JP4784467B2 - Premixed compression ignition internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、予混合圧縮着火内燃機関に関し、詳しくは、燃料噴射時期を制御する技術に関する。   The present invention relates to a premixed compression ignition internal combustion engine, and more particularly to a technique for controlling fuel injection timing.

特許文献1には、1サイクル中に2回の燃料噴射を行わせ、2回目の燃料噴射により生成される混合気に点火プラグで火花点火させることで1段目の燃焼を行い、1段目の燃焼による燃焼室内の温度上昇により周囲の混合気が圧縮自己着火することで、2段目の燃焼を行うと共に、燃料噴射時期を燃料回転速度及び負荷に応じて制御することが開示されている。
特開2002−155780号公報
In Patent Document 1, fuel injection is performed twice during one cycle, and the first stage combustion is performed by spark-igniting an air-fuel mixture generated by the second fuel injection with a spark plug. It is disclosed that the surrounding air-fuel mixture undergoes compression self-ignition due to the temperature rise in the combustion chamber due to the combustion of the fuel, thereby performing the second stage combustion and controlling the fuel injection timing according to the fuel rotation speed and the load. .
JP 2002-155780 A

ところで、前記特許文献1に記載される燃料噴射時期の制御においては、機関負荷の上昇に伴って燃料噴射時期を進ませることで、燃料を燃焼室内に分散させ、急激な圧力上昇の発生を防止するようにしている。
しかし、機関負荷の上昇に伴って燃料噴射時期を進ませると、着火時期が進角することで結果的に燃焼騒音が増大してしまうため、予混合圧縮着火燃焼領域が制限されてしまうという問題があった。
By the way, in the control of the fuel injection timing described in Patent Document 1, the fuel injection timing is advanced as the engine load increases, so that the fuel is dispersed in the combustion chamber to prevent a sudden pressure increase. Like to do.
However, if the fuel injection timing is advanced as the engine load increases, the ignition timing is advanced, resulting in an increase in combustion noise, thus limiting the premixed compression ignition combustion region. was there.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機関負荷の上昇に伴う燃焼騒音の増大を抑止し、これによって、予混合圧縮着火燃焼領域を高負荷側に拡大できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress an increase in combustion noise accompanying an increase in engine load, and thereby to expand a premixed compression ignition combustion region to a high load side. And

このため、本発明は、吸気下死点よりも前に噴射される燃料を圧縮自己着火燃焼させる予混合圧縮着火内燃機関において、燃料噴射量が増加するに連れて燃料噴射時期をリタードさせ、かつ所定の最大燃料噴射量以上の領域で燃料噴射時期が固定される燃料噴射時期のリタード限界を、吸気上死点後60°から吸気下死点までの範囲であって、機関回転速度、吸気バルブの閉時期における筒内温度、圧縮比のうち少なくとも1つに基づいて設定することを特徴とする。 Therefore, in the premixed compression ignition internal combustion engine in which the fuel injected before the intake bottom dead center is compressed and self-ignited and combusted , the present invention retards the fuel injection timing as the fuel injection amount increases, and The retard limit of the fuel injection timing at which the fuel injection timing is fixed in a region greater than a predetermined maximum fuel injection amount is a range from 60 ° after the intake top dead center to the intake bottom dead center, and the engine speed, intake valve Is set based on at least one of the in-cylinder temperature and the compression ratio at the closing timing .

上記発明によると、燃料噴射量(機関負荷)が増大すると、燃料噴射時期をリタード(遅角)させ、逆に、燃料噴射量(機関負荷)の減少変化に対しては、燃料噴射時期をアドバンス(進角)させる。
燃料噴射量の増大に対して、燃料噴射時期をリタードさせると、燃料噴霧と燃焼室の壁面との干渉が最小化され、また、燃焼室内の混合気が不均一となることで、混合気が冷却されて筒内温度が下がる。この結果、着火時期がリタードするので、燃焼騒音の増大を抑制でき、予混合圧縮着火燃焼領域を高負荷側に拡大することが可能となる。
According to the above invention, when the fuel injection amount (engine load) increases, the fuel injection timing is retarded, and conversely, the fuel injection timing is advanced for a decrease in the fuel injection amount (engine load). (Advance).
When the fuel injection timing is retarded with respect to the increase in the fuel injection amount, the interference between the fuel spray and the wall surface of the combustion chamber is minimized, and the air-fuel mixture in the combustion chamber becomes non-uniform. Cooling reduces the in-cylinder temperature. As a result, since the ignition timing is retarded, an increase in combustion noise can be suppressed, and the premixed compression ignition combustion region can be expanded to the high load side.

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図1,図2は、実施形態における予混合圧縮着火内燃機関を示す。
図1,図2に示す内燃機関101において、各気筒には、吸気マニホールド102及び吸気バルブ103を介して空気が吸引される。
前記吸気マニホールド102の上流側に接続される吸気ダクト104には、スロットルバルブ105が介装される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a premixed compression ignition internal combustion engine in an embodiment.
In the internal combustion engine 101 shown in FIGS. 1 and 2, air is sucked into each cylinder via an intake manifold 102 and an intake valve 103.
A throttle valve 105 is interposed in the intake duct 104 connected to the upstream side of the intake manifold 102.

前記スロットルバルブ105は、図示省略したモータで開閉駆動される電子制御式スロットルである。
各気筒の燃焼室106の中央には、燃焼室106内の燃料に火花点火するための点火プラグ107と、燃料を燃焼室106内に直接噴射する燃料噴射弁108が設けられる。
前記燃焼室106からは、排気バルブ109を介して燃焼ガスが排出され、各気筒の排気は排気マニホールド110によって合流され、その後、下流側の触媒コンバータやマフラー(図示省略)を通過してから、大気中に放出される。
The throttle valve 105 is an electronically controlled throttle that is opened and closed by a motor (not shown).
A spark plug 107 for spark-igniting the fuel in the combustion chamber 106 and a fuel injection valve 108 for directly injecting the fuel into the combustion chamber 106 are provided at the center of the combustion chamber 106 of each cylinder.
Combustion gas is discharged from the combustion chamber 106 through an exhaust valve 109, and the exhaust gas of each cylinder is merged by an exhaust manifold 110, and then passes through a downstream catalytic converter and muffler (not shown). Released into the atmosphere.

前記スロットルバルブ105の開度、前記点火プラグ107による点火時期、及び、前記燃料噴射弁108による燃料噴射量・燃料噴射時期は、マイクロコンピュータを内蔵する電子コントロールユニット120によって制御される。
前記電子コントロールユニット120には、機関101の吸入空気量を検出するエアフローメータ121、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ122、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ123、機関101の冷却水温度を検出する水温センサ124などからの検出信号が入力される。
The opening degree of the throttle valve 105, the ignition timing by the spark plug 107, and the fuel injection amount and fuel injection timing by the fuel injection valve 108 are controlled by an electronic control unit 120 incorporating a microcomputer.
The electronic control unit 120 includes an air flow meter 121 that detects the intake air amount of the engine 101, an accelerator opening sensor 122 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening), and a crank angle that detects the rotation angle of the crankshaft. Detection signals from the sensor 123, the water temperature sensor 124 for detecting the coolant temperature of the engine 101, and the like are input.

ここで、前記電子コントロールユニット120は、機関101の燃焼形態を、点火プラグ107の着火によって火炎が伝播する火花点火燃焼と、予混合気を多点で一斉に着火させる圧縮自己着火燃焼(予混合圧縮着火燃焼)とに切り換える機能を有し、各燃焼形態に応じて燃料噴射弁108による噴射量及び噴射時期を制御すると共に、火花点火燃焼を行わせる場合には、点火プラグ107による点火時期を制御する。   Here, the electronic control unit 120 forms the combustion mode of the engine 101 into a spark ignition combustion in which a flame is propagated by ignition of the spark plug 107, and a compression self-ignition combustion (premixing) in which premixed gas is ignited at multiple points all at once. Compression ignition combustion) and controlling the injection amount and injection timing by the fuel injection valve 108 according to each combustion mode, and when performing spark ignition combustion, the ignition timing by the spark plug 107 is changed. Control.

次に、図3のフローチャートに従って、前記電子コントロールユニット120による制御機能を詳細に説明する。
図3のフローチャートにおいて、ステップS101では、要求トルクTを示すアクセルペダルの踏み込み量や機関回転速度Neなどの機関運転状態を示す各種検出データを読み込む。
Next, the control function of the electronic control unit 120 will be described in detail according to the flowchart of FIG.
In the flowchart of FIG. 3, in step S <b> 101, various detection data indicating the engine operating state such as the accelerator pedal depression amount indicating the required torque T and the engine rotation speed Ne are read.

ステップS102では、図4に示すように、要求トルクTと機関回転速度Neとに応じて火花点火燃焼領域と圧縮自己着火燃焼領域を予め記憶したマップを参照して、そのときの要求トルクと機関回転速度とに対応する燃焼形態が圧縮自己着火燃焼であるか否かを判別する。
ここで、現在の要求トルクTと機関回転速度Neとが圧縮自己着火燃焼領域に該当せず、火花点火燃焼領域に該当する場合には、ステップS109へ進んで、火花点火燃焼を行わせる。
In step S102, as shown in FIG. 4, a map in which the spark ignition combustion region and the compression self-ignition combustion region are stored in advance according to the required torque T and the engine rotational speed Ne is referred to. It is determined whether or not the combustion mode corresponding to the rotation speed is compression self-ignition combustion.
Here, if the current required torque T and the engine rotational speed Ne do not correspond to the compression self-ignition combustion region but correspond to the spark ignition combustion region, the process proceeds to step S109, and spark ignition combustion is performed.

前記火花点火燃焼においては、前記要求トルクT(アクセル開度)に応じて前記スロットルバルブ105の開度を制御することで機関101の吸入空気量を制御し、この吸入空気量に対して目標空燃比の混合気を生成して火花点火燃焼させるべく、燃料噴射時期及び燃料噴射量を決定する。
そして、燃料噴射時期及び燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射弁108に対して噴射パルス信号を出力する。
In the spark ignition combustion, the intake air amount of the engine 101 is controlled by controlling the opening degree of the throttle valve 105 in accordance with the required torque T (accelerator opening degree), and the target air amount is determined with respect to the intake air amount. The fuel injection timing and the fuel injection amount are determined in order to generate an air-fuel mixture with a fuel ratio and to perform spark ignition combustion.
An injection pulse signal is output to the fuel injection valve 108 based on the fuel injection timing and the fuel injection amount.

また、前記燃料噴射量及び機関回転速度Neから点火時期を決定し、該点火時期に点火プラグ107が火花放電するように制御し、前記燃料噴射弁108から燃焼室106内に噴射された燃料を、点火プラグ107による火花点火で着火燃焼させる。
一方、現在の要求トルクTと機関回転速度Neとが圧縮自己着火燃焼領域に該当すると判断されると、ステップS103へ進み、機関101への燃料噴射量(燃料投入量)を要求トルクTに応じて決定する。
Further, the ignition timing is determined from the fuel injection amount and the engine rotational speed Ne, the spark plug 107 is controlled to spark discharge at the ignition timing, and the fuel injected from the fuel injection valve 108 into the combustion chamber 106 is discharged. Then, the ignition plug 107 is ignited and burned by spark ignition.
On the other hand, if it is determined that the current required torque T and the engine rotational speed Ne correspond to the compression self-ignition combustion region, the process proceeds to step S103, and the fuel injection amount (fuel injection amount) to the engine 101 is determined according to the required torque T. To decide.

ここで、前記燃料噴射量は、図5に示すテーブルに基づいて決定され、そのときの要求トルクTが高いほど大きな値に設定されるようになっている。
前記火花点火燃焼領域では、機関101の吸入空気量の制御によって機関負荷を制御するが、圧縮自己着火燃焼領域では、機関101への燃料の投入量によって機関負荷を制御するものである。
Here, the fuel injection amount is determined based on the table shown in FIG. 5, and is set to a larger value as the required torque T at that time is higher.
In the spark ignition combustion region, the engine load is controlled by controlling the intake air amount of the engine 101. In the compression self-ignition combustion region, the engine load is controlled by the amount of fuel input to the engine 101.

次のステップS104では、前記燃料噴射量に基づいて燃料噴射時期を決定する。
前記燃料噴射時期は、図6に示すように、燃料噴射量(要求トルク)が大きくなるほどリタード(遅角)され、燃料噴射量(要求トルク)が小さくなるほどアドバンス(進角)されるようになっている。
また、図6に示すように、所定の最小燃料噴射量(最小要求トルク)以下の領域では、燃料噴射時期が所定のアドバンス限界値に固定され、所定の最大燃料噴射量(最大要求トルク)以上の領域では、燃料噴射時期が所定のリタード限界値に固定される。
尚、前記リタード限界値は、後述するように運転条件に応じて可変されるリタード限界値のうちの最もリタード側の値(例えば吸気下死点ATDC180deg)に設定されるものとする。
In the next step S104, the fuel injection timing is determined based on the fuel injection amount.
As shown in FIG. 6, the fuel injection timing is retarded (retarded) as the fuel injection amount (required torque) increases, and advanced (advanced) as the fuel injection amount (required torque) decreases. ing.
Further, as shown in FIG. 6, in a region below a predetermined minimum fuel injection amount (minimum required torque), the fuel injection timing is fixed at a predetermined advance limit value and is equal to or greater than a predetermined maximum fuel injection amount (maximum required torque). In this region, the fuel injection timing is fixed at a predetermined retard limit value.
The retard limit value is set to the most retarded value (for example, intake bottom dead center ATDC 180 deg.) Among the retard limit values that are varied according to operating conditions as will be described later.

ステップS105では、前記燃料噴射時期のリタード限界を、機関回転速度Ne,吸気バルブ103の閉時期IVCにおける筒内温度,圧縮比のうちの少なくとも1つに基づいて決定する。
前記リタード限界値は、機関回転速度Neが高く燃焼速度が速くなるほどよりアドバンス側に設定され(図7参照)、吸気バルブ103の閉時期IVCにおける筒内温度が高いほどよりリタード側に設定され(図8参照)、更に、圧縮比が大きくなるほどよりリタード側に設定される(図9参照)。
In step S105, the retard limit of the fuel injection timing is determined based on at least one of the engine speed Ne, the in-cylinder temperature at the closing timing IVC of the intake valve 103, and the compression ratio.
The retard limit value is set to a more advanced side as the engine speed Ne is higher and the combustion speed is faster (see FIG. 7), and is set to a retard side as the in-cylinder temperature at the closing timing IVC of the intake valve 103 is higher ( Further, the larger the compression ratio, the more retarded it is set (see FIG. 9).

尚、吸気バルブ103の閉時期IVCにおける筒内温度は、機関回転速度,燃料噴射量,冷却水温度(機関温度)などから推定させることができる。
また、圧縮比に応じたリタード限界値の設定は、圧縮比が可変とされる機関において要求されるものであり、例えば特開2006−177270号公報に開示されるような可変圧縮比機構によって圧縮比が変更される場合の他、可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの変更によって圧縮比が変わる場合が含まれ、この場合の圧縮比は、可変圧縮比機構や可変バルブタイミング機構の制御状態から推定できる。
The in-cylinder temperature at the closing timing IVC of the intake valve 103 can be estimated from the engine speed, the fuel injection amount, the coolant temperature (engine temperature), and the like.
The setting of the retard limit value according to the compression ratio is required in an engine in which the compression ratio is variable. For example, the retard limit value is compressed by a variable compression ratio mechanism as disclosed in JP-A-2006-177270. In addition to the case where the ratio is changed, the case where the compression ratio is changed by changing the valve timing by the variable valve timing mechanism is included. In this case, the compression ratio can be estimated from the control state of the variable compression ratio mechanism or the variable valve timing mechanism. .

ステップS105で燃料噴射時期のリタード限界値を決定すると、次のステップS106では、前記ステップS104で燃料噴射量に基づいて決定した燃料噴射時期が、前記ステップS105で決定したリタード限界値を超えてリタードされているか否かを判別する。
そして、燃料噴射量に基づく燃料噴射時期が、リタード限界値を超えてリタードされている場合には、ステップS107へ進み、燃料噴射量に基づく燃料噴射時期に代えて前記リタード限界値をそのときの燃料噴射時期に設定することで、リタード限界値を超えたリタード側の噴射時期で燃料噴射が行われることを回避し、着火安定性を確保する。
When the retard limit value of the fuel injection timing is determined in step S105, in the next step S106, the fuel injection timing determined based on the fuel injection amount in step S104 exceeds the retard limit value determined in step S105. It is determined whether or not.
Then, if the fuel injection timing based on the fuel injection amount is retarded beyond the retard limit value, the process proceeds to step S107, and the retard limit value at that time is replaced with the fuel injection timing based on the fuel injection amount. By setting the fuel injection timing, fuel injection is prevented from being performed at the retard-side injection timing exceeding the retard limit value, and ignition stability is ensured.

上記のようにして、燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定すると、ステップS108では、外気温度などに応じた補正を燃料噴射量に施して最終的な燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定し、該燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じて燃料噴射弁108に対して噴射パルス信号を出力する。
圧縮自己着火燃焼(予混合圧縮着火燃焼)において、要求トルクの上昇と共に燃料噴射量を増加させると、図10に示すように着火時期が早期化すると共に、図11に示すように筒内圧上昇率が大きくなり、図12に示すように、筒内圧上昇率が大きくなるほど燃焼騒音が大きくなる。
When the fuel injection amount and the fuel injection timing are set as described above, in step S108, the fuel injection amount is corrected according to the outside air temperature and the like to determine the final fuel injection amount and the fuel injection timing. An injection pulse signal is output to the fuel injection valve 108 in accordance with the fuel injection amount and the fuel injection timing.
In the compression self-ignition combustion (premixed compression ignition combustion), if the fuel injection amount is increased as the required torque increases, the ignition timing is advanced as shown in FIG. 10, and the in-cylinder pressure increase rate is shown in FIG. As shown in FIG. 12, the combustion noise increases as the in-cylinder pressure increase rate increases.

このため、圧縮自己着火燃焼で運転できる高負荷側の限界が、前記燃焼騒音によって制限されることになってしまうが、上記のように、燃料噴射量の増加に伴って燃料噴射時期をリタードさせることで、高負荷域での燃焼騒音を下げることができ、圧縮自己着火燃焼(予混合圧縮着火燃焼)で運転させる領域を高負荷側に拡大させることができるようになる。   For this reason, the limit on the high load side that can be operated by compression self-ignition combustion is limited by the combustion noise. However, as described above, the fuel injection timing is retarded as the fuel injection amount increases. Thus, the combustion noise in the high load region can be reduced, and the region operated by the compression self-ignition combustion (premixed compression ignition combustion) can be expanded to the high load side.

即ち、図13に示すように、燃料噴射時期が一定であると、燃料噴射量が増加するほど、筒内圧上昇率が大きくなり、これに伴って燃焼騒音も増大することになるが、燃料噴射時期のリタードは筒内圧上昇率を減少させる方向に作用するから、燃料噴射量の増加に対して噴射時期をリタードさせることで、筒内圧上昇率を抑え、燃焼騒音の増大も抑制できることになる。   That is, as shown in FIG. 13, when the fuel injection timing is constant, the cylinder pressure increase rate increases as the fuel injection amount increases, and the combustion noise increases accordingly. Since the retard of the timing acts in the direction of decreasing the in-cylinder pressure increase rate, the in-cylinder pressure increase rate can be suppressed and the increase in combustion noise can be suppressed by retarding the injection timing with respect to the increase in the fuel injection amount.

燃料噴射時期をリタードさせると、噴霧による混合気の冷却効果により筒内温度が下がり、これにより着火時期がリタードされるから、燃料噴射量の増量に伴う着火時期の進角が抑制されて、筒内圧上昇率の増大が抑止され、燃焼騒音の増大を下げることができる。
噴霧による混合気の冷却効果は、噴霧と燃焼室壁面との干渉の最小化、及び、混合気の不均一化によるものであり、燃料噴射時期をBTDC付近とすることで冷却効果が最大となる。
When the fuel injection timing is retarded, the in-cylinder temperature is lowered due to the cooling effect of the air-fuel mixture by the spray, and thus the ignition timing is retarded, so that the advance timing of the ignition timing accompanying the increase in the fuel injection amount is suppressed, and the cylinder An increase in the internal pressure increase rate is suppressed, and an increase in combustion noise can be reduced.
The cooling effect of the air-fuel mixture by spraying is due to the minimization of the interference between the spray and the wall of the combustion chamber and the non-uniformity of the air-fuel mixture. .

但し、燃料噴射量が少なく空燃比がリーンである条件で、燃料噴射時期を遅角させると、燃焼安定度が低下するので(図14参照)、燃料噴射量の増加に伴って燃料噴射時期を徐々にリタードさせれば、燃焼騒音を下げつつ、燃焼安定性を確保できることになる。
尚、最大トルクを発生する燃料噴射時期であるBTDC付近を越えてリタードさせても、圧縮自己着火燃焼を成立させることができ、特に、成層混合気を圧縮自己着火燃焼させる場合には、燃料噴射時期をより大きくリタードさせることが可能である(図15参照)。
However, if the fuel injection timing is retarded under the condition that the fuel injection amount is small and the air-fuel ratio is lean, the combustion stability decreases (see FIG. 14), so the fuel injection timing is increased as the fuel injection amount increases. By gradually retarding, combustion stability can be secured while reducing combustion noise.
It should be noted that the compression self-ignition combustion can be established even if the retard is performed beyond the vicinity of BTDC, which is the fuel injection timing for generating the maximum torque, and particularly when the stratified mixture is subjected to compression self-ignition combustion. It is possible to retard the time more greatly (see FIG. 15).

しかし、燃料噴射時期がBTDC付近を越えてリタードされると、発生トルクは減少することになるため、例えば、ATDC60deg〜ATDC180deg(下死点)の範囲内で燃料噴射時期を要求トルクの増大に応じてリタードさせる(図15参照)。
ところで、上記実施形態では、要求トルクの増大に伴う燃料噴射量の増加に対して、燃料噴射時期をリタードさせたが、各気筒のトルクを一定にするために、気筒毎に燃料噴射量を増減補正する場合に、係る増減に応じて燃料噴射時期を補正することができる。
However, if the fuel injection timing is retarded beyond the vicinity of BTDC, the generated torque will decrease. For example, the fuel injection timing is set within the range of ATDC 60 deg to ATDC 180 deg (bottom dead center) according to the increase in required torque. To retard (see FIG. 15).
Incidentally, in the above embodiment, the fuel injection timing is retarded with respect to the increase in the fuel injection amount accompanying the increase in the required torque. However, in order to make the torque of each cylinder constant, the fuel injection amount is increased or decreased for each cylinder. In the case of correction, the fuel injection timing can be corrected according to the increase / decrease.

上記の気筒間のトルクを一定に制御する第2実施形態を以下に説明する。
図16,図17は、第2実施形態における予混合圧縮着火内燃機関を示す。
図16,図17に示す内燃機関101は、図1,図2に示した第1実施形態の内燃機関101に対して、各気筒に筒内圧センサ125(燃焼状態検出手段)が追加されている点のみが異なる。
A second embodiment for controlling the torque between the cylinders to be constant will be described below.
16 and 17 show a premixed compression ignition internal combustion engine in the second embodiment.
The internal combustion engine 101 shown in FIGS. 16 and 17 is different from the internal combustion engine 101 of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 in that an in-cylinder pressure sensor 125 (combustion state detection means) is added to each cylinder. Only the point is different.

従って、同一要素には、同一符号を付して説明を省略する。
図18のフローチャートは、第2実施形態における電子コントロールユニット120の制御機能を詳細に示すものである。
ステップS201では、要求トルクTを示すアクセルペダルの踏み込み量や機関回転速度Neなどの機関運転状態を示す各種検出データを読み込む。
Accordingly, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The flowchart of FIG. 18 shows the control function of the electronic control unit 120 in the second embodiment in detail.
In step S201, various detection data indicating the engine operating state such as the accelerator pedal depression amount indicating the required torque T and the engine rotational speed Ne are read.

ステップS202では、各気筒に設けられた筒内圧センサ125の信号から、各気筒における発生トルクに相関する変数を算出する。
具体的には、筒内圧のピーク値、所定クランク角範囲における筒内圧の積分値、筒内圧の単位クランク角当たりの変化量(筒内圧上昇率)などを、気筒毎に発生トルクに相関する変数として算出する。
In step S202, a variable correlated with the torque generated in each cylinder is calculated from the signal of the in-cylinder pressure sensor 125 provided in each cylinder.
Specifically, a variable that correlates the peak value of in-cylinder pressure, the integrated value of in-cylinder pressure in a predetermined crank angle range, the amount of change in in-cylinder pressure per unit crank angle (in-cylinder pressure increase rate), and the generated torque for each cylinder. Calculate as

上記機関101においては、吸気の気筒分配や残留ガス量などが気筒間でばらつく場合があり、特に、圧縮自己着火燃焼を行わせる場合には、冷却効率のばらつきなどによっても上死点における温度・圧力にばらつきが生じ、気筒間におけるトルクが不均一になる。
そこで、ステップS202では、前述のようなばらつき要因によるトルクの不均一状態を、気筒間での筒内圧のばらつきとして検出するものである。
In the engine 101, intake cylinder distribution, residual gas amount, and the like may vary among the cylinders. In particular, when performing compression self-ignition combustion, the temperature at the top dead center also depends on variations in cooling efficiency. The pressure varies, and the torque between the cylinders becomes uneven.
Therefore, in step S202, the non-uniform state of torque due to the variation factors as described above is detected as variation in the in-cylinder pressure between the cylinders.

但し、筒内圧センサ125による筒内圧の検出に代えて、公知の種々の燃焼状態検出手段を採用でき、例えば、燃焼室106内のイオン電流を検出することで燃焼状態を検出する方法や、機関回転速度から気筒間のトルクばらつきを検出する方法や、振動を検出方法などを適宜採用できる。
ステップS203では、ステップS202での検出結果に基づいて、気筒間におけるトルクを一定にするための補正量を気筒別に算出する。
However, in place of the detection of the in-cylinder pressure by the in-cylinder pressure sensor 125, various known combustion state detection means can be employed. For example, a method for detecting the combustion state by detecting the ionic current in the combustion chamber 106, or an engine A method for detecting torque variation between cylinders from the rotational speed, a method for detecting vibration, and the like can be appropriately employed.
In step S203, based on the detection result in step S202, a correction amount for making the torque between the cylinders constant is calculated for each cylinder.

例えば、図19に示すように、気筒間でトルクにばらつきが生じている場合に、平均トルクに各気筒の発生トルクを揃えるように、平均トルクよりも発生トルクが大きい気筒については、発生トルクを平均トルクにまで低下させる補正量を設定し、平均トルクよりも発生トルクが小さい気筒については、発生トルクを平均トルクにまで増加させる補正量を設定する。   For example, as shown in FIG. 19, when there is a variation in torque among cylinders, the generated torque is set for the cylinder having a generated torque larger than the average torque so that the generated torque of each cylinder is aligned with the average torque. A correction amount for reducing the generated torque to the average torque is set. For a cylinder having a generated torque smaller than the average torque, a correction amount for increasing the generated torque to the average torque is set.

尚、トルクを揃える目標を平均値に限定するものではなく、そのときのアクセル開度に応じて目標値を決定したり、最大値又は最小値を目標としたり、特定気筒のトルクに他の気筒のトルクを揃えるようにしたりすることができる。
ステップS204では、図4に示すように、要求トルクTと機関回転速度Neとに応じて火花点火燃焼領域と圧縮自己着火燃焼領域を予め記憶したマップを参照して、そのときの要求トルクと機関回転速度とに対応する燃焼形態が圧縮自己着火燃焼であるか否かを判別する。
The target for aligning the torque is not limited to the average value, but the target value is determined according to the accelerator opening at that time, the maximum value or the minimum value is set as a target, and the torque of a specific cylinder is set to other cylinders. The torque can be made uniform.
In step S204, as shown in FIG. 4, a map in which the spark ignition combustion region and the compression self-ignition combustion region are stored in advance according to the required torque T and the engine rotational speed Ne is referred to. It is determined whether or not the combustion mode corresponding to the rotation speed is compression self-ignition combustion.

ここで、現在の要求トルクTと機関回転速度Neとが圧縮自己着火燃焼領域に該当せず、火花点火燃焼領域に該当する場合には、ステップS212へ進んで、火花点火燃焼を行わせる。
前記火花点火燃焼においては、前記要求トルクT(アクセル開度)に応じて前記スロットルバルブ105の開度を制御することで機関101の吸入空気量を制御し、この吸入空気量に対して目標空燃比の混合気を生成して火花点火燃焼させるべく、燃料噴射時期及び燃料噴射量を決定する。
Here, if the current required torque T and the engine rotational speed Ne do not correspond to the compression self-ignition combustion region but correspond to the spark ignition combustion region, the process proceeds to step S212, and spark ignition combustion is performed.
In the spark ignition combustion, the intake air amount of the engine 101 is controlled by controlling the opening degree of the throttle valve 105 in accordance with the required torque T (accelerator opening degree), and the target air amount is determined with respect to the intake air amount. The fuel injection timing and the fuel injection amount are determined in order to generate an air-fuel mixture with a fuel ratio and to perform spark ignition combustion.

そして、燃料噴射時期及び燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射弁108に対して噴射パルス信号を出力する。
また、前記燃料噴射量及び機関回転速度Neから基本点火時期を決定する一方、火花点火燃焼領域において前記気筒間におけるトルクを一定にするためのトルク補正量に基づいて基本点火時期を補正することで、個々の気筒に対応する点火時期を決定する。
An injection pulse signal is output to the fuel injection valve 108 based on the fuel injection timing and the fuel injection amount.
Further, while determining the basic ignition timing from the fuel injection amount and the engine speed Ne, the basic ignition timing is corrected based on the torque correction amount for making the torque between the cylinders constant in the spark ignition combustion region. The ignition timing corresponding to each cylinder is determined.

ここで、トルクの増加要求に対しては点火時期を進角補正し、トルクの減少要求に対しては点火時期を遅角補正する。
そして、各気筒の点火プラグ107がその気筒に対応する点火時期で火花放電するように制御し、前記燃料噴射弁108から燃焼室106内に噴射された燃料を、点火プラグ107による火花点火で着火燃焼させる。
Here, the ignition timing is corrected to advance for a torque increase request, and the ignition timing is retarded to respond to a torque decrease request.
Then, the spark plug 107 of each cylinder is controlled so as to perform spark discharge at the ignition timing corresponding to that cylinder, and the fuel injected from the fuel injection valve 108 into the combustion chamber 106 is ignited by spark ignition by the spark plug 107. Burn.

尚、火花点火燃焼状態で、気筒間におけるトルクを一定にするための方法としては、上記のように点火時期を補正する方法の他、例えば、気筒毎の吸入空気量を補正する方法や燃料噴射量を補正する方法などがあり、これらを組み合わせて補正することもできる。
また、火花点火燃焼状態では、気筒間におけるトルクを一定にするための補正を省略し、圧縮自己着火燃焼領域でのみ補正を実行させることができる。
In addition, as a method for making the torque between the cylinders constant in the spark ignition combustion state, in addition to the method for correcting the ignition timing as described above, for example, a method for correcting the intake air amount for each cylinder or fuel injection There are methods for correcting the amount, etc., and these can be corrected in combination.
Further, in the spark ignition combustion state, the correction for making the torque between the cylinders constant can be omitted, and the correction can be executed only in the compression self-ignition combustion region.

一方、現在の要求トルクTと機関回転速度Neとが圧縮自己着火燃焼領域に該当すると判断されると、ステップS205以降へ進み、気筒別の噴射制御を実行する。
本実施形態における機関101を4気筒機関として以下に説明すると、図18のフローチャートにおいて、ステップS205(#1)〜ステップS211(#1)は第1気筒における噴射制御を示し、ステップS205(#2)〜ステップS211(#2)は第2気筒における噴射制御を示し、ステップS205(#3)〜ステップS211(#3)は第3気筒における噴射制御を示し、更に、ステップS205(#4)〜ステップS211(#4)は第4気筒における噴射制御を示し、気筒別の処理は並行して実行されるものとする。
On the other hand, if it is determined that the current required torque T and the engine rotational speed Ne correspond to the compression self-ignition combustion region, the process proceeds to step S205 and thereafter, and the injection control for each cylinder is executed.
The engine 101 in the present embodiment will be described below as a four-cylinder engine. In the flowchart of FIG. 18, steps S205 (# 1) to step S211 (# 1) indicate injection control in the first cylinder, and step S205 (# 2). ) To step S211 (# 2) indicate injection control in the second cylinder, steps S205 (# 3) to step S211 (# 3) indicate injection control in the third cylinder, and further, steps S205 (# 4) to Step S211 (# 4) indicates injection control in the fourth cylinder, and the processing for each cylinder is executed in parallel.

上記気筒別処理の内容は共通するので、第1気筒での処理を代表例として以下にステップS205(#1)〜ステップS211(#1)における噴射制御を説明する。
ステップS205(#1)では、各気筒共通の基本燃料噴射量(燃料投入量)を要求トルクTに応じて決定する。
ここで、前記基本燃料噴射量は、図5に示すテーブルに基づいて決定され、そのときの要求トルクTが高いほど大きな値に設定されるようになっている。
Since the contents of the processing for each cylinder are common, the injection control in steps S205 (# 1) to S211 (# 1) will be described below with the processing in the first cylinder as a representative example.
In step S205 (# 1), a basic fuel injection amount (fuel injection amount) common to each cylinder is determined according to the required torque T.
Here, the basic fuel injection amount is determined based on the table shown in FIG. 5, and is set to a larger value as the required torque T at that time is higher.

前記火花点火燃焼領域では、機関101の吸入空気量の制御によって機関負荷を制御するが、圧縮自己着火燃焼領域では、機関101への燃料の投入量によって機関負荷を制御するものである。
次のステップS206(#1)では、前記ステップS203において第1気筒に対応して設定されたトルク補正値に基づいて前記基本燃料噴射量を増量又は減量補正して、第1気筒における燃料噴射量を決定することで、第1気筒における発生トルクを他の気筒に揃えるようにする。
In the spark ignition combustion region, the engine load is controlled by controlling the intake air amount of the engine 101. In the compression self-ignition combustion region, the engine load is controlled by the amount of fuel input to the engine 101.
In the next step S206 (# 1), the basic fuel injection amount is increased or decreased based on the torque correction value set for the first cylinder in step S203, and the fuel injection amount in the first cylinder is corrected. Is determined so that the torque generated in the first cylinder is aligned with that of the other cylinders.

即ち、第1気筒の発生トルクを増大させる必要がある場合には、第1気筒用の燃料噴射量を増量補正し、第1気筒の発生トルクを減少させる必要がある場合には、第1気筒用の燃料噴射量を減量補正する。
ステップS207(#1)では、第1気筒用の燃料噴射量に基づいて、第1気筒における燃料噴射時期を決定する。
That is, when it is necessary to increase the generated torque of the first cylinder, the fuel injection amount for the first cylinder is corrected to be increased, and when the generated torque of the first cylinder needs to be decreased, the first cylinder Correct the amount of fuel injection for reduction.
In step S207 (# 1), the fuel injection timing in the first cylinder is determined based on the fuel injection amount for the first cylinder.

前記燃料噴射時期は、図6に示すように、燃料噴射量が大きくなるほどリタードされ、燃料噴射量が小さくなるほどアドバンスされるようになっている。
また、図6に示すように、所定の最小燃料噴射量(最小要求トルク)以下の領域では、燃料噴射時期が所定のアドバンス限界値に固定され、所定の最大燃料噴射量(最大要求トルク)以上の領域では、燃料噴射時期が所定のリタード限界値に固定される。
尚、前記リタード限界値は、後述するように運転条件に応じて可変されるリタード限界値のうちの最もリタード側の値(例えば吸気下死点ATDC180deg)に設定されるものとする。
As shown in FIG. 6, the fuel injection timing is retarded as the fuel injection amount increases and advanced as the fuel injection amount decreases.
Further, as shown in FIG. 6, in a region below a predetermined minimum fuel injection amount (minimum required torque), the fuel injection timing is fixed at a predetermined advance limit value and is equal to or greater than a predetermined maximum fuel injection amount (maximum required torque). In this region, the fuel injection timing is fixed at a predetermined retard limit value.
The retard limit value is set to the most retarded value (for example, intake bottom dead center ATDC 180 deg.) Among the retard limit values that are varied according to operating conditions as will be described later.

上記の噴射時期の設定により、各気筒共通の基本燃料噴射量に対して第1気筒の噴射量が増量された場合には、基本燃料噴射量のときに比べて噴射時期がリタードされ、各気筒共通の基本燃料噴射量に対して第1気筒の噴射量が減量された場合には、基本燃料噴射量のときに比べて噴射時期がアドバンスされる。
ステップS208(#1)では、燃料噴射時期の各気筒共通のリタード限界を、機関回転速度Ne,吸気バルブ103の閉時期IVCにおける筒内温度,圧縮比のうちの少なくとも1つに基づいて決定する。
When the injection amount of the first cylinder is increased with respect to the basic fuel injection amount common to each cylinder by the above-described injection timing setting, the injection timing is retarded compared with the basic fuel injection amount, and each cylinder is retarded. When the injection amount of the first cylinder is reduced with respect to the common basic fuel injection amount, the injection timing is advanced as compared with the basic fuel injection amount.
In step S208 (# 1), the retard limit common to each cylinder at the fuel injection timing is determined based on at least one of the engine speed Ne, the in-cylinder temperature at the closing timing IVC of the intake valve 103, and the compression ratio. .

前記リタード限界値は、機関回転速度Neが高く燃焼速度が速くなるほどよりアドバンス側に設定され(図7参照)、吸気バルブ103の閉時期IVCにおける筒内温度が高いほどよりリタード側に設定され(図8参照)、更に、圧縮比が大きくなるほどよりリタード側に設定される(図9参照)。
尚、吸気バルブ103の閉時期IVCにおける筒内温度は、機関回転速度,燃料噴射量,冷却水温度(機関温度)などから推定させることができる。
The retard limit value is set to a more advanced side as the engine speed Ne is higher and the combustion speed is faster (see FIG. 7), and is set to a retard side as the in-cylinder temperature at the closing timing IVC of the intake valve 103 is higher ( Further, the larger the compression ratio, the more retarded it is set (see FIG. 9).
The in-cylinder temperature at the closing timing IVC of the intake valve 103 can be estimated from the engine speed, the fuel injection amount, the coolant temperature (engine temperature), and the like.

また、圧縮比に応じたリタード限界値の設定は、圧縮比が可変とされる機関において要求されるものであり、例えば特開2006−177270号公報に開示されるような可変圧縮比機構によって圧縮比が変更される場合の他、可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの変更によって圧縮比が変わる場合が含まれ、圧縮比は、可変圧縮比機構や可変バルブタイミング機構の制御信号から推定できる。   The setting of the retard limit value according to the compression ratio is required in an engine in which the compression ratio is variable. For example, the retard limit value is compressed by a variable compression ratio mechanism as disclosed in JP-A-2006-177270. In addition to the case where the ratio is changed, the case where the compression ratio is changed by changing the valve timing by the variable valve timing mechanism is included, and the compression ratio can be estimated from the control signals of the variable compression ratio mechanism and the variable valve timing mechanism.

ステップS208(#1)で燃料噴射時期のリタード限界値を決定すると、次のステップS209(#1)では、前記ステップS207(#1)で第1気筒用の燃料噴射量に基づいて決定した第1気筒の燃料噴射時期が、前記ステップS208(#1)で決定したリタード限界値を超えてリタードされているか否かを判別する。
第1気筒の燃料噴射時期が、リタード限界値を超えてリタードされている場合には、ステップS210(#1)へ進み、前記リタード限界値を第1気筒の燃料噴射時期に設定することで、リタード限界値を超えた噴射時期で第1気筒での燃料噴射が行われることを回避し、第1気筒における着火安定性を確保する。
When the retard limit value of the fuel injection timing is determined in step S208 (# 1), the next step S209 (# 1) is determined based on the fuel injection amount for the first cylinder in step S207 (# 1). It is determined whether or not the fuel injection timing of one cylinder is retarded beyond the retard limit value determined in step S208 (# 1).
When the fuel injection timing of the first cylinder is retarded beyond the retard limit value, the process proceeds to step S210 (# 1), and the retard limit value is set to the fuel injection timing of the first cylinder. The fuel injection in the first cylinder is avoided at the injection timing exceeding the retard limit value, and the ignition stability in the first cylinder is ensured.

上記のようにして、第1気筒用の燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定すると、ステップS211(#1)では、外気温度などに応じた補正を燃料噴射量に施して最終的な第1気筒用の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する。
そして、第1気筒用の燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じて、第1気筒に設けられている燃料噴射弁108に対して噴射パルス信号を出力する。
When the fuel injection amount and fuel injection timing for the first cylinder are set as described above, in step S211 (# 1), the fuel injection amount is corrected according to the outside air temperature and the like, and the final first cylinder is obtained. Determine the fuel injection amount and fuel injection timing.
Then, an injection pulse signal is output to the fuel injection valve 108 provided in the first cylinder according to the fuel injection amount and fuel injection timing for the first cylinder.

上記の第1気筒における噴射量・噴射時期の制御が、他の気筒においても同様にして行われる。
圧縮自己着火燃焼(予混合圧縮着火燃焼)において、気筒間のトルクを一定にするために気筒別に燃料噴射量を増加させると、図10に示すように着火時期が早期化すると共に、図11に示すように筒内圧上昇率が大きくなり、図12に示すように筒内圧上昇率が大きくなるほど燃焼騒音が大きくなる。
The control of the injection amount and the injection timing in the first cylinder is performed in the same manner in the other cylinders.
In the compression self-ignition combustion (premixed compression ignition combustion), if the fuel injection amount is increased for each cylinder in order to make the torque between the cylinders constant, the ignition timing is advanced as shown in FIG. As shown, the in-cylinder pressure increase rate increases, and as shown in FIG. 12, the combustion noise increases as the in-cylinder pressure increase rate increases.

一方、圧縮自己着火燃焼(予混合圧縮着火燃焼)において、気筒間のトルクを一定にするために気筒別に燃料噴射量を減量させると、図14に示すように、燃焼安定性が低下して失火する可能性がある。
ここで、燃料噴射量の増量に伴って燃料噴射時期をリタードさせると、噴霧による混合気の冷却効果により筒内温度が下がり、これにより着火時期がリタードされるから、燃料噴射量の増量に伴う着火時期の進角が抑制されて、筒内圧上昇率の増大が抑止され、燃焼騒音を下げることができる(図13参照)。
On the other hand, in compression self-ignition combustion (premixed compression ignition combustion), if the fuel injection amount is decreased for each cylinder in order to make the torque between the cylinders constant, as shown in FIG. there's a possibility that.
Here, if the fuel injection timing is retarded along with the increase in the fuel injection amount, the in-cylinder temperature is lowered due to the cooling effect of the air-fuel mixture by the spray, and thereby the ignition timing is retarded. The advance angle of the ignition timing is suppressed, the increase in the cylinder pressure increase rate is suppressed, and the combustion noise can be reduced (see FIG. 13).

噴霧による混合気の冷却効果は、噴霧と燃焼室壁面との干渉の最小化、及び、混合気の不均一化によるものであり、燃料噴射時期をBTDC付近とすることで冷却効果が最大となる。
また、燃料噴射量の減量に伴って燃料噴射時期をアドバンスさせると、混合気が均一化されて燃焼安定性を向上させることができ(図14参照)、失火の発生を防止できる。
The cooling effect of the air-fuel mixture by spraying is due to the minimization of the interference between the spray and the wall of the combustion chamber and the non-uniformity of the air-fuel mixture, and the cooling effect is maximized by setting the fuel injection timing in the vicinity of BTDC. .
Further, if the fuel injection timing is advanced in accordance with the reduction of the fuel injection amount, the air-fuel mixture can be made uniform and the combustion stability can be improved (see FIG. 14), and the occurrence of misfire can be prevented.

従って、気筒間のトルクを一定にしつつ、燃焼騒音の増大・燃焼安定性の低下を防止することができる。
尚、例えばV型機関において、バンク間におけるトルクを一定にするために、バンク毎に燃料噴射量を増減補正し、係るバンク毎の噴射量の増減補正に伴って噴射時期をリタード又はアドバンスさせる構成とすることができる。
Therefore, it is possible to prevent an increase in combustion noise and a decrease in combustion stability while keeping the torque between the cylinders constant.
For example, in a V-type engine, in order to make the torque between banks constant, the fuel injection amount is increased or decreased for each bank, and the injection timing is retarded or advanced in accordance with the increase or decrease correction of the injection amount for each bank. It can be.

更に、気筒間又はバンク間におけるトルクを一定にするための燃料噴射量の増減補正を限界値内に制限することが好ましい。
また、通常の要求トルクに応じた燃料噴射量の増減変化に対して燃料噴射時期をリタード又はアドバンスさせると同時に、気筒間又はバンク間におけるトルクを一定にするための燃料噴射量の増減補正によっても燃料噴射時期をリタード又はアドバンスさせる構成とすることができる。
Furthermore, it is preferable to limit the fuel injection amount increase / decrease correction within a limit value so as to make the torque between cylinders or between banks constant.
In addition, the fuel injection timing is retarded or advanced with respect to the increase / decrease change of the fuel injection amount according to the normal required torque, and at the same time, the fuel injection amount increase / decrease correction is made to keep the torque constant between cylinders or banks. The fuel injection timing can be retarded or advanced.

また、燃焼騒音を所定レベル以下に抑制でき、かつ、失火を発生させることがなく、しかも、なるべく下死点に近く高いトルクを発生させることができる噴射時期を、燃焼状態(筒内圧上昇率等)の検出結果に基づいて、燃料噴射量毎に学習させることができる。   Also, the combustion timing (in-cylinder pressure increase rate, etc.) can be set so that the combustion noise can be suppressed to a predetermined level or less, no misfire occurs, and high torque can be generated as close to the bottom dead center as possible. ) Can be learned for each fuel injection amount.

本願発明の第1実施形態における予混合圧縮着火内燃機関を示す図。The figure which shows the premixed compression ignition internal combustion engine in 1st Embodiment of this invention. 前記第1実施形態における予混合圧縮着火内燃機関の燃焼室構造を示す図。The figure which shows the combustion chamber structure of the premixing compression ignition internal combustion engine in the said 1st Embodiment. 前記第1実施形態における噴射制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the injection control in the said 1st Embodiment. 本願発明の実施形態における圧縮着火領域と火花点火領域とを示す図。The figure which shows the compression ignition area | region and spark ignition area | region in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における要求トルクと燃料投入量との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the request | required torque and fuel injection quantity in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における要求トルク(燃料噴射量)と燃料噴射時期との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the request | required torque (fuel injection amount) and fuel injection timing in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における機関回転速度とリタード限界との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the engine rotational speed and retard limit in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における吸気バルブの閉時期における筒内温度とリタード限界との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the cylinder temperature and retard limit in the closing timing of the intake valve in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における圧縮比とリタード限界との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the compression ratio and retard limit in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における燃料噴射量と着火時期との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the fuel injection quantity and ignition timing in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における燃料噴射量と筒内圧上昇率との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the fuel injection quantity and cylinder pressure increase rate in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における筒内圧上昇率と燃焼騒音との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the cylinder pressure increase rate and combustion noise in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態において燃料噴射量と筒内圧上昇率との相関が、燃料噴射時期に応じて変化することを示す線図。The diagram which shows that the correlation with fuel injection quantity and the cylinder pressure rise rate changes according to fuel injection timing in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態において燃料噴射量と燃焼安定度との相関が、燃料噴射時期に応じて変化することを示す線図。The diagram which shows that the correlation of fuel injection quantity and combustion stability changes according to fuel-injection timing in embodiment of this invention. 本願発明の実施形態における燃料噴射時期とトルクとの関係を示す線図。The diagram which shows the relationship between the fuel-injection timing and torque in embodiment of this invention. 本願発明の第2実施形態における予混合圧縮着火内燃機関を示す図。The figure which shows the premixed compression ignition internal combustion engine in 2nd Embodiment of this invention. 前記第2実施形態における予混合圧縮着火内燃機関の燃焼室構造を示す図。The figure which shows the combustion chamber structure of the premixing compression ignition internal combustion engine in the said 2nd Embodiment. 前記第2実施形態における噴射制御を示すフローチャート。The flowchart which shows the injection control in the said 2nd Embodiment. 前記第2実施形態における気筒間におけるトルクばらつきとトルク補正との相関を示す線図。The diagram which shows the correlation with the torque dispersion | variation between the cylinders in the said 2nd Embodiment, and torque correction.

符号の説明Explanation of symbols

101…内燃機関、102…吸気マニホールド、103…吸気バルブ、104…吸気ダクト、105…スロットルバルブ、106…燃焼室、107…点火プラグ、108…主燃料噴射弁、109…排気バルブ、110…排気マニホールド、111…排気還流通路、112…EGRバルブ、113…触媒、114…副燃料噴射弁、120…電子コントロールユニット、121…エアフローメータ、122…アクセル開度センサ、123…クランク角センサ、124…水温センサ、125…筒内圧センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Internal combustion engine, 102 ... Intake manifold, 103 ... Intake valve, 104 ... Intake duct, 105 ... Throttle valve, 106 ... Combustion chamber, 107 ... Spark plug, 108 ... Main fuel injection valve, 109 ... Exhaust valve, 110 ... Exhaust Manifold 111 ... Exhaust gas recirculation passage 112 ... EGR valve 113 ... Catalyst 114 ... Sub fuel injection valve 120 ... Electronic control unit 121 ... Air flow meter 122 ... Accelerator opening sensor 123 ... Crank angle sensor 124 ... Water temperature sensor, 125 ... In-cylinder pressure sensor

Claims (2)

吸気下死点よりも前に噴射される燃料を圧縮自己着火燃焼させる予混合圧縮着火内燃機関において、
燃料噴射量が増加するに連れて燃料噴射時期をリタードさせ、かつ所定の最大燃料噴射量以上の領域で燃料噴射時期が固定される燃料噴射時期のリタード限界を、吸気上死点後60°から吸気下死点までの範囲であって、機関回転速度、吸気バルブの閉時期における筒内温度、圧縮比のうち少なくとも1つに基づいて設定することを特徴とする予混合圧縮着火内燃機関。
In a premixed compression ignition internal combustion engine that performs compression self-ignition combustion of fuel injected before the intake bottom dead center,
The retard limit of the fuel injection timing, in which the fuel injection timing is retarded as the fuel injection amount increases and the fuel injection timing is fixed in a region equal to or greater than the predetermined maximum fuel injection amount, starts from 60 ° after the intake top dead center. A premixed compression ignition internal combustion engine, which is set based on at least one of an engine rotational speed, an in-cylinder temperature at the closing timing of the intake valve, and a compression ratio within a range up to the intake bottom dead center .
気筒間のトルクを一定にするために気筒毎に燃料噴射量を個別に増減補正し、該燃料噴射量の増減に応じて気筒毎に燃料噴射時期を個別に設定することを特徴とする請求項1に記載の予混合圧縮着火内燃機関。 The fuel injection amount is individually increased or decreased for each cylinder to make the torque between the cylinders constant, and the fuel injection timing is individually set for each cylinder according to the increase or decrease of the fuel injection amount. premixed compression ignition internal combustion engine according to 1.
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