JP5429148B2 - Premixed compression self-ignition engine - Google Patents

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Description

本発明は、ガソリンを含有する燃料により駆動され、少なくともエンジンの低回転かつ低負荷域に設定された第1運転領域で、上記燃料と空気とが混合された混合気を圧縮、高温化して自着火させる予混合圧縮自己着火エンジンに関する。   The present invention is driven by a fuel containing gasoline and compresses and raises the temperature of the air-fuel mixture in which the fuel and air are mixed at least in a first operation region set at a low engine speed and low load. The present invention relates to a premixed compression self-ignition engine for ignition.

従来、下記特許文献1に示されるように、天然ガスを燃料とする予混合圧縮自己着火エンジンにおいて、エンジンが低負荷域で運転されているときに、グロープラグ(加熱手段)を用いて筒内を加熱しながら予混合圧縮自己着火燃焼を行わせる技術が知られている。   Conventionally, as shown in Patent Document 1 below, in a premixed compression self-ignition engine using natural gas as a fuel, when the engine is operated in a low load region, a glow plug (heating means) is used to There is known a technique for performing premixed compression self-ignition combustion while heating.

具体的に、この特許文献1では、エンジンの低負荷域で、吸気弁と排気弁とをともに閉じる期間を排気行程から吸気行程にかけて設定することにより、既燃ガスの一部を次回サイクルの混合気と混合させるとともに、このように既燃ガスと混合された混合気をグロープラグによって燃料の自着火温度以上に加熱するようにしている。   Specifically, in Patent Document 1, in a low load region of the engine, a period for closing both the intake valve and the exhaust valve is set from the exhaust stroke to the intake stroke, whereby a part of the burned gas is mixed in the next cycle. The air-fuel mixture thus mixed with the burned gas is heated above the self-ignition temperature of the fuel by the glow plug.

上記のように、グロープラグを用いて混合気を加熱するようにすれば、燃料が少なく筒内温度の低い低負荷域であっても、着火性を充分に確保して、混合気を確実に自着火させることができる。   As described above, if the air-fuel mixture is heated using a glow plug, sufficient ignitability is ensured and the air-fuel mixture is ensured even in a low-load region where there is little fuel and the in-cylinder temperature is low. Can be self-ignited.

特開2004−316593号公報JP 2004-316593 A

上記特許文献1に開示された予混合圧縮自己着火エンジンは、天然ガスを燃料とするエンジンであったが、例えば自動車用の動力源としては、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンがより広く使用されており、このようなガソリンエンジンにおいても、燃料と空気との混合気を圧縮して自着火させる予混合圧縮自己着火燃焼の研究は盛んに行われている。   The premixed compression self-ignition engine disclosed in Patent Document 1 is an engine using natural gas as a fuel. For example, a gasoline engine using gasoline as a fuel is widely used as a power source for automobiles. Even in such a gasoline engine, research on premixed compression self-ignition combustion in which a mixture of fuel and air is compressed and self-ignited has been actively conducted.

上記のようにガソリンを燃料とした予混合圧縮自己着火エンジンであっても、例えば燃料の噴射量の少ない低負荷域では着火性が悪いという事情は同じであり、そこでの着火性をいかに確保するかが問題となる。もちろん、上記特許文献1と同様に、低負荷域でグロープラグによる加熱を行うことも考えられるが、例えば、エンジンの圧縮比を充分に高くすれば、筒内が充分に高温化し、着火性が高まるため、燃料噴射量が少ない低負荷域であってもグロープラグを使用する必要はない。実際のところ、本願発明者等による研究によれば、圧縮比を一般的なガソリンエンジンの圧縮比(例えば9〜11程度)よりもある程度高めたエンジンであれば、たとえ低負荷であっても、グロープラグ等の着火アシスト手段を用いることなく、混合気を安定的に自着火させられることが既に確認されている。   Even in the case of a premixed compression self-ignition engine using gasoline as a fuel as described above, for example, the ignitability is low in a low load region where the fuel injection amount is small, and how to ensure the ignitability there. Is a problem. Of course, it is conceivable to perform heating with a glow plug in a low load region as in the above-mentioned Patent Document 1, but for example, if the compression ratio of the engine is sufficiently high, the inside of the cylinder is sufficiently heated and the ignitability is improved. Therefore, it is not necessary to use a glow plug even in a low load region where the fuel injection amount is small. Actually, according to research by the inventors of the present application, even if the engine has a compression ratio that is somewhat higher than the compression ratio (for example, about 9 to 11) of a general gasoline engine, It has already been confirmed that the air-fuel mixture can be ignited stably without using an ignition assist means such as a glow plug.

ただし、このように圧縮比を高めたガソリンエンジンにおいて、低負荷域での運転から、例えば車両を比較的勢いよく加速させるために大きくアクセルペダルが踏み込まれ、負荷が高い(燃料噴射量が多い)運転領域に瞬時に移行したような場合には、低負荷域と同じ条件で適正な予混合圧縮自己着火燃焼を行わせることは困難となる。すなわち、低負荷域での運転から、主に負荷のみが増大し、燃料噴射量が急激に増やされたような状況で、低負荷域と同じ燃料噴射時期(例えば吸気行程中)を維持しつつ予混合圧縮自己着火燃焼を行わせようとした場合には、筒内の高温化に起因して、例えば混合気の自着火のタイミングが早くなり過ぎるプリイグニッションと呼ばれる異常燃焼が発生するおそれがある。   However, in such a gasoline engine with a high compression ratio, for example, the accelerator pedal is greatly depressed to drive the vehicle comparatively vigorously from driving in a low load range, and the load is high (the fuel injection amount is large). In the case of an instant transition to the operation region, it is difficult to perform proper premixed compression self-ignition combustion under the same conditions as in the low load region. That is, while operating only in the low load range, the load is mainly increased, and the fuel injection amount is rapidly increased while maintaining the same fuel injection timing (for example, during the intake stroke) as in the low load range. When premixed compression self-ignition combustion is to be performed, abnormal combustion called pre-ignition may occur due to the high temperature in the cylinder, for example, the timing of self-ignition of the air-fuel mixture becomes too early. .

一方、予混合圧縮自己着火燃焼は、エンジン回転速度が高くなると起き難くなる。すなわち、エンジン回転速度が高いと、燃料が高温・高圧に晒される時間(受熱期間)が短いため、燃料が充分に活性化しないまま圧縮上死点を過ぎてしまい、混合気が自着火しない(失火が起きる)可能性が高くなる。このため、例えばエンジンの低回転・低負荷域から、比較的緩やかな加速が行われ、主に回転速度のみが上昇したような場合に、特に失火が起き易くなってしまい、このような状況での着火性をいかに確保するかが問題となっていた。   On the other hand, premixed compression self-ignition combustion hardly occurs when the engine speed increases. That is, when the engine speed is high, the time during which the fuel is exposed to high temperature and high pressure (heat receiving period) is short, so that the fuel passes through the compression top dead center without being fully activated, and the mixture does not self-ignite ( The possibility of misfire) increases. For this reason, for example, when relatively slow acceleration is performed from the low rotation / low load range of the engine and only the rotation speed is mainly increased, misfire is particularly likely to occur. It was a problem how to ensure the ignitability of.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、主に負荷が上昇するような加速時、または主に回転速度が上昇するような加速時のいずれにおいても、異常燃焼や失火を起こすことなく適正に混合気を自着火させることが可能な予混合圧縮自己着火エンジンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and abnormal combustion and misfire are caused either at the time of acceleration where the load is increased or at the time of acceleration where the rotational speed is increased. It is an object of the present invention to provide a premixed compression self-ignition engine capable of properly igniting an air-fuel mixture without causing ignition.

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、ガソリンを含有する燃料により駆動され、少なくともエンジンの低回転かつ低負荷域に設定された第1運転領域で、上記燃料と空気とが混合された混合気を圧縮、高温化して自着火させる予混合圧縮自己着火エンジンであって、上記エンジンの筒内温度を強制的に上昇させる加熱手段と、上記燃料を筒内に噴射するインジェクタと、上記加熱手段およびインジェクタを制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記第1運転領域で運転されている状態から当該領域よりも負荷が高い第2運転領域に移行するような加速時には、少なくとも上記第2運転領域への移行後の所定期間、圧縮行程後半および膨張行程前半の少なくとも2回に分けて上記インジェクタから燃料を噴射させる分割噴射を行うことにより、混合気を自着火させる一方、上記第1運転領域で運転されている状態から上記第1、第2運転領域よりも回転速度が高い第3運転領域に移行するような加速時には、上記第3運転領域への移行後において、上記インジェクタからの燃料噴射時期を圧縮行程後半に設定しつつ上記加熱手段を作動させることにより、混合気を自着火させることを特徴とするものである(請求項1)。   In order to solve the above-described problems, the present invention is driven by fuel containing gasoline, and the fuel and air are mixed at least in a first operation region set at a low engine speed and a low load region. A premixed compression self-ignition engine that compresses and raises the temperature of the air-fuel mixture and self-ignites, heating means for forcibly increasing the in-cylinder temperature of the engine, an injector for injecting the fuel into the cylinder, and A control means for controlling the heating means and the injector, and the control means is at least at the time of acceleration when shifting from the state of operation in the first operation region to the second operation region having a higher load than the region. Divided injection in which fuel is injected from the injector at least twice during the predetermined period after the transition to the second operation region, the second half of the compression stroke and the first half of the expansion stroke By performing the above, the air-fuel mixture is self-ignited, while at the time of acceleration such that the state of operation in the first operation region shifts to the third operation region where the rotational speed is higher than that of the first and second operation regions. After the transition to the third operation region, the air-fuel mixture is self-ignited by operating the heating means while setting the fuel injection timing from the injector in the latter half of the compression stroke. (Claim 1).

なお、「筒内温度を強制的に上昇させる加熱手段」とは、ピストンによる圧縮作用以外の方法で筒内温度を上昇させる手段をいう。   The “heating means for forcibly increasing the in-cylinder temperature” means means for increasing the in-cylinder temperature by a method other than the compression action by the piston.

本発明によれば、主に負荷が上昇するような比較的急な加速時に、圧縮行程後半および吸気行程前半に分けて燃料を噴射する制御(分割噴射)を実行することにより、前段の(圧縮行程後半の)燃料噴射から大きな遅れを伴うことなく混合気を自着火させることができるとともに、それに続く後段の(膨張行程前半の)燃料噴射に基づき燃焼を継続させることにより、ノッキング等につながる急激な熱エネルギーの発生を防止しながら、全体として負荷に応じた高い出力を確保することができる。   According to the present invention, the control (split injection) in which fuel is injected into the latter half of the compression stroke and the first half of the intake stroke at the time of a relatively steep acceleration where the load increases mainly is performed. The air-fuel mixture can be self-ignited without significant delay from the fuel injection in the second half of the stroke, and the combustion is continued based on the subsequent fuel injection in the latter stage (first half of the expansion stroke). As a whole, high output corresponding to the load can be ensured while preventing generation of heat energy.

また、主に回転速度が上昇するような比較的緩やかな加速時に、燃料噴射時期を圧縮行程後半に設定しつつ、加熱手段を作動させて筒内温度を強制的に上昇させるようにしたため、回転速度が速く(つまり燃料の受熱期間が短く)混合気の着火性が悪化し易い状況でも、失火を起こすことなく確実に混合気を自着火させることができる。   Also, during relatively slow acceleration, where the rotational speed increases, the in-cylinder temperature is forcibly increased by operating the heating means while setting the fuel injection timing in the latter half of the compression stroke. Even in a situation where the speed is high (that is, the heat receiving period of the fuel is short) and the ignitability of the air-fuel mixture tends to deteriorate, the air-fuel mixture can be surely self-ignited without causing misfire.

なお、上記加熱手段としては、通電により発熱する発熱部を筒内に有したグロープラグが好適である(請求項2)。   As the heating means, a glow plug having a heat generating portion that generates heat when energized is suitable.

上記構成において、好ましくは、上記制御手段は、上記第1運転領域から第2運転領域に移行する加速時に、当該第2運転領域に移行した時点から、上記分割噴射を実行するとともに上記グロープラグへの通電を開始し、その後グロープラグの発熱部の温度が所定値以上に上昇した時点で上記分割噴射を解除して、上記インジェクタからの燃料噴射時期を圧縮行程後半のみに設定する(請求項3)。   In the above configuration, preferably, the control means executes the split injection and moves to the glow plug from the time of transition to the second operation region at the time of acceleration of transition from the first operation region to the second operation region. When the temperature of the heat generating part of the glow plug rises above a predetermined value, the split injection is canceled and the fuel injection timing from the injector is set only in the second half of the compression stroke. ).

この構成によれば、燃費の悪化を効果的に防止しつつ、圧縮自己着火燃焼を適正に継続させることができる。すなわち、分割噴射が実行されると、燃焼の終期が遅れて排気損失等が増大するため、このような分割噴射に基づく燃焼を継続的に行った場合には、加速中の燃費が悪化してしまうおそれがある。これに対し、上記構成では、グロープラグが充分に昇温し、分割噴射しなくても(多量の燃料を1回で噴射しても)混合気が速やかに自着火する状態がつくり出されると、その後は、圧縮行程後半の1回で燃料を噴射し、その燃料噴射に基づく短期間の燃焼を行わせるようにしたため、加速に必要な高出力を確保しながら、燃費の悪化を最小限に抑えることができる。   According to this configuration, it is possible to appropriately continue the compression self-ignition combustion while effectively preventing the deterioration of fuel consumption. That is, when split injection is executed, the end of combustion is delayed and exhaust loss and the like increase, so if combustion based on such split injection is continuously performed, fuel efficiency during acceleration deteriorates. There is a risk that. On the other hand, in the above configuration, when the glow plug is sufficiently heated, and even if the split injection is not performed (even when a large amount of fuel is injected at one time), a state is created in which the air-fuel mixture quickly self-ignites. After that, the fuel was injected once in the latter half of the compression stroke, and the combustion was performed for a short period of time based on the fuel injection, so the deterioration of fuel consumption was minimized while ensuring the high output necessary for acceleration. Can be suppressed.

上記構成において、好ましくは、上記制御手段は、上記第1運転領域から第3運転領域に移行する加速時に、当該第3運転領域に移行した時点から上記グロープラグへの通電を開始し、その後グロープラグの発熱部の温度が所定値以上に上昇した時点で、上記インジェクタからの燃料噴射時期を圧縮行程後半に設定する(請求項4)。   In the above configuration, preferably, the control means starts energizing the glow plug from the time of transition to the third operation region during acceleration to transition from the first operation region to the third operation region, and then When the temperature of the heat generating part of the plug rises above a predetermined value, the fuel injection timing from the injector is set in the latter half of the compression stroke.

このように、グロープラグが充分に発熱してから燃料噴射時期を圧縮行程後半に設定するようにした場合には、グロープラグが冷えている状態でむやみに噴射時期が遅角されることによる失火を防止することができる。また、第1運転領域から第3運転領域に移行するような加速は、比較的緩やかな加速であるため、グロープラグが充分に発熱するまでにそれ程大きく回転速度が上昇することがない。このため、グロープラグが充分に発熱するまでの間に重大な失火が起きるような心配はなく、上記第3運転領域への移行直後でも圧縮自己着火燃焼を適正に継続させることができる。   As described above, when the fuel injection timing is set to the latter half of the compression stroke after the glow plug has sufficiently generated heat, misfire caused by the retarded injection timing when the glow plug is cold. Can be prevented. Further, since the acceleration that shifts from the first operation region to the third operation region is a relatively slow acceleration, the rotation speed does not increase so much until the glow plug sufficiently generates heat. For this reason, there is no fear that a serious misfire will occur until the glow plug sufficiently generates heat, and the compression self-ignition combustion can be continued properly even immediately after the transition to the third operation region.

上記構成において、好ましくは、上記制御手段は、上記グロープラグの発熱部の温度が予め定められた上限値まで上昇すると、上記第2運転領域または第3運転領域での運転が継続されていても、上記グロープラグへの通電量を低下させる(請求項5)。   In the above configuration, preferably, when the temperature of the heat generating portion of the glow plug rises to a predetermined upper limit value, the control unit may continue the operation in the second operation region or the third operation region. The amount of current supplied to the glow plug is reduced (claim 5).

この構成によれば、グロープラグの過度の昇温を防止してその信頼性を確保できるとともに、必要最小限の電流でグロープラグを発熱させることにより、混合気の着火性を効率よく確保することができる。   According to this configuration, it is possible to ensure the reliability of the glow plug by preventing excessive temperature rise of the glow plug and efficiently ensuring the ignitability of the air-fuel mixture by heating the glow plug with the minimum necessary current. Can do.

本発明において、好ましくは、上制御手段は、上記第1運転領域における上記インジェクタからの燃料噴射時期を、吸気行程中に設定する(請求項6)。   In the present invention, preferably, the upper control means sets the fuel injection timing from the injector in the first operation region during the intake stroke (Claim 6).

この構成によれば、吸気行程中に噴射された燃料を圧縮行程にかけて充分に空気と混合し、それによって形成された均一な混合気をピストンの圧縮作用で高温化することにより、混合気を確実に自着火させることができるとともに、燃焼効率をより高めることができる。   According to this configuration, the fuel injected during the intake stroke is sufficiently mixed with the air through the compression stroke, and the uniform mixture formed thereby is heated to a high temperature by the compression action of the piston, thereby ensuring the mixture. Can be self-ignited and combustion efficiency can be further increased.

上記構成において、好ましくは、上記制御手段は、エンジンの吸排気弁の動作を制御する機能を有し、上記第1運転領域では、上記吸排気弁の動作制御に基づいて、筒内で生成された既燃ガスの一部を筒内に残留させる内部EGRを実行する(請求項7)。   In the above configuration, preferably, the control means has a function of controlling the operation of the intake and exhaust valves of the engine, and is generated in a cylinder based on the operation control of the intake and exhaust valves in the first operating region. Then, internal EGR is performed in which a part of the burned gas remains in the cylinder (claim 7).

この構成によれば、高温の既燃ガスを利用して混合気の自着火を促進できるとともに、ポンピングロスを効果的に低減して燃費をより改善することができる。   According to this configuration, the self-ignition of the air-fuel mixture can be promoted using high-temperature burned gas, and the fuel consumption can be further improved by effectively reducing the pumping loss.

以上説明したように、本発明の予混合圧縮自己着火エンジンによれば、主に負荷が上昇するような加速時、または主に回転速度が上昇するような加速時のいずれにおいても、異常燃焼や失火を起こすことなく適正に混合気を自着火させることができる。   As described above, according to the premixed compression self-ignition engine of the present invention, abnormal combustion or non-combustion is caused either at the time of acceleration where the load is increased or at the time of acceleration where the rotation speed is increased. The air-fuel mixture can be properly ignited without causing misfire.

本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を示す図である。It is a figure showing the whole engine composition concerning one embodiment of the present invention. エンジンの制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of an engine. エンジンの運転状態に応じた燃焼形態を選択するための制御マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control map for selecting the combustion form according to the driving | running state of an engine. 第1加速モードにおける運転点の変化を上記制御マップ上に現した図である。It is the figure which showed the change of the operating point in 1st acceleration mode on the said control map. 第2加速モードにおける運転点の変化を上記制御マップ上に現した図である。It is the figure which showed the change of the operating point in 2nd acceleration mode on the said control map. 上記制御マップ上の第1運転領域(A1)でエンジンが運転されているときに実行される制御の内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the content of the control performed when the engine is drive | operating in the 1st driving | running area | region (A1) on the said control map. 上記第1運転領域(A1)から第2運転領域(A2)に移行した直後に行なわれる制御の内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the content of the control performed immediately after transfering to the 2nd driving | running area | region (A2) from the said 1st driving | operation area | region (A1). 上記図7に引き続いて行なわれる制御の内容を説明するとともに、上記第1運転領域(A1)から第3運転領域(A3)に移行したときに行われる制御の内容を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the content of the control performed following the said FIG. 7, and explaining the content of the control performed when it transfers to the 3rd driving | running area | region (A3) from the said 1st driving | operation area | region (A1). . 異常燃焼が起きるケースを説明するための図であり、(a)はプリイグニッションの発生を、(b)はノッキングの発生を示している。It is a figure for demonstrating the case where abnormal combustion occurs, (a) shows generation | occurrence | production of pre-ignition, (b) has shown generation | occurrence | production of knocking. 第1加速モード(図4の矢印X1)のときの燃料噴射時期やグロー通電量等の時間変化を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing temporal changes in fuel injection timing, glow energization amount, etc. in the first acceleration mode (arrow X1 in FIG. 4). 第2加速モード(図5の矢印X2)のときの燃料噴射時期やグロー通電量等の時間変化を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing temporal changes in fuel injection timing, glow energization amount, etc. in the second acceleration mode (arrow X2 in FIG. 5).

(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行駆動用の動力源として車両に搭載される往復ピストン型の多気筒ガソリンエンジンである。このエンジンのエンジン本体1は、紙面に直交する方向に並ぶ複数の気筒2(図中ではそのうちの1つのみを示す)を有するシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上面に設けられたシリンダヘッド4と、シリンダブロック3の各気筒2に往復摺動可能に挿入されたピストン5とを有している。なお、エンジン本体1に供給される燃料は、ガソリンを主成分とするものであればよく、その中身は、全てガソリンであってもよいし、ガソリンにエタノール(エチルアルコール)等を含有させたものでもよい。
(1) Overall Configuration of Engine FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an engine according to an embodiment of the present invention. The engine shown in the figure is a reciprocating piston type multi-cylinder gasoline engine mounted on a vehicle as a power source for driving driving. An engine body 1 of this engine includes a cylinder block 3 having a plurality of cylinders 2 (only one of which is shown in the drawing) arranged in a direction orthogonal to the paper surface, and a cylinder head 4 provided on the upper surface of the cylinder block 3. And a piston 5 inserted into each cylinder 2 of the cylinder block 3 so as to be slidable back and forth. In addition, the fuel supplied to the engine body 1 may be anything that contains gasoline as a main component, and the contents may be all gasoline, or gasoline containing ethanol (ethyl alcohol) or the like. But you can.

上記ピストン5はコネクティングロッド8を介してクランク軸7と連結されており、上記ピストン5の往復運動に応じて上記クランク軸7が中心軸回りに回転駆動されるようになっている。   The piston 5 is connected to the crankshaft 7 via a connecting rod 8, and the crankshaft 7 is driven to rotate about the central axis in accordance with the reciprocating motion of the piston 5.

上記ピストン5の上方には燃焼室6が形成され、燃焼室6に吸気ポート9および排気ポート10が開口し、各ポート9,10を開閉する吸気弁11および排気弁12が、上記シリンダヘッド4にそれぞれ設けられている。   A combustion chamber 6 is formed above the piston 5, an intake port 9 and an exhaust port 10 are opened in the combustion chamber 6, and an intake valve 11 and an exhaust valve 12 that open and close the ports 9 and 10 are connected to the cylinder head 4. Are provided respectively.

ここで、「燃焼室」とは、狭義には、ピストン5が上死点にあるときにその上方に形成される空間のことを指すため、以下では、ピストン5の上下位置にかかわらずその上方に形成される空間(広義の燃焼室)のことを指すときは、「気筒2の内部」、あるいは単に「筒内」と称することとする。   Here, in a narrow sense, the “combustion chamber” refers to a space formed above the piston 5 when it is at the top dead center. When referring to the space (combustion chamber in a broad sense) formed in the above, it is referred to as “inside the cylinder 2” or simply “inside the cylinder”.

上記吸気弁11および排気弁12は、それぞれ、シリンダヘッド4に配設された一対のカムシャフト等を含む動弁機構13,14によりクランク軸7の回転に連動して開閉駆動される。   The intake valve 11 and the exhaust valve 12 are driven to open and close in conjunction with the rotation of the crankshaft 7 by valve mechanisms 13 and 14 including a pair of camshafts and the like disposed in the cylinder head 4.

上記吸気弁11および排気弁12用の各動弁機構13,14には、VVT15,16がそれぞれ組み込まれている。VVT15,16は、可変バルブタイミング機構(Variable Valve Timing Mechanism)と呼ばれるものであり、吸排気弁11,12の動作タイミングを可変的に設定するものである。なお、VVT(可変バルブタイミング機構)としては既に様々な形式のものが実用化されて公知であるため、ここでは上記VVT15,16の構造についての詳細な説明は省略する。   VVTs 15 and 16 are incorporated in the valve operating mechanisms 13 and 14 for the intake valve 11 and the exhaust valve 12, respectively. The VVTs 15 and 16 are called variable valve timing mechanisms and variably set the operation timings of the intake and exhaust valves 11 and 12. Since various types of VVT (variable valve timing mechanism) have already been put into practical use, a detailed description of the structure of the VVTs 15 and 16 is omitted here.

上記シリンダブロック3やシリンダヘッド4の内部には、冷却水が流通する図外のウォータジャケットが設けられており、このウォータジャケット内の冷却水の温度を検出するためのエンジン水温センサSW1が、上記シリンダブロック3に設けられている。   A water jacket (not shown) through which the cooling water flows is provided inside the cylinder block 3 and the cylinder head 4, and an engine water temperature sensor SW1 for detecting the temperature of the cooling water in the water jacket includes the above-described water temperature sensor SW1. The cylinder block 3 is provided.

また、上記シリンダブロック3には、クランク軸7の回転速度をエンジンの回転速度として検出するエンジン回転速度センサSW2が設けられている。   The cylinder block 3 is provided with an engine rotation speed sensor SW2 that detects the rotation speed of the crankshaft 7 as the rotation speed of the engine.

上記シリンダヘッド4には、点火プラグ20、インジェクタ21、およびグロープラグ22が、各気筒2につき1組ずつ設けられている。   The cylinder head 4 is provided with one set of spark plugs 20, injectors 21, and glow plugs 22 for each cylinder 2.

上記点火プラグ20は、排気側(図1の左側)の側方から筒内(気筒2の内部)を臨むように設けられている。点火プラグ20の先端は、筒内に突出する電極部とされ、図外の点火回路からの給電に応じて電極部から筒内に向けて火花が放電されるようになっている。   The spark plug 20 is provided so as to face the inside of the cylinder (inside the cylinder 2) from the side of the exhaust side (left side in FIG. 1). The tip of the spark plug 20 is an electrode part protruding into the cylinder, and a spark is discharged from the electrode part into the cylinder in response to power supply from an ignition circuit (not shown).

上記インジェクタ21は、筒内をその上方から臨むように設けられており、図外の燃料供給管から供給される燃料(ガソリンを含む燃料)を筒内に向けて噴射する噴射口を先端に有している。そして、このインジェクタ21の噴射口から噴射された燃料と筒内の空気とが混合されることで、燃料と空気からなる混合気が筒内に形成されるようになっている。   The injector 21 is provided so as to face the inside of the cylinder from above, and has an injection port at the tip for injecting fuel (fuel including gasoline) supplied from a fuel supply pipe (not shown) into the cylinder. doing. And the fuel injected from the injection port of this injector 21 and the air in a cylinder are mixed, and the air-fuel mixture which consists of a fuel and air is formed in a cylinder.

上記グロープラグ22は、本発明にかかる加熱手段に相当するもので、吸気側(図1の右側)の側方から筒内を臨むように設けられている。グロープラグ22の先端は、筒内に突出する発熱部とされ、この発熱部が必要に応じ通電されることにより、筒内が加熱されるようになっている。   The glow plug 22 corresponds to the heating means according to the present invention, and is provided so as to face the inside of the cylinder from the side of the intake side (right side in FIG. 1). The tip of the glow plug 22 is a heat generating part protruding into the cylinder, and the inside of the cylinder is heated by energizing the heat generating part as necessary.

また、上記グロープラグ22には、その発熱部の温度を検出するためのグロー温度センサSW3(図2参照)が設けられている。   The glow plug 22 is provided with a glow temperature sensor SW3 (see FIG. 2) for detecting the temperature of the heat generating portion.

以上のように構成されたエンジン本体1は、その幾何学的圧縮比が16以上22以下に設定されている。すなわち、一般的なガソリンエンジンの幾何学的圧縮比が約9〜11程度であるのに対し、当実施形態のエンジン本体1では、その幾何学的圧縮比が、16以上22以下というかなり高い値に設定されている。   The engine main body 1 configured as described above has a geometric compression ratio set to 16 or more and 22 or less. That is, while the geometric compression ratio of a general gasoline engine is about 9 to 11, the geometric compression ratio of the engine body 1 of this embodiment is a considerably high value of 16 or more and 22 or less. Is set to

上記エンジン本体1の吸気ポート9および排気ポート10には、吸気通路23および排気通路24がそれぞれ接続されている。すなわち、外部からの吸入空気(新気)が上記吸気通路23を通じて筒内に供給されるとともに、筒内で生成された既燃ガス(排気ガス)が上記排気通路24を通じて外部に排出されるようになっている。   An intake passage 23 and an exhaust passage 24 are connected to the intake port 9 and the exhaust port 10 of the engine body 1, respectively. That is, intake air (fresh air) from the outside is supplied into the cylinder through the intake passage 23, and burned gas (exhaust gas) generated in the cylinder is discharged to the outside through the exhaust passage 24. It has become.

上記吸気通路23には、その内部を流通して筒内に導入される新気の量を調節するためのスロットル弁25が設けられている。このスロットル弁25は、電子制御式のスロットル弁からなり、車両(図1のエンジンが搭載された車両)に備わる図外のアクセルペダルの開度に応じて電気的に開閉駆動される。すなわち、アクセルペダルにはアクセル開度センサSW4(図2)が設けられており、このアクセル開度センサ33により検出されたアクセルペダルの開度(アクセル開度)に基づいて、図外の電気式のアクチュエータがスロットル弁25を開閉駆動する。ただし、当実施形態のエンジンでは、後述する内部EGR(既燃ガスの残留操作)によっても新気の量が調節されるため、必ずしもアクセル開度に比例してスロットル弁25が駆動されるわけではない。   The intake passage 23 is provided with a throttle valve 25 for adjusting the amount of fresh air that flows through the intake passage 23 and is introduced into the cylinder. The throttle valve 25 is an electronically controlled throttle valve, and is electrically opened and closed according to the opening degree of an accelerator pedal (not shown) provided in a vehicle (a vehicle equipped with the engine of FIG. 1). That is, the accelerator pedal is provided with an accelerator opening sensor SW4 (FIG. 2). Based on the accelerator pedal opening (accelerator opening) detected by the accelerator opening sensor 33, an electric type (not shown) is provided. This actuator opens and closes the throttle valve 25. However, in the engine of the present embodiment, the amount of fresh air is also adjusted by internal EGR (burned gas residual operation) described later, so that the throttle valve 25 is not necessarily driven in proportion to the accelerator opening. Absent.

上記排気通路24には、排気ガス浄化用の触媒コンバータ26が設けられている。触媒コンバータ26には例えば三元触媒が内蔵されており、排気通路24を通過する排気ガス中の有害成分が上記三元触媒の作用により浄化されるようになっている。   The exhaust passage 24 is provided with a catalytic converter 26 for purifying exhaust gas. For example, a three-way catalyst is incorporated in the catalytic converter 26, and harmful components in the exhaust gas passing through the exhaust passage 24 are purified by the action of the three-way catalyst.

(2)制御系
図2は、エンジンの制御系を示すブロック図である。本図に示されるECU30は、エンジンの各部を統括的に制御するための装置であり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。
(2) Control System FIG. 2 is a block diagram showing an engine control system. The ECU 30 shown in the figure is a device for comprehensively controlling each part of the engine, and includes a well-known CPU, ROM, RAM, and the like.

上記ECU30には、各種センサからの種々の情報が入力される。例えば、ECU30は、上記エンジン水温センサSW1、エンジン回転速度センサSW2、グロー温度センサSW3、およびアクセル開度センサSW4と電気的に接続されており、これら各センサSW1〜SW4による検出情報として、エンジンの冷却水温Tw、エンジンの回転速度Ne、グロープラグ22の発熱部の温度(発熱温度)Tg、アクセル開度Acといった種々の情報が、それぞれECU30に入力されるようになっている。   Various information from various sensors is input to the ECU 30. For example, the ECU 30 is electrically connected to the engine water temperature sensor SW1, the engine rotational speed sensor SW2, the glow temperature sensor SW3, and the accelerator opening sensor SW4. Various information such as the cooling water temperature Tw, the engine rotation speed Ne, the temperature of the heat generating portion of the glow plug 22 (heat generation temperature) Tg, and the accelerator opening degree Ac are each input to the ECU 30.

また、上記ECU30は、上記VVT15,16、点火プラグ20、インジェクタ21、グロープラグ22、およびスロットル弁25とも電気的に接続されており、これらの装置にそれぞれ駆動用の制御信号を出力するように構成されている。   The ECU 30 is also electrically connected to the VVT 15 and 16, the spark plug 20, the injector 21, the glow plug 22, and the throttle valve 25, and outputs drive control signals to these devices. It is configured.

上記ECU30が有するより具体的な機能について説明すると、上記ECU30は、その主な機能的要素として、判定手段31、燃料制御手段32、点火制御手段32、グロー制御手段34、およびバルブ制御手段35を有している。   The specific functions of the ECU 30 will be described. The ECU 30 includes a determination unit 31, a fuel control unit 32, an ignition control unit 32, a glow control unit 34, and a valve control unit 35 as main functional elements. Have.

上記判定手段31は、エンジン回転速度センサSW2およびアクセル開度センサSW4の各検出値から特定されるエンジンの回転速度Neおよび負荷T(目標トルク)に基づいて、図3の制御マップにおけるいずれの運転領域でエンジンが運転されているかを判定するものである。   Based on the engine speed Ne and the load T (target torque) specified from the detected values of the engine speed sensor SW2 and the accelerator opening sensor SW4, the determination means 31 performs any operation in the control map of FIG. It is determined whether the engine is operating in the region.

具体的に、図3の制御マップでは、エンジン回転速度Neおよび負荷Tが比較的低い領域(低回転・低負荷域)に、第1運転領域A1が設定されている。また、この第1運転領域A1よりも高負荷側の領域には第2運転領域が設定されており、これら第1運転領域A1および第2運転領域A2よりも高回転側の領域には第3運転領域A3が設定されている。   Specifically, in the control map of FIG. 3, the first operation area A1 is set in an area where the engine speed Ne and the load T are relatively low (low rotation / low load area). Further, a second operation region is set in a region on the higher load side than the first operation region A1, and a third operation region is set in a region on the higher rotation side than the first operation region A1 and the second operation region A2. The operation area A3 is set.

エンジンの運転中においては、エンジンの運転点(負荷Tおよび回転速度Neの各値から特定される制御マップ上でのポイント)が上記図3中のどの運転領域(A1〜A3)に該当するかに応じて、それぞれ適切な燃焼形態が選択されるようになっている。なお、各運転領域でそれぞれどのような燃焼形態が選択されるかについては後述する。   During operation of the engine, which operation region (A1 to A3) in FIG. 3 corresponds to the operation point of the engine (point on the control map specified from each value of the load T and the rotational speed Ne). Accordingly, an appropriate combustion mode is selected. Note that what type of combustion is selected in each operation region will be described later.

上記燃料制御手段32は、上記インジェクタ21から筒内に噴射される燃料の噴射量や噴射時期を制御するものである。具体的に、この燃料制御手段32は、アクセル開度センサSW4の検出値(アクセル開度Ac)等から演算される負荷T(目標トルク)や、エンジン回転速度センサSW2から特定されるエンジン回転速度Ne等の情報に基づいて、目標とする燃料の噴射量および噴射時期を演算し、その演算結果に基づいてインジェクタ21の開弁時期および開弁期間を制御する。   The fuel control means 32 controls the injection amount and timing of fuel injected from the injector 21 into the cylinder. Specifically, the fuel control means 32 includes a load T (target torque) calculated from a detection value (accelerator opening Ac) of the accelerator opening sensor SW4 and the engine rotation speed specified from the engine rotation speed sensor SW2. A target fuel injection amount and injection timing are calculated based on information such as Ne, and the valve opening timing and valve opening period of the injector 21 are controlled based on the calculation result.

上記点火制御手段33は、上記点火プラグ20が火花放電を行うタイミング(点火時期)等を制御するものである。ただし、当実施形態では、後述するように、図3に示した第1〜第3運転領域A1〜A3のいずれにおいても、火花点火によらず混合気を自着火させる燃焼形態(圧縮自己着火燃焼)が選択されるため、少なくともエンジンの温間時には、点火プラグ20からの火花点火は停止される。すなわち、点火プラグ20は、例えばエンジンの始動時や極冷間状態での運転時のように、混合気の自着火が困難な場合(火花点火による強制燃焼が必要な場合)にのみ作動し、それ以外のときは基本的に作動しない。   The ignition control means 33 controls the timing (ignition timing) at which the spark plug 20 performs spark discharge. However, in this embodiment, as will be described later, in any of the first to third operation regions A1 to A3 shown in FIG. 3, a combustion mode (compressed self-ignition combustion) that self-ignites the air-fuel mixture irrespective of spark ignition. ) Is selected, the spark ignition from the spark plug 20 is stopped at least when the engine is warm. That is, the spark plug 20 operates only when it is difficult to self-ignite the air-fuel mixture (for example, when forced combustion by spark ignition is required), such as when starting the engine or operating in an extremely cold state, Otherwise it does not work basically.

上記グロー制御手段34は、グロープラグ22に電流を供給してその発熱部を昇温させるとともに、上記グロー温度センサSW3の検出値に基づいて、グロープラグの発熱温度Tg(発熱部の温度)が所望の温度になるように制御するものである。   The glow control means 34 supplies current to the glow plug 22 to raise the temperature of its heat generating portion, and the heat temperature Tg of the glow plug (temperature of the heat generating portion) is determined based on the detected value of the glow temperature sensor SW3. The temperature is controlled to a desired temperature.

上記バルブ制御手段35は、上記VVT15,16を駆動して吸排気弁11,12の動作タイミングを変更する制御を行うものである。特に、図3中の負荷Tが比較的低い領域(第1運転領域A1や、第3運転領域A3の低負荷側)において、バルブ制御手段35は、上記のような吸排気弁11,12の動作タイミングの制御に基づき、筒内に残留する既燃ガス(内部EGRガス)の量を増減させて、筒内温度の上昇幅を調節する機能を果たす。   The valve control means 35 performs control for driving the VVTs 15 and 16 to change the operation timing of the intake and exhaust valves 11 and 12. In particular, in a region where the load T in FIG. 3 is relatively low (the low load side of the first operation region A1 and the third operation region A3), the valve control means 35 is configured to Based on the control of the operation timing, the amount of burnt gas (internal EGR gas) remaining in the cylinder is increased / decreased to adjust the increase in the cylinder temperature.

(3)各運転領域での燃焼形態
次に、以上のような機能を有するECU30の制御に基づき、図3に示した各運転領域(A1,A2,A3)で、それぞれどのような燃焼形態が選択されるのかを説明する。なお、この説明の前提として、エンジンの冷却水温Twは充分に暖まっている(つまり温間時の運転である)ものとする。したがって、上記運転領域A1〜A3のいずれの場合であっても、火花点火によらず混合気を自着火させる燃焼形態(圧縮自己着火燃焼)が選択されることになる。ただし、適切な圧縮自己着火燃焼を行わせるには、インジェクタ21からの燃料噴射時期やグロープラグ22のON/OFFを運転領域A1〜A3によって変化させる必要があり、ECU30は、エンジンの運転点を逐次判定しながらそのような制御(インジェクタ21やグロープラグ22の制御)を実行する。
(3) Combustion mode in each operation region Next, based on the control of the ECU 30 having the above function, what combustion mode is in each operation region (A1, A2, A3) shown in FIG. Explain whether it is selected. As a premise of this explanation, it is assumed that the engine coolant temperature Tw is sufficiently warm (that is, the operation is warm). Therefore, in any case of the above operation regions A1 to A3, the combustion mode (compressed self-ignition combustion) that self-ignites the air-fuel mixture is selected regardless of the spark ignition. However, in order to perform appropriate compression self-ignition combustion, it is necessary to change the fuel injection timing from the injector 21 and the ON / OFF of the glow plug 22 depending on the operation regions A1 to A3, and the ECU 30 sets the operating point of the engine. Such control (control of the injector 21 and the glow plug 22) is executed while sequentially determining.

すなわち、エンジンの運転が開始されると、ECU30は、上記エンジン回転速度センサSW2およびアクセル開度センサSW4の各検出値に基づいて、エンジンの運転点(負荷Tおよび回転速度Ne)が図3の制御マップにおけるどの運転領域に該当するかを逐次判定する。そして、判定された運転領域が、図3中の第1運転領域A1、第2運転領域A2、および第3運転領域A3の中のいずれであるかに応じて、それぞれ以下のような制御を実行する。   That is, when the engine is started, the ECU 30 determines that the engine operating point (load T and rotational speed Ne) is as shown in FIG. 3 based on the detected values of the engine rotational speed sensor SW2 and the accelerator opening sensor SW4. It is sequentially determined which operation region corresponds to the control map. Then, depending on whether the determined operation region is one of the first operation region A1, the second operation region A2, and the third operation region A3 in FIG. To do.

(i)第1運転領域A1
エンジンが第1運転領域A1で運転されている場合は、燃料と空気との混合気をピストン5の圧縮作用によって自着火させる、一般的な予混合圧縮自己着火燃焼が実行される。具体的に、この第1運転領域A1では、圧縮上死点(圧縮行程と膨張行程との間の上死点)よりもかなり手前の段階で(例えば吸気行程中に)インジェクタ21から筒内に燃料を噴射し、この噴射された燃料と、吸気通路23から筒内に導入される空気(新気)とが混合した混合気を、ピストン5の圧縮作用で充分に高温、高圧化することにより、混合気を自着火させる。
(I) 1st operation area A1
When the engine is operated in the first operation region A1, general premixed compression self-ignition combustion is performed in which an air-fuel mixture of fuel and air is self-ignited by the compression action of the piston 5. Specifically, in the first operation region A1, the injector 21 moves into the cylinder at a stage considerably before the compression top dead center (the top dead center between the compression stroke and the expansion stroke) (for example, during the intake stroke). By injecting fuel, the mixture of the injected fuel and air (new air) introduced into the cylinder from the intake passage 23 is sufficiently heated to a high temperature and pressure by the compression action of the piston 5. Let the mixture self-ignite.

図6は、上記第1運転領域A1における燃料噴射の時期θi(°CA)と、その燃料噴射に基づく燃焼により生じる熱発生率RH(J/deg)とを示している。図6の例では、吸気行程の前半、より具体的には、排気上死点(排気行程と吸気行程との間の上死点)から30°CA程度経過した時点で、燃料噴射を開始している。このように吸気行程中に噴射された燃料は、圧縮上死点に至るまでに充分に空気と混合され、それによって形成された均一な混合気が圧縮されて高温化し、圧縮上死点付近で自着火する(予混合圧縮自己着火燃焼)。この燃焼により生じる熱発生率の波形J1は、例えば、圧縮上死点の直前から上昇し始め、圧縮上死点を少し過ぎた時点でピークを迎えるような形状となる。   FIG. 6 shows the fuel injection timing θi (° CA) in the first operation region A1 and the heat generation rate RH (J / deg) generated by combustion based on the fuel injection. In the example of FIG. 6, the fuel injection is started in the first half of the intake stroke, more specifically, when about 30 ° CA has elapsed from the exhaust top dead center (the top dead center between the exhaust stroke and the intake stroke). ing. The fuel injected during the intake stroke is sufficiently mixed with air before reaching the compression top dead center, and the uniform air-fuel mixture formed thereby is compressed and heated to a temperature near the compression top dead center. Self-ignited (premixed compression self-ignition combustion). The waveform J1 of the heat generation rate generated by this combustion has, for example, a shape that starts to rise immediately before the compression top dead center and reaches a peak at a point just past the compression top dead center.

ここで、第1運転領域A1の中でも特に低負荷寄りの領域では、燃料の噴射量がかなり少ないため、当実施形態のエンジンの圧縮比が比較的高い値(16以上22以下)に設定されているとはいっても、ピストン5による圧縮作用だけでは混合気を確実に自着火させることができないと考えられる。そこで、第1運転領域A1における特に低負荷寄りの領域では、上記VVT15,16による吸排気弁11,12の動作タイミングの設定により、排気行程の途中から吸気行程にかけて吸気弁11および排気弁12の双方が閉じられる期間(いわゆるネガティブオーバーラップ期間)が設けられる。このようなネガティブオーバーラップ期間が設けられると、筒内で生成された高温の既燃ガスの一部が筒内に残留するため(内部EGR)、この残留した既燃ガスの存在によって筒内温度が上昇し、混合気の自着火が促進される。また、既燃ガスを筒内に残留させることにより、スロットル弁25を大幅に絞らなくても新気の量が調節されるため、ポンピングロスが低減される。   Here, in the first operation region A1, particularly in the region close to the low load, the fuel injection amount is considerably small, so the compression ratio of the engine of the present embodiment is set to a relatively high value (16 to 22). However, it is considered that the air-fuel mixture cannot be surely self-ignited only by the compression action of the piston 5. Therefore, in the region near the low load in the first operation region A1, the operation timing of the intake / exhaust valves 11 and 12 by the VVT 15 and 16 is set so that the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are in the middle of the exhaust stroke to the intake stroke. A period during which both are closed (so-called negative overlap period) is provided. If such a negative overlap period is provided, a part of the high-temperature burned gas generated in the cylinder remains in the cylinder (internal EGR). Rises and promotes self-ignition of the air-fuel mixture. In addition, by leaving the burned gas in the cylinder, the amount of fresh air is adjusted without significantly reducing the throttle valve 25, so that the pumping loss is reduced.

(ii)第2運転領域A2
エンジン回転速度Neが低くかつ負荷Tが高い第2運転領域A2は、例えば図4の矢印X1に示すような加速を行ったときに、エンジンの運転点が一時的に通過する領域である。すなわち、車両が停止もしくは低速走行しているような状態から、比較的勢いよく車両を加速させようとして、運転者がアクセルペダルを深く踏み込んだような場合には、上記矢印X1のように、まず負荷Tのみが急激に上昇し、その後エンジン回転速度Neが徐々に上昇するというようにしてエンジンの運転点が変化する。このとき、主に負荷Tのみが上昇する加速初期の段階で、エンジンの運転点が第2運転領域A2を通過する。なお、以下では、上記矢印X1に示したような加速の形態を、第1加速モードと称する。
(Ii) Second operation area A2
The second operation region A2 where the engine speed Ne is low and the load T is high is a region where the engine operating point temporarily passes when acceleration is performed as indicated by an arrow X1 in FIG. That is, when the driver depresses the accelerator pedal deeply in order to accelerate the vehicle comparatively vigorously from a state where the vehicle is stopped or traveling at a low speed, first, as indicated by the arrow X1, The operating point of the engine changes in such a manner that only the load T increases rapidly and then the engine speed Ne gradually increases. At this time, the operating point of the engine passes through the second operating region A2 mainly in the early stage of acceleration in which only the load T increases. Hereinafter, the form of acceleration as shown by the arrow X1 is referred to as a first acceleration mode.

上記第1加速モードに伴ってエンジンの運転点が第2運転領域A2に移行すると、上記第1運転領域A1のときと異なり、インジェクタ21からの燃料噴射時期θiを大幅に遅く設定し、圧縮行程後半から膨張行程前半までの間に燃料を噴射させるとともに(図6、図7参照)、グロープラグ22を作動させて筒内温度を上昇させる制御が実行される。なお、圧縮行程後半とは、圧縮上死点(圧縮行程と膨張行程との間の上死点)からその手前90°CA(クランク角)までの範囲をいい、膨張行程前半とは、圧縮上死点からその経過後90°CAまでの範囲をいう。   When the operating point of the engine shifts to the second operating region A2 in association with the first acceleration mode, unlike the first operating region A1, the fuel injection timing θi from the injector 21 is set to be greatly delayed, and the compression stroke During the period from the second half to the first half of the expansion stroke, fuel is injected (see FIGS. 6 and 7), and the glow plug 22 is operated to increase the in-cylinder temperature. The latter half of the compression stroke refers to the range from the compression top dead center (the top dead center between the compression stroke and the expansion stroke) to the previous 90 ° CA (crank angle), and the first half of the expansion stroke is the compression upper half. The range from the dead center to 90 ° CA after the lapse.

上記のような燃焼形態でエンジンを運転するのは、第2運転領域A2では、第1運転領域A1よりも負荷が高く、噴射される燃料の量が多いことから、プリイグニッションやノッキングが起き易いためである。   The engine is operated in the combustion mode as described above. In the second operation region A2, the load is higher than that in the first operation region A1, and the amount of fuel to be injected is large, so pre-ignition and knocking are likely to occur. Because.

すなわち、第2運転領域A2では、燃料噴射量が多いため、発生する熱エネルギーが大きく、筒内が高温化し易い。このため、比較的負荷が低く燃料噴射量の少ない第1運転領域A1と同じタイミング(例えば吸気行程中)で燃料を噴射すると、筒内の高温化に起因して、図9(a)の波形J4に示すように、圧縮行程中の比較的早いタイミングで混合気が自着火してしまい、圧縮上死点よりも前に熱発生率RHがピークを迎えるような異常燃焼(プリイグニッション)が起きるおそれがある。   That is, in the second operation region A2, since the amount of fuel injection is large, the generated thermal energy is large and the temperature in the cylinder is likely to increase. For this reason, when fuel is injected at the same timing (for example, during the intake stroke) as the first operation region A1 with a relatively low load and a small fuel injection amount, the waveform of FIG. As shown in J4, the air-fuel mixture self-ignites at a relatively early timing during the compression stroke, and abnormal combustion (pre-ignition) occurs in which the heat generation rate RH reaches a peak before the compression top dead center. There is a fear.

このとき、筒内への燃料噴射時期θiを大幅に遅らせて、例えば圧縮行程の後半以降に燃料を噴射すれば、燃料が高温に晒される時間が短くなるため、その分だけ自着火のタイミングが遅くなり、上記のようなプリイグニッションを回避できると考えられる。しかしながら、燃料噴射の遅延に伴って自着火の開始タイミングが遅れることで、今度は、図9(b)の波形J5に示すように、自着火をきっかけに一気に大きな熱エネルギーが発生するような異常燃焼(ノッキング)が発生するおそれがある。   At this time, if the fuel injection timing θi into the cylinder is greatly delayed, for example, if the fuel is injected after the latter half of the compression stroke, the time during which the fuel is exposed to high temperature is shortened. It is considered that the pre-ignition as described above can be avoided. However, since the start timing of the self-ignition is delayed with the delay of the fuel injection, this time, as shown by the waveform J5 in FIG. 9B, an abnormality in which a large amount of heat energy is generated at once due to the self-ignition. Combustion (knocking) may occur.

上述したプリイグニッションやノッキングが発生すると、エンジンの効率が悪化するばかりでなく、大きな騒音や振動が発生し、ひいてはピストン等の損傷につながる。そこで、プリイグニッションおよびノッキングをともに回避し、適正な圧縮自己着火燃焼を行わせるべく、上記第2運転領域A2では、図7および図8に示すように、燃料噴射時期θiを圧縮行程後半から膨張行程前半までの間に設定しながら、グロープラグ22を作動させて筒内温度を強制的に上昇させるようにしている。   When the pre-ignition or knocking described above occurs, not only the efficiency of the engine is deteriorated, but also a large noise and vibration are generated, leading to damage to the piston and the like. Therefore, in order to avoid both pre-ignition and knocking and to perform appropriate compression self-ignition combustion, in the second operation region A2, as shown in FIGS. 7 and 8, the fuel injection timing θi is expanded from the latter half of the compression stroke. While setting up to the first half of the stroke, the glow plug 22 is operated to forcibly raise the in-cylinder temperature.

具体的に、エンジンの運転点が第2運転領域A2に移行すると、まず図7に示すように、圧縮行程後半および膨張行程前半の2回(θ1,θ2)に分けてインジェクタ21から燃料を噴射させる制御(分割噴射)が実行される。このような分割噴射が実行されることで、圧縮行程後半になされる1回目の燃料噴射が少ない量で済み、燃料の気化潜熱による筒内温度の低下が抑制されるため、着火遅れ時間が短縮され、例えば図示のように、圧縮上死点の少し手前で自着火を起こすことができる。その後は、1回目の燃料噴射に基づく燃焼の途中(膨張行程前半)で2回目の燃料噴射が行われ、それによる燃焼が引き続き起こることで、図7の波形J2に示すように、急激な熱エネルギーの発生を伴わない比較的長期間の燃焼が実現される。これにより、全体として負荷に応じた高い熱エネルギーを確保しながら、ノッキング等につながる急激な熱エネルギーの発生を回避することができる。   Specifically, when the operating point of the engine shifts to the second operating region A2, first, as shown in FIG. 7, fuel is injected from the injector 21 in two parts (θ1, θ2) in the second half of the compression stroke and the first half of the expansion stroke. Control (split injection) is performed. By performing such divided injection, the first fuel injection performed in the second half of the compression stroke is small, and the decrease in the in-cylinder temperature due to the latent heat of vaporization of the fuel is suppressed, so the ignition delay time is shortened. For example, as shown in the figure, self-ignition can be caused slightly before the compression top dead center. Thereafter, the second fuel injection is performed in the middle of the combustion based on the first fuel injection (the first half of the expansion stroke), and the combustion caused by the second fuel injection continues, and as shown by the waveform J2 in FIG. A relatively long period of combustion without energy generation is realized. Thereby, generation | occurrence | production of the rapid thermal energy which leads to knocking etc. can be avoided, ensuring the high thermal energy according to load as a whole.

また、上記第2運転領域A2では、上記のような分割噴射の実行と同時に、グロープラグ22に通電してその発熱部の温度Tgを上昇させる制御が開始される。そして、ある程度の時間が経過してグロープラグ22が充分に発熱した後は、上記分割噴射が解除され、図8に示すように、インジェクタ21からの燃料噴射の時期が圧縮行程後半のみに設定される。   Further, in the second operation region A2, simultaneously with the execution of the divided injection as described above, control for energizing the glow plug 22 and increasing the temperature Tg of the heat generating portion is started. Then, after a certain amount of time has passed and the glow plug 22 has sufficiently generated heat, the split injection is released, and the timing of fuel injection from the injector 21 is set only in the second half of the compression stroke, as shown in FIG. The

すなわち、グロープラグ22への通電開始後、その発熱部の温度Tgが充分に上昇するまでには、わずかながら時間(例えば1,2秒程度)かかるので、その間に限って、図7に示したような分割噴射(圧縮行程後半および膨張行程前半に分けて燃料を噴射する制御)が実行される。一方、通電の継続によりグロープラグ22の発熱温度Tgが充分に(例えば600℃以上に)上昇した後は、比較的多量の燃料を1回で噴射しても、その噴射から大きく遅れることなく自着火が開始されるようになるので、ノッキングのような異常燃焼の心配がなくなり、もはや分割噴射は必要なくなる。そこで、上記グロープラグ22の充分な温度上昇に合わせて、インジェクタ21からの燃料噴射の形態が、図7に示した分割噴射から、図8に示すような、圧縮行程後半の1回で燃料を噴射させる単一噴射に切り替えられる。これにより、負荷に応じた比較的多量の燃料を全て圧縮行程後半の1回で噴射しながら、図中の波形J3に示すように、圧縮上死点から少し遅れて熱発生率RHがピークを迎えるような適正な圧縮自己着火燃焼を引き起こすことができる。   That is, after the energization of the glow plug 22 is started, it takes a little time (for example, about 1 or 2 seconds) until the temperature Tg of the heat generating portion sufficiently rises. Such divided injection (control for injecting fuel in the second half of the compression stroke and the first half of the expansion stroke) is executed. On the other hand, after the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 has sufficiently increased (for example, to 600 ° C. or higher) due to continued energization, even if a relatively large amount of fuel is injected at one time, the self-emission is not significantly delayed from that injection. Since ignition starts, there is no need to worry about abnormal combustion such as knocking, and split injection is no longer necessary. Therefore, in accordance with a sufficient temperature rise of the glow plug 22, the fuel injection form from the injector 21 is changed from the divided injection shown in FIG. 7 to the fuel once in the latter half of the compression stroke as shown in FIG. It is switched to single injection to be injected. As a result, while a relatively large amount of fuel corresponding to the load is injected once in the latter half of the compression stroke, the heat release rate RH peaks slightly after the compression top dead center as shown by the waveform J3 in the figure. Appropriate compression self-ignition combustion can be caused.

(iii)第3運転領域A3
上記第1、第2運転領域A1,A2よりも回転速度Neが高い第3運転領域A3は、例えば図5の矢印X2に示すような加速を行ったときにエンジンの運転点が入り込む領域である。すなわち、車両が停止もしくは低速走行しているような状態から、緩やかに車両を加速させようとして、運転者がアクセルペダルを浅く踏み続けたような場合には、上記矢印X2のように、負荷Tがそれほど上昇することなく、主に回転速度Neのみが徐々に上昇するというようにしてエンジンの運転点が変化する。そして、このような回転速度Neの上昇の過程で、エンジンの運転点が第3運転領域A3に入り込む。なお、以下では、上記矢印X2に示したような加速の形態を、第2加速モードと称する。
(Iii) Third operation area A3
The third operation region A3 having a higher rotational speed Ne than the first and second operation regions A1 and A2 is a region where the operating point of the engine enters when acceleration is performed as indicated by an arrow X2 in FIG. . That is, when the driver keeps stepping on the accelerator pedal shallowly in order to accelerate the vehicle slowly from a state where the vehicle is stopped or traveling at a low speed, the load T The operating point of the engine changes mainly such that only the rotational speed Ne increases gradually without increasing so much. In the process of increasing the rotational speed Ne, the operating point of the engine enters the third operating region A3. Hereinafter, the form of acceleration as shown by the arrow X2 is referred to as a second acceleration mode.

上記第2加速モードに伴ってエンジンの運転点が第3運転領域A3に移行すると、上記第2運転領域A2のときに説明した図8の制御と同様、グロープラグ22を用いて筒内を加熱しながら混合気を自着火させる制御が実行される。すなわち、第3運転領域A3では、エンジンの回転速度Neが比較的高いため、燃料の受熱期間(燃料が圧縮上死点付近の高温環境下に晒される時間)が短く、混合気の自着火が起き難い。このため、グロープラグ22を用いて筒内温度を強制的に上昇させ、混合気が自着火し易い環境をつくり出した上で、インジェクタ21からの燃料を圧縮行程後半に噴射させることにより、混合気を自着火させる。つまり、第3運転領域A3でのグロープラグ22の使用は、第2運転領域A2のときのようにプリイグニッションやノッキングを防止するという目的ではなく、混合気の自着火をアシストする目的で使用される。この場合、燃料の受熱期間が短く混合気が自着火し難いという事情から、インジェクタ21からの燃料の噴射時期θiは、上記第2運転領域A2のときよりも若干進角側にずらされる。   When the operating point of the engine shifts to the third operating region A3 with the second acceleration mode, the inside of the cylinder is heated using the glow plug 22 as in the control of FIG. 8 described in the second operating region A2. While the air-fuel mixture is ignited, control is performed. That is, in the third operation region A3, since the engine rotational speed Ne is relatively high, the fuel heat receiving period (the time during which the fuel is exposed to a high temperature environment near the compression top dead center) is short, and the air-fuel mixture is not ignited automatically. It's hard to get up. For this reason, the in-cylinder temperature is forcibly increased using the glow plug 22 to create an environment in which the air-fuel mixture easily ignites, and fuel is injected from the injector 21 in the latter half of the compression stroke. Auto-ignite. That is, the use of the glow plug 22 in the third operation region A3 is used not for the purpose of preventing pre-ignition and knocking as in the second operation region A2, but for the purpose of assisting the self-ignition of the air-fuel mixture. The In this case, the fuel injection timing θi from the injector 21 is slightly shifted to the advance side from that in the second operating region A2 because the fuel heat receiving period is short and the air-fuel mixture is difficult to self-ignite.

また、第3運転領域A3のうちの特に低負荷側では、内部EGR(筒内に高温の既燃ガスを残留させる操作)を行うことにより、筒内をさらに高温化させ、混合気を確実に自着火させるようにする。   In particular, on the low load side in the third operation region A3, by performing internal EGR (operation for leaving high-temperature burned gas in the cylinder), the temperature in the cylinder is further increased, and the air-fuel mixture is surely obtained. Let it ignite.

ここで、上記第3運転領域A3に移行した直後にグロープラグ22への通電を開始しても、その発熱部の温度Tgが充分に発熱するまでには、上述したように、ある程度の時間(例えば1,2秒程度)を要する。しかしながら、低回転・低負荷域に設定された第1運転領域A1から、これよりも高回転側の第3運転領域A3にエンジンの運転点が移行するような加速時(図5の矢印X2に示した第2加速モード)においては、図4の矢印X1に示した第1加速モードのときと異なり、比較的ゆっくりと運転点が変化するため、上記第1運転領域A1と第3運転領域A3との境界から少しだけ高回転側に移行する間(例えば図5に示す帯状の領域A3’を通過する間)に、グロープラグ22の発熱温度Tgが充分な温度まで上昇するため、その時点でインジェクタ21からの燃料噴射時期θiを圧縮行程後半まで遅らせることにより、特に重大な失火を招くことなく圧縮自己着火燃焼を継続的に行わせることができる。   Here, even if energization to the glow plug 22 is started immediately after the transition to the third operation region A3, as described above, a certain amount of time (until the temperature Tg of the heat generating portion is sufficiently generated) For example, about 1 second is required. However, during acceleration (indicated by an arrow X2 in FIG. 5), the engine operating point shifts from the first operation region A1 set in the low rotation / low load region to the third operation region A3 on the higher rotation side. In the second acceleration mode shown), the operating point changes relatively slowly unlike in the first acceleration mode indicated by the arrow X1 in FIG. 4, and therefore the first operating region A1 and the third operating region A3. Since the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 rises to a sufficient temperature during a slight transition from the boundary to the high rotation side (for example, while passing through the belt-like region A3 ′ shown in FIG. 5), at that time By delaying the fuel injection timing θi from the injector 21 until the latter half of the compression stroke, it is possible to continuously perform the compression self-ignition combustion without causing any serious misfire.

(4)動作例
(i)第1加速モード
次に、図4の矢印X1に示した第1加速モードにおいて、インジェクタ21からの燃料の噴射時期やグロープラグ22の通電量等が運転状態の変化とともにどのように制御されるかを、図10に基づき説明する。
(4) Example of Operation (i) First Acceleration Mode Next, in the first acceleration mode indicated by the arrow X1 in FIG. 4, the fuel injection timing from the injector 21, the energization amount of the glow plug 22, etc. The control method will be described with reference to FIG.

図10の各グラフは、上から順に、アクセル開度Ac、エンジン回転速度Ne、エンジン負荷T、インジェクタ21からの燃料噴射時期θi、グロープラグ22の発熱温度(グロー温度)Tg、およびグロープラグ22への通電量(グロー通電量)Igの時間変化を示している。本図に示す運転例では、最初、エンジンがアイドリング状態で運転されており、その後の時点t1で、アクセルペダルが勢いよく踏み込まれて、急加速が開始されている。これにより、極短時間のうちにエンジン負荷Tがかなり高い値(全負荷の80%程度)まで上昇する。なお、図10では、負荷Tが図4の点P1(第1、第2運転領域A1,A2の境界点)に対応する値に達する時点を、時点t2としている。   Each graph of FIG. 10 shows, from the top, the accelerator opening Ac, the engine speed Ne, the engine load T, the fuel injection timing θi from the injector 21, the heat generation temperature (glow temperature) Tg of the glow plug 22, and the glow plug 22. The time change of the energization amount (glow energization amount) Ig is shown. In the example of operation shown in this figure, the engine is initially operated in an idling state, and at a subsequent time point t1, the accelerator pedal is stepped on vigorously and sudden acceleration is started. As a result, the engine load T rises to a fairly high value (about 80% of the total load) in a very short time. In FIG. 10, the time point when the load T reaches a value corresponding to the point P1 (boundary point between the first and second operation regions A1 and A2) in FIG.

また、上記のようなアクセルペダルの踏み込み操作とともに、エンジン回転速度Neが上昇を開始する。この回転速度Neの上昇は、負荷Tの上昇よりも緩やかなものとなり、時点t3以降においてアクセルペダルが次第に緩められた後も、回転速度Neは緩やかな上昇を続ける。なお、図10では、エンジン回転速度Neが図4の点P2(第2、第3運転領域A2,A3の境界点)に対応する値に達する時点を、時点t6としている。   Further, the engine rotation speed Ne starts to increase with the depression of the accelerator pedal as described above. The increase in the rotational speed Ne becomes more gradual than the increase in the load T, and the rotational speed Ne continues to increase gradually even after the accelerator pedal is gradually released after the time point t3. In FIG. 10, a time point at which the engine speed Ne reaches a value corresponding to the point P2 (a boundary point between the second and third operation regions A2 and A3) in FIG. 4 is a time point t6.

上記時点t6以降は、エンジン回転速度Neがさらに高い回転速度(4500rpm程度)まで上昇し、しばらくの間はその高い回転速度が維持されている。そして、時点t7でアクセルペダルがさらに緩められると、負荷Tと回転速度Neがともに低下し、低速運転へと移行している(図4に、このような減速中の運転点の変化を矢印X1’として示す)。なお、図10では、エンジン回転速度Neが図4の点P3(第1、第3運転領域A1,A3の境界点)に対応する値に達する時点を、時点t8としている。   After the time t6, the engine rotational speed Ne increases to a higher rotational speed (about 4500 rpm), and the high rotational speed is maintained for a while. Then, when the accelerator pedal is further loosened at time t7, both the load T and the rotational speed Ne are decreased, and the operation is shifted to the low speed operation (FIG. 4 shows such a change in the operating point during deceleration as indicated by the arrow X1. Shown as'). In FIG. 10, a time point at which the engine speed Ne reaches a value corresponding to the point P3 (boundary point between the first and third operation regions A1 and A3) in FIG. 4 is a time point t8.

以上のような第1加速モードでの運転の場合、初期状態から、急加速の開始直後の上記時点t2(図4の点P1への到達時点)までの期間は、第1運転領域A1に対応する。したがって、この期間では、吸気行程中にインジェクタ21から燃料を噴射させて、その燃料を充分に空気と混合させつつピストン5の圧縮作用により自着火させる制御(予混合圧縮自己着火燃焼)が実行される。また、このとき、グロープラグ22により筒内を加熱する必要はないため、グロープラグ22への通電は停止される。   In the case of the operation in the first acceleration mode as described above, the period from the initial state to the time point t2 (the time point when the point P1 in FIG. 4 is reached) immediately after the start of the rapid acceleration corresponds to the first operation region A1. To do. Accordingly, during this period, control (premixed compression self-ignition combustion) is performed in which fuel is injected from the injector 21 during the intake stroke and self-ignition is performed by the compression action of the piston 5 while sufficiently mixing the fuel with air. The At this time, since it is not necessary to heat the inside of the cylinder by the glow plug 22, the energization to the glow plug 22 is stopped.

一方、上記時点t2から時点t6(図4の点P2への到達時点)までの期間は、第2運転領域A2に対応するため、直ちに(時点t2で)インジェクタ22からの燃料噴射を圧縮行程後半および膨張行程前半の2回に分ける分割噴射が実行されるとともに(図10のW部)、グロープラグ22への通電が開始される。そして、その通電によってグロープラグ22の発熱温度Tg(グロー温度センサSW3の検出値)が所定値Tg1に達した時点t4で、上記分割噴射が解除され、燃料噴射時期θiが圧縮行程後半の1回のみに設定される。すなわち、比較的負荷が高い第2運転領域A2では、噴射される燃料の量が多いため、その噴射された多量の燃料をプリイグニッションやノッキング等を起こすことなく適正に自着火させるべく、上記のような制御が実行される。   On the other hand, the period from the time point t2 to the time point t6 (the time point at which the point P2 in FIG. 4 is reached) corresponds to the second operation region A2, and immediately (at time point t2) the fuel injection from the injector 22 is immediately performed in the latter half of the compression stroke. The split injection divided into two times in the first half of the expansion stroke is executed (W portion in FIG. 10), and energization to the glow plug 22 is started. Then, at the time t4 when the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 (detected value of the glow temperature sensor SW3) reaches the predetermined value Tg1 due to the energization, the divided injection is released, and the fuel injection timing θi is once in the latter half of the compression stroke. Set to only. That is, in the second operation region A2 where the load is relatively high, the amount of fuel to be injected is large. Therefore, in order to properly self-ignite the injected large amount of fuel without causing pre-ignition, knocking, etc. Such control is executed.

次に、上記時点t6から時点t8(図4の点P3への到達時点)までの期間は、第3運転領域A3に対応するため、ここでは、グロープラグ22への通電(筒内の加熱)が継続されるとともに、燃料噴射時期θiが圧縮行程後半の1回に設定される。ただし、燃料噴射時期θiは、上記第2運転領域A2(期間t2〜t6)において圧縮行程噴射が行われるときの噴射時期よりも、若干進角側にずらされる。すなわち、グロープラグ22による加熱を継続しながら、圧縮行程後半(その中でも少し早めの時期)に燃料噴射を実行することにより、回転速度Neが比較的高く燃料の受熱期間が短い第3運転領域A3においても、確実に混合気を自着火させるようにしている。   Next, since the period from the time point t6 to the time point t8 (the time point at which the point P3 in FIG. 4 is reached) corresponds to the third operation region A3, energization of the glow plug 22 (heating in the cylinder) is performed here. And the fuel injection timing θi is set to once in the latter half of the compression stroke. However, the fuel injection timing θi is slightly shifted to the advance side with respect to the injection timing when the compression stroke injection is performed in the second operation region A2 (periods t2 to t6). That is, the third operation region A3 in which the rotational speed Ne is relatively high and the heat receiving period of the fuel is short by executing the fuel injection in the latter half of the compression stroke (a little earlier time) while continuing the heating by the glow plug 22. However, the air-fuel mixture is surely self-ignited.

ここで、上記グロープラグ22による加熱温度(発熱部の温度)Tgは、上記時点t6よりも以前の時点t5において、予め定められた上限値Tg2(例えば1000℃程度)に達しているが、その後は、必要以上の高温化を避けるために、グロープラグ22への通電量Igが低減されている。すなわち、グロープラグ22の発熱部は、一旦ある程度の高温に達してしまえば、通電量Igが少なくても高温状態を維持できるという性質があるため、必要以上の電力の消費を抑えるべく、通電量Igを低下させるようにしている(アフターグロー)。図例では、上記時点t5以降において、通電量Igが100%から50%程度まで低減されている。これに対し、グロープラグ22の発熱温度Tgは、通電量Igの低減後も、上記上限値Tg2と略同じ値に維持されている。   Here, the heating temperature (temperature of the heat generating portion) Tg by the glow plug 22 reaches a predetermined upper limit value Tg2 (for example, about 1000 ° C.) at a time point t5 before the time point t6. In order to avoid an unnecessarily high temperature, the energization amount Ig to the glow plug 22 is reduced. That is, once the heat generating part of the glow plug 22 reaches a certain high temperature, it can maintain a high temperature state even when the energization amount Ig is small. Ig is lowered (afterglow). In the illustrated example, the energization amount Ig is reduced from 100% to about 50% after the time point t5. On the other hand, the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 is maintained at substantially the same value as the upper limit value Tg2 even after the energization amount Ig is reduced.

最後に、上記時点t8(図4の点P3への到達時点)よりも後の期間については、第1運転領域A1に対応するため、グロープラグ22への通電が停止されるとともに、インジェクタ21からの燃料噴射時期θiが吸気行程中に戻される。ただし、グロープラグ22への通電が停止されても、直ちにグロープラグ22の発熱温度Tgが低下するわけではないので、その間、燃料噴射時期θiは徐々に進角側に戻され、ある程度発熱温度Tgが低下した時点で、第1運転状態A1における本来の噴射時期(吸気行程の前半)に戻される。これは、グロープラグ22の発熱温度Tgが高いまま(つまり筒内温度が高いまま)いきなり噴射時期θiを吸気行程中の前半まで進角させると、プリイグニッションのような異常燃焼が起きるおそれがあるためである。   Finally, in the period after the time point t8 (the time point at which the point P3 in FIG. 4 is reached), the energization of the glow plug 22 is stopped and the injector 21 is turned off in order to correspond to the first operation region A1. The fuel injection timing θi is returned during the intake stroke. However, even if the energization of the glow plug 22 is stopped, the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 does not immediately decrease, so during that time, the fuel injection timing θi is gradually returned to the advance side, and the heat generation temperature Tg Is reduced to the original injection timing (first half of the intake stroke) in the first operating state A1. This is because abnormal combustion such as pre-ignition may occur if the injection timing θi is suddenly advanced to the first half of the intake stroke while the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 remains high (that is, the in-cylinder temperature remains high). Because.

(ii)第2加速モード
次に、図5の矢印X2に示した第2加速モードにおいて、インジェクタ21からの燃料の噴射時期やグロープラグ22の通電量等が運転状態の変化とともにどのように制御されるかを、図11に基づき説明する。
(Ii) Second Acceleration Mode Next, in the second acceleration mode indicated by the arrow X2 in FIG. 5, how the fuel injection timing from the injector 21 and the energization amount of the glow plug 22 are controlled along with the change in the operating state. Whether this is done will be described with reference to FIG.

図11に示す運転例では、最初、エンジンが低速で運転されており、その後の時点taから、アクセルペダルが徐々に踏み込まれて、緩加速が開始されている。これにより、時点Ta以降、エンジン回転速度Neおよび負荷Tが徐々に上昇している。なお、図11では、回転速度Neが図5の点P4(第1、第3運転領域A1,A3の境界点)に対応する値に達する時点を、時点tbとしている。この時点tb以降は、エンジン回転速度Neがさらに高い回転速度(4000rpm程度)まで上昇し、以後もその高い回転速度が維持される。   In the operation example shown in FIG. 11, the engine is initially operated at a low speed, and from the time point ta thereafter, the accelerator pedal is gradually depressed to start slow acceleration. Thereby, after the time Ta, the engine speed Ne and the load T are gradually increased. In FIG. 11, the time point tb is the time point at which the rotational speed Ne reaches a value corresponding to the point P4 (boundary point between the first and third operation regions A1, A3) in FIG. After this time tb, the engine rotational speed Ne increases to a higher rotational speed (about 4000 rpm), and the high rotational speed is maintained thereafter.

以上のような第2加速モードでの運転の場合、初期状態から、緩加速の開始後しばらく経過した上記時点tb(図5の点P4への到達時点)までの期間は、第1運転領域A1に対応する。したがって、この期間では、吸気行程中にインジェクタ21から燃料を噴射して自着火させる制御(予混合圧縮自己着火燃焼)が実行される。また、グロープラグ22による加熱は必要ないため、グロープラグ22への通電は停止される。   In the case of the operation in the second acceleration mode as described above, a period from the initial state to the above-described time tb (a time point at which the point P4 in FIG. 5 is reached) that has passed for a while after the start of the slow acceleration is the first operation region A1. Corresponding to Therefore, during this period, control (premixed compression self-ignition combustion) is performed in which fuel is injected from the injector 21 and self-ignited during the intake stroke. Further, since heating by the glow plug 22 is not required, energization to the glow plug 22 is stopped.

一方、上記時点tb以降の期間は、第3運転領域A3に対応するため、直ちに(最初の時点tbで)グロープラグ22への通電が開始される。そして、その通電によってグロープラグ22の発熱温度Tgが所定値Tg1’に達した時点tcで、インジェクタ21からの燃料噴射時期θiが変更され、吸気行程前半から圧縮行程後半まで遅らされる。すなわち、グロープラグ22により筒内を加熱しながら圧縮行程噴射を行うことで、失火し易い高回転域でも確実に混合気を自着火させるようにしている。なお、図示の例では、時点tcで一気に(ステップ状に)噴射時期θiを変化させているが、グロープラグ22の温度上昇に合わせて徐々に噴射時期θiを変化させてもよい。   On the other hand, since the period after the time tb corresponds to the third operation region A3, energization to the glow plug 22 is started immediately (at the first time tb). Then, at the time tc when the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 reaches the predetermined value Tg1 'due to the energization, the fuel injection timing θi from the injector 21 is changed and delayed from the first half of the intake stroke to the second half of the compression stroke. That is, by performing the compression stroke injection while heating the inside of the cylinder by the glow plug 22, the air-fuel mixture is surely self-ignited even in the high rotation range where misfire is likely to occur. In the example shown in the figure, the injection timing θi is changed at a time (stepwise) at the time point tc, but the injection timing θi may be gradually changed as the temperature of the glow plug 22 rises.

ここで、上記第3運転領域A3に移行した時点tbから、グロープラグ22の発熱温度Tgが充分に上昇する(燃料噴射時期θiが圧縮行程後半に遅らされる)時点tcまでの期間は、図5の領域A3’(グロープラグ22の加熱に要する期間)に対応する。図11からも分かるように、第2加速モード(緩加速)の場合、第3運転領域A3に移行した時点tbから、グロープラグ22の発熱温度Tgが充分に昇温する時点tcまでの間、エンジン回転速度Neはそれ程大きく上昇しないため、その間に重大な失火が起きるような心配はなく、また、その後は、時点tcでグロープラグ22が充分に昇温していることで、以降の圧縮自己着火燃焼も問題なく行われる。   Here, the period from the time point tb at which the operation shifts to the third operation region A3 to the time point tc at which the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 sufficiently increases (the fuel injection timing θi is delayed in the second half of the compression stroke) This corresponds to a region A3 ′ (a period required for heating the glow plug 22) in FIG. As can be seen from FIG. 11, in the second acceleration mode (slow acceleration), from the time tb when the operation proceeds to the third operation region A3 to the time tc when the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 is sufficiently increased Since the engine speed Ne does not increase so much, there is no concern that a serious misfire will occur during that time. After that, the glow plug 22 is sufficiently heated at the time tc, so that the subsequent compression self Ignition combustion is also performed without problems.

その後、グロープラグ22の発熱温度Tgは、時点tdで上限値Tg2に達している。このため、この時点td以降は、必要以上の高温化を避けるために、グロープラグ22への通電量Igが低減される(アフターグロー)。   Thereafter, the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 reaches the upper limit value Tg2 at the time td. For this reason, after this time point td, the energization amount Ig to the glow plug 22 is reduced (afterglow) in order to avoid a higher temperature than necessary.

(5)作用効果等
以上説明したように、当実施形態のエンジンは、ガソリンを含有する燃料を筒内に噴射するインジェクタ21と、筒内温度を強制的に上昇させるグロープラグ22(加熱手段)と、上記インジェクタ21およびグロープラグ22を制御するECU30(制御手段)とを備える。そして、ECU30の制御の下、例えばエンジンの低回転・低負荷域に設定された第1運転領域A1からこれよりも負荷の高い第2運転領域A2に移行するような加速時(図4の矢印X1に例示する第1加速モードのとき)には、当該第2運転領域A2に移行した時点t2から、圧縮行程後半および膨張行程前半の2回に分けてインジェクタ21から燃料を噴射させる分割噴射が実行されるとともに、グロープラグ22への通電が開始される。さらに、その後グロープラグ22の発熱部の温度Tgが所定値Tg1以上に上昇した時点t4で、上記分割噴射が解除され、上記インジェクタ21からの燃料噴射時期θiが圧縮行程後半のみに設定される。このような構成によれば、主に負荷Tが上昇するような加速時に、ノッキング等の異常燃焼を防止しながら、負荷に応じた高い出力を適正に確保することができる。
(5) Operational effects and the like As described above, the engine of this embodiment includes an injector 21 that injects fuel containing gasoline into the cylinder, and a glow plug 22 (heating means) that forcibly increases the in-cylinder temperature. And an ECU 30 (control means) for controlling the injector 21 and the glow plug 22. Then, under the control of the ECU 30, for example, at the time of acceleration when shifting from the first operation region A1 set in the low rotation / low load region of the engine to the second operation region A2 having a higher load than this (arrow in FIG. 4) (In the first acceleration mode exemplified in X1), the divided injection in which the fuel is injected from the injector 21 in two steps, the second half of the compression stroke and the first half of the expansion stroke, from the time t2 when the operation shifts to the second operation region A2. At the same time, energization of the glow plug 22 is started. Further, after that, at the time t4 when the temperature Tg of the heat generating portion of the glow plug 22 rises to a predetermined value Tg1 or more, the split injection is released, and the fuel injection timing θi from the injector 21 is set only in the latter half of the compression stroke. According to such a configuration, it is possible to appropriately ensure a high output corresponding to the load while preventing abnormal combustion such as knocking during acceleration where the load T increases mainly.

すなわち、上記実施形態では、主に負荷Tが上昇するような比較的急な加速時に、圧縮行程後半および吸気行程前半の2回に分けて燃料を噴射する制御(分割噴射)を実行することにより、1回目の燃料噴射から大きな遅れを伴うことなく混合気を自着火させることができるとともに、それに続く2回目の燃料噴射に基づき燃焼を継続させることにより、ノッキング等につながる急激な熱エネルギーの発生を防止しながら、全体として負荷に応じた高い出力を確保することができる。   That is, in the above-described embodiment, by performing the control (split injection) for injecting fuel into two times, the latter half of the compression stroke and the first half of the intake stroke, at the time of relatively sudden acceleration where the load T increases. The mixture can be self-ignited without much delay from the first fuel injection, and the combustion is continued on the basis of the second fuel injection that follows to generate sudden thermal energy that leads to knocking. As a whole, a high output corresponding to the load can be secured.

また、上記分割噴射の実行と同時に、グロープラグ22に通電を開始しておき、その後グロープラグ22の発熱温度Tgが充分に(所定値Tg1まで)上昇してから、上記分割噴射を解除して、燃料噴射時期θiを圧縮行程後半のみに設定するようにしたため、燃費の悪化を効果的に防止しつつ、圧縮自己着火燃焼を適正に継続させることができる。   Simultaneously with the execution of the divided injection, energization of the glow plug 22 is started, and then the divided injection is canceled after the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 has sufficiently increased (to a predetermined value Tg1). Since the fuel injection timing θi is set only in the latter half of the compression stroke, the compression self-ignition combustion can be properly continued while effectively preventing the deterioration of fuel consumption.

すなわち、分割噴射が実行されると、燃焼の終期が遅れて排気損失等が増大するため、このような分割噴射に基づく燃焼を継続的に行った場合には、加速中の燃費が悪化してしまうおそれがある。これに対し、上記構成では、グロープラグ22が充分に昇温し、分割噴射しなくても(多量の燃料を1回で噴射しても)混合気が速やかに自着火する状態がつくり出されると、その後は、圧縮行程後半の1回で燃料を噴射し、その燃料噴射に基づく短期間の燃焼を行わせるようにしたため、加速に必要な高出力を確保しながら、燃費の悪化を最小限に抑えることができる。   That is, when split injection is executed, the end of combustion is delayed and exhaust loss and the like increase, so if combustion based on such split injection is continuously performed, fuel efficiency during acceleration deteriorates. There is a risk that. On the other hand, in the above-described configuration, the glow plug 22 is sufficiently heated, and even if the divided injection is not performed (even if a large amount of fuel is injected at one time), a state in which the air-fuel mixture quickly self-ignites is created. After that, the fuel is injected once in the latter half of the compression stroke, and the combustion is performed for a short time based on the fuel injection, so that the high output necessary for acceleration is secured and the deterioration of the fuel consumption is minimized. Can be suppressed.

また、上記実施形態では、上記第1運転領域A1からこれよりも回転速度Neの高い第3運転領域A3に移行するような加速時(図5の矢印X2に例示する第2加速モードのとき)には、当該第2運転領域A3に移行した時点tbからグロープラグ22への通電が開始され、その後グロープラグ22の発熱部の温度Tgが所定値Tg1’以上に上昇した時点tcで、上記インジェクタ21からの燃料噴射時期θiが圧縮行程後半に設定される。このような構成によれば、主に回転速度Neが上昇するような加速時に、失火を起こすことなく確実に混合気を自着火させることができる。   Moreover, in the said embodiment, at the time of the acceleration which transfers to 3rd driving | operation area | region A3 whose rotational speed Ne is higher than this from said 1st driving | operation area | region A1 (at the time of the 2nd acceleration mode illustrated to the arrow X2 of FIG. 5). In this case, when the energization to the glow plug 22 is started from the time tb when the operation is shifted to the second operation region A3, and then the temperature Tg of the heat generating portion of the glow plug 22 rises to a predetermined value Tg1 ′ or more, the injector The fuel injection timing θi from 21 is set in the latter half of the compression stroke. According to such a configuration, the air-fuel mixture can be surely self-ignited without causing misfire during acceleration such that the rotational speed Ne mainly increases.

すなわち、回転速度Neの高い第3運転領域A3では、燃料が高温・高圧に晒される時間(受熱期間)が短く、混合気の自着火が相対的に起き難いが、上記第3運転領域A3への移行時に、グロープラグ22を用いて筒内を加熱しながら圧縮行程後半に燃料を噴射することにより、着火性の悪化を改善し、混合気を確実に自着火させることができる。もちろん、第3運転領域A3へ移行した時点でグロープラグ22に通電を開始しても、直ちにグロープラグ22の発熱温度Tgが充分に上昇するわけではない。しかしながら、第1運転領域A1から高回転側の第3運転領域A3に移行するような加速は、図11に示したように、比較的緩やかな加速であるため、グロープラグ22が充分に発熱するまでにそれ程大きく回転速度Neが上昇するわけではなく、また、グロープラグ22が充分に発熱してから燃料噴射時期θiが圧縮行程後半に設定されるため、その間に重大な失火が起きるような心配はなく、上記第3運転領域A3への移行直後でも圧縮自己着火燃焼は適正に継続される。   That is, in the third operation region A3 where the rotational speed Ne is high, the time during which the fuel is exposed to high temperature and high pressure (heat receiving period) is short, and the self-ignition of the air-fuel mixture is relatively difficult to occur. At the time of the transition, by injecting fuel in the latter half of the compression stroke while heating the inside of the cylinder using the glow plug 22, it is possible to improve the deterioration of ignitability and to ensure that the air-fuel mixture self-ignites. Of course, even if energization of the glow plug 22 is started at the time of transition to the third operation region A3, the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 does not immediately rise sufficiently. However, the acceleration that shifts from the first operation region A1 to the third operation region A3 on the high rotation side is a relatively slow acceleration as shown in FIG. 11, so that the glow plug 22 generates sufficient heat. The rotational speed Ne does not increase so much by the time, and since the fuel injection timing θi is set in the latter half of the compression stroke after the glow plug 22 has sufficiently generated heat, a serious misfire may occur during that time. However, the compression self-ignition combustion is properly continued even immediately after the transition to the third operation region A3.

また、上記実施形態では、第1運転領域A1から第2運転領域A2または第3運転領域A3への移行に伴いグロープラグ22への通電が開始され、その後グロープラグ22の温度Tgが上限値Tg2まで上昇すると、上記第2運転領域A2または第3運転領域A3での運転が継続されていても、グロープラグ22への通電量Igを低下させるようにしたため、グロープラグ22の過度の昇温を防止してその信頼性を確保できるとともに、必要最小限の電流でグロープラグ22を発熱させることにより、混合気の着火性を効率よく確保することができる。   Further, in the above embodiment, energization to the glow plug 22 is started with the transition from the first operation area A1 to the second operation area A2 or the third operation area A3, and then the temperature Tg of the glow plug 22 is set to the upper limit value Tg2. Is increased, the energization amount Ig to the glow plug 22 is reduced even if the operation in the second operation area A2 or the third operation area A3 is continued. The reliability can be ensured and the reliability can be ensured, and the ignitability of the air-fuel mixture can be efficiently ensured by causing the glow plug 22 to generate heat with the minimum necessary current.

また、上記実施形態では、低回転かつ低負荷の第1運転領域A1で、インジェクタ21からの燃料噴射時期θiを吸気行程中に設定したため、噴射された燃料を吸気行程から圧縮行程にかけて充分に空気と混合し、それによって形成された均一な混合気をピストンの圧縮作用で高温化することにより、混合気を確実に自着火させることができるとともに、燃焼効率をより高めることができる。   In the above-described embodiment, since the fuel injection timing θi from the injector 21 is set during the intake stroke in the first operation region A1 with low rotation and low load, the injected fuel is sufficiently air from the intake stroke to the compression stroke. The uniform air-fuel mixture formed thereby is heated to a high temperature by the compression action of the piston, so that the air-fuel mixture can be surely self-ignited and the combustion efficiency can be further increased.

さらに、上記第1運転領域A1では、筒内で生成された既燃ガスの一部を筒内に残留させる内部EGRを実行するようにしたため、高温の既燃ガスを利用して混合気の自着火を促進できるとともに、ポンピングロスを効果的に低減して燃費をより改善することができる。   Further, in the first operation area A1, since the internal EGR is performed in which a part of the burned gas generated in the cylinder remains in the cylinder, the high-temperature burned gas is used for the self-fuel mixture. Ignition can be promoted, and pumping loss can be effectively reduced to further improve fuel efficiency.

なお、上記実施形態では、図3等に示したように、エンジンの全ての運転領域(第1〜第3運転領域A1〜A3)で、混合気の自着火による燃焼(圧縮自己着火燃焼)を行うようにしたが、少なくとも高回転かつ高負荷域(図3のマップ領域における右上の角部)については、点火プラグ20による火花点火により混合気を強制的に着火させるようにしてもよい。   In the above embodiment, as shown in FIG. 3 and the like, the combustion by the self-ignition of the air-fuel mixture (compression self-ignition combustion) is performed in all the operation regions (first to third operation regions A1 to A3) of the engine. However, the air-fuel mixture may be forcibly ignited by spark ignition by the spark plug 20 at least in the high rotation and high load region (upper right corner in the map region of FIG. 3).

また、上記実施形態では、第1運転領域A1からこれよりも負荷の高い第2運転領域A2に移行した直後に、圧縮行程後半および膨張行程前半の2回に分けて燃料を噴射する制御(分割噴射)を実行するようにしたが、分割噴射としては、圧縮行程後半および膨張行程前半の少なくとも2回の燃料噴射が含まれていればよく、これ以外の時期を含む3回以上の分割噴射を行ってもよい。   Moreover, in the said embodiment, immediately after transfering from 1st operation area | region A1 to 2nd operation area | region A2 with a higher load than this, control which divides fuel into 2 steps, a compression stroke second half and an expansion stroke first half (division | segmentation Injection), however, it is sufficient that the divided injection includes at least two fuel injections in the second half of the compression stroke and the first half of the expansion stroke. Three or more divided injections including other times are required. You may go.

また、上記実施形態では、第2運転領域A2への移行時点t2で、圧縮行程後半および膨張行程前半に分けて燃料を噴射する分割噴射を実行し、かつグロープラグ22への通電を開始するとともに、その後グロープラグ22の発熱温度Tgが所定値Tg1まで上昇してから(時点t4以降)は、上記分割噴射を解除して、圧縮行程後半のみで燃料を噴射するようにしたが、上記第2運転領域A2では、グロープラグ22への通電を行うことなく、常に分割噴射によって混合気を自着火させるようにしてもよい。第2運転領域A2は、急加速時に一時的に通過する領域であり、定常的に運転される領域ではないので、同領域で常に分割噴射を行ったとしても、その期間がそれほど長時間に及ぶことはなく、燃費が大幅に悪化することはないと考えられる。   Further, in the above embodiment, at the transition time t2 to the second operation region A2, the split injection in which fuel is injected separately in the second half of the compression stroke and the first half of the expansion stroke is executed, and energization to the glow plug 22 is started. Thereafter, after the heat generation temperature Tg of the glow plug 22 rises to the predetermined value Tg1 (after time t4), the split injection is canceled and fuel is injected only in the latter half of the compression stroke. In the operation region A2, the air-fuel mixture may always be self-ignited by split injection without energizing the glow plug 22. The second operation region A2 is a region that passes temporarily during sudden acceleration, and is not a region that is constantly operated. Therefore, even if split injection is always performed in the same region, the period extends for a long time. This is unlikely to cause significant deterioration in fuel economy.

また、上記実施形態では、第1自着火領域A1での着火性を確保するために、吸気弁11および排気弁12の双方が閉じられるネガティブオーバーラップ期間を排気行程から吸気行程にかけて設けることにより、高温の既燃ガスの一部を筒内に残留させる内部EGRを行うようにしたが、例えば排気弁12を排気行程だけでなく吸気行程でも開弁させて、既燃ガスを吸気ポートから筒内に逆流させることにより、内部EGRを実現させてもよい。   In the above embodiment, in order to ensure the ignitability in the first self-ignition region A1, by providing a negative overlap period in which both the intake valve 11 and the exhaust valve 12 are closed from the exhaust stroke to the intake stroke, The internal EGR is performed so that a part of the high-temperature burned gas remains in the cylinder. For example, the exhaust valve 12 is opened not only in the exhaust stroke but also in the intake stroke, so that the burned gas is brought into the cylinder from the intake port. The internal EGR may be realized by reversing the flow.

また、上記のような内部EGRによる筒内の高温化により、比較的負荷の低い領域での着火性を確保する態様に代えて、点火プラグ20を補助的に点火することで混合気を自着火させる、いわゆる着火アシストを行ってもよい。   In addition, due to the high temperature inside the cylinder due to the internal EGR as described above, the ignition of the air-fuel mixture is performed by igniting the spark plug 20 in an auxiliary manner instead of ensuring the ignitability in a relatively low load region. You may perform what is called ignition assist.

また、上記実施形態では、エンジンの筒内温度を強制的に上昇させる加熱手段としてグロープラグ22を用いたが、短時間で昇温が可能なものであればこれに限られない。   In the above embodiment, the glow plug 22 is used as a heating means for forcibly increasing the in-cylinder temperature of the engine. However, the present invention is not limited to this as long as the temperature can be raised in a short time.

11 吸気弁
12 排気弁
21 インジェクタ
22 グロープラグ(加熱手段)
30 ECU(制御手段)
A1 第1運転領域
A2 第2運転領域
A3 第3運転領域
Tg1,Tg1’ (温度の)所定値
Tg2 (温度の)上限値
11 Intake valve 12 Exhaust valve 21 Injector 22 Glow plug (heating means)
30 ECU (control means)
A1 1st operation area A2 2nd operation area A3 3rd operation area Tg1, Tg1 '(Temperature) predetermined value Tg2 (Temperature) upper limit

Claims (7)

  1. ガソリンを含有する燃料により駆動され、少なくともエンジンの低回転かつ低負荷域に設定された第1運転領域で、上記燃料と空気とが混合された混合気を圧縮、高温化して自着火させる予混合圧縮自己着火エンジンであって、
    上記エンジンの筒内温度を強制的に上昇させる加熱手段と、
    上記燃料を筒内に噴射するインジェクタと、
    上記加熱手段およびインジェクタを制御する制御手段とを備え、
    上記制御手段は、
    上記第1運転領域で運転されている状態から当該領域よりも負荷が高い第2運転領域に移行するような加速時には、少なくとも上記第2運転領域への移行後の所定期間、圧縮行程後半および膨張行程前半の少なくとも2回に分けて上記インジェクタから燃料を噴射させる分割噴射を行うことにより、混合気を自着火させる一方、
    上記第1運転領域で運転されている状態から上記第1、第2運転領域よりも回転速度が高い第3運転領域に移行するような加速時には、上記第3運転領域への移行後において、上記インジェクタからの燃料噴射時期を圧縮行程後半に設定しつつ上記加熱手段を作動させることにより、混合気を自着火させることを特徴とする予混合圧縮自己着火エンジン。
    Premixing that is driven by fuel containing gasoline and compresses and raises the temperature of the air-fuel mixture, which is a mixture of the fuel and air, at least in the first operating region set at a low engine speed and low load. A compression self-ignition engine,
    Heating means for forcibly increasing the in-cylinder temperature of the engine;
    An injector for injecting the fuel into the cylinder;
    Control means for controlling the heating means and the injector,
    The control means includes
    When accelerating from the state operating in the first operating region to the second operating region having a higher load than the region, at least a predetermined period after the transition to the second operating region, the second half of the compression stroke, and the expansion While performing split injection in which fuel is injected from the injector divided into at least two times in the first half of the stroke, the air-fuel mixture is self-ignited,
    At the time of acceleration such as shifting from the state operating in the first operating region to the third operating region having a higher rotational speed than the first and second operating regions, after the transition to the third operating region, A premixed compression self-ignition engine characterized in that an air-fuel mixture is self-ignited by operating the heating means while setting the fuel injection timing from the injector in the latter half of the compression stroke.
  2. 請求項1記載の予混合圧縮自己着火エンジンにおいて、
    上記加熱手段が、通電により発熱する発熱部を筒内に有したグロープラグであることを特徴とする予混合圧縮自己着火エンジン。
    The premixed compression self-ignition engine according to claim 1,
    A premixed compression self-ignition engine characterized in that the heating means is a glow plug having a heat generating part which generates heat when energized.
  3. 請求項2記載の予混合圧縮自己着火エンジンにおいて、
    上記制御手段は、上記第1運転領域から第2運転領域に移行する加速時に、当該第2運転領域に移行した時点から、上記分割噴射を実行するとともに上記グロープラグへの通電を開始し、その後グロープラグの発熱部の温度が所定値以上に上昇した時点で上記分割噴射を解除して、上記インジェクタからの燃料噴射時期を圧縮行程後半のみに設定することを特徴とする予混合圧縮自己着火エンジン。
    The premixed compression self-ignition engine according to claim 2,
    The control means executes the split injection and starts energization of the glow plug from the time of transition to the second operation region at the time of acceleration of transition from the first operation region to the second operation region. The premixed compression self-ignition engine, wherein the split injection is canceled when the temperature of the heat generating portion of the glow plug rises to a predetermined value or more, and the fuel injection timing from the injector is set only in the latter half of the compression stroke. .
  4. 請求項2または3記載の予混合圧縮自己着火エンジンにおいて、
    上記制御手段は、上記第1運転領域から第3運転領域に移行する加速時に、当該第3運転領域に移行した時点から上記グロープラグへの通電を開始し、その後グロープラグの発熱部の温度が所定値以上に上昇した時点で、上記インジェクタからの燃料噴射時期を圧縮行程後半に設定することを特徴とする予混合圧縮自己着火エンジン。
    The premixed compression self-ignition engine according to claim 2 or 3,
    The control means starts energization of the glow plug from the time of transition to the third operation region during acceleration of transition from the first operation region to the third operation region, and then the temperature of the heat generating part of the glow plug is increased. A premixed compression self-ignition engine characterized in that the fuel injection timing from the injector is set in the latter half of the compression stroke when it rises above a predetermined value.
  5. 請求項3または4記載の予混合圧縮自己着火エンジンにおいて、
    上記制御手段は、上記グロープラグの発熱部の温度が予め定められた上限値まで上昇すると、上記第2運転領域または第3運転領域での運転が継続されていても、上記グロープラグへの通電量を低下させることを特徴とする予混合圧縮自己着火エンジン。
    The premixed compression self-ignition engine according to claim 3 or 4,
    When the temperature of the heat generating part of the glow plug rises to a predetermined upper limit value, the control means energizes the glow plug even if the operation in the second operation region or the third operation region is continued. A premixed compression self-ignition engine characterized by reducing the amount.
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の予混合圧縮自己着火エンジンにおいて、
    上制御手段は、上記第1運転領域における上記インジェクタからの燃料噴射時期を、吸気行程中に設定することを特徴とする予混合圧縮自己着火エンジン。
    The premixed compression self-ignition engine according to any one of claims 1 to 5,
    The pre-mixing compression self-ignition engine, wherein the upper control means sets the fuel injection timing from the injector in the first operation region during the intake stroke.
  7. 請求項6記載の予混合圧縮自己着火エンジンにおいて、
    上記制御手段は、エンジンの吸排気弁の動作を制御する機能を有し、上記第1運転領域では、上記吸排気弁の動作制御に基づいて、筒内で生成された既燃ガスの一部を筒内に残留させる内部EGRを実行することを特徴とする予混合圧縮自己着火エンジン。
    The premixed compression self-ignition engine according to claim 6,
    The control means has a function of controlling the operation of the intake / exhaust valve of the engine, and in the first operation region, a part of the burned gas generated in the cylinder based on the operation control of the intake / exhaust valve. A premixed compression self-ignition engine characterized by executing an internal EGR that causes the fuel to remain in the cylinder.
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