, The fuel injection amount from the fuel injection valve is limited so that the engine speed of the compression ignition internal combustion engine is maintained at a predetermined speed higher than the predetermined upper limit speed and lower than the premix combustion upper limit speed. A combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to claim 6.
前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が所定下限回転数よりも低い領域が第一領域であり該機関回転数が前記所定下限回転数以上の領域が第二領域であって、
前記所定下限回転数は、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関回転数の下限値である予混合燃焼下限回転数よりも高い値である場合において、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が低下して前記所定下限回転数より低くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合であって、前記気筒内のEGRガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となる以前に前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記予混合燃焼下限回転数よりも低くなったときは、前記燃料噴射弁からの燃料噴射を停止することを特徴とする請求項1記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 A first region is the normal combustion region and a second region is the premixed combustion region;
A region where the engine speed of the compression ignition internal combustion engine is lower than a predetermined lower limit speed is a first region, and a region where the engine speed is equal to or higher than the predetermined lower limit speed is a second region,
In the case where the predetermined lower limit rotational speed is a value higher than a premixed combustion lower limit rotational speed that is a lower limit value of the engine speed of the compression ignition internal combustion engine capable of performing premixed combustion,
While the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the engine speed of the compression ignition internal combustion engine decreases and the predetermined lower limit is reached. And the determination means determines that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted again from the second region to the first region, and the EGR gas amount in the cylinder is determined to be in the second region. The engine speed of the compression ignition internal combustion engine becomes the premixed combustion before the fuel injection timing becomes the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region. 2. The combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to claim 1, wherein when the engine speed becomes lower than a lower limit rotational speed, fuel injection from the fuel injection valve is stopped.
前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が所定下限回転数よりも低い領域が第一領域であり該機関回転数が前記所定下限回転数以上の領域が第二領域であって、
前記所定下限回転数は、予混合燃焼を行うことが可能な前記圧縮着火内燃機関の機関回転数の下限値である予混合燃焼下限回転数よりも高い値であり、且つ、該予混合燃焼下限回転数は前記圧縮着火内燃機関の機関負荷が低いほど低い値となっている場合において、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が低下して前記所定下限回転数より低くなり、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記気筒内のEGRガス量が第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量もしくはその近傍の量となり且つ燃料噴射時期が第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期となるまでは、前記圧縮着火内燃機関の機関回転数が前記予混合燃焼下限回転数より低くならないように前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を制限することを特徴とする請求項1記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 A first region is the normal combustion region and a second region is the premixed combustion region;
A region where the engine speed of the compression ignition internal combustion engine is lower than a predetermined lower limit speed is a first region, and a region where the engine speed is equal to or higher than the predetermined lower limit speed is a second region,
The predetermined lower limit rotational speed is higher than a premix combustion lower limit rotational speed that is a lower limit value of the engine speed of the compression ignition internal combustion engine capable of performing premix combustion, and the premix combustion lower limit When the engine speed of the compression ignition internal combustion engine is lower as the engine speed is lower,
While the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the engine speed of the compression ignition internal combustion engine decreases and the predetermined lower limit is reached. When the engine speed is lower than the rotational speed and the determination means determines that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted again from the second region to the first region, the amount of EGR gas in the cylinder burns in the second region. Until the fuel injection timing reaches the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region, the engine speed of the compression ignition internal combustion engine is the premixed combustion lower limit rotation. 2. The combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel injection amount from the fuel injection valve is limited so as not to be lower than the number.
該EGR通路におけるEGRガスの流量を制御するEGRガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記EGRガス量制御手段を制御することで前記気筒内のEGRガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へと移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量から第二領域での燃焼モードにおけ
る目標EGRガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に第一所定時間をかけて徐々に変更することで燃焼モードを切り替え、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量から第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更すると共に、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に第二所定時間をかけて徐々に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで燃焼モードの切り替えが行われている最中に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、該判定がなされた時点で、前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令を出すと共に燃料噴射時期の第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期への変更を開始し、且つ、第二領域での燃焼モードへの切り替えが開始されてから前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域へ再度移行したと判定される時点までの時間の前記第一所定時間に対する割合である切替進捗割合を算出し、該切替進捗割合を前記第二所定時間に乗算することで算出される時間をかけて燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期へ変更することを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 An EGR passage communicating the exhaust system and the intake system of the compression ignition internal combustion engine;
EGR gas amount control means for controlling the flow rate of EGR gas in the EGR passage,
An exhaust gas recirculation device for introducing a part of the exhaust gas discharged from the compression ignition internal combustion engine into the intake system as EGR gas;
Command means for giving a command to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder by controlling the EGR gas amount control means;
A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the compression ignition internal combustion engine;
The operation state of the compression ignition internal combustion engine belongs to a premixed combustion region in which premixed combustion is performed in which premixed gas is formed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke. Or a determination means for determining whether it belongs to a normal combustion region in which normal combustion is performed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time near the top dead center of the compression stroke,
Either one of the premixed combustion region and the normal combustion region is a first region and the other is a second region,
When it is determined by the determination means that the operating state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the EGR gas amount control means determines the EGR gas amount in the cylinder in the first region. The target EGR gas amount in the combustion mode is changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region, and the fuel injection timing from the fuel injection valve is changed from the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region to the second time. The combustion mode is switched by gradually changing the target fuel injection timing in the combustion mode in the region over the first predetermined time,
When it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the second region to the first region, the EGR gas amount control means burns the EGR gas amount in the cylinder in the second region. The target EGR gas amount in the first region is changed to the target EGR gas amount in the combustion mode in the first region, and the fuel injection timing from the fuel injection valve is changed from the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region to the first region. In the combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine that switches the combustion mode by gradually changing the target fuel injection timing in the combustion mode at a second over a predetermined time,
While the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region and the combustion mode is being switched, the operation state of the compression ignition internal combustion engine is changed to the second region by the determination means. From the command means to change the EGR gas amount in the cylinder to the target EGR gas amount in the combustion mode in the first region at the time when the determination is made again. A command is issued to the exhaust gas recirculation device, a change to the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region of the fuel injection timing is started, and a switch to the combustion mode in the second region is started. A switching progress ratio that is a ratio of the time until the time when it is determined that the operating state of the compression ignition internal combustion engine has transitioned again to the first region with respect to the first predetermined time is calculated. The combustion switching control of the compression ignition internal combustion engine, wherein the fuel injection timing is changed to the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region over time calculated by multiplying the second predetermined time by system.
該EGR通路におけるEGRガスの流量を制御するEGRガス量制御手段と、を有し、
前記圧縮着火内燃機関から排出される排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入する排気再循環装置と、
前記EGRガス量制御手段を制御することで前記気筒内のEGRガス量を変更するよう前記排気再循環装置に対して指令を出す指令手段と、
前記圧縮着火内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射することで予混合気を形成させる予混合燃焼を行う予混合燃焼領域に属しているのか、もしくは、圧縮行程上死点近傍の時期に前記燃料噴射弁から燃料を噴射する通常燃焼を行う通常燃焼領域に属しているのかを判定する判定手段と、を備え、
前記予混合燃焼領域および前記通常燃焼領域のうちいずれか一方を第一領域とし他方を第二領域とし、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量から第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令が出されると共に、該指令が出された後、前記気筒内のEGRガス量が実際に変化し始めるまでの時間である所定応答遅れ時間が経過してから、前記燃料噴射弁からの燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで前記指令手段から前記排気再循環装置に対して前記気筒内のEGRガス量を変更するよう指令が出されてから前記所定応答遅れ時間が経過する前に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段の状態を第一領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に対応した状態に戻すと共に、該判定がなされた時点およびそれ以降も燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に維持することを特徴とする圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 An EGR passage communicating the exhaust system and the intake system of the compression ignition internal combustion engine;
EGR gas amount control means for controlling the flow rate of EGR gas in the EGR passage,
An exhaust gas recirculation device for introducing a part of the exhaust gas discharged from the compression ignition internal combustion engine into the intake system as EGR gas;
Command means for giving a command to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder by controlling the EGR gas amount control means;
A fuel injection valve for injecting fuel into a cylinder of the compression ignition internal combustion engine;
The operation state of the compression ignition internal combustion engine belongs to a premixed combustion region in which premixed combustion is performed in which premixed gas is formed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time earlier than the time near the top dead center of the compression stroke. Or a determination means for determining whether it belongs to a normal combustion region in which normal combustion is performed by injecting fuel from the fuel injection valve at a time near the top dead center of the compression stroke,
Either one of the premixed combustion region and the normal combustion region is a first region and the other is a second region,
When it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the EGR gas amount control means burns the EGR gas amount in the cylinder in the first region. A command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device to change the target EGR gas amount in the mode to the target EGR gas amount in the combustion mode in the second region, and after the command is issued, The fuel injection timing from the fuel injection valve is changed from the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region after a predetermined response delay time, which is the time until the EGR gas amount in the cylinder actually starts to change, elapses. In the combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine that switches the combustion mode by changing to the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region,
After the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the command means issues a command to change the EGR gas amount in the cylinder to the exhaust gas recirculation device. If the determination means determines that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted again from the second region to the first region before the predetermined response delay time elapses, the state of the EGR gas amount control unit is changed. To return to the state corresponding to the target EGR gas amount in the combustion mode in the first region, and maintain the fuel injection timing at the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region at and after the determination is made. A combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine.
通常燃焼時には、圧縮行程上死点近傍の時期に実行する燃料噴射を主燃料噴射として、前記燃料噴射弁によって主燃料噴射より前の時期に副燃料噴射を実行し、予混合燃焼時には副燃料噴射を停止するものであり、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令が出されると共に、該指令が出された後、前記気筒内のEGRガス量が実際に変化し始めるまでの時間である所定応答遅れ時間が経過してから、主燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モ
ードにおける目標燃料噴射時期に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで前記指令手段から前記排気再循環装置に対して前記気筒内のEGRガス量を変更するよう指令が出されてから前記所定応答遅れ時間が経過する前に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、該判定がなされた時点およびそれ以降も前記副燃料噴射の停止を継続することを特徴とする請求項14または15記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 A first region is the premixed combustion region and a second region is the normal combustion region;
At the time of normal combustion, fuel injection executed at a timing near the top dead center of the compression stroke is set as the main fuel injection, and the sub fuel injection is executed at a timing before the main fuel injection by the fuel injection valve. Is to stop
When it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the EGR gas amount control means burns the EGR gas amount in the cylinder in the second region. A command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device to change to the target EGR gas amount in the mode, and after the command is issued, until the EGR gas amount in the cylinder actually starts to change. Combustion after changing the main fuel injection timing from the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region to the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region In a combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine for switching modes,
After the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the command means issues a command to change the EGR gas amount in the cylinder to the exhaust gas recirculation device. If it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted again from the second region to the first region before the predetermined response delay time elapses, and thereafter 16. The combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to claim 14, wherein the sub fuel injection is continuously stopped.
通常燃焼時には、圧縮行程上死点近傍の時期に実行する燃料噴射を主燃料噴射として、前記燃料噴射弁によって主燃料噴射より前の時期に副燃料噴射を実行し、予混合燃焼時には副燃料噴射を停止するものであり、
前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したと判定された場合、前記EGRガス量制御手段によって前記気筒内のEGRガス量を第二領域での燃焼モードにおける目標EGRガス量に変更するよう前記指令手段から前記排気再循環装置に対して指令が出されると共に、該指令が出された後、前記気筒内のEGRガス量が実際に変化し始めるまでの時間である所定応答遅れ時間が経過してから、主燃料噴射時期を第一領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期から第二領域での燃焼モードにおける目標燃料噴射時期に変更することで燃焼モードを切り替える圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システムにおいて、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第一領域から第二領域へ移行したことで前記指令手段から前記排気再循環装置に対して前記気筒内のEGRガス量を変更するよう指令が出されたてから前記所定応答遅れ時間が経過する前に、前記判定手段によって前記圧縮着火内燃機関の運転状態が第二領域から第一領域へ再度移行したと判定された場合、該判定がなされた時点およびそれ以降も前記副燃料噴射の実行を継続することを特徴とする請求項14または15記載の圧縮着火内燃機関の燃焼切替制御システム。 A first region is the normal combustion region and a second region is the premixed combustion region;
At the time of normal combustion, fuel injection executed at a timing near the top dead center of the compression stroke is set as the main fuel injection, and the sub fuel injection is executed at a timing before the main fuel injection by the fuel injection valve. Is to stop
When it is determined by the determination means that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, the EGR gas amount control means burns the EGR gas amount in the cylinder in the second region. A command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device to change to the target EGR gas amount in the mode, and after the command is issued, until the EGR gas amount in the cylinder actually starts to change. Combustion after changing the main fuel injection timing from the target fuel injection timing in the combustion mode in the first region to the target fuel injection timing in the combustion mode in the second region In a combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine for switching modes,
When the operating state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the first region to the second region, a command is issued from the command means to the exhaust gas recirculation device to change the EGR gas amount in the cylinder. If the determination means determines that the operation state of the compression ignition internal combustion engine has shifted from the second region to the first region before the predetermined response delay time elapses, the time when the determination is made and 16. The combustion switching control system for a compression ignition internal combustion engine according to claim 14, wherein the execution of the auxiliary fuel injection is continued thereafter.
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