JP2006017082A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device avoiding generation of excessive combustion noise by injecting liquid at a time of switching operation form spark ignition operation to self ignition operation and avoiding premature ignition or slowing down combustion with heat of vaporization of injected liquid (water). <P>SOLUTION: This control device is applied to an internal combustion engine performing spark ignition operation in a part of operation domain and performing premixed compression ignition operation in other operation domain. The control device injects liquid from a liquid injection valve 42 provided on an intake manifold 41 at predetermined timing during a period from completion of spark ignition combustion right before operation switching to a moment of a start of suction of air contained in mixed gas provided for the first self ignition combustion right after operation switching to a combustion chamber 24 when operation is switched from spark ignition operation to premixed compression ignition combustion. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、火花点火運転と予混合圧縮自着火運転とを行うことができる内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine capable of performing a spark ignition operation and a premixed compression self-ignition operation.

従来から、シリンダとピストンとにより構成される燃焼室に空気、燃料及び燃焼ガスを含む均質（燃料濃度が一様）で高温の混合ガスを形成し、その混合ガスを圧縮行程にて圧縮することにより自着火させて燃焼（自着火燃焼）させる均質予混合圧縮自着火運転（自着火運転）を行う内燃機関が知られている。この自着火運転においては、空燃比を極めてリーンな空燃比とし且つ実圧縮比を高くすることができる。従って、広い運転領域で自着火運転を行うことができれば、燃費を改善することができるとともにNOxの排出量を低減することができると考えられている。   Conventionally, a homogeneous (high fuel concentration) and high-temperature mixed gas containing air, fuel, and combustion gas is formed in a combustion chamber composed of a cylinder and a piston, and the mixed gas is compressed in a compression stroke. There is known an internal combustion engine that performs homogeneous premixed compression self-ignition operation (self-ignition operation) in which self-ignition is performed and combustion is performed (self-ignition combustion). In this self-ignition operation, the air-fuel ratio can be made extremely lean and the actual compression ratio can be increased. Therefore, if self-ignition operation can be performed in a wide operation region, it is considered that fuel efficiency can be improved and NOx emissions can be reduced.

ところが、自着火燃焼においては、圧縮された混合ガスは多数の着火点においてほぼ同時に着火し、極めて短期間のうちに燃焼する。このため、特に燃料量が多い高負荷運転領域において、燃焼室内の圧力（筒内圧力）が急激に上昇し、燃焼騒音が非常に大きくなる。そこで、燃焼騒音が小さい低負荷運転領域においては自着火運転を行い、燃焼騒音が大きくなる高負荷運転領域においては混合ガスを低い実圧縮比にて圧縮するとともに同混合ガスを点火プラグが発生する火花により点火して燃焼（火花点火燃焼）させる火花点火運転を行う内燃機関が開発されて来ている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２０００−２０４９９０（請求項２、段落番号００１９） However, in the self-ignition combustion, the compressed mixed gas is ignited almost simultaneously at a number of ignition points and burns within a very short period of time. For this reason, particularly in a high load operation region where the amount of fuel is large, the pressure in the combustion chamber (cylinder pressure) rises rapidly, and the combustion noise becomes very large. Therefore, self-ignition operation is performed in the low load operation region where the combustion noise is low, and in the high load operation region where the combustion noise is large, the mixed gas is compressed at a low actual compression ratio and the ignition gas is generated by the spark plug. An internal combustion engine that performs a spark ignition operation that is ignited by a spark and burned (spark ignition combustion) has been developed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-204990 (Claim 2, paragraph number 0019)

この文献に開示された内燃機関は、火花点火運転から自着火運転へと運転を切り換えるとき、可変動弁機構を用いてバルブタイミングを変更することにより、火花点火運転に適した低圧縮比から自着火運転に適した高圧縮比へと実圧縮比を切り換える。この場合、実圧縮比切り換えのために可変動弁機構を作動させ始めると同時に火花の発生を停止すると、可変動弁機構の機械的作動遅れにより実圧縮比が十分に上昇していないために混合ガスが自着火せず、且つ、火花が発生させられていないので混合ガスの点火も行われない状態、即ち、失火状態となる場合がある。   The internal combustion engine disclosed in this document automatically changes from a low compression ratio suitable for a spark ignition operation by changing the valve timing using a variable valve mechanism when the operation is switched from the spark ignition operation to the self ignition operation. The actual compression ratio is switched to a high compression ratio suitable for ignition operation. In this case, if the generation of sparks is stopped at the same time that the variable valve mechanism is started to switch the actual compression ratio, the actual compression ratio is not sufficiently increased due to the mechanical operation delay of the variable valve mechanism, so that mixing occurs. There is a case where the gas does not self-ignite and a spark is not generated, so that the mixed gas is not ignited, that is, a misfire state occurs.

そこで、この従来の内燃機関は、可変動弁機構を作動させ始めてから数回の燃焼が終了するまで火花の発生を継続させて火花点火運転を行うとともに、同数回の燃焼中に実圧縮比が高くなり且つ火花点火が行われることに基づくノッキングの発生を回避するために吸気ポートに水を噴射するように構成されている。そして、この内燃機関は、実圧縮比が十分に上昇したと考えられる時点に、即ち、可変動弁機構の作動開始から数回の燃焼の後（数回の水噴射を行った後）、火花の発生及び水の噴射を停止するようになっている。これによれば、自着火燃焼に切り換える直前の最後の火花点火燃焼までノッキングの発生を回避することができ、且つ、火花点火運転から自着火運転へと失火を発生させることなく運転を切り換えることができる。   Therefore, this conventional internal combustion engine performs the spark ignition operation by continuing the generation of sparks from the start of operating the variable valve mechanism until the completion of several times of combustion, and the actual compression ratio is increased during the same number of times of combustion. In order to avoid the occurrence of knocking due to high and spark ignition, water is injected into the intake port. In this internal combustion engine, when the actual compression ratio is considered to have increased sufficiently, that is, after several combustions (after several water injections) from the start of operation of the variable valve mechanism, a spark is generated. Generation and water injection are stopped. According to this, the occurrence of knocking can be avoided until the last spark ignition combustion immediately before switching to the self-ignition combustion, and the operation can be switched from the spark ignition operation to the self-ignition operation without causing misfire. it can.

しかしながら、一般に、火花点火燃焼における混合ガスの空燃比は自着火燃焼における混合ガスの空燃比より非常に小さいリッチな空燃比であるので、火花点火燃焼による燃焼ガスの温度は自着火燃焼による燃焼ガスの温度より極めて高くなっている。また、前述したように、自着火燃焼では自着火を確実に起こさせるために混合ガスの温度を高くする必要があるから、自着火燃焼に供される混合ガスには多量の燃焼ガスが含められる。   However, in general, since the air-fuel ratio of the mixed gas in spark ignition combustion is a rich air-fuel ratio that is much smaller than the air-fuel ratio of the mixed gas in self-ignition combustion, the temperature of the combustion gas by spark ignition combustion is the combustion gas by self-ignition combustion. It is extremely higher than the temperature. Further, as described above, in self-ignition combustion, it is necessary to raise the temperature of the mixed gas in order to surely cause self-ignition, so a large amount of combustion gas is included in the mixed gas used for self-ignition combustion. .

従って、火花点火運転から自着火運転へと運転を切り換えたとき、最初の自着火燃焼に供される混合ガスは自着火燃焼が定常的に行われている場合よりも相対的に高温の燃焼ガスを含むことになるから、同最初の自着火燃焼に供される混合ガスの温度は、自着火燃焼が定常的に行われている場合よりも相当に高くなる。その結果、自着火運転への運転切換え直後の最初の自着火燃焼の着火時期が早くなりすぎ、筒内圧力上昇率が過大となって燃焼騒音が過大となるという問題がある。   Therefore, when the operation is switched from the spark ignition operation to the self-ignition operation, the mixed gas supplied to the first self-ignition combustion is a combustion gas having a relatively higher temperature than that in the case where the self-ignition combustion is performed constantly. Therefore, the temperature of the mixed gas subjected to the first self-ignition combustion becomes considerably higher than that in the case where the self-ignition combustion is performed constantly. As a result, there is a problem that the ignition timing of the first self-ignition combustion immediately after switching to the self-ignition operation becomes too early, the in-cylinder pressure increase rate becomes excessive, and the combustion noise becomes excessive.

従って、本発明の目的の一つは、火花点火運転から自着火運転へと運転を切り換えたとき、水などの液体を噴射することにより運転切換え後の最初の自着火燃焼における筒内圧力上昇率が過大にならないようにして、自着火運転へと運転を切り換えた直後に燃焼騒音が過大となることを回避することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。   Accordingly, one of the objects of the present invention is that when the operation is switched from the spark ignition operation to the self-ignition operation, a cylinder pressure increase rate in the first auto-ignition combustion after the operation is switched by injecting a liquid such as water by injecting a liquid such as water. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can avoid an excessive combustion noise immediately after switching the operation to the self-ignition operation.

上記目的を達成するための本発明の制御装置は、一部の運転領域においてシリンダとピストンとにより構成される燃焼室内に少なくとも空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に少なくとも空気と燃料と燃焼ガスとを含む均質な混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関に適用される。   In order to achieve the above object, a control device of the present invention forms a mixed gas containing at least air and fuel in a combustion chamber composed of a cylinder and a piston in a part of the operation region, and ignites the mixed gas with a spark. In the other operation region, a homogeneous mixed gas containing at least air, fuel, and combustion gas is formed in the combustion chamber, and the mixture gas is compressed to be self-ignited and burned. It is applied to an internal combustion engine that performs a mixed compression self-ignition operation.

そして、この制御装置は、
駆動信号に応答して液体を噴射する液体噴射手段を備えるとともに、
火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点において同時点までに前記液体噴射手段から噴射された液体が気化したガス（例えば、噴射される液体が水であれば水蒸気）が前記燃焼室内に存在するように、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めた後の所定のタイミング（同運転切換え直前の火花点火運転における最後の火花点火に基づく燃焼が終了した後の所定のタイミング）にて前記駆動信号を発生する液体噴射制御手段を備えている。この場合、液体噴射手段は、液体を、燃焼室に直接噴射するように構成されていてもよく、燃焼室に連通された吸気通路（吸気ポートやインテークマニホールド）内に噴射するように構成されていてもよい。 And this control device
A liquid ejecting means for ejecting liquid in response to the drive signal;
When switching from spark ignition operation to premixed compression self-ignition operation, injection from the liquid injection means up to the same point at the time when combustion based on the first self-ignition of premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching ends The combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching is set such that the gas in which the liquid is vaporized (for example, water vapor if the injected liquid is water) exists in the combustion chamber. Liquid injection control for generating the drive signal at a predetermined timing after starting to be discharged from the combustion chamber (predetermined timing after completion of combustion based on the last spark ignition in the spark ignition operation immediately before the operation switching) Means. In this case, the liquid ejecting means may be configured to inject the liquid directly into the combustion chamber, and is configured to inject into an intake passage (an intake port or an intake manifold) communicated with the combustion chamber. May be.

これによれば、液体噴射手段が燃焼室に連通した吸気通路に液体を噴射するように構成されている場合、その液体噴射手段から噴射された液体は、運転切換え直前の火花点火運転における最後の火花点火に基づく燃焼が終了した後から同運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点まで（即ち、運転切換え時の最後の火花点火燃焼終了後から最初の自着火燃焼終了までの期間）において、吸気通路の壁面から熱を受けた後に燃焼室内に流入する。つまり、噴射された液体は、吸気通路において一部又は全部が気化した後に燃焼室に流入するか、或いは、液体の状態のまま燃焼室に流入した後に燃焼室内で気化する。   According to this, when the liquid ejecting means is configured to inject liquid into the intake passage communicating with the combustion chamber, the liquid ejected from the liquid ejecting means is the last in the spark ignition operation immediately before the operation switching. From the end of the combustion based on spark ignition to the time when the combustion based on the first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching ends (that is, from the end of the last spark ignition combustion at the time of operation switching) During the period until the end of self-ignition combustion), after receiving heat from the wall surface of the intake passage, it flows into the combustion chamber. That is, the injected liquid flows into the combustion chamber after being partially or completely vaporized in the intake passage, or is vaporized in the combustion chamber after flowing into the combustion chamber in a liquid state.

また、液体噴射手段が燃焼室に液体を直接噴射するように構成されている場合、その液体噴射手段から噴射された液体は、運転切換え直前の最後の火花点火燃焼終了後から運転切換え直後の最初の自着火燃焼終了までの期間において、燃焼室内にて気化する。   Further, when the liquid ejecting means is configured to inject liquid directly into the combustion chamber, the liquid ejected from the liquid ejecting means is the first after the last spark ignition combustion immediately before the operation switching. During the period until the self-ignition combustion ends, the gas is vaporized in the combustion chamber.

従って、このような液体の気化が自着火開始時期よりも適度に前の時点にて生じれば、自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度が低くなるので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が回避され、その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Accordingly, if such liquid vaporization occurs at a time point that is reasonably before the self-ignition start time, the temperature of the mixed gas used for self-ignition combustion becomes low, and the ignition time becomes too early ( (Premature ignition) is avoided, and as a result, the cylinder pressure rise rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

一方、このような液体の気化が自着火開始時期の直前の時点にて生じれば、混合ガスの空間的な温度不均一性が液体噴射を行わない場合よりも大きくなって、自着火が高温の混合ガスから低温の混合ガスへと順次進行することになるから、自着火燃焼が緩慢となる。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   On the other hand, if such liquid vaporization occurs immediately before the self-ignition start time, the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes larger than when liquid injection is not performed, and the self-ignition becomes hot. Since the gas mixture sequentially proceeds from the mixed gas to the low-temperature mixed gas, the self-ignition combustion becomes slow. As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

他方、このような液体の気化が燃焼室において自着火燃焼中（特に、自着火燃焼による熱の量が上昇している期間）に生じれば、その時点以降における混合ガスの空間的な温度不均一性が液体噴射を行わない場合よりも大きくなって、その後に遅れて自着火する位置にある混合ガスの自着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   On the other hand, if such liquid vaporization occurs during auto-ignition combustion in the combustion chamber (particularly during the period when the amount of heat due to auto-ignition combustion is rising), the spatial temperature of the mixed gas after that point will not be affected. The uniformity becomes larger than that in the case where liquid injection is not performed, and then the self-ignition of the mixed gas at the position where self-ignition is delayed later is further delayed (self-ignition is generated more slowly and sequentially). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

本発明による他の内燃機関の制御装置は、上記内燃機関と同様に一部の運転領域において火花点火運転を行い、他の運転領域において予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関に適用される制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する液体噴射手段と、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間に前記駆動信号を発生する液体噴射制御手段と、
を備えている。 The control device for another internal combustion engine according to the present invention is a control applied to an internal combustion engine that performs a spark ignition operation in a part of the operation region and performs a premixed compression auto-ignition operation in the other operation region as in the case of the internal combustion engine. A device,
Liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a drive signal;
When the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber and immediately after the operation switching. Liquid injection control means for generating the drive signal during a period before air included in the mixed gas subjected to combustion based on first self-ignition starts to flow into the combustion chamber;
It has.

これによれば、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼ガスが燃焼室から排出され始めた後であって未だに運転切換え直後の最初の自着火燃焼に供される空気（新気）が燃焼室に流入させられていないとき、即ち、燃焼室内に燃焼ガスのみが存在してそのガス温度が極めて高いとき、その燃焼室内（燃焼ガス中）に液体が直接噴射される。従って、液体の量を多くしても同液体は十分に気化するので、燃焼ガス温度を十分に低下させることができる。これにより、最初の自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度が低くなるので、過早着火が回避される。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   According to this, after the combustion gas based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber, the air (new air) used for the first self-ignition combustion immediately after the operation switching still burns. When not flowing into the chamber, that is, when only the combustion gas is present in the combustion chamber and the gas temperature is extremely high, the liquid is directly injected into the combustion chamber (in the combustion gas). Therefore, even if the amount of the liquid is increased, the liquid is sufficiently vaporized, so that the combustion gas temperature can be sufficiently lowered. Thereby, since the temperature of the mixed gas used for the first self-ignition combustion is lowered, premature ignition is avoided. As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

なお、この場合、液体は、最後の火花点火に基づく燃焼ガスを燃焼室から排出することを終了する排気弁閉弁時期（又は、排気弁閉弁時期直前の時期）から最初の自着火燃料に供せられる空気を燃焼室に流入させ始める吸気弁開弁時期までの期間（即ち、排気弁及び吸気弁の両者が閉弁している所謂、「負のバルブオーバーラップ期間」）に噴射されることが好ましい。なぜなら、燃焼ガスが燃焼室から排出され始めた直後（排気弁開弁時期直後、排気行程前半）に液体が噴射されると、その時点では冷却すべき燃焼ガス量が燃焼室内に多く、且つ、冷却した燃焼ガスの多くが燃焼室から排出されてしまうので、最初の自着火燃焼に供される混合ガスの温度を十分に下げようとすると、多量の液体を噴射しなければならないことになるからである。   In this case, the liquid is changed to the first self-ignition fuel from the exhaust valve closing timing (or the timing immediately before the exhaust valve closing timing) when the combustion gas based on the last spark ignition is finished to be discharged from the combustion chamber. It is injected during a period until the intake valve opening timing at which the supplied air starts to flow into the combustion chamber (that is, a so-called “negative valve overlap period” in which both the exhaust valve and the intake valve are closed) It is preferable. Because, when the liquid is injected immediately after the combustion gas starts to be discharged from the combustion chamber (immediately after the exhaust valve opening timing, the first half of the exhaust stroke), the amount of the combustion gas to be cooled at that time is large in the combustion chamber, and Since much of the cooled combustion gas is discharged from the combustion chamber, a large amount of liquid must be injected if the temperature of the mixed gas used for the first autoignition combustion is lowered sufficiently. It is.

この点は、以下に説明する他の発明であって、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される混合ガスに含まれる前記空気が同燃焼室に流入され始める前までの時点において、液体を燃焼室に直接噴射する発明についても、同様に適用される。   This point is another invention described below, in which the first self-ignition immediately after the switching of the operation after the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the switching of the operation starts to be discharged from the combustion chamber. The invention is similarly applied to the invention in which the liquid is directly injected into the combustion chamber before the air included in the mixed gas subjected to combustion based on the above starts to flow into the combustion chamber.

更に、この場合、前記液体噴射制御手段は、
前記運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまで（好ましくは、自着火が開始するまで、又は、自着火が開始してその自着火に基づく燃焼により発生する熱の量が上昇している期間が終了するまで）の期間に前記駆動信号を更に発生するように構成されることが好適である。 Further, in this case, the liquid jet control means is
From when the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber to cause combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching, until the self-ignition of the mixed gas ends (preferably, until the self-ignition starts, or It is preferable that the drive signal is further generated during a period from when self-ignition starts until a period during which the amount of heat generated by combustion based on the self-ignition increases. .

これによれば、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される混合ガスに含まれる前記空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間において燃焼室内に直接噴射される液体の量（第１回目の液体噴射量）を若干少なくして燃焼ガス温度を若干だけ低下せしめ、混合ガスを圧縮行程にて圧縮しても過早着火が発生しない範囲（過度に高温とならない範囲）で十分に高温化することができるので、失火が発生する可能性を極めて小さくすることができる。   According to this, since the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber, it is included in the mixed gas used for the combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. The amount of liquid directly injected into the combustion chamber (the first liquid injection amount) is slightly reduced in the period before the air begins to flow into the combustion chamber, and the combustion gas temperature is slightly decreased to mix. Even if the gas is compressed in the compression stroke, the temperature can be sufficiently raised in a range where pre-ignition does not occur (a range where the temperature does not become excessively high), so the possibility of misfire can be extremely reduced.

また、上記第１回目の液体噴射量を若干少なくすることにより、定常的に自着火運転が行われている場合に比較して着火時期が僅かに早期になったとしても、液体は運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室において混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間の所定の時期（好ましくは、最も早い自着火が発生する直前の圧縮行程後半の時期であって、その自着火に基づく燃焼により発生する熱量が上昇しているときに液体噴射手段から噴射された液体が丁度気化するような時期）にても燃焼室内に直接噴射される。   Moreover, even if the ignition timing is slightly earlier than when the self-ignition operation is constantly performed by slightly reducing the first liquid injection amount, the liquid is immediately after the operation switching. A predetermined period of time from the start of compression of the mixed gas in the combustion chamber to the end of self-ignition of the mixed gas in order to bring about combustion based on the first self-ignition (preferably immediately before the earliest self-ignition occurs) Even during the latter half of the compression stroke, when the amount of heat generated by the combustion based on the self-ignition is rising, the liquid ejected from the liquid ejecting means is just vaporized) directly into the combustion chamber. Be injected.

このように第２回目の噴射により噴射された液体は主として運転切換え直後の最初の自着火燃焼中において気化するので、混合ガスの空間的温度不均一性が大きくなり、液体噴射がない場合であっても自然に生じる混合ガスの空間的温度不均一性によって最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった混合ガスの着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。その結果、上記第１回目の液体噴射量を若干少なくしても、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   As described above, the liquid injected by the second injection is vaporized mainly during the first self-ignition combustion immediately after the switching of operation, so that the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes large and there is no liquid injection. However, due to the spatial temperature non-uniformity of the gas mixture that occurs naturally, the ignition of the gas mixture that was ignited later than the gas mixture that ignited earlier is further delayed (autoignition occurs sequentially more slowly. It becomes like.) As a result, even if the first liquid injection amount is slightly reduced, the in-cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

本発明による他の内燃機関の制御装置は、上記内燃機関と同様に一部の運転領域において火花点火運転を行い、他の運転領域において予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関に適用される制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する液体噴射手段と、
前記内燃機関の回転速度が所定の閾値回転速度より大きい高回転速度である場合には、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間に前記駆動信号を発生し、
同内燃機関の回転速度が同閾値回転速度より小さい低回転速度である場合には、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に前記駆動信号を発生するように構成された液体噴射制御手段と、
を備える。 The control device for another internal combustion engine according to the present invention is a control applied to an internal combustion engine that performs a spark ignition operation in a part of the operation region and performs a premixed compression auto-ignition operation in the other operation region as in the case of the internal combustion engine. A device,
Liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a drive signal;
When the rotational speed of the internal combustion engine is higher than a predetermined threshold rotational speed, the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber. The drive signal is generated in a period before air included in the mixed gas subjected to combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching starts to flow into the combustion chamber,
When the rotational speed of the internal combustion engine is lower than the threshold rotational speed, the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. Liquid ejection control means configured to generate the drive signal during a period until the self-ignition of the mixed gas is completed;
Is provided.

この構成によれば、内燃機関の回転速度が所定の閾値回転速度より大きい高回転速度である場合、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼ガスが燃焼室から排出され始めた後であって未だに運転切換え直後の最初の自着火燃焼に供される空気（新気）が燃焼室に流入させられていないとき、即ち、燃焼室内に燃焼ガスのみが存在してそのガス温度が極めて高いとき、その燃焼室内（燃焼ガス中）に液体が直接噴射される。従って、噴射する液体の量を多くしても同液体は十分に気化するので、燃焼ガス温度を十分に低下させることができる。これにより、最初の自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度が低くなるので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が回避される。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   According to this configuration, when the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the predetermined threshold rotational speed, after the combustion gas based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber, When the air (new air) used for the first self-ignition combustion immediately after the operation switching is not flowing into the combustion chamber, that is, when only the combustion gas exists in the combustion chamber and the gas temperature is extremely high, Liquid is directly injected into the combustion chamber (in the combustion gas). Therefore, even if the amount of liquid to be ejected is increased, the liquid is sufficiently vaporized, so that the combustion gas temperature can be sufficiently lowered. Thereby, since the temperature of the mixed gas used for the first self-ignition combustion is lowered, it is avoided that the ignition timing is too early (premature ignition). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

一方、上記構成によれば、内燃機関の回転速度が所定の閾値回転速度より小さい低回転速度である場合、液体は運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室において混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に燃焼室内に直接噴射される。そして、その液体は主として運転切換え直後の最初の自着火燃焼中において気化するので、混合ガスの空間的温度不均一性が大きくなり、液体噴射がない場合であっても自然に生じる混合ガスの空間的温度不均一性によって最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった混合ガスの着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   On the other hand, according to the above configuration, when the rotational speed of the internal combustion engine is a low rotational speed lower than a predetermined threshold rotational speed, the liquid is mixed gas in the combustion chamber to cause combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. Is directly injected into the combustion chamber during the period from the start of compression to the end of self-ignition of the mixed gas. Then, since the liquid is vaporized mainly during the first auto-ignition combustion immediately after the operation switching, the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes large, and even when there is no liquid injection, the naturally occurring mixed gas space Due to the target temperature non-uniformity, the ignition of the mixed gas at the position where the ignition is delayed later than the mixed gas at the position where the ignition is the earliest is further delayed (self-ignition occurs more slowly and sequentially). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

なお、低回転速度である場合、前記液体噴射手段は、前記運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が開始した後であって同燃焼により発生する熱量が上昇しているときに前記液体噴射手段から噴射された液体が気化するように、同最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮されている最中（好ましくは、最も早い自着火が発生する直前の圧縮行程後半の時期）に前記駆動信号を発生することが望ましい。   When the rotational speed is low, the liquid ejecting means increases the amount of heat generated by the combustion after the start of the combustion based on the first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching. When the mixed gas is compressed in the combustion chamber so as to cause combustion based on the first self-ignition so that the liquid ejected from the liquid ejecting means is vaporized (preferably, most It is desirable to generate the drive signal at the second half of the compression stroke immediately before the occurrence of early self-ignition.

更に、一般に、低回転時において、混合ガスの温度は高くなり難い。従って、高回転時のように、液体が、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼ガスが燃焼室から排出され始めた後であって未だに運転切換え直後の最初の自着火燃焼に供される空気（新気）が燃焼室に流入させられていないときに噴射されてしまうと、圧縮初期の混合ガス温度が低下しすぎ、圧縮によっても混合ガス温度が十分に上昇せず、その結果、着火時期が大幅に遅れるか、或いは、失火する可能性が生じる。   Furthermore, in general, the temperature of the mixed gas is unlikely to be high at the time of low rotation. Therefore, the liquid is subjected to the first auto-ignition combustion immediately after the operation switching after the combustion gas based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber, as in the case of high rotation. If air (fresh air) is injected when it is not flowing into the combustion chamber, the mixed gas temperature at the beginning of compression will drop too much, and the mixed gas temperature will not rise sufficiently even by compression, resulting in ignition. There is a possibility that the timing will be greatly delayed or misfired.

一方、圧縮行程中（特に、自着火開始直前）に燃焼室内に液体が噴射されたとしても、その液体は直ちに燃焼室全体に行き渡ることはない。従って、液体噴射直後において、噴射された液体から温度上の影響を殆ど受けない混合ガスが燃焼室内に存在し、その温度上の影響を殆ど受けない混合ガスは液体噴射がなされなかった場合の混合ガスの着火開始時点とほぼ同様な時点にて着火する。以上の結果、本発明による内燃機関の制御装置は、低回転時において、運転切換え直後の着火開始時期が大幅に遅角することがないので失火が発生せず、且つ、運転切換え直後の自着火燃焼が緩慢となるので過大な燃焼騒音を発生させなくすることができる。   On the other hand, even if the liquid is injected into the combustion chamber during the compression stroke (particularly immediately before the start of self-ignition), the liquid does not immediately reach the entire combustion chamber. Therefore, immediately after liquid injection, there is a mixed gas that is hardly affected by temperature from the injected liquid in the combustion chamber, and the mixed gas that is hardly affected by temperature is mixed when liquid injection is not performed. It ignites at a time almost the same as the start of gas ignition. As a result of the above, the control device for an internal combustion engine according to the present invention does not cause a misfire because the ignition start timing immediately after the operation switching is not significantly retarded at a low speed, and the self-ignition immediately after the operation switching. Since combustion becomes slow, excessive combustion noise can be prevented from being generated.

本発明による他の内燃機関の制御装置は、上記内燃機関と同様に一部の運転領域において火花点火運転を行い、他の運転領域において予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関に適用される制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する液体噴射手段と、
前記駆動信号を内燃機関の回転速度に応じて以下に述べるタイミングにて発生し、以下に述べる利点を有する液体噴射制御手段と、を備える。 The control device for another internal combustion engine according to the present invention is a control applied to an internal combustion engine that performs a spark ignition operation in a part of the operation region and performs a premixed compression auto-ignition operation in the other operation region as in the case of the internal combustion engine. A device,
Liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a drive signal;
A liquid ejection control unit that generates the drive signal at a timing described below according to the rotational speed of the internal combustion engine and has the advantages described below.

（１）前記内燃機関の回転速度が所定の第１回転速度より小さい低回転速度である場合には、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に前記駆動信号を発生する。 (1) When the rotational speed of the internal combustion engine is a low rotational speed lower than a predetermined first rotational speed, the mixed gas is produced in the combustion chamber in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. The drive signal is generated in a period from when the gas starts to be compressed until the self-ignition of the mixed gas ends.

これによれば、液体は運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室において混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に燃焼室内に直接噴射される。従って、上述したように、最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった混合ガスの着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。   According to this, the liquid is directly injected into the combustion chamber in a period from when the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber until the self-ignition of the mixed gas ends in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. Is done. Therefore, as described above, the ignition of the mixed gas that was in the position that ignites later than the gas mixture in the position that ignites the earliest is further delayed (self-ignition occurs more slowly and sequentially).

更に、上述したように、噴射された液体から温度上の影響を殆ど受けない混合ガスが燃焼室内に存在し、その温度上の影響を殆ど受けない混合ガスは液体噴射がなされなかった場合の混合ガスの着火開始時点とほぼ同様な時点にて着火する。以上の結果、本発明による内燃機関の制御装置は、低回転時における運転切換え直後の着火開始時期が大幅に遅角することがないので失火が発生せず、且つ、運転切換え直後の自着火燃焼が緩慢となるので過大な燃焼騒音を発生させなくすることができる。   Further, as described above, there is a mixed gas that is hardly affected by temperature from the injected liquid in the combustion chamber, and the mixed gas that is hardly affected by temperature is mixed when liquid injection is not performed. It ignites at a time almost the same as the start of gas ignition. As a result of the above, the control device for an internal combustion engine according to the present invention does not significantly retard the ignition start timing immediately after the operation switching at the time of low rotation, so that no misfire occurs and the self-ignition combustion immediately after the operation switching. Since it becomes slow, excessive combustion noise can be prevented from being generated.

なお、この低回転速度である場合、前記液体噴射手段は、前記運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が開始した後であって同燃焼により発生する熱量が上昇しているときに前記液体噴射手段から噴射された液体が気化するように、同最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮されている最中（好ましくは、最も早い自着火が発生する直前の圧縮行程後半の時期）に前記駆動信号を発生することが望ましい。この点は、以下の（３）に述べる中回転速度である場合にも、同様に適用される。   When the rotation speed is low, the liquid injection means increases the amount of heat generated by the combustion after the start of the combustion based on the first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching. The mixed gas is being compressed in the combustion chamber so as to cause combustion based on the first auto-ignition so that the liquid ejected from the liquid ejecting means is vaporized (preferably, It is desirable to generate the drive signal at the second half of the compression stroke immediately before the earliest self-ignition occurs. This point is similarly applied to the case of the medium rotational speed described in (3) below.

（２）内燃機関の回転速度が同所定の第１回転速度より大きい第２回転速度より大きい高回転速度である場合には、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間に前記駆動信号を発生する。 (2) When the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the predetermined first rotational speed and higher than the second rotational speed, combustion generated by combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching The drive signal is supplied during a period from when the gas starts to be discharged from the combustion chamber to before the air contained in the mixed gas used for combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching starts to flow into the combustion chamber. appear.

これによれば、上述したように、燃焼室内に燃焼ガスのみが存在してそのガス温度が極めて高いとき、その燃焼室内（燃焼ガス中）に液体が直接噴射される。従って、液体の量を多くしても同液体は十分に気化するので、燃焼ガス温度を十分に低下させることができる。これにより、最初の自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度が低くなるので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が回避される。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   According to this, as described above, when only the combustion gas exists in the combustion chamber and the gas temperature is extremely high, the liquid is directly injected into the combustion chamber (in the combustion gas). Therefore, even if the amount of the liquid is increased, the liquid is sufficiently vaporized, so that the combustion gas temperature can be sufficiently lowered. Thereby, since the temperature of the mixed gas used for the first self-ignition combustion is lowered, it is avoided that the ignition timing is too early (premature ignition). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

（３）内燃機関の回転速度が同第１回転速度と同第２回転速度との間の中回転速度である場合には、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間に前記駆動信号を発生し（最初の液体噴射を行い）、且つ、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間にも更に前記駆動信号を発生する（最後の液体噴射を行う）。 (3) When the rotation speed of the internal combustion engine is a medium rotation speed between the first rotation speed and the second rotation speed, combustion generated by combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching The drive signal is supplied during a period from when the gas starts to be discharged from the combustion chamber to before the air contained in the mixed gas used for combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching starts to flow into the combustion chamber. The self-ignition of the mixed gas is terminated after the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber in order to cause combustion based on the first self-ignition immediately after the switching of the operation. The drive signal is further generated during the period until (the last liquid ejection is performed).

これによれば、最初の液体噴射により噴射された液体は、高い温度の燃焼ガスにより確実に気化する。また、その液体の量を若干少なくして燃焼ガス温度を若干だけ低下せしめ、圧縮により混合ガスを過度に高温とならない範囲で十分に高温化して混合ガスを着実に自着火させるとともに、最後の液体噴射により噴射された液体により、最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった混合ガスの着火を更に遅らせることにより、過大な燃焼騒音を発生させなくすることができる。   According to this, the liquid ejected by the first liquid ejection is surely vaporized by the high-temperature combustion gas. In addition, the amount of the liquid is slightly reduced to slightly lower the combustion gas temperature, and the mixed gas is sufficiently heated within a range not to become excessively high due to compression, and the mixed gas is steadily self-ignited and the final liquid Excessive combustion noise can be prevented from being generated by further delaying the ignition of the mixed gas that was in the position ignited later than the mixed gas in the position that is ignited earliest by the liquid injected by the injection.

本発明による他の内燃機関の制御装置は、上記内燃機関と同様に一部の運転領域において火花点火運転を行い、他の運転領域において予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関に適用される制御装置であって、
第１駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する筒内液体噴射手段と、
第２駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に連通された吸気通路内に噴射する吸気通路液体噴射手段と、を備える。 The control device for another internal combustion engine according to the present invention is a control applied to an internal combustion engine that performs a spark ignition operation in a part of the operation region and performs a premixed compression auto-ignition operation in the other operation region as in the case of the internal combustion engine. A device,
In-cylinder liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a first drive signal;
Intake passage liquid ejecting means for ejecting liquid into an intake passage communicated with the combustion chamber in response to a second drive signal.

更に、この制御装置は、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、
前記内燃機関の回転速度が所定の閾値回転速度より小さい低回転速度である場合には、前記筒内液体噴射手段から液体を噴射し、
同内燃機関の回転速度が同所定の閾値回転速より大きい高回転速度である場合には、前記吸気通路液体噴射手段から液体を噴射するように構成された液体噴射制御手段を備える。 Furthermore, this control device
When switching operation from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation,
When the rotational speed of the internal combustion engine is a low rotational speed smaller than a predetermined threshold rotational speed, the liquid is ejected from the in-cylinder liquid ejecting means,
When the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the predetermined threshold rotational speed, liquid injection control means configured to eject liquid from the intake passage liquid ejecting means is provided.

この場合、内燃機関の回転速度が所定の閾値回転速度より小さい低回転速度であるとき、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点において同時点までに前記筒内液体噴射手段から噴射された液体が気化したガスが前記燃焼室内に存在するように、液体は筒内液体噴射手段から、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了する前の所定の第１タイミングにて燃焼室内に直接噴射される。   In this case, when the rotational speed of the internal combustion engine is a low rotational speed smaller than a predetermined threshold rotational speed, the in-cylinder liquid ejecting means up to the same point at the time when the combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching ends. The liquid is mixed in the combustion chamber in order to cause combustion based on the first self-ignition immediately after switching the operation from the in-cylinder liquid injection means so that the gas which is vaporized from the liquid is vaporized. The gas is directly injected into the combustion chamber at a predetermined first timing before the self-ignition of the mixed gas ends after the gas starts to be compressed.

従って、この液体の気化が自着火開始時期よりも適度に前の時点にて生じれば、自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度が低くなるので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が回避され、その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Therefore, if the vaporization of the liquid occurs at a time appropriately before the self-ignition start time, the temperature of the mixed gas used for self-ignition combustion becomes low, so that the ignition time becomes too early (too early). Ignition) is avoided, and as a result, the cylinder pressure rise rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

一方、この液体の気化が自着火開始時期の直前の時点にて生じれば、混合ガスの空間的な温度不均一性が液体噴射を行わない場合よりも大きくなって、自着火が高温の混合ガスから低温の混合ガスへと順次進行することになるから、自着火燃焼が緩慢となる。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   On the other hand, if this liquid vaporization occurs at a time immediately before the self-ignition start timing, the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes larger than when liquid injection is not performed, and the self-ignition is mixed at a high temperature. Since the gas gradually proceeds from the gas to the low-temperature mixed gas, the auto-ignition combustion becomes slow. As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

他方、液体の気化が燃焼室において自着火燃焼中（特に、自着火燃焼による熱の量が上昇している期間）に生じれば、その時点以降における混合ガスの空間的な温度不均一性が液体噴射を行わない場合よりも大きくなって、その後に遅れて自着火する位置にある混合ガスの自着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   On the other hand, if liquid vaporization occurs during autoignition combustion in the combustion chamber (especially during the period when the amount of heat due to autoignition combustion is rising), the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas after that point in time is reduced. The self-ignition of the mixed gas at the position where the self-ignition is delayed after that becomes larger than the case where the liquid injection is not performed is further delayed (the self-ignition is generated more slowly and sequentially). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

このように、低回転時は、液体が燃焼室内に直接噴射されるので、その液体が一般に低回転時において低温となる吸気通路壁面に付着することがなく、しかも、燃焼室内で効率良く気化せしめられて燃焼騒音の抑制に利用されるので、液体の使用量を低減することができる。   As described above, since the liquid is directly injected into the combustion chamber at the time of low rotation, the liquid generally does not adhere to the wall surface of the intake passage which becomes low temperature at the time of low rotation, and is efficiently vaporized in the combustion chamber. Therefore, the amount of liquid used can be reduced.

これに対し、内燃機関の回転速度が所定の閾値回転速度より大きい高回転速度である場合、液体は吸気通路液体噴射手段から、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼が終了した後であって同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される混合ガスに含まれる空気の前記燃焼室への流入が終了する前の所定の時期にて吸気通路内に噴射される。そして、その噴射された液体は、吸気通路の壁面から熱を受けた後に燃焼室内に流入する。   On the other hand, when the rotation speed of the internal combustion engine is higher than the predetermined threshold rotation speed, the liquid is discharged from the intake passage liquid jetting means after the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching is completed. Then, the air contained in the mixed gas used for the combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching is injected into the intake passage at a predetermined time before the inflow to the combustion chamber is completed. The injected liquid flows into the combustion chamber after receiving heat from the wall surface of the intake passage.

従って、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼の終了時点から運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼開始までの時間が短い高回転時においても、噴射された液体に熱を加える時間を長くとることができるので、同液体を十分に気化させることができる。このため、高回転時においても自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度を低くすることができるので、過早着火が回避される。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Therefore, the time for applying heat to the injected liquid can be reduced even at high speed when the time from the end of combustion based on the last spark ignition just before the operation switching to the start of combustion based on the first self-ignition just after the operation switching is short. Since it can be taken for a long time, the liquid can be sufficiently vaporized. For this reason, since the temperature of the mixed gas used for self-ignition combustion can be lowered even at high rotation, premature ignition is avoided. As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

本発明による他の内燃機関の制御装置は、上記内燃機関と同様に一部の運転領域において火花点火運転を行い、他の運転領域において予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関に適用される制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する液体噴射手段と、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に前記駆動信号を発生するように構成された液体噴射制御手段と、
を備える。 The control device for another internal combustion engine according to the present invention is a control applied to an internal combustion engine that performs a spark ignition operation in a part of the operation region and performs a premixed compression auto-ignition operation in the other operation region as in the case of the internal combustion engine. A device,
Liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a drive signal;
When switching from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. Liquid ejection control means configured to generate the drive signal in a period until self-ignition ends,
Is provided.

これによれば、液体は運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室において混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に燃焼室内に直接噴射される。従って、上述したように、最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった混合ガスの着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。従って、過大な燃焼騒音が発生しない。   According to this, the liquid is directly injected into the combustion chamber in a period from when the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber until the self-ignition of the mixed gas ends in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. Is done. Therefore, as described above, the ignition of the mixed gas that was in the position that ignites later than the gas mixture in the position that ignites the earliest is further delayed (self-ignition occurs more slowly and sequentially). Therefore, excessive combustion noise does not occur.

この場合、前記液体噴射制御手段は、前記運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が開始した後であって同燃焼により発生する熱量が上昇しているときに前記液体噴射手段から噴射された液体が気化するように、同最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮されている最中に前記駆動信号を発生するように構成されることが望ましい。   In this case, the liquid injection control unit is configured to start the combustion based on the first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching and when the amount of heat generated by the combustion is increasing. The drive signal is generated while the mixed gas is being compressed in the combustion chamber so as to cause combustion based on the first self-ignition so that the liquid ejected from the liquid ejecting means is vaporized. It is desirable that

これによれば、混合ガスの燃焼により発生する熱の量（単位時間又は単位クランク角あたりの熱量）が上昇している期間（即ち、燃焼中）において前記液体噴射手段から噴射された液体が気化し、その気化（気化熱）により混合ガスが冷却される。このように、噴射された液体が自着火燃焼に伴って発生する熱の量が上昇している期間に気化すると、混合ガスの空間的温度不均一性が大きくなり、液体噴射がない場合であっても自然に生じる混合ガスの空間的温度不均一性によって最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった未着火の混合ガスの着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。この結果、液体が気化を開始した時点以降において、着火が一層緩慢に発生し、燃焼が緩慢に進行するので、筒内圧力上昇率が過大にならない。   According to this, the liquid ejected from the liquid ejecting means during the period when the amount of heat generated by the combustion of the mixed gas (the amount of heat per unit time or unit crank angle) is rising (that is, during combustion) is gas. The mixed gas is cooled by the vaporization (heat of vaporization). In this way, if the injected liquid is vaporized during the period when the amount of heat generated by autoignition combustion is rising, the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes large and there is no liquid injection. However, due to the spatial temperature non-uniformity of the gas mixture that occurs naturally, the ignition of the unignited gas mixture that was ignited later than the gas mixture that ignited the earliest is further delayed (the self-ignition becomes slower). It will occur sequentially.) As a result, after the point at which the liquid starts to vaporize, ignition occurs more slowly and combustion proceeds more slowly, so that the in-cylinder pressure increase rate does not become excessive.

また、着火開始前に燃焼室内に液体が噴射されたとしても、その液体は直ちに燃焼室全体に行き渡ることはない。従って、液体噴射直後において、噴射された液体から温度上の影響を殆ど受けない混合ガスが燃焼室内に存在し、その温度上の影響を殆ど受けない混合ガスは液体噴射がなされなかった場合の混合ガスの着火開始時点とほぼ同様な時点にて着火する。以上の結果、本発明による内燃機関の制御装置は、着火開始時期が大幅に遅角されてしまうことがないので失火が発生せず、且つ、燃焼が緩慢となるので運転切換え時の過大な燃焼騒音を発生させなくすることができる。   Also, even if liquid is injected into the combustion chamber before the start of ignition, the liquid does not immediately reach the entire combustion chamber. Therefore, immediately after liquid injection, there is a mixed gas that is hardly affected by temperature from the injected liquid in the combustion chamber, and the mixed gas that is hardly affected by temperature is mixed when liquid injection is not performed. It ignites at a time almost the same as the start of gas ignition. As a result of the above, the control device for an internal combustion engine according to the present invention does not cause the ignition start time to be significantly retarded, so that misfire does not occur and the combustion becomes slow. Noise can be prevented from being generated.

以下、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態について説明する。各実施形態の制御装置は、ピストン往復動型の多気筒（ここでは４気筒）内燃機関に適用される。この内燃機関は、一部の運転領域において上述した火花点火運転を行い、他の運転領域において上述した均質予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関である。   Embodiments of an internal combustion engine control apparatus according to the present invention will be described below. The control device of each embodiment is applied to a piston reciprocating multi-cylinder (here, four-cylinder) internal combustion engine. This internal combustion engine is an internal combustion engine that performs the above-described spark ignition operation in a part of the operation region and performs the above-described homogeneous premixed compression self-ignition operation in the other operation region.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御装置が適用される４サイクル内燃機関１０の概略を示している。４サイクル内燃機関とは、クランク角が７２０度経過する毎に、膨張行程、排気行程、吸気行程及び圧縮行程を繰り返す内燃機関のことをいう。 (First embodiment)
FIG. 1 schematically shows a four-cycle internal combustion engine 10 to which a control device according to a first embodiment of the present invention is applied. The 4-cycle internal combustion engine refers to an internal combustion engine that repeats an expansion stroke, an exhaust stroke, an intake stroke, and a compression stroke every time the crank angle is 720 degrees.

この内燃機関１０は、図１に示したように、シリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されたシリンダヘッド部３０とを含んでいる。なお、図１は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。   As shown in FIG. 1, the internal combustion engine 10 includes a cylinder block portion 20 and a cylinder head portion 30 fixed on the cylinder block portion 20. FIG. 1 shows only a cross section of a specific cylinder, but the other cylinders have the same configuration.

シリンダブロック部２０は、図示しないクランク軸を収容したシリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含んでいる。シリンダブロック部２０は、更に、シリンダ２１、ピストン２２及びコネクティングロッド２３を備えている。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコネクティングロッド２３を介してクランク軸に伝達され、これにより同クランク軸が回転するようになっている。シリンダ２１のボア壁面とピストン２２の頂面は、シリンダヘッド部３０の下面とともに燃焼室２４を形成している。   The cylinder block unit 20 includes a cylinder block lower case that houses a crankshaft (not shown), an oil pan, and the like. The cylinder block unit 20 further includes a cylinder 21, a piston 22, and a connecting rod 23. The piston 22 reciprocates in the cylinder 21, and the reciprocating motion of the piston 22 is transmitted to the crankshaft via the connecting rod 23, thereby rotating the crankshaft. The bore wall surface of the cylinder 21 and the top surface of the piston 22 together with the lower surface of the cylinder head portion 30 form a combustion chamber 24.

シリンダヘッド部３０は、燃焼室２４に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動する吸気弁駆動機構３２ａ、燃焼室２４に連通した排気ポート３３、排気ポート３３を開閉する排気弁３４、排気弁３４を駆動する排気弁駆動機構３４ａ、点火プラグ３５及び点火プラグ３５に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３６を備えている。   The cylinder head portion 30 includes an intake port 31 that communicates with the combustion chamber 24, an intake valve 32 that opens and closes the intake port 31, an intake valve drive mechanism 32a that drives the intake valve 32, an exhaust port 33 that communicates with the combustion chamber 24, and an exhaust port An exhaust valve 34 that opens and closes 33, an exhaust valve drive mechanism 34a that drives the exhaust valve 34, an ignition plug 35, and an igniter 36 that includes an ignition coil that generates a high voltage applied to the ignition plug 35 are provided.

吸気弁駆動機構３２ａ及び排気弁駆動機構３４ａは、電磁駆動機構を備えていて、駆動信号に応答して吸気弁３２及び排気弁３４をそれぞれ開閉駆動するようになっている。吸気ポート３１、吸気弁３２及び吸気弁駆動機構３２ａからなる組は、一つの気筒に２組備えられている。また、排気ポート３３、排気弁３４及び排気弁駆動機構３４ａからなる組も、一つの気筒に２組備えられている。   The intake valve drive mechanism 32a and the exhaust valve drive mechanism 34a are provided with an electromagnetic drive mechanism, and open and close the intake valve 32 and the exhaust valve 34 in response to a drive signal. Two sets of the intake port 31, the intake valve 32, and the intake valve drive mechanism 32a are provided in one cylinder. Two sets of the exhaust port 33, the exhaust valve 34, and the exhaust valve drive mechanism 34a are also provided in one cylinder.

吸気ポート３１には、吸気ポート３１とともに燃焼室２４に連通した吸気通路を構成するインテークマニホールド４１が接続されている。このインテークマニホールド４１には、液体噴射弁４２と燃料噴射弁（インジェクタ）４３とが配設されている。   The intake port 31 is connected to an intake manifold 41 that forms an intake passage communicating with the combustion chamber 24 together with the intake port 31. The intake manifold 41 is provided with a liquid injection valve 42 and a fuel injection valve (injector) 43.

液体噴射弁４２は、液体供給管４４を介してポンプ（液体加圧手段）４５に接続されている。ポンプ４５は水を収容した液体タンク４６に接続されている。ポンプ４５は高圧の液体（水）を液体噴射弁４２に供給するようになっている。これにより、液体噴射弁４２は、駆動信号に応答して開弁したとき、インテークマニホールド４１及び吸気ポート３１（吸気通路）内であって吸気弁３２の背面に向けて高圧の液体（水）を噴射するようになっている。なお、液体噴射弁４２、液体供給管４４、ポンプ４５及び液体タンク４６は、液体噴射手段を構成している。   The liquid injection valve 42 is connected to a pump (liquid pressurizing means) 45 through a liquid supply pipe 44. The pump 45 is connected to a liquid tank 46 containing water. The pump 45 supplies high-pressure liquid (water) to the liquid injection valve 42. As a result, when the liquid injection valve 42 is opened in response to the drive signal, the liquid injection valve 42 discharges high-pressure liquid (water) in the intake manifold 41 and the intake port 31 (intake passage) toward the back surface of the intake valve 32. It comes to inject. The liquid injection valve 42, the liquid supply pipe 44, the pump 45, and the liquid tank 46 constitute a liquid injection unit.

燃料噴射弁４３は、図示しない燃料配管を介して図示しない燃料ポンプに接続されている。燃料ポンプは図示しない燃料タンクに接続されている。燃料ポンプは高圧の燃料（ガソリン）を燃料噴射弁４３に供給するようになっている。これにより、燃料噴射弁４３は、駆動信号に応答して開弁したとき、インテークマニホールド４１及び吸気ポート３１（吸気通路）内であって吸気弁３２の背面に向けて燃料を噴射するようになっている。なお、これらは燃料噴射手段を構成している。   The fuel injection valve 43 is connected to a fuel pump (not shown) via a fuel pipe (not shown). The fuel pump is connected to a fuel tank (not shown). The fuel pump supplies high-pressure fuel (gasoline) to the fuel injection valve 43. Thus, when the fuel injection valve 43 is opened in response to the drive signal, the fuel injection valve 43 injects fuel toward the back surface of the intake valve 32 in the intake manifold 41 and the intake port 31 (intake passage). ing. These constitute fuel injection means.

次に、電気ブロック図である図２を参照しながら、内燃機関１０の制御装置の電気的構成について説明する。この制御装置は電気制御装置５０を含んでいる。電気制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等（何れも図示省略）を含むマイクロコンピュータである。   Next, the electrical configuration of the control device for the internal combustion engine 10 will be described with reference to FIG. 2 which is an electrical block diagram. The control device includes an electric control device 50. The electric control device 50 is a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an interface, and the like (all not shown).

電気制御装置５０には、図示しないアクセルペダルの操作量Accpを検出するアクセルペダル操作量センサ５１と、クランク軸の回転速度からエンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサ５２とが接続されている。電気制御装置５０は、これらのセンサから各検出信号を入力するようになっている。更に、電気制御装置５０は、各気筒の吸気弁駆動機構３２ａ、排気弁駆動機構３４ａ、イグナイタ３６、液体噴射弁４２及び燃料噴射弁４３と接続されている。電気制御装置５０は、これらに駆動信号を送出するようになっている。   The electric control device 50 is connected to an accelerator pedal operation amount sensor 51 that detects an accelerator pedal operation amount Accp (not shown) and an engine rotation speed sensor 52 that detects an engine rotation speed NE from the rotation speed of the crankshaft. . The electric control device 50 inputs each detection signal from these sensors. Furthermore, the electric control device 50 is connected to the intake valve drive mechanism 32a, the exhaust valve drive mechanism 34a, the igniter 36, the liquid injection valve 42, and the fuel injection valve 43 of each cylinder. The electric control device 50 sends drive signals to them.

次に、上記のように構成された内燃機関の制御装置の作動について説明する。電気制御装置５０のＣＰＵは、図３にフローチャートにより示した運転領域判定ルーチンを所定時間が経過する毎に繰り返し実行するようになっている。   Next, the operation of the control apparatus for an internal combustion engine configured as described above will be described. The CPU of the electric control device 50 repeatedly executes the operation region determination routine shown by the flowchart in FIG. 3 every time a predetermined time elapses.

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ３００から処理を開始してステップ３０５に進み、現時点の負荷（この例では、アクセルペダル操作量Accp）及び現時点のエンジン回転速度ＮＥと、アクセルペダル操作量Accp及びエンジン回転速度ＮＥと目標トルクTqtgtとの関係を規定するテーブルMapTqtgtとに基づいて現時点の目標トルクTqtgt（＝MapTqtgt(Accp，ＮＥ)）を決定する。   Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from step 300 and proceeds to step 305, where the current load (accelerator pedal operation amount Accp in this example), the current engine speed NE, and the accelerator pedal operation amount. The current target torque Tqtgt (= MapTqtgt (Accp, NE)) is determined based on the table MapTqtgt that defines the relationship between Accp and the engine rotational speed NE and the target torque Tqtgt.

なお、以下の説明において、Map*X(ａ,ｂ)と標記されるテーブルは、変数ａ及び変数ｂと値Ｘとの関係を規定するテーブルを意味することとする。記号「*」は必要に応じてテーブルを特定するために使用される添え字である。また、値ＸをテーブルMap*X(ａ,ｂ)に基づいて求めるとは、値Ｘを現時点の変数ａ及び現時点の変数ｂとテーブルMap*X(ａ,ｂ)とに基づいて求める（決定する）ことを意味することとする。   In the following description, a table labeled Map * X (a, b) means a table that defines the relationship between the variable a, the variable b, and the value X. The symbol “*” is a subscript used to specify the table as necessary. Further, obtaining the value X based on the table Map * X (a, b) means obtaining the value X based on the current variable a, the current variable b, and the table Map * X (a, b) (determination). Mean).

次に、ＣＰＵはステップ３１０に進み、上記決定された目標トルクTqtgtと現時点のエンジン回転速度ＮＥとステップ３１０内に図示された領域判定マップとにより、現在の運転状態が４サイクル自着火運転領域にあるか、４サイクル火花点火運転領域にあるかを判定する。なお、４サイクル自着火運転領域は、４サイクル火花点火運転領域よりも低負荷側且つ低回転側に設定されている。   Next, the CPU proceeds to step 310, where the current operation state is changed to the four-cycle self-ignition operation region based on the determined target torque Tqtgt, the current engine speed NE, and the region determination map shown in step 310. It is determined whether it is in the 4-cycle spark ignition operation region. Note that the 4-cycle self-ignition operation region is set to a lower load side and a lower rotation side than the 4-cycle spark ignition operation region.

次に、ＣＰＵはステップ３１５に進み、現在の運転状態が４サイクル自着火運転領域にあるか否かを判定する。そして、現在の運転状態が４サイクル自着火運転領域にあれば、ＣＰＵはステップ３１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２０に進み、自着火運転領域フラグＸＪの値を「１」に設定する。一方、現在の運転状態が４サイクル火花点火運転領域にあれば、ＣＰＵはステップ３１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３２５に進み、自着火運転領域フラグＸＪの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ３９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 315 to determine whether or not the current operation state is in the 4-cycle self-ignition operation region. If the current operation state is in the four-cycle self-ignition operation region, the CPU makes a “Yes” determination at step 315 to proceed to step 320 to set the value of the self-ignition operation region flag XJ to “1”. . On the other hand, if the current operation state is in the four-cycle spark ignition operation region, the CPU makes a “No” determination at step 315 to proceed to step 325 to set the value of the self-ignition operation region flag XJ to “0”. . Thereafter, the CPU proceeds to step 395 to end the present routine tentatively.

また、ＣＰＵは、図４にフローチャートにより示した制御量及び制御時期決定ルーチンを、各気筒のクランク角が排気上死点前９０度（火花点火運転及び自着火運転における排気弁開弁時期ＥＯより遅角側であって排気弁閉弁時期ＥＣよりも進角側の所定クランク角）となる毎に各気筒毎に独立して繰り返し実行するようになっている。以下、任意の一つの気筒に着目して説明を続けると、その気筒のクランク角がその気筒の排気上死点前９０度となったとき、ＣＰＵはステップ４００から処理を開始してステップ４０５に進み、目標トルクTqtgtをMapTqtgt(Accp，ＮＥ)に基づいて求める。次に、ＣＰＵはステップ４１０に進んで自着火運転領域フラグＸＪの値が「０」であるか否かを判定する。   Further, the CPU performs the control amount and control timing determination routine shown in the flowchart of FIG. 4 according to the routine in which the crank angle of each cylinder is 90 degrees before exhaust top dead center (from the exhaust valve opening timing EO in the spark ignition operation and the self-ignition operation). The process is repeatedly executed independently for each cylinder each time the retard side is reached (a predetermined crank angle on the advance side with respect to the exhaust valve closing timing EC). Hereinafter, the description will be continued focusing on one arbitrary cylinder. When the crank angle of the cylinder reaches 90 degrees before the exhaust top dead center of the cylinder, the CPU starts the process from step 400 and proceeds to step 405. Then, the target torque Tqtgt is obtained based on MapTqtgt (Accp, NE). Next, the CPU proceeds to step 410 to determine whether or not the value of the self-ignition operation region flag XJ is “0”.

いま、現在の運転状態が４サイクル火花点火運転領域にあるとして説明を続けると、自着火運転領域フラグＸＪの値は「０」となっている（図３のステップ３２５を参照。）。従って、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１５乃至ステップ４５０の処理を順に実行し、各種の制御量及び制御時期を以下のように決定した後、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Now, assuming that the current operation state is in the 4-cycle spark ignition operation region, the value of the self-ignition operation region flag XJ is “0” (see step 325 in FIG. 3). Accordingly, the CPU makes a “Yes” determination at step 410 to execute the processing of step 415 to step 450 in order, determines various control amounts and control timings as follows, and then proceeds to step 495 to execute this routine. Is temporarily terminated.

ステップ４１５；４サイクル火花点火運転用の排気弁開弁時期ＥＯをテーブルMapHEO(Tqtgt,ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４２０；４サイクル火花点火運転用の吸気弁開弁時期ＩＯをテーブルMapHIO(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４２５；４サイクル火花点火運転用の排気弁閉弁時期ＥＣをテーブルMapHEC(Tqtgt,ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４３０；４サイクル火花点火運転用の吸気弁閉弁時期ＩＣをテーブルMapHIC(Tqtgt,ＮＥ)に基づいて求める。 Step 415: The exhaust valve opening timing EO for the 4-cycle spark ignition operation is obtained based on the table MapHEO (Tqtgt, NE).
Step 420: The intake valve opening timing IO for the 4-cycle spark ignition operation is obtained based on the table MapHIO (Tqtgt, NE).
Step 425: The exhaust valve closing timing EC for the 4-cycle spark ignition operation is obtained based on the table MapHEC (Tqtgt, NE).
Step 430: The intake valve closing timing IC for the 4-cycle spark ignition operation is obtained based on the table MapHIC (Tqtgt, NE).

ステップ４１５乃至ステップ４３０にて決定される吸気弁開弁時期ＩＯ、吸気弁閉弁時期ＩＣ、排気弁開弁時期ＥＯ及び排気弁閉弁時期ＥＣは、図６（Ａ）に示したように定められる。燃焼室２４に流入する空気の量は、これらの時期により調整される。   The intake valve opening timing IO, the intake valve closing timing IC, the exhaust valve opening timing EO, and the exhaust valve closing timing EC determined in Steps 415 to 430 are determined as shown in FIG. It is done. The amount of air flowing into the combustion chamber 24 is adjusted according to these times.

ステップ４３５；４サイクル火花点火運転用の燃料噴射時期（燃料噴射開始時期）θinjをテーブルMapHθinj(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４４０；４サイクル火花点火運転用の燃料噴射量TAUをテーブルMapHTAU(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。燃料噴射量TAUは、目標トルクTqtgt及びエンジン回転速度ＮＥにより定まる空燃比が得られるように定められる。なお、この空燃比は、例えば、理論空燃比であって、後述する自着火運転における空燃比よりもリッチな空燃比に設定されている。 Step 435: The fuel injection timing (fuel injection start timing) θinj for the 4-cycle spark ignition operation is obtained based on the table MapHθinj (Tqtgt, NE).
Step 440: The fuel injection amount TAU for the 4-cycle spark ignition operation is obtained based on the table MapHTAU (Tqtgt, NE). The fuel injection amount TAU is determined so that an air-fuel ratio determined by the target torque Tqtgt and the engine rotational speed NE can be obtained. Note that this air-fuel ratio is, for example, a stoichiometric air-fuel ratio, and is set to an air-fuel ratio richer than an air-fuel ratio in the self-ignition operation described later.

ステップ４４５；４サイクル火花点火運転用の点火時期θigをテーブルMapHθig(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４５０；その時点の自着火運転領域フラグＸＪの値を直前の自着火運転領域フラグＸＪoldに格納する。 Step 445: The ignition timing θig for the 4-cycle spark ignition operation is obtained based on the table MapHθig (Tqtgt, NE).
Step 450: The value of the self-ignition operation region flag XJ at that time is stored in the immediately preceding self-ignition operation region flag XJold.

更に、ＣＰＵは、図５にフローチャートにより示した駆動制御ルーチンを、クランク角が微少の角度だけ経過する毎に各気筒別に実行するようになっている。以下、前記任意の一つの気筒に着目して説明を続けると、ＣＰＵは所定のタイミングにてステップ５００から本ルーチンの処理を開始し、ステップ５０５に進んで現時点のクランク角が前述した図４のステップ４１５にて決定された排気弁開弁時期ＥＯと一致しているか否かを判定する。そして、現時点のクランク角が排気弁開弁時期ＥＯと一致していると、ＣＰＵはステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５１０に進み、排気弁３４を開弁するための駆動信号を排気弁駆動機構３４ａに出力する。これにより、排気弁３４が開弁せしめられ、膨張期間が終了し、燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始める（排気期間が開始する）。   Further, the CPU executes the drive control routine shown by the flowchart in FIG. 5 for each cylinder every time the crank angle is a minute angle. Hereinafter, the description will be continued focusing on the one arbitrary cylinder. The CPU starts the processing of this routine from step 500 at a predetermined timing, and proceeds to step 505 to determine the current crank angle as shown in FIG. It is determined whether or not the exhaust valve opening timing EO determined in step 415 coincides. If the current crank angle coincides with the exhaust valve opening timing EO, the CPU makes a “Yes” determination at step 505 to proceed to step 510 to provide a drive signal for opening the exhaust valve 34. It outputs to the exhaust valve drive mechanism 34a. As a result, the exhaust valve 34 is opened, the expansion period ends, and the combustion gas begins to be discharged from the combustion chamber 24 (the exhaust period starts).

以降、ＣＰＵはステップ５１５乃至ステップ５８５の処理を適宜実行する。これにより、ＣＰＵは排気弁３４を開弁させる場合と同様に各種の駆動信号を適当なタイミングにて発生し、以下に記述する各種の動作を行う。その後、ＣＰＵはステップ５９５にて本ルーチンを一旦終了する。   Thereafter, the CPU appropriately executes the processing from step 515 to step 585. As a result, the CPU generates various drive signals at appropriate timing as in the case of opening the exhaust valve 34, and performs various operations described below. Thereafter, in step 595, the CPU once ends this routine.

ステップ５１５及びステップ５２０；クランク角が図４のステップ４２０にて決定された吸気弁開弁時期ＩＯとなったとき、吸気弁３２を開弁するための駆動信号を吸気弁駆動機構３２ａに出力する。これにより、吸気弁３２が開弁せしめられ、燃焼室２４に空気が流入され始める（吸気期間が開始する）。
ステップ５２５及びステップ５３０；クランク角が図４のステップ４３５にて決定された燃料噴射時期θinjとなったとき、ステップ４４０にて決定された燃料噴射量TAUに応じた時間だけ燃料噴射弁４３を開弁し、燃料噴射量TAUの燃料を吸気通路に噴射する。 Steps 515 and 520: When the crank angle reaches the intake valve opening timing IO determined in step 420 of FIG. 4, a drive signal for opening the intake valve 32 is output to the intake valve drive mechanism 32a. . As a result, the intake valve 32 is opened, and air begins to flow into the combustion chamber 24 (the intake period starts).
Steps 525 and 530: When the crank angle reaches the fuel injection timing θinj determined in step 435 in FIG. 4, the fuel injection valve 43 is opened for a time corresponding to the fuel injection amount TAU determined in step 440. The fuel injection amount TAU of fuel is injected into the intake passage.

ステップ５３５及びステップ５４０；クランク角が図４のステップ４２５にて決定された排気弁閉弁時期ＥＣとなったとき、排気弁３４を閉弁するための駆動信号を排気弁駆動機構３４ａに出力する。これにより、排気弁３４が閉弁せしめられ、排気期間が終了する。
ステップ５４５及びステップ５５０；クランク角が図４のステップ４３０にて決定された吸気弁閉弁時期ＩＣとなったとき、吸気弁３２を閉弁するための駆動信号を吸気弁駆動機構３２ａに出力する。これにより、吸気弁３２が閉弁せしめられ、吸気期間が終了し、圧縮期間が開始する。 Step 535 and Step 540: When the crank angle reaches the exhaust valve closing timing EC determined in Step 425 of FIG. 4, a drive signal for closing the exhaust valve 34 is output to the exhaust valve drive mechanism 34a. . As a result, the exhaust valve 34 is closed, and the exhaust period ends.
Step 545 and Step 550: When the crank angle reaches the intake valve closing timing IC determined in Step 430 of FIG. 4, a drive signal for closing the intake valve 32 is output to the intake valve drive mechanism 32a. . As a result, the intake valve 32 is closed, the intake period ends, and the compression period starts.

ステップ５５５乃至ステップ５６５；後述する液体噴射フラグＸLiqの値が「１」であり、且つ、クランク角が後述する図４のステップ４９０にて決定された液体噴射時期θLiqとなったとき、後述するステップ４９１にて決定された液体噴射量Liqに応じた時間だけ液体噴射弁４２を開弁し、液体噴射量Liqの液体である水を吸気通路（ポート）内に噴射する。
ステップ５７０；液体噴射フラグＸLiqの値を「０」に設定する。
ステップ５７５乃至ステップ５８５；自着火運転領域フラグＸＪの値が「０」であり、且つ、クランク角が図４のステップ４４５にて決定された点火時期θigとなったとき、イグナイタ３６に駆動信号を送出する。これにより、点火プラグ３５により火花が生成され、火花点火燃焼が開始する。
以上により、図６（Ａ）に示したような４サイクル火花点火運転が行われる。 Steps 555 to 565; a later-described step when the value of a later-described liquid ejection flag XLiq is “1” and the crank angle has reached the liquid ejection timing θLiq determined in step 490 in FIG. The liquid injection valve 42 is opened for a time corresponding to the liquid injection amount Liq determined in 491, and water that is the liquid injection amount Liq is injected into the intake passage (port).
Step 570: The value of the liquid ejection flag XLiq is set to “0”.
Steps 575 to 585: When the value of the self-ignition operation region flag XJ is “0” and the crank angle reaches the ignition timing θig determined in step 445 of FIG. 4, a drive signal is sent to the igniter 36. Send it out. As a result, a spark is generated by the spark plug 35, and spark ignition combustion starts.
As described above, the 4-cycle spark ignition operation as shown in FIG. 6A is performed.

次に、現在の運転状態が４サイクル火花点火運転領域から４サイクル自着火運転領域へと変化した場合について説明する。このとき、ＣＰＵが図３の運転領域判定ルーチンの処理をステップ３００から開始すると、同ＣＰＵはステップ３１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２０に進み、自着火運転領域フラグＸＪの値を「１」に設定する。   Next, a case where the current operation state changes from the 4-cycle spark ignition operation region to the 4-cycle self-ignition operation region will be described. At this time, when the CPU starts the processing of the operation region determination routine of FIG. 3 from step 300, the CPU determines “Yes” at step 315 and proceeds to step 320 to set the value of the self-ignition operation region flag XJ to “ Set to “1”.

この直後、ＣＰＵが図４のルーチンの処理をステップ４００から開始すると、同ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ４５５に進んで直前の自着火運転領域フラグＸＪoldの値が「０」であるか否かを判定する。この場合、直前の自着火運転領域フラグＸＪoldの値は「０」であるから、ＣＰＵはステップ４５５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ４９０乃至ステップ４９２の処理を以下のように順に実行する。   Immediately after this, when the CPU starts the processing of the routine of FIG. 4 from step 400, the CPU makes a “No” determination at step 410, proceeds to step 455, and sets the value of the previous self-ignition operation region flag XJold to “0”. Is determined. In this case, since the value of the immediately preceding self-ignition operation region flag XJold is “0”, the CPU makes a “Yes” determination at step 455 and sequentially executes the processing from step 490 to step 492 as follows.

ステップ４９０；液体噴射時期（吸気通路噴射用液体噴射開始時期）θLiqをテーブルMapθLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。このテーブルMapθLiq(Tqtgt，ＮＥ)によれば、液体噴射時期θLiqは、火花点火運転から自着火運転への運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点において同時点までに液体噴射弁４２から噴射された液体（水）が気化したガス（水蒸気）が燃焼室２４内に存在するように、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めた後の所定のタイミングとなるように定められる。なお、本明細書において、「運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始めた後」と「運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼が終了した後」とは実質的に同じ意味に使用される。   Step 490: The liquid injection timing (liquid injection start timing for intake passage injection) θLiq is obtained based on the table MapθLiq (Tqtgt, NE). According to this table Map θLiq (Tqtgt, NE), the liquid injection timing θLiq is determined by the liquid injection valve up to the same time point when the combustion based on the first self-ignition immediately after the switching from the spark ignition operation to the self-ignition operation is completed. Combustion gas generated by combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching is transmitted from the combustion chamber so that gas (water vapor) obtained by vaporizing liquid (water) ejected from 42 is present in the combustion chamber 24. It is determined to be a predetermined timing after starting to be discharged. In this specification, “after the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition just before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber 24” and “the combustion based on the last spark ignition just before the operation switching”. “After finished” is used interchangeably.

より具体的には、液体噴射時期θLiqは、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼の終了後であって同燃焼に基づく燃焼ガスを燃焼室２４から排出する期間を終了する排気弁閉弁時期ＥＣ（後述するステップ４７０を参照。）から、同運転切換え直後の最初の自着火燃焼に対する吸気弁閉弁時期ＩＣ（後述するステップ４７５を参照。）までの期間内の時期であることが好ましい。更に好ましくは、液体噴射時期θLiqは、運転切換え直前の最後の火花点火に対する排気弁閉弁時期ＥＣから同運転切換え直後の最初の自着火燃焼に対する吸気弁開弁時期ＩＯ（後述するステップ４６５を参照。）までの期間（後述する「負のバルブオーバーラップ期間」）内の所定の時期に設定される。   More specifically, the liquid injection timing θLiq is after the end of the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching, and the exhaust valve closing that ends the period for discharging the combustion gas based on the combustion from the combustion chamber 24 It is preferable to be within the period from the timing EC (see step 470 described later) to the intake valve closing timing IC (see step 475 described later) for the first self-ignition combustion immediately after the operation switching. . More preferably, the liquid injection timing θLiq is determined from the exhaust valve closing timing EC for the last spark ignition immediately before the operation switching to the intake valve opening timing IO for the first self-ignition combustion immediately after the operation switching (see step 465 described later). .)) (Set to a predetermined time within a “negative valve overlap period” to be described later).

ステップ４９１；液体噴射量LiqをテーブルMapLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４９２；液体噴射フラグＸLiqの値を「１」に設定する。
その後、ＣＰＵはステップ４６０乃至ステップ４８５の処理を以下のように順に実行し、ステップ４５０を経由してステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。 Step 491: The liquid injection amount Liq is obtained based on the table MapLiq (Tqtgt, NE).
Step 492: The value of the liquid ejection flag XLiq is set to “1”.
Thereafter, the CPU sequentially executes the processing from step 460 to step 485 as follows, proceeds to step 495 via step 450, and once ends this routine.

ステップ４６０；４サイクル自着火運転用の排気弁開弁時期ＥＯをテーブルMapJEO(Tqtgt,ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４６５；４サイクル自着火運転用の吸気弁開弁時期ＩＯをテーブルMapJIO(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４７０；４サイクル自着火運転用の排気弁閉弁時期ＥＣをテーブルMapJEC(Tqtgt,ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４７５；４サイクル自着火運転用の吸気弁閉弁時期ＩＣをテーブルMapJIC(Tqtgt,ＮＥ)に基づいて求める。 Step 460: The exhaust valve opening timing EO for the 4-cycle self-ignition operation is obtained based on the table MapJEO (Tqtgt, NE).
Step 465: The intake valve opening timing IO for the 4-cycle self-ignition operation is obtained based on the table MapJIO (Tqtgt, NE).
Step 470: The exhaust valve closing timing EC for the 4-cycle self-ignition operation is obtained based on the table MapJEC (Tqtgt, NE).
Step 475: The intake valve closing timing IC for the 4-cycle self-ignition operation is obtained based on the table MapJIC (Tqtgt, NE).

ステップ４６０乃至ステップ４７５にて決定される吸気弁開弁時期ＩＯ、吸気弁閉弁時期ＩＣ、排気弁開弁時期ＥＯ及び排気弁閉弁時期ＥＣは、図６（Ｂ）に示したように定められる。燃焼室２４に流入する空気の量及び燃焼室２４に残留する燃焼ガスの量は、これらの時期により調整される。なお、排気弁閉弁時期ＥＣは吸気弁開弁時期ＩＯよりも所定クランク角だけ先に到来するように設定されている。これにより、排気終了時点から吸気開始時点まで吸気弁３２及び排気弁３４が共に閉弁している、所謂「負のバルブオーバーラップ期間」が設定される。その結果、燃焼ガスは燃焼室２４内に滞留せしめられ、その燃焼ガスが自着火燃焼に供される混合ガスに含まれるようになる。また、目標トルクTqtgt及びエンジン回転速度ＮＥ等の燃焼ガス量を決定するパラメータが変化しない場合、火花点火運転から自着火運転への運転切換え直後の（一回の）自着火燃焼に供される混合ガス中の燃焼ガス量と、その後の自着火運転時における一回の自着火燃焼に供される混合ガス中の燃焼ガス量とは、一定値（又は略一定値）に維持される。   The intake valve opening timing IO, the intake valve closing timing IC, the exhaust valve opening timing EO, and the exhaust valve closing timing EC determined in Steps 460 to 475 are determined as shown in FIG. It is done. The amount of air flowing into the combustion chamber 24 and the amount of combustion gas remaining in the combustion chamber 24 are adjusted according to these times. The exhaust valve closing timing EC is set so as to arrive by a predetermined crank angle before the intake valve opening timing IO. Thus, a so-called “negative valve overlap period” is set in which both the intake valve 32 and the exhaust valve 34 are closed from the exhaust end time to the intake start time. As a result, the combustion gas is retained in the combustion chamber 24, and the combustion gas is included in the mixed gas used for autoignition combustion. Further, when parameters for determining the combustion gas amount such as the target torque Tqtgt and the engine rotational speed NE do not change, the mixture used for (one time) self-ignition combustion immediately after switching from the spark ignition operation to the self-ignition operation The amount of combustion gas in the gas and the amount of combustion gas in the mixed gas used for one self-ignition combustion during the subsequent self-ignition operation are maintained at a constant value (or a substantially constant value).

ステップ４８０；４サイクル自着火運転用の燃料噴射時期（燃料噴射開始時期）θinjをテーブルMapJθinj(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４８５；４サイクル自着火運転用の燃料噴射量TAUをテーブルMapJTAU(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。燃料噴射量TAUは、目標トルクTqtgt及びエンジン回転速度ＮＥにより定まる空燃比が得られるように定められる。 Step 480: The fuel injection timing (fuel injection start timing) θinj for the 4-cycle self-ignition operation is obtained based on the table MapJθinj (Tqtgt, NE).
Step 485: The fuel injection amount TAU for the 4-cycle self-ignition operation is obtained based on the table MapJTAU (Tqtgt, NE). The fuel injection amount TAU is determined so that an air-fuel ratio determined by the target torque Tqtgt and the engine rotational speed NE can be obtained.

一方、ＣＰＵは図５に示したルーチンを繰り返し実行している。従って、自着火運転領域フラグＸＪの値が「１」となっていて、図４のステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定される場合は、上記ステップ４６０乃至ステップ４８５により決定された自着火運転用の制御量及び制御時期に従って各種の制御が実行され、図６（Ｂ）に示したような４サイクル自着火運転が行われる。   On the other hand, the CPU repeatedly executes the routine shown in FIG. Therefore, when the value of the self-ignition operation region flag XJ is “1” and it is determined “No” in step 410 in FIG. 4, the self-ignition operation determined in steps 460 to 485 is performed. Various controls are executed according to the control amount and the control timing, and the four-cycle self-ignition operation as shown in FIG. 6B is performed.

また、現時点のように、運転領域が４サイクル火花点火運転領域から４サイクル自着火運転領域へと変化した直後においては、図４のステップ４９０乃至ステップ４９２が実行されている。従って、液体噴射フラグＸLiqの値は「１」に設定されているから、ＣＰＵは図５のステップ５５５乃至ステップ５７０を実行する。この結果、クランク角が液体噴射時期θLiqとなったとき、液体噴射量Liqの液体（水）が液体噴射弁４２から吸気通路内に一度だけ噴射される。   Further, immediately after the operation region changes from the 4-cycle spark ignition operation region to the 4-cycle self-ignition operation region as at the present time, Steps 490 to 492 in FIG. 4 are executed. Therefore, since the value of the liquid ejection flag XLiq is set to “1”, the CPU executes steps 555 to 570 in FIG. As a result, when the crank angle reaches the liquid injection timing θLiq, the liquid (water) of the liquid injection amount Liq is injected only once from the liquid injection valve 42 into the intake passage.

なお、図４に示したルーチンの実行タイミングは、火花点火運転及び自着火運転における排気弁閉弁時期ＥＣより僅かに前であって、排気弁開弁期間中である。従って、現時点のように、運転領域が４サイクル火花点火運転領域から４サイクル自着火運転領域へと変化したとき、排気弁３４は運転切換え直前において火花点火運転に適した排気弁開弁時期ＥＯにて開弁せしめられ、その開弁している排気弁３４は運転切換え直後において自着火運転に適した排気弁閉弁時期ＥＣにて閉弁せしめられることになる。   The execution timing of the routine shown in FIG. 4 is slightly before the exhaust valve closing timing EC in the spark ignition operation and the self-ignition operation and is in the exhaust valve opening period. Therefore, when the operation region changes from the 4-cycle spark ignition operation region to the 4-cycle self-ignition operation region as at the present time, the exhaust valve 34 reaches the exhaust valve opening timing EO suitable for the spark ignition operation immediately before the operation switching. The exhaust valve 34 that has been opened is closed at the exhaust valve closing timing EC suitable for the self-ignition operation immediately after the operation switching.

以上、説明したように、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置は、火花点火運転から自着火運転に運転を切換えるとき、図７に示したように、運転切換え直前の最後の火花点火燃焼に対する排気弁閉弁時期ＥＣから同運転切換え直後の最初の自着火燃焼に対する吸気弁開弁時期ＩＯまでの期間に、吸気通路（インテークマニホールド４１及び吸気ポート３１）に液体噴射弁４２から液体（水）を噴射する。そして、その噴射された液体（水）は、運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点（その自着火に基づく燃焼に対する排気弁開弁時期ＥＯ）までに気化し、同時点において気化したガス（水蒸気）の状態にて燃焼室２４内に存在する。   As described above, when the operation of the internal combustion engine according to the first embodiment is switched from the spark ignition operation to the self-ignition operation, as shown in FIG. 7, the last spark ignition combustion immediately before the operation switching is performed. In the period from the exhaust valve closing timing EC to the intake valve opening timing IO for the first self-ignition combustion immediately after the operation switching, liquid (water) is supplied from the liquid injection valve 42 to the intake passage (the intake manifold 41 and the intake port 31). ). The injected liquid (water) is discharged until the time when combustion based on the first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching ends (exhaust valve opening timing EO for combustion based on the self-ignition). And is present in the combustion chamber 24 in the state of gas (water vapor) vaporized at the same point.

より具体的に述べると、液体噴射弁４２から噴射された液体は、運転切換え直前の最後の火花点火燃焼終了後から運転切換え直後の最初の自着火燃焼終了までの期間において、吸気通路の壁面から熱を受けた後に燃焼室２４に流入する。つまり、噴射された液体は、吸気通路において一部又は全部が気化した後に燃焼室２４に流入するか、或いは、液体の状態のまま燃焼室２４に流入した後に燃焼室２４内で気化する。   More specifically, the liquid injected from the liquid injection valve 42 is discharged from the wall surface of the intake passage during the period from the end of the last spark ignition combustion just before the operation switching to the end of the first autoignition combustion just after the operation switching. After receiving heat, it flows into the combustion chamber 24. That is, the injected liquid flows into the combustion chamber 24 after being partially or completely vaporized in the intake passage, or is vaporized in the combustion chamber 24 after flowing into the combustion chamber 24 in a liquid state.

従って、この液体は、運転切換え直後の最初の自着火開始時期よりも適度に前の時点（例えば、最初の自着火に基づく燃焼に対する圧縮行程開始前、即ち、その自着火に基づく燃焼に対する吸気弁閉弁時期ＩＣの前）にて気化するから、自着火燃焼に供せられる混合ガスの圧縮開始時の初期温度及び／又は圧縮途中における温度が低くなる。これにより、圧縮行程中に混合ガスの温度が早く上昇しすぎることがないので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が回避される。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Accordingly, the liquid is appropriately discharged before the first self-ignition start time immediately after the operation switching (for example, before the start of the compression stroke for the combustion based on the first self-ignition, that is, the intake valve for the combustion based on the self-ignition). Since the gas is vaporized before the valve closing timing IC), the initial temperature at the start of compression and / or the temperature in the middle of compression of the mixed gas used for autoignition combustion becomes low. Thereby, since the temperature of the mixed gas does not rise too quickly during the compression stroke, it is avoided that the ignition timing is too early (premature ignition). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この第２実施形態は、図８に示したように、第１実施形態における液体噴射弁４２の配設位置及び液体噴射方向を変更した液体噴射弁４７を採用した点、及び、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるにあたり、液体噴射弁４７から噴射される液体の液体噴射時期θLiqを、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される混合ガスに含まれる空気が燃焼室２４に流入され始める前までの期間に設定した点のみにおいて同第１実施形態と相違している。従って、以下、この相違点を中心として図８を参照しながら説明する。 (Second Embodiment)
Next, an internal combustion engine control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, the second embodiment employs a liquid injection valve 47 in which the arrangement position and the liquid injection direction of the liquid injection valve 42 in the first embodiment are changed, and from the spark ignition operation. When the operation is switched to the premixed compression self-ignition operation, the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching is set to the liquid injection timing θLiq of the liquid injected from the liquid injection valve 47. The first embodiment only in that it is set to a period from when it starts to be discharged until the air contained in the mixed gas used for combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching starts to flow into the combustion chamber 24. Is different. Therefore, the following description will be made with reference to FIG.

液体噴射弁４７は、シリンダブロック部２０とシリンダヘッド部３０との間に配置されている。液体噴射弁４７の噴射口は燃焼室２４の上部に露呈している。液体噴射弁４７は、第１実施形態の液体噴射弁４２と同様、ポンプ４５によって液体タンク４６の液体（この場合、水）が供給されている。そして、液体噴射弁４７は、駆動信号により開弁せしめられたとき、ピストン２２の頂面と略平行な方向に液体を噴射するように配設されている。   The liquid injection valve 47 is disposed between the cylinder block portion 20 and the cylinder head portion 30. The injection port of the liquid injection valve 47 is exposed at the upper part of the combustion chamber 24. The liquid injection valve 47 is supplied with the liquid (in this case, water) from the liquid tank 46 by the pump 45, like the liquid injection valve 42 of the first embodiment. The liquid injection valve 47 is arranged to inject liquid in a direction substantially parallel to the top surface of the piston 22 when the liquid injection valve 47 is opened by a drive signal.

また、第２実施形態の電気制御装置５０は、液体噴射弁４７と接続されている。電気制御装置５０のＣＰＵは、図３乃至図５に示したフローチャートを第１実施形態と同様に実行するようになっている。ただし、図４のステップ４９０にて使用されるテーブルMapθLiqは、第１実施形態のテーブルMapθLiqと相違するように変更されている。   The electric control device 50 of the second embodiment is connected to the liquid injection valve 47. The CPU of the electric control device 50 is configured to execute the flowcharts shown in FIGS. 3 to 5 as in the first embodiment. However, the table MapθLiq used in step 490 of FIG. 4 is changed so as to be different from the table MapθLiq of the first embodiment.

この変更されたテーブルMapθLiqによれば、液体噴射時期θLiqは、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始めた時点（より具体的には、最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスの排出を開始する排気弁開弁時期ＥＯ）から、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される混合ガスに含まれる空気が燃焼室２４に流入され始める時点（より具体的には、その最初の自着火に基づく燃焼に対する吸気弁開弁時期ＩＯ）までの期間内となるように設定される。   According to this changed table MapθLiq, the liquid injection timing θLiq is the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching when the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation. Is started from the combustion chamber 24 (more specifically, the exhaust valve opening timing EO at which the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition starts to be discharged). Up to a point in time when air included in the mixed gas used for combustion based on self-ignition begins to flow into the combustion chamber 24 (more specifically, intake valve opening timing IO for combustion based on the first self-ignition) It is set to be within the period.

従って、第２実施形態によれば、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始めた後であって未だに運転切換え直後の最初の自着火燃焼に供される空気（新気）が燃焼室２４に流入させられていないとき、即ち、燃焼室２４内に燃焼ガスのみが存在してそのガス温度が極めて高いとき、その燃焼室２４内（燃焼ガス中）に液体が直接噴射される。従って、液体の量を多くしても同液体は十分に気化するので、燃焼ガス温度を十分に低下させることができる。これにより、最初の自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度が低くなるので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が回避される。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Therefore, according to the second embodiment, after the combustion gas based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber 24, the air still provided for the first auto-ignition combustion immediately after the operation switching. When (fresh air) is not flowing into the combustion chamber 24, that is, when only the combustion gas is present in the combustion chamber 24 and the gas temperature is extremely high, liquid is present in the combustion chamber 24 (in the combustion gas). Is injected directly. Therefore, even if the amount of the liquid is increased, the liquid is sufficiently vaporized, so that the combustion gas temperature can be sufficiently lowered. Thereby, since the temperature of the mixed gas used for the first self-ignition combustion is lowered, it is avoided that the ignition timing is too early (premature ignition). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

なお、上記液体噴射時期θLiqは「負のバルブオーバーラップ期間」内に設定されることが好ましい。これは、燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始めた直後（排気弁開弁時期ＥＯ直後）に液体が噴射されると、その時点では冷却すべき燃焼ガス量が燃焼室２４内に多く存在していて、且つ、液体により冷却した燃焼ガスの多くが燃焼室２４から排出されてしまうことになるので、最初の自着火燃焼に供される混合ガスの温度を十分に下げようとすると、多量の液体を噴射しなければならないからである。換言すると、負のバルブオーバーラップ期間に液体を噴射することにより、最初の自着火燃焼に供せられる混合ガスを効率的に（液体の無駄なく）冷却することができる。   The liquid injection timing θLiq is preferably set within the “negative valve overlap period”. This is because if the liquid is injected immediately after the combustion gas begins to be discharged from the combustion chamber 24 (immediately after the exhaust valve opening timing EO), the combustion chamber 24 has a large amount of combustion gas to be cooled at that time. In addition, most of the combustion gas cooled by the liquid is discharged from the combustion chamber 24. Therefore, if the temperature of the mixed gas supplied to the first auto-ignition combustion is to be lowered sufficiently, a large amount This is because the liquid must be jetted. In other words, by injecting the liquid during the negative valve overlap period, the mixed gas used for the first self-ignition combustion can be efficiently cooled (without waste of liquid).

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この第３実施形態は、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、液体噴射弁４７から液体を二回噴射する点のみにおいて第２実施形態と相違している。 (Third embodiment)
Next, a control device for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention will be described. This third embodiment is different from the second embodiment only in that the liquid is injected twice from the liquid injection valve 47 when the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation.

この二回の液体噴射のうち、最初（一回目）の噴射時期は、上記第２実施形態と同一である。即ち、最初の液体噴射時期は、「運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される混合ガスに含まれる空気が燃焼室２４に流入され始める前までの期間」内に設定される。また、二回の液体噴射のうち最後（二回目）の噴射時期は、「運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室２４において混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間」内に設定される。以下、かかる第２実施形態との相違点を中心として、図９及び図１０を参照しながら説明する。   Of these two liquid injections, the first (first) injection timing is the same as in the second embodiment. That is, the first liquid injection timing is “the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber 24 and is used for the combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. The time period before the air contained in the mixed gas begins to flow into the combustion chamber 24 is set. In addition, the last (second) injection timing of the two liquid injections is “the mixture gas starts to be compressed in the combustion chamber 24 in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. It is set within “period until self-ignition ends”. The following description will be made with reference to FIGS. 9 and 10 with a focus on differences from the second embodiment.

第３実施形態のＣＰＵは、図９に示したルーチンを図４に示したルーチンと同様のタイミングにてステップ９００から実行するようになっている。この図９に示したルーチンは、図４のルーチンのステップ４９０及びステップ４９１をステップ９１０及びステップ９２０にそれぞれ置換した点のみにおいて、図４のルーチンと相違している。なお、図９において図４に示したステップと同一のステップには同一の符号が付されている。従って、以下においては、これらのステップについての詳細な説明を省略する。   The CPU of the third embodiment is configured to execute the routine shown in FIG. 9 from step 900 at the same timing as the routine shown in FIG. The routine shown in FIG. 9 differs from the routine shown in FIG. 4 only in that steps 490 and 491 of the routine shown in FIG. 4 are replaced with steps 910 and 920, respectively. In FIG. 9, the same steps as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. Therefore, in the following, detailed description of these steps will be omitted.

いま、図９のルーチンが前回実行されてから今回実行されるまでの期間に、内燃機関１０の運転領域が火花点火運転領域から自着火運転領域に変化したと仮定する。この場合、自着火運転領域フラグＸＪの値は「１」、直前の自着火運転領域フラグＸＪoldの値は「０」となっている。従って、ＣＰＵは図９のステップ９００及びステップ４０５に続くステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定するとともに、ステップ４５５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ９１０、ステップ９２０及びステップ４９２の処理を以下のように実行する。   Now, it is assumed that the operation region of the internal combustion engine 10 has changed from the spark ignition operation region to the self-ignition operation region during the period from the previous execution of the routine of FIG. 9 to the current execution. In this case, the value of the self-ignition operation region flag XJ is “1”, and the value of the immediately preceding self-ignition operation region flag XJold is “0”. Therefore, the CPU makes a “No” determination at step 410 following step 900 and step 405 in FIG. 9 and also determines “Yes” at step 455, and performs the processing of step 910, step 920, and step 492 as follows. Run like so.

ステップ９１０；第１液体噴射時期（第１回目の液体噴射開始時期）θLiq1をテーブルMapθLiq1(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求め、第２液体噴射時期（第２回目の液体噴射開始時期）θLiq2をテーブルMapθLiq2(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。   Step 910: First liquid injection timing (first liquid injection start timing) θLiq1 is obtained based on table MapθLiq1 (Tqtgt, NE), and second liquid injection timing (second liquid injection start timing) θLiq2 is table Obtained based on MapθLiq2 (Tqtgt, NE).

第１液体噴射時期θLiq1は、第２実施形態の液体噴射時期θLiqと同様な時期となるようにテーブルMapθLiq1(Tqtgt，ＮＥ)に基いて求められる。即ち、テーブルMapθLiq1によれば、第１液体噴射時期θLiq1は、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始めた時点（より具体的には、最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスの排出を開始する排気弁開弁時期ＥＯ）から、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される混合ガスに含まれる空気が燃焼室２４に流入され始める時点（より具体的には、その最初の自着火に基づく燃焼に対する吸気弁開弁時期ＩＯ）までの期間（以下、「排気開始後期間」と称呼する。）内となるように設定される。   The first liquid injection timing θLiq1 is obtained based on the table MapθLiq1 (Tqtgt, NE) so as to be similar to the liquid injection timing θLiq of the second embodiment. That is, according to the table Map θLiq1, the first liquid injection timing θLiq1 is the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching when the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation. Is started from the combustion chamber 24 (more specifically, the exhaust valve opening timing EO at which the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition starts to be discharged). Up to a point in time when air included in the mixed gas used for combustion based on self-ignition begins to flow into the combustion chamber 24 (more specifically, intake valve opening timing IO for combustion based on the first self-ignition) It is set to be within a period (hereinafter referred to as “period after exhaust start”).

第２液体噴射時期θLiq2は、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転への運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室２４において混合ガスが圧縮され始めた時点（より具体的には、その最初の自着火燃焼のための吸気弁閉弁時期ＩＣ）から同混合ガスの自着火が終了する時点（より具体的には、その最初の自着火燃焼に対する排気弁開弁時期ＥＯ）までの期間（以下、「圧縮開始後期間」と称呼する。）内となるように設定される。なお、より好ましくは、圧縮開始後期間は、最初の自着火燃焼のための吸気弁閉弁時期ＩＣから、同最初の自着火燃焼（自着火）が開始する時点、又は、その自着火燃焼により発生する熱の量が上昇している期間が終了する時点（例えば、排気上死点後の所定クランク角）までと定義される。第２液体噴射時期θLiq2は、係る圧縮開始後期間内の所定タイミングであることが好適である。   The second liquid injection timing θLiq2 is determined when the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber 24 in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after switching from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation (more specifically, Specifically, when the self-ignition of the mixed gas ends from the intake valve closing timing IC for the first self-ignition combustion (more specifically, the exhaust valve opening timing for the first self-ignition combustion) EO) (hereinafter referred to as “period after compression start”). More preferably, in the period after the start of compression, from the intake valve closing timing IC for the first self-ignition combustion, when the first self-ignition combustion (self-ignition) starts or by the self-ignition combustion. It is defined as until the end of the period in which the amount of generated heat is rising (for example, a predetermined crank angle after exhaust top dead center). The second liquid injection timing θLiq2 is preferably a predetermined timing within the period after the start of compression.

この場合、第２液体噴射時期θLiq2にて噴射した液体が主として運転切換え直後の最初の自着火燃焼中において気化するように定められることが好ましい。また、第２液体噴射時期θLiq2にて噴射した液体が主として最初の自着火燃焼により発生する熱の量が上昇している期間内に気化するように、第２液体噴射時期θLiq2が定められることが更に好ましい。   In this case, it is preferable that the liquid injected at the second liquid injection timing θLiq2 is determined so as to vaporize mainly during the first self-ignition combustion immediately after the operation switching. In addition, the second liquid injection timing θLiq2 may be determined so that the liquid injected at the second liquid injection timing θLiq2 is vaporized mainly during the period in which the amount of heat generated by the first self-ignition combustion is rising. Further preferred.

ステップ９２０；第１液体噴射量Liq1をテーブルMapLiq1(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求めるとともに、第２液体噴射量Liq2をテーブルMapLiq2(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ４９２；液体噴射フラグＸLiqの値を「１」に設定する。
その後、ＣＰＵはステップ４６０乃至ステップ４８５の処理を順に実行し、ステップ４５０を経由してステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。 Step 920: The first liquid injection amount Liq1 is obtained based on the table MapLiq1 (Tqtgt, NE), and the second liquid injection amount Liq2 is obtained based on the table MapLiq2 (Tqtgt, NE).
Step 492: The value of the liquid ejection flag XLiq is set to “1”.
Thereafter, the CPU sequentially executes the processing from step 460 to step 485, proceeds to step 995 via step 450, and once ends this routine.

一方、ＣＰＵは図１０に示したルーチンを、図５に示したルーチンと同様に、クランク角が微少の角度だけ経過する毎に各気筒別に実行するようになっている。この図１０に示したルーチンは、図５のルーチンのステップ５６０乃至ステップ５７０を、ステップ１００５乃至ステップ１０２５に置換した点のみにおいて、図５のルーチンと相違している。なお、図１０において図５に示したステップと同一のステップには同一の符号が付されている。従って、以下においては、これらのステップについての詳細な説明を省略する。   On the other hand, the CPU executes the routine shown in FIG. 10 for each cylinder every time the crank angle elapses by a very small angle, as in the routine shown in FIG. The routine shown in FIG. 10 differs from the routine shown in FIG. 5 only in that steps 560 to 570 of the routine shown in FIG. 5 are replaced with steps 1005 to 1025. In FIG. 10, the same steps as those shown in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. Therefore, in the following, detailed description of these steps will be omitted.

この図１０に示したルーチンによれば、運転領域が火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に変化し、図９のステップ４９２にて液体噴射フラグＸLiqの値が「１」に設定されると、ＣＰＵはステップ５５５にて「Ｙｅｓ」と判定するようになり、ステップ１００５乃至ステップ１０２５の処理を以下のように実行することによって液体噴射を行う。   According to the routine shown in FIG. 10, when the operation region changes from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the value of the liquid injection flag XLiq is set to “1” in step 492 of FIG. The CPU makes a “Yes” determination at step 555, and performs the liquid ejection by executing the processing from step 1005 to step 1025 as follows.

ステップ１００５及びステップ１０１０；クランク角が図９のステップ９１０にて決定された第１液体噴射時期θLiq1となったとき、ステップ９２０にて決定された第１液体噴射量Liq1に応じた時間だけ液体噴射弁４７を開弁し、第１液体噴射量Liq1の液体である水を吸気通路内に噴射する。
ステップ１０１５及びステップ１０２０；クランク角が図９のステップ９１０にて決定された第２液体噴射時期θLiq2となったとき、ステップ９２０にて決定された第２液体噴射量Liq2に応じた時間だけ液体噴射弁４７を開弁し、第２液体噴射量Liq2の液体である水を吸気通路内に噴射する。
ステップ１０２５；液体噴射フラグＸLiqの値を「０」に設定する。 Step 1005 and Step 1010: When the crank angle reaches the first liquid injection timing θLiq1 determined in Step 910 of FIG. 9, the liquid injection is performed for the time corresponding to the first liquid injection amount Liq1 determined in Step 920. The valve 47 is opened, and water that is the liquid of the first liquid injection amount Liq1 is injected into the intake passage.
Step 1015 and Step 1020: When the crank angle reaches the second liquid injection timing θLiq2 determined in Step 910 of FIG. 9, the liquid injection is performed for the time corresponding to the second liquid injection amount Liq2 determined in Step 920. The valve 47 is opened, and water, which is the liquid of the second liquid injection amount Liq2, is injected into the intake passage.
Step 1025: The value of the liquid ejection flag XLiq is set to “0”.

この第３実施形態によれば、第１液体噴射時期θLiq1にて噴射される第１液体噴射量Liq1を第２実施形態の液体噴射量Liqよりも若干少なくして燃焼ガス温度を若干だけ低下せしめておくことができる。これにより、混合ガスを圧縮行程にて圧縮しても過早着火が発生しない範囲で十分に高温化することができるので、失火が発生する可能性を極めて小さくすることができる。   According to the third embodiment, the first liquid injection amount Liq1 injected at the first liquid injection timing θLiq1 is slightly less than the liquid injection amount Liq of the second embodiment to slightly reduce the combustion gas temperature. I can keep it. Thereby, even if it compresses in a compression process, since it can fully heat up in the range which does not generate premature ignition, possibility that misfire will generate | occur | produce can be made very small.

また、第１液体噴射量Liq1を若干少なくすることにより、定常的に自着火運転が行われている場合に比較して着火時期が僅かに早期になったとしても、液体は第２液体噴射時期θLiq2となったときに第２液体噴射量Liq2だけ噴射される。   Further, by slightly reducing the first liquid injection amount Liq1, even if the ignition timing is slightly earlier than when the self-ignition operation is regularly performed, the liquid is in the second liquid injection timing. When θLiq2 is reached, the second liquid injection amount Liq2 is injected.

そして、第２液体噴射時期θLiq2にて噴射された液体は、主として運転切換え直後の最初の自着火燃焼中において気化するので、混合ガスの空間的温度不均一性が大きくなり、液体噴射がない場合であっても自然に生じる混合ガスの空間的温度不均一性によって最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった混合ガスの着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。その結果、第１液体噴射量Liq1を若干少なくしても、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。即ち、第３実施形態は、燃焼騒音が過大になることを防止しつつ、混合ガスを確実に自着火させることができる。   When the liquid injected at the second liquid injection timing θLiq2 is vaporized mainly during the first auto-ignition combustion immediately after the operation switching, the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes large and there is no liquid injection. However, due to the spatial temperature non-uniformity of the gas mixture that occurs naturally, the ignition of the gas mixture that was ignited later than the gas mixture that ignited the earliest is further delayed. Will be generated.) As a result, even if the first liquid injection amount Liq1 is slightly reduced, the in-cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive. That is, in the third embodiment, the mixed gas can be surely self-ignited while preventing the combustion noise from becoming excessive.

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この第４実施形態は、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、内燃機関１０の回転速度ＮＥに応じたタイミングにて燃焼室２４に液体を噴射する。 (Fourth embodiment)
Next, a description will be given of an internal combustion engine control apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, when the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the liquid is injected into the combustion chamber 24 at a timing according to the rotational speed NE of the internal combustion engine 10.

即ち、第４実施形態は、（ｉ）内燃機関１０の回転速度ＮＥが所定の閾値回転速度より大きい高回転速度である場合には、「排気開始後期間」に、液体を液体噴射弁４７から噴射し、（ii）内燃機関１０の回転速度ＮＥが前記閾値転速度より小さい低回転速度である場合には、「圧縮開始後期間」に液体を液体噴射弁４７から噴射する点において、第２実施形態と相違している。従って、以下、この相違点を中心として図１１を参照しながら説明する。   That is, in the fourth embodiment, (i) when the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is higher than a predetermined threshold rotational speed, the liquid is discharged from the liquid injection valve 47 in the “period after the start of exhaust”. (Ii) when the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is a low rotational speed smaller than the threshold rotational speed, the second point is that the liquid is ejected from the liquid injection valve 47 during the “post-compression start period”. This is different from the embodiment. Therefore, the following description will be made with reference to FIG.

第４実施形態のＣＰＵは、図３、図４に代わる図１１及び図５に示したルーチンを、第１及び第２実施形態のＣＰＵと同様のタイミングにて実行するようになっている。図１１に示したルーチンは、図４のルーチンのステップ４９０乃至ステップ４９２をステップ１１０５乃至ステップ１１３０に置換した点のみにおいて、図４のルーチンと相違している。なお、図１１において図４に示したステップと同一のステップには同一の符号が付されている。従って、以下においては、これらのステップについての詳細な説明を省略する。   The CPU of the fourth embodiment executes the routines shown in FIGS. 11 and 5 instead of FIGS. 3 and 4 at the same timing as the CPUs of the first and second embodiments. The routine shown in FIG. 11 differs from the routine shown in FIG. 4 only in that steps 490 to 492 of the routine shown in FIG. 4 are replaced with steps 1105 to 1130. In FIG. 11, the same steps as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. Therefore, in the following, detailed description of these steps will be omitted.

いま、図１１のルーチンが前回実行されてから今回実行されるまでの期間に、内燃機関１０の運転領域が火花点火運転領域から自着火運転領域に変化したと仮定する。この場合、自着火運転領域フラグＸＪの値は「１」、直前の自着火運転領域フラグＸＪoldの値は「０」となっている。従って、ＣＰＵは図１１のステップ１１００及びステップ４０５に続くステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定するとともにステップ４５５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１０５に進んで現時点のエンジン回転速度ＮＥが所定の閾値回転速度である第１回転速度（第１の所定値）ＮＥth１以上であるか否かを判定する。   Now, it is assumed that the operation region of the internal combustion engine 10 has changed from the spark ignition operation region to the self-ignition operation region during the period from the previous execution of the routine of FIG. 11 to the current execution. In this case, the value of the self-ignition operation region flag XJ is “1”, and the value of the immediately preceding self-ignition operation region flag XJold is “0”. Therefore, the CPU makes a “No” determination in step 410 following step 1100 and step 405 in FIG. 11 and also makes a “Yes” determination in step 455, proceeds to step 1105, and sets the current engine speed NE to a predetermined value. It is determined whether or not a first rotation speed (first predetermined value) NEth1 that is a threshold rotation speed is greater than or equal to NEth1.

そして、現時点のエンジン回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥth１以上である高回転速度のとき、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１１０及びステップ１１１５の処理を以下のように行う。そして、ＣＰＵはステップ１１３０に進んで液体噴射フラグＸLiqの値を「１」に設定し、ステップ４６０以降に進む。   When the current engine rotational speed NE is a high rotational speed that is equal to or higher than the first rotational speed NEth1, the CPU makes a “Yes” determination at step 1105 to perform the processing of step 1110 and step 1115 as follows. Then, the CPU proceeds to step 1130 to set the value of the liquid ejection flag XLiq to “1”, and proceeds to step 460 and subsequent steps.

ステップ１１１０；液体噴射時期（液体噴射開始時期）θLiqを高速用テーブルMapθHispdLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ１１１５；液体噴射量Liqを高速用テーブルMapHispdLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。 Step 1110: The liquid ejection timing (liquid ejection start timing) θLiq is obtained based on the high speed table MapθHispdLiq (Tqtgt, NE).
Step 1115: The liquid injection amount Liq is obtained based on the high speed table MapHispdLiq (Tqtgt, NE).

上記ステップ１１１０にて求められる液体噴射時期θLiqは、第２実施形態の液体噴射時期θLiq及び第３実施形態の第１液体噴射時期θLiq1と同様な「排気開始後期間」内の時期となるように設定される。   The liquid injection timing θLiq obtained in the above step 1110 is set to a time within the “post-exhaust period” similar to the liquid injection timing θLiq of the second embodiment and the first liquid injection timing θLiq1 of the third embodiment. Is set.

一方、現時点のエンジン回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥth１より小さい低回転速度のとき、ＣＰＵはステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１２０及びステップ１１２５の処理を以下のように行った後、ステップ１１３０に進む。   On the other hand, when the current engine rotational speed NE is a low rotational speed smaller than the first rotational speed NEth1, the CPU makes a “No” determination at step 1105 to perform the processing of step 1120 and step 1125 as follows. Go to step 1130.

ステップ１１２０；液体噴射時期（液体噴射開始時期）θLiqを低速用テーブルMapθLospdLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ１１２５；液体噴射量Liqを低速用テーブルMapLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
上記ステップ１１２０にて求められる液体噴射時期θLiqは、第３実施形態の第２液体噴射時期θLiq2と同様な「圧縮開始後期間」内の時期となる。この液体噴射時期θLiqは、液体噴射時期θLiqにて噴射した液体が主として運転切換え直後の最初の自着火燃焼中において気化するように定められることが好ましい。また、液体噴射時期θLiqにて噴射した液体が主として最初の自着火燃焼により発生する熱の量が上昇している期間内に気化するように、液体噴射時期θLiqが定められることがより一層好ましい。 Step 1120: The liquid injection timing (liquid injection start timing) θLiq is obtained based on the low speed table MapθLospdLiq (Tqtgt, NE).
Step 1125: The liquid injection amount Liq is obtained based on the low speed table MapLiq (Tqtgt, NE).
The liquid injection timing θLiq obtained in the above step 1120 is a time within the “post-compression start period” similar to the second liquid injection timing θLiq2 of the third embodiment. The liquid injection timing θLiq is preferably determined so that the liquid injected at the liquid injection timing θLiq is vaporized mainly during the first self-ignition combustion immediately after the operation switching. It is even more preferable that the liquid injection timing θLiq is determined such that the liquid injected at the liquid injection timing θLiq is vaporized within a period in which the amount of heat generated mainly by the first self-ignition combustion is rising.

このように、エンジン回転速度ＮＥが高回転速度であるか低回転速度であるかに応じて異なる液体噴射時期θLiqが定められ、ＣＰＵが図５のルーチンのステップ５５５乃至ステップ５７０を実行することにより、定められた液体噴射時期θLiqにて液体が燃焼室２４に直接噴射される。   In this way, different liquid injection timing θLiq is determined depending on whether the engine speed NE is high or low, and the CPU executes steps 555 to 570 of the routine of FIG. The liquid is directly injected into the combustion chamber 24 at the predetermined liquid injection timing θLiq.

この第４実施形態によれば、内燃機関１０の回転速度ＮＥが所定の閾値回転速度ＮＥth１より大きい高回転速度である場合、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼ガスが燃焼室２４から排出され始めた後であって未だに運転切換え直後の最初の自着火燃焼に供される空気（新気）が燃焼室２４に流入させられていないとき、即ち、燃焼室２４内に燃焼ガスのみが存在してそのガス温度が極めて高いとき、その燃焼室２４内（燃焼ガス中）に液体が直接噴射される。   According to the fourth embodiment, when the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is higher than the predetermined threshold rotational speed NEth1, the combustion gas based on the last spark ignition immediately before the operation switching is discharged from the combustion chamber 24. When the air (new air) used for the first self-ignition combustion immediately after the operation switching is not started to flow into the combustion chamber 24, that is, only the combustion gas exists in the combustion chamber 24 When the gas temperature is extremely high, the liquid is directly injected into the combustion chamber 24 (in the combustion gas).

従って、噴射する液体の量を多くしても同液体は十分に気化するので、燃焼ガス温度を十分に低下させることができる。これにより、最初の自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度が低くなるので、過早着火が回避される。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Therefore, even if the amount of liquid to be ejected is increased, the liquid is sufficiently vaporized, so that the combustion gas temperature can be sufficiently lowered. Thereby, since the temperature of the mixed gas used for the first self-ignition combustion is lowered, premature ignition is avoided. As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

一方、内燃機関１０の回転速度ＮＥが所定の閾値回転速度ＮＥth１より小さい低回転速度である場合、液体は運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室２４において混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に燃焼室２４に直接噴射される。そして、その液体は主として運転切換え直後の最初の自着火燃焼中において気化するので、混合ガスの空間的温度不均一性が大きくなり、液体噴射がない場合であっても自然に生じる混合ガスの空間的温度不均一性によって最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった混合ガスの着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   On the other hand, when the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is a low rotational speed lower than a predetermined threshold rotational speed NEth1, the liquid is compressed in the combustion chamber 24 to cause combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. The gas mixture is directly injected into the combustion chamber 24 during a period from the start to the end of self-ignition of the mixed gas. Then, since the liquid is vaporized mainly during the first auto-ignition combustion immediately after the operation switching, the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes large, and even when there is no liquid injection, the naturally occurring mixed gas space Due to the target temperature non-uniformity, the ignition of the mixed gas at the position where the ignition is delayed later than the mixed gas at the position where the ignition is the earliest is further delayed (self-ignition occurs more slowly and sequentially). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

更に、一般に、低回転時において、混合ガスの温度は高くなり難い。従って、高回転時のように、液体が、排気開始後期間内に噴射されてしまうと、圧縮初期の混合ガス温度が低下しすぎ、圧縮によっても混合ガス温度が十分に上昇せず、その結果、着火時期が大幅に遅れるか、或いは、失火する可能性が生じる。   Furthermore, in general, the temperature of the mixed gas is unlikely to be high at the time of low rotation. Therefore, if the liquid is injected within the period after the start of exhaust as in the case of high rotation, the mixed gas temperature at the initial stage of compression is too low, and the mixed gas temperature does not rise sufficiently even by compression, and as a result The ignition timing may be greatly delayed or misfire may occur.

一方、圧縮開始後期間（特に、自着火開始直前）に燃焼室２４に液体が噴射されたとしても、その液体は直ちに燃焼室２４全体に行き渡ることはない。従って、液体噴射直後において、噴射された液体から温度上の影響を殆ど受けない混合ガスが燃焼室２４内に存在し、その温度上の影響を殆ど受けない混合ガスは液体噴射がなされなかった場合の混合ガスの着火開始時点とほぼ同様な時点にて着火する。以上の結果、第４実施形態に係る内燃機関の制御装置は、低回転時において、運転切換え直後の着火開始時期が大幅に遅角することがないので失火が発生せず、且つ、運転切換え直後の自着火燃焼が緩慢となるので過大な燃焼騒音を発生させなくすることができる。   On the other hand, even if the liquid is injected into the combustion chamber 24 during the period after the start of compression (particularly immediately before the start of self-ignition), the liquid does not immediately reach the entire combustion chamber 24. Therefore, immediately after liquid injection, a mixed gas that is hardly affected by temperature from the injected liquid exists in the combustion chamber 24, and the mixed gas that is hardly affected by temperature is not subjected to liquid injection. It is ignited at substantially the same time as the start of ignition of the mixed gas. As a result, the control apparatus for an internal combustion engine according to the fourth embodiment does not cause misfire because the ignition start timing immediately after the operation switching is not significantly retarded at the time of low rotation, and immediately after the operation switching. Therefore, excessive combustion noise can be prevented from being generated.

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この第５実施形態は、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、内燃機関１０の回転速度ＮＥに応じたタイミングにて燃焼室２４に液体を噴射する。より具体的には、第５実施形態は、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、以下のように液体を液体噴射弁４７から噴射する。 (Fifth embodiment)
Next, a description will be given of an internal combustion engine control apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, when the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the liquid is injected into the combustion chamber 24 at a timing according to the rotational speed NE of the internal combustion engine 10. More specifically, in the fifth embodiment, when the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the liquid is injected from the liquid injection valve 47 as follows.

第５実施形態は、
（ｉ）内燃機関１０の回転速度ＮＥが所定の第１回転速度ＮＥth１より小さい低回転速度である場合、「圧縮開始後期間」に液体を噴射し、
（ii）内燃機関１０の回転速度ＮＥが所定の第１回転速度ＮＥth１より大きい第２回転速度ＮＥth２より大きい高回転速度である場合、「排気開始後期間」に液体を噴射し、
（iii）内燃機関の回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥth１と第２回転速度ＮＥth２との間の中回転速度である場合、「排気開始後期間」に液体を噴射し、且つ、「圧縮開始後期間」にも液体を噴射する。 The fifth embodiment
(I) When the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is a low rotational speed lower than the predetermined first rotational speed NEth1, the liquid is ejected in the “period after the start of compression”;
(Ii) When the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is a high rotational speed greater than the predetermined first rotational speed NEth1 and greater than the second rotational speed NEth2, the liquid is ejected in the “period after the start of exhaust”;
(Iii) When the rotational speed NE of the internal combustion engine is a medium rotational speed between the first rotational speed NEth1 and the second rotational speed NEth2, the liquid is injected in the “period after the start of exhaust” and “after the start of compression” Liquid is also ejected during the “period”.

第５実施形態は、液体噴射時期が上記第２実施形態の液体噴射時期と相違するが、その他の点は同第２実施形態と同一である。従って、以下、この相違点を中心として図１２及び図１３を参照しながら説明する。   The fifth embodiment is different from the liquid jet timing of the second embodiment in the liquid jet timing, but is otherwise the same as the second embodiment. Therefore, the following description will be made with reference to FIGS. 12 and 13 focusing on this difference.

第５実施形態のＣＰＵは、図３のルーチン、図４のステップ４９０乃至ステップ４９２を図１２のステップ１２０５乃至ステップ１２７０に置換したルーチン、及び、図５のステップ５５５乃至ステップ５７０を図１３のステップ１３０５乃至ステップ１３７０に置換したルーチンを、第１及び第２実施形態のＣＰＵと同様のタイミングにて実行するようになっている。   The CPU of the fifth embodiment replaces the routine of FIG. 3, the routine in which steps 490 to 492 of FIG. 4 are replaced with steps 1205 to 1270 of FIG. 12, and the steps 555 to 570 of FIG. The routine replaced with 1305 to 1370 is executed at the same timing as the CPUs of the first and second embodiments.

いま、図４及び図１２により示されたルーチンが前回実行されてから今回実行されるまでの期間に、内燃機関１０の運転領域が火花点火運転領域から自着火運転領域に変化したと仮定する。この場合、自着火運転領域フラグＸＪの値は「１」、直前の自着火運転領域フラグＸＪoldの値は「０」となっている。   Now, it is assumed that the operation range of the internal combustion engine 10 has changed from the spark ignition operation region to the self-ignition operation region in the period from the previous execution of the routine shown in FIGS. 4 and 12 to the current execution. In this case, the value of the self-ignition operation region flag XJ is “1”, and the value of the immediately preceding self-ignition operation region flag XJold is “0”.

従って、ＣＰＵは図４のステップ４００及びステップ４０５に続くステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定するとともに図１２のステップ４５５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１２０５に進んで現時点のエンジン回転速度ＮＥが第１回転速度（低側閾値回転速度）ＮＥth１より小さいか否かを判定する。そして、現時点のエンジン回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥth１より小さい低回転速度のとき、ＣＰＵはステップ１２０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１２１０乃至ステップ１２２０の処理を以下のように行った後、図４のステップ４６０以降に進む。   Accordingly, the CPU makes a “No” determination at step 410 following step 400 and step 405 in FIG. 4 and also determines “Yes” at step 455 in FIG. 12, and proceeds to step 1205 to proceed to the current engine speed NE. Is less than the first rotation speed (low-side threshold rotation speed) NEth1. When the current engine rotational speed NE is a low rotational speed smaller than the first rotational speed NEth1, the CPU makes a “Yes” determination at step 1205 and performs the processing of steps 1210 to 1220 as follows. The process proceeds to step 460 and subsequent steps in FIG.

ステップ１２１０；低速用液体噴射時期（低速用液体噴射開始時期）θLoLiqをテーブルMapθLoLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。この低速用液体噴射時期θLoLiqは、図９のステップ９１０にて求められる第２液体噴射時期θLiq2と同様な「圧縮開始後期間」内の時期に設定される。
ステップ１２１５；低速用液体噴射量LoLiqをテーブルMapLoLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ１２２０；低速用液体噴射フラグＸLoLiqの値を「１」に設定する。 Step 1210: The low speed liquid injection timing (low speed liquid injection start time) θLoLiq is obtained based on the table MapθLoLiq (Tqtgt, NE). The low speed liquid injection timing θLoLiq is set to a time within the “post-compression start period” similar to the second liquid injection timing θLiq2 obtained in step 910 of FIG.
Step 1215: The low speed liquid injection amount LoLiq is obtained based on the table MapLoLiq (Tqtgt, NE).
Step 1220: The value of the low speed liquid ejection flag XLoLiq is set to “1”.

一方、現時点のエンジン回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥth１以上であると、ＣＰＵはステップ１２０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１２３０に進み、現時点のエンジン回転速度ＮＥが第１回転速度ＮＥth１と同第１回転速度ＮＥth１より大きい第２回転速度（高側閾値回転速度）ＮＥth２との間の中回転速度であるか否かを判定する。そして、現時点のエンジン回転速度ＮＥが中回転速度のとき、ＣＰＵはステップ１２３０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１２３５乃至ステップ１２５５の処理を以下のように行い、図４のステップ４６０以降へ進む。   On the other hand, if the current engine rotational speed NE is equal to or higher than the first rotational speed NEth1, the CPU makes a “No” determination at step 1205 to proceed to step 1230, where the current engine rotational speed NE is equal to the first rotational speed NEth1. It is determined whether the rotation speed is a medium rotation speed between a second rotation speed (high-side threshold rotation speed) NEth2 that is greater than the first rotation speed NEth1. When the current engine speed NE is the medium speed, the CPU makes a “Yes” determination at step 1230 to perform the processing from step 1235 to step 1255 as follows, and proceeds to step 460 and subsequent steps in FIG. .

ステップ１２３５；中速用第１液体噴射時期（中速用第１液体噴射開始時期）θM1LiqをテーブルMapθM1Liq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。この中速用第１液体噴射時期θM1Liqは、図９のステップ９１０にて求められる第１液体噴射時期θLiq1と同様な「排気開始後期間」内の時期となるように求められる。
ステップ１２４０；中速用第１液体噴射量M1LiqをテーブルMapM1Liq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。 Step 1235: The medium-speed first liquid injection timing (first medium-speed liquid injection start timing) θM1Liq is obtained based on the table MapθM1Liq (Tqtgt, NE). The first liquid injection timing θM1Liq for medium speed is determined so as to be within the “period after exhaust start” similar to the first liquid injection timing θLiq1 determined in step 910 of FIG.
Step 1240: The first-speed liquid injection amount M1Liq for medium speed is obtained based on the table MapM1Liq (Tqtgt, NE).

ステップ１２４５；中速用第２液体噴射時期（中速用第２液体噴射開始時期）θM2LiqをテーブルMapθM2Liq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。この中速用第２液体噴射時期θM2Liqは、図９のステップ９１０にて求められる第２液体噴射時期θLiq2と同様な「圧縮開始後期間」内の時期となるように求められる。
ステップ１２５０；中速用第２液体噴射量M2LiqをテーブルMapM2Liq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ１２５５；中速用液体噴射フラグＸMiLiqの値を「１」に設定する。 Step 1245: The second liquid injection timing for medium speed (second liquid injection start timing for medium speed) θM2Liq is obtained based on the table MapθM2Liq (Tqtgt, NE). The second liquid injection timing θM2Liq for medium speed is obtained so as to be within the “period after compression start” similar to the second liquid injection timing θLiq2 obtained in step 910 of FIG.
Step 1250: The second-speed liquid injection amount M2Liq for medium speed is obtained based on the table MapM2Liq (Tqtgt, NE).
Step 1255: The value of the medium-speed liquid ejection flag XMiLiq is set to “1”.

他方、現時点のエンジン回転速度ＮＥが第２回転速度ＮＥth２以上の高回転速度であると、ＣＰＵはステップ１２０５及びステップ１２３０の両ステップにて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１２６０乃至ステップ１２７０の処理を以下のように行った後、図４のステップ４６０以降へ進む。   On the other hand, if the current engine rotational speed NE is a high rotational speed equal to or higher than the second rotational speed NEth2, the CPU makes a “No” determination in both steps 1205 and 1230, and performs the processing from step 1260 to step 1270. After the following process, the process proceeds to step 460 and subsequent steps in FIG.

ステップ１２６０；高速用液体噴射時期（高速用液体噴射開始時期）θHiLiqをテーブルMapθHiLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。この高速用液体噴射時期θHiLiqは、図９のステップ９１０にて求められる第１液体噴射時期θLiq1と同様な「排気開始後期間」内の時期となるように求められる。
ステップ１２６５；高速用液体噴射量HiLiqをテーブルMapHiLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ１２７０；高速用液体噴射フラグＸHiLiqの値を「１」に設定する。 Step 1260: The high-speed liquid injection timing (high-speed liquid injection start time) θHiLiq is obtained based on the table MapθHiLiq (Tqtgt, NE). The high-speed liquid injection timing θHiLiq is determined so as to be within the “period after exhaust start” similar to the first liquid injection timing θLiq1 determined in step 910 of FIG.
Step 1265: The high-speed liquid injection amount HiLiq is obtained based on the table MapHiLiq (Tqtgt, NE).
Step 1270: The value of the high-speed liquid ejection flag XHiLiq is set to “1”.

以上のようにして、低速用液体噴射時期θLoLiq、低速用液体噴射量LoLiq、中速用第１液体噴射時期θM1Liq、中速用第１液体噴射量M1Liq、中速用第２液体噴射時期θM2Liq、中速用第２液体噴射量M2Liq、高速用液体噴射時期θHiLiq及び高速用液体噴射量HiLiqが現時点のエンジン回転速度ＮＥに応じて定められる。   As described above, the low speed liquid injection timing θLoLiq, the low speed liquid injection amount LoLiq, the medium speed first liquid injection timing θM1Liq, the medium speed first liquid injection amount M1Liq, the medium speed second liquid injection timing θM2Liq, The medium-speed second liquid injection amount M2Liq, the high-speed liquid injection timing θHiLiq, and the high-speed liquid injection amount HiLiq are determined according to the current engine speed NE.

一方、ＣＰＵは図５及び図１３に示したルーチンを、図５に示したルーチンと同様に繰り返し実行するようになっている。従って、ＣＰＵは図１３のステップ１３０５乃至ステップ１３７０のうちの適当なステップを以下のように実行する。   On the other hand, the CPU repeatedly executes the routines shown in FIGS. 5 and 13 in the same manner as the routine shown in FIG. Therefore, the CPU executes an appropriate step from step 1305 to step 1370 in FIG. 13 as follows.

ステップ１３０５乃至ステップ１３２０；ＣＰＵは、低速用液体噴射フラグＸLoLiqの値が「１」に設定されていれば、クランク角が低速用液体噴射時期θLoLiqとなったとき、低速用液体噴射量LoLiqの液体を噴射し、低速用液体噴射フラグＸLoLiqの値を「０」に設定する。   Step 1305 to Step 1320: If the value of the low-speed liquid injection flag XLoLiq is set to “1”, the CPU sets the liquid at the low-speed liquid injection amount LoLiq when the crank angle becomes the low-speed liquid injection timing θLoLiq. And the value of the low-speed liquid ejection flag XLoLiq is set to “0”.

ステップ１３２５乃至ステップ１３５０；ＣＰＵは、中速用液体噴射フラグＸMiLiqの値が「１」に設定されていれば、クランク角が中速用第１液体噴射時期θM1Liq及び中速用第２液体噴射時期θM2Liqとなったとき、それぞれ中速用第１液体噴射量M1Liq及び中速用第２液体噴射量M2Liqの液体を噴射するとともに、中速用第２液体噴射時期θM2Liqが経過した後に中速用液体噴射フラグＸMiLiqの値を「０」に設定する。   Step 1325 to Step 1350: If the value of the medium speed liquid injection flag XMiLiq is set to “1”, the CPU determines that the crank angle is the medium speed first liquid injection timing θM1Liq and the medium speed second liquid injection timing. When θM2Liq is reached, the medium-speed first liquid injection amount M1Liq and the medium-speed second liquid injection amount M2Liq are injected, respectively, and the medium-speed liquid is discharged after the medium-speed second liquid injection timing θM2Liq has elapsed. The value of the injection flag XMiLiq is set to “0”.

ステップ１３５５乃至ステップ１３７０；ＣＰＵは、高速用液体噴射フラグＸHiLiqの値が「１」に設定されていれば、クランク角が高速用液体噴射時期θHiLiqとなったとき、高速用液体噴射量HiLiqの液体を噴射し、高速用液体噴射フラグＸHiLiqの値を「０」に設定する。   Step 1355 to Step 1370: If the value of the high-speed liquid injection flag XHiLiq is set to “1”, the CPU sets the liquid of the high-speed liquid injection amount HiLiq when the crank angle reaches the high-speed liquid injection timing θHiLiq. And the value of the high-speed liquid ejection flag XHiLiq is set to “0”.

この第５実施形態は、第４実施形態と同様に、低回転時は「圧縮開始後期間」内に液体を噴射し、高回転時は「排気開始後期間」内に燃焼室２４に液体を噴射する。従って、第５実施形態は第４実施形態と同様の利点を備える。更に、第５実施形態は、中回転時において、「圧縮開始後期間」内において最初の（第１回目の）液体噴射を行い、「排気開始後期間」内に最後の（第２回目の）液体噴射を行う。   In the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, the liquid is injected in the “post-compression start period” at the time of low rotation, and the liquid is injected into the combustion chamber 24 in the “post-exhaust start period” at the time of high rotation. Spray. Therefore, the fifth embodiment has the same advantages as the fourth embodiment. Further, in the fifth embodiment, during the middle rotation, the first (first) liquid injection is performed within the “post-compression start period”, and the last (second) operation is performed within the “post-exhaust start period”. Perform liquid injection.

この最初の液体噴射により噴射された液体は、高い温度の燃焼ガスにより確実に気化する。また、その液体の量を若干少なくして燃焼ガス温度を若干だけ低下せしめ、圧縮により混合ガスを過度に高温とならない範囲で十分に高温化して混合ガスを確実に自着火させるとともに、最後の液体噴射により噴射された液体により、最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にある混合ガスの着火を更に遅らせることにより、過大な燃焼騒音を発生させなくすることができる。即ち、第５実施形態は、失火の回避と過大な燃焼騒音の回避とを確実に両立することができる。   The liquid ejected by the first liquid ejection is surely vaporized by the high-temperature combustion gas. In addition, the amount of the liquid is slightly reduced to slightly reduce the combustion gas temperature, and the mixed gas is sufficiently heated within a range where the temperature does not become excessively high due to compression, so that the mixed gas is surely self-ignited and the final liquid Excessive combustion noise can be prevented from being generated by further delaying the ignition of the mixed gas at the position ignited later than the mixed gas at the position ignited earliest by the liquid ejected by the injection. That is, the fifth embodiment can reliably achieve both avoidance of misfire and avoidance of excessive combustion noise.

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この第６実施形態は、図１４に示したように、第１実施形態の液体噴射弁（ポート液体噴射弁）４２に加えて第２実施形態の液体噴射弁（筒内液体噴射弁）４７を備える。液体噴射弁４２及び液体噴射弁４７は、いずれもが液体供給管４８を介してポンプ４５に接続されている。ポンプ４５は水を収容した液体タンク４６に接続されている。 (Sixth embodiment)
Next, a description will be given of an internal combustion engine control apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, as shown in FIG. 14, in addition to the liquid injection valve (port liquid injection valve) 42 of the first embodiment, the liquid injection valve (in-cylinder liquid injection valve) 47 of the second embodiment is provided. Prepare. Both the liquid injection valve 42 and the liquid injection valve 47 are connected to the pump 45 via the liquid supply pipe 48. The pump 45 is connected to a liquid tank 46 containing water.

更に、第６実施形態は、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、（ｉ）内燃機関１０の回転速度ＮＥが閾値回転速度ＮＥth３より小さい低回転速度であれば、所定の第１タイミングにて液体噴射弁４７から燃焼室２４内に直接液体を噴射し、（ii）内燃機関１０の回転速度ＮＥが閾値回転速度ＮＥth３より大きい高回転速度であれば、所定の第２タイミングにて液体噴射弁４２から吸気通路内に液体を噴射する。以下、上述した各実施形態との作動上の相違点を中心として説明する。   Further, in the sixth embodiment, when the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, (i) if the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is a low rotational speed lower than the threshold rotational speed NEth3, a predetermined Liquid is directly injected into the combustion chamber 24 from the liquid injection valve 47 at the first timing, and (ii) if the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is a high rotational speed greater than the threshold rotational speed NEth3, a predetermined second timing The liquid is injected from the liquid injection valve 42 into the intake passage. The following description will focus on the operational differences from the above-described embodiments.

第６実施形態のＣＰＵは、図３のルーチン、図４のステップ４９０乃至ステップ４９２を図１５のステップ１５０５乃至ステップ１５３５に置換したルーチン及び図５のステップ５５５乃至ステップ５７０を図１６のステップ１６０５乃至ステップ１６４０に置換したルーチンを、第１及び第２実施形態のＣＰＵと同様のタイミングにて実行するようになっている。   The CPU of the sixth embodiment replaces the routine of FIG. 3, the routine in which steps 490 to 492 of FIG. 4 are replaced with steps 1505 to 1535 of FIG. 15, and steps 555 to 570 of FIG. The routine replaced with step 1640 is executed at the same timing as the CPU of the first and second embodiments.

いま、図４及び図１５により示されたルーチンが前回実行されてから今回実行されるまでの期間に、内燃機関１０の運転領域が火花点火運転領域から自着火運転領域に変化したと仮定する。この場合、自着火運転領域フラグＸＪの値は「１」、直前の自着火運転領域フラグＸＪoldの値は「０」となっている。   Now, it is assumed that the operation range of the internal combustion engine 10 has changed from the spark ignition operation region to the self-ignition operation region during the period from the previous execution of the routine shown in FIGS. 4 and 15 to the current execution. In this case, the value of the self-ignition operation region flag XJ is “1”, and the value of the immediately preceding self-ignition operation region flag XJold is “0”.

従って、ＣＰＵは図４のステップ４００及びステップ４０５に続くステップ４１０にて「Ｎｏ」と判定するとともに図１５のステップ４５５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１５０５に進んで現時点のエンジン回転速度ＮＥが第３回転速度（閾値回転速度）ＮＥth３より小さいか否かを判定する。そして、現時点のエンジン回転速度ＮＥが第３回転速度ＮＥth３より小さい低回転速度のとき、ＣＰＵはステップ１５０５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１５１０乃至ステップ１５２０の処理を以下のように行い、図４のステップ４６０以降に進む。   Therefore, the CPU makes a “No” determination in step 410 following step 400 and step 405 in FIG. 4 and also determines “Yes” in step 455 in FIG. 15, and proceeds to step 1505 to proceed to the current engine speed NE. Is smaller than the third rotation speed (threshold rotation speed) NEth3. When the current engine rotational speed NE is a low rotational speed smaller than the third rotational speed NEth3, the CPU makes a “Yes” determination at step 1505 to perform the processing from step 1510 to step 1520 as follows. The process proceeds to step 460 and subsequent steps.

ステップ１５１０；低速用液体噴射時期（低速用液体噴射開始時期）θLoLiqをテーブルMapθLoLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。この低速用液体噴射時期θLoLiqは、図９のステップ９１０にて求められる第２液体噴射時期θLiq2と同様な「圧縮開始後期間」内の時期に設定される。
ステップ１５１５；低速用液体噴射量LoLiqをテーブルMapLoLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ１５２０；低速用液体噴射フラグＸLoLiqの値を「１」に設定する。 Step 1510: The low speed liquid injection timing (low speed liquid injection start time) θLoLiq is obtained based on the table MapθLoLiq (Tqtgt, NE). The low speed liquid injection timing θLoLiq is set to a time within the “post-compression start period” similar to the second liquid injection timing θLiq2 obtained in step 910 of FIG.
Step 1515: The low speed liquid injection amount LoLiq is obtained based on the table MapLoLiq (Tqtgt, NE).
Step 1520: The value of the low speed liquid ejection flag XLoLiq is set to “1”.

一方、現時点のエンジン回転速度ＮＥが第３回転速度ＮＥth３以上であると、ＣＰＵはステップ１５０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１５２５乃至ステップ１５３５の処理を以下のように行い、図４のステップ４６０以降へ進む。   On the other hand, if the current engine speed NE is greater than or equal to the third engine speed NEth3, the CPU makes a “No” determination at step 1505 to perform the processing from step 1525 to step 1535 as follows, and the step of FIG. Proceed to 460 and thereafter.

ステップ１５２５；高速用液体噴射時期（高速用液体噴射開始時期）θHiLiqをテーブルMapθHiLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。この高速用液体噴射時期θHiLiqは、図４のステップ４９０にて求められる液体噴射開始時期（吸気通路噴射用液体噴射時期）θLiqと同様な時期（好ましくは、負のバルブオーバーラップ期間内の時期）に設定される。
ステップ１５３０；高速用液体噴射量HiLiqをテーブルMapHiLiq(Tqtgt，ＮＥ)に基づいて求める。
ステップ１５３５；高速用液体噴射フラグＸHiLiqの値を「１」に設定する。 Step 1525: The high-speed liquid injection timing (high-speed liquid injection start time) θHiLiq is obtained based on the table MapθHiLiq (Tqtgt, NE). This high-speed liquid injection timing θHiLiq is similar to the liquid injection start timing (liquid injection timing for intake passage injection) θLiq obtained in step 490 of FIG. 4 (preferably, timing within the negative valve overlap period). Set to
Step 1530: The high-speed liquid injection amount HiLiq is obtained based on the table MapHiLiq (Tqtgt, NE).
Step 1535: The value of the high-speed liquid ejection flag XHiLiq is set to “1”.

一方、ＣＰＵは図５及び図１６に示したルーチンを、図５に示したルーチンと同様に繰り返し実行するようになっている。従って、ＣＰＵは図１６のステップ１６０５乃至ステップ１６４０のうちの適当なステップを以下のように実行する。   On the other hand, the CPU repeatedly executes the routines shown in FIGS. 5 and 16 in the same manner as the routine shown in FIG. Therefore, the CPU executes an appropriate one of steps 1605 to 1640 in FIG. 16 as follows.

ステップ１６０５乃至ステップ１６２０；ＣＰＵは、低速用液体噴射フラグＸLoLiqの値が「１」に設定されていれば、クランク角が低速用液体噴射時期θLoLiqとなったとき、液体噴射弁４７に第１駆動信号を送出することにより低速用液体噴射量LoLiqの液体を液体噴射弁４７から燃焼室２４に直接噴射し、低速用液体噴射フラグＸLoLiqの値を「０」に設定する。   Step 1605 to Step 1620: If the value of the low speed liquid injection flag XLoLiq is set to “1”, the CPU drives the liquid injection valve 47 for the first drive when the crank angle becomes the low speed liquid injection timing θLoLiq. By sending a signal, the low-speed liquid injection amount LoLiq is directly injected from the liquid injection valve 47 into the combustion chamber 24, and the value of the low-speed liquid injection flag XLoLiq is set to “0”.

ステップ１６２５乃至ステップ１６４０；ＣＰＵは、高速用液体噴射フラグＸHiLiqの値が「１」に設定されていれば、クランク角が高速用液体噴射時期θHiLiqとなったとき、液体噴射弁４２に第２駆動信号を送出することにより高速用液体噴射量HiLiqの液体を液体噴射弁４２から吸気通路に噴射し、高速用液体噴射フラグＸHiLiqの値を「０」に設定する。   Step 1625 to Step 1640: If the value of the high-speed liquid injection flag XHiLiq is set to “1”, the CPU drives the liquid injection valve 42 for the second drive when the crank angle becomes the high-speed liquid injection timing θHiLiq. By sending a signal, the liquid of the high-speed liquid injection amount HiLiq is injected from the liquid injection valve 42 into the intake passage, and the value of the high-speed liquid injection flag XHiLiq is set to “0”.

なお、低速用液体噴射時期θLoLiq及び高速用液体噴射時期θHiLiqは、運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点より前のタイミングであって、且つ、各液体噴射手段から噴射された液体が、その最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点において気化した状態で燃焼室２４内に存在するようなタイミングに設定される。   Note that the low-speed liquid injection timing θLoLiq and the high-speed liquid injection timing θHiLiq are the timing before the time point at which the combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching ends, and the liquid injection timing is injected from each liquid injection means The timing is set such that the liquid exists in the combustion chamber 24 in a vaporized state at the time when the combustion based on the first self-ignition ends.

この第６実施形態によれば、内燃機関１０の回転速度ＮＥが所定の閾値回転速度ＮＥth３より小さい低回転速度である場合、液体は筒内液体噴射手段を構成する液体噴射弁４７から燃焼室２４内に所定の第１タイミング（低速用液体噴射時期θLoLiq）にて直接噴射される。そして、その噴射された液体は、運転切換え直前の火花点火運転における最後の火花点火に基づく燃焼が終了した後から同運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点までにおいて燃焼室２４内で気化する。   According to the sixth embodiment, when the rotational speed NE of the internal combustion engine 10 is a low rotational speed lower than a predetermined threshold rotational speed NEth3, the liquid is transferred from the liquid injection valve 47 constituting the in-cylinder liquid injection means to the combustion chamber 24. The liquid is directly injected at a predetermined first timing (low-speed liquid injection timing θLoLiq). Then, after the combustion based on the last spark ignition in the spark ignition operation immediately before the operation switching ends, the injected liquid ends the combustion based on the first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching. Vaporizes in the combustion chamber 24 up to the point of time.

従って、この液体の気化が自着火開始時期よりも適度に前の時点にて生じれば、自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度が低くなるので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が回避され、その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Therefore, if the vaporization of the liquid occurs at a time appropriately before the self-ignition start time, the temperature of the mixed gas used for self-ignition combustion becomes low, so that the ignition time becomes too early (too early). Ignition) is avoided, and as a result, the cylinder pressure rise rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

一方、特に、第１タイミング（低速用液体噴射時期θLoLiq）が、運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室２４において混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了する前の所定のタイミングであるとき、液体の気化が自着火開始時期の直前の時点にて生じれば、混合ガスの空間的な温度不均一性が液体噴射を行わない場合よりも大きくなって、自着火が高温の混合ガスから低温の混合ガスへと順次進行することになるから、自着火燃焼が緩慢となる。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   On the other hand, in particular, since the first timing (low-speed liquid injection timing θLoLiq) causes the combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching, the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber 24, so that the self-ignition of the mixed gas starts. If the liquid vaporization occurs at a time immediately before the auto-ignition start timing at a predetermined timing before the end, the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes larger than when liquid injection is not performed. Thus, the self-ignition combustion proceeds gradually from the high-temperature mixed gas to the low-temperature mixed gas, so that the self-ignition combustion becomes slow. As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

更に、液体の気化が燃焼室２４において自着火燃焼中（特に、自着火燃焼による熱の量が上昇している期間）に生じれば、その時点以降における混合ガスの空間的な温度不均一性が液体噴射を行わない場合よりも大きくなって、その後に遅れて自着火する位置にある混合ガスの自着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Furthermore, if liquid vaporization occurs during autoignition combustion in the combustion chamber 24 (particularly during a period when the amount of heat due to autoignition combustion is rising), the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas after that point However, the self-ignition of the mixed gas at the position where the self-ignition is delayed after that is further delayed (self-ignition is sequentially generated more slowly). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

このように、低回転時は、液体が燃焼室２４に直接噴射されるので、その液体が吸気通路壁面に付着することがなく、しかも、燃焼室２４内で効率良く気化せしめられて燃焼騒音の抑制に利用されるので、液体の使用量を低減することができる。   In this way, at the time of low rotation, since the liquid is directly injected into the combustion chamber 24, the liquid does not adhere to the wall surface of the intake passage, and is efficiently vaporized in the combustion chamber 24 to reduce the combustion noise. Since it is used for suppression, the amount of liquid used can be reduced.

これに対し、内燃機関の回転速度ＮＥが所定の閾値回転速度ＮＥth３より大きい高回転速度である場合、液体は吸気通路液体噴射手段を構成する液体噴射弁４２から、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼が終了した後であって同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される混合ガスに含まれる空気の燃焼室２４への流入が終了する前の所定の第２タイミング（高速用液体噴射時期θHiLiq）にて吸気通路内に噴射される。そして、その噴射された液体は、吸気通路の壁面から熱を受けた後に燃焼室内に流入する。   On the other hand, when the rotational speed NE of the internal combustion engine is higher than the predetermined threshold rotational speed NEth3, the liquid is supplied from the liquid injection valve 42 constituting the intake passage liquid injection means to the last spark ignition immediately before the operation switching. The predetermined second timing (after the end of the combustion based on the above and before the end of the flow of the air contained in the mixed gas used for the combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching into the combustion chamber 24) It is injected into the intake passage at the high-speed liquid injection timing θHiLiq). The injected liquid flows into the combustion chamber after receiving heat from the wall surface of the intake passage.

従って、運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼の終了時点から運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼開始までの時間が短い高回転時においても、噴射された液体に熱を加える時間を長くとることができるので、同液体を十分に気化させることができる。従って、高回転時において、自着火燃焼に供せられる混合ガスの温度を低くすることができるので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が回避される。その結果、筒内圧力上昇率が過大とならず、燃焼騒音が過大とならない。   Therefore, the time for applying heat to the injected liquid can be reduced even at high speed when the time from the end of combustion based on the last spark ignition just before the operation switching to the start of combustion based on the first self-ignition just after the operation switching is short. Since it can be taken for a long time, the liquid can be sufficiently vaporized. Therefore, since the temperature of the mixed gas used for self-ignition combustion can be lowered at the time of high rotation, it is avoided that the ignition timing is too early (premature ignition). As a result, the cylinder pressure increase rate does not become excessive, and the combustion noise does not become excessive.

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。この第７実施形態は、第２実施形態と同様に液体噴射弁４７から燃焼室２４に液体を直接噴射するものである。また、第７実施形態は、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために燃焼室２４において混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間内の所定の時期に液体を噴射する点のみにおいて第２実施形態と相違している。より好ましくは、第７実施形態は、運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が開始した後であって同燃焼により発生する熱量が上昇しているときに先に液体噴射弁４７から噴射されていた液体が丁度気化するように、その液体噴射時期を定めている。従って、以下、第２実施形態との相違点を中心として説明する。 (Seventh embodiment)
Next, a description will be given of an internal combustion engine control apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, liquid is directly injected from the liquid injection valve 47 into the combustion chamber 24 as in the second embodiment. In the seventh embodiment, when the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber 24 in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. The second embodiment is different from the second embodiment only in that the liquid is ejected at a predetermined time within a period from when the self-ignition of the mixed gas is completed. More preferably, in the seventh embodiment, after the start of the combustion based on the first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching, the amount of heat generated by the combustion is increased first. The liquid ejection timing is determined so that the liquid ejected from the liquid ejection valve 47 is just vaporized. Therefore, the following description will focus on differences from the second embodiment.

第７実施形態のＣＰＵは、図３乃至図５に示したフローチャートを第１及び第２実施形態と同様に実行するようになっている。ただし、図４のステップ４９０で使用されるテーブルMapθLiqは、第１及び第２実施形態のテーブルMapθLiqと相違するように変更されている。   The CPU according to the seventh embodiment is configured to execute the flowcharts shown in FIGS. 3 to 5 in the same manner as in the first and second embodiments. However, the table MapθLiq used in step 490 of FIG. 4 is changed so as to be different from the table MapθLiq of the first and second embodiments.

この変更されたテーブルMapθLiqによれば、液体噴射時期θLiqは、図９のステップ９１０にて求められる第２液体噴射時期θLiq2と同様な圧縮行程中であって最初の自着火が発生する直前である圧縮行程後半の時期、即ち、「圧縮開始後期間」内の時期に設定され、且つ、火花点火運転から予混合圧縮自着火運転への運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が開始した後であって同燃焼により発生する熱量が上昇しているときに、噴射されていた液体が丁度気化するように設定される。   According to this changed table MapθLiq, the liquid injection timing θLiq is in the same compression stroke as the second liquid injection timing θLiq2 obtained in step 910 in FIG. 9, and is just before the first self-ignition occurs. The first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation that is set to the second half of the compression stroke, that is, the time within the “post-compression start period”, and immediately after switching from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation Is set so that the injected liquid is just vaporized after the start of combustion based on the above, and when the amount of heat generated by the combustion is rising.

これによれば、混合ガスの燃焼により発生する熱の量（単位時間又は単位クランク角あたりの熱量）が上昇している期間（即ち、燃焼中）において液体噴射弁４７から噴射された液体が気化し、その気化（気化熱）により混合ガスが冷却される。このように、噴射された液体が自着火燃焼に伴って発生する熱の量が上昇している期間に気化すると、混合ガスの空間的温度不均一性が大きくなり、液体噴射がない場合であっても自然に生じる混合ガスの空間的温度不均一性によって最も早く着火する位置の混合ガスよりも遅れて着火する位置にあった未着火の混合ガスの着火が更に遅れる（自着火が一層緩慢に順次発生するようになる。）。この結果、液体が気化を開始した時点以降において、着火が緩慢に発生し、燃焼が緩慢に進行するので、筒内圧力上昇率が過大にならず、過大な燃焼騒音が発生しない。また、液体は、上述した運転切換え時においてのみ噴射されるので、無駄に使用されない。   According to this, the liquid injected from the liquid injection valve 47 during the period when the amount of heat generated by the combustion of the mixed gas (the amount of heat per unit time or unit crank angle) is rising (that is, during combustion) is vaporized. The mixed gas is cooled by the vaporization (heat of vaporization). In this way, if the injected liquid is vaporized during the period when the amount of heat generated by autoignition combustion is rising, the spatial temperature non-uniformity of the mixed gas becomes large and there is no liquid injection. However, due to the spatial temperature non-uniformity of the gas mixture that occurs naturally, the ignition of the unignited gas mixture that was ignited later than the gas mixture that ignited the earliest is further delayed (the self-ignition becomes slower). It will occur sequentially.) As a result, since the ignition starts slowly and the combustion progresses slowly after the liquid starts to vaporize, the in-cylinder pressure increase rate does not become excessive and excessive combustion noise does not occur. Further, since the liquid is ejected only at the time of the above-described operation switching, it is not used wastefully.

更に、第７実施形態のように、圧縮行程中（特に、自着火開始直前）に燃焼室内に液体が噴射されたとしても、その液体は直ちに燃焼室全体に行き渡ることはない。従って、液体噴射直後において、噴射された液体から温度上の影響を殆ど受けない混合ガスが燃焼室２４内に存在し、その温度上の影響を殆ど受けない混合ガスは液体噴射がなされなかった場合の混合ガスの着火開始時点とほぼ同様な時点にて着火する。その結果、第７実施形態においては、運転切換え直後の着火開始時期が大幅に遅角することがない。   Further, as in the seventh embodiment, even if the liquid is injected into the combustion chamber during the compression stroke (particularly immediately before the start of self-ignition), the liquid does not immediately reach the entire combustion chamber. Therefore, immediately after liquid injection, a mixed gas that is hardly affected by temperature from the injected liquid exists in the combustion chamber 24, and the mixed gas that is hardly affected by temperature is not subjected to liquid injection. It is ignited at substantially the same time as the start of ignition of the mixed gas. As a result, in the seventh embodiment, the ignition start timing immediately after the operation switching is not significantly retarded.

図１７は、燃焼室２４において、火花点火運転から自着火運転へと運転を切り換えた直後における最初の自着火燃焼によって発生する熱の量（単位時間あたりの熱量、発生熱量）をクランク角度に対して示したグラフである。一点鎖線Ｃ１は、第７実施形態のように水を噴射せず且つ着火時期を遅角しない場合の発生熱量を示している。実線Ｃ２は、第７実施形態による場合（水を噴射し且つ着火時期を遅角しない場合）の発生熱量を示している。破線Ｃ３は、水を噴射せず且つ吸気温度を調節することにより着火時期を遅角させた場合の発生熱量を示している。   FIG. 17 shows the amount of heat (heat amount per unit time, generated heat amount) generated by the first self-ignition combustion immediately after switching the operation from the spark ignition operation to the self-ignition operation in the combustion chamber 24 with respect to the crank angle. It is the graph shown. An alternate long and short dash line C1 indicates the amount of heat generated when water is not injected and the ignition timing is not retarded as in the seventh embodiment. A solid line C2 indicates the amount of heat generated in the case of the seventh embodiment (when water is injected and the ignition timing is not retarded). A broken line C3 indicates the amount of heat generated when the ignition timing is retarded by not injecting water and adjusting the intake air temperature.

この曲線Ｃ１と曲線Ｃ２との比較から明らかなように、第７実施形態に係る内燃機関の制御装置によれば、水の気化熱により着火時期が分散し、発生熱量の急激な上昇が抑制される（燃焼が緩慢になる）。従って、燃焼騒音が過大とならない。   As is apparent from the comparison between the curve C1 and the curve C2, according to the control apparatus for an internal combustion engine according to the seventh embodiment, the ignition timing is dispersed by the heat of vaporization of water, and a rapid increase in the amount of generated heat is suppressed. (Combustion slows down). Therefore, combustion noise does not become excessive.

図１８は、燃焼騒音と着火時期の関係を示したグラフである。四角のプロットは、第７実施形態による場合（水を噴射した場合）の燃焼騒音と着火時期との関係を示し、三角のプロットは水を噴射せず且つ吸気温度を調節することにより着火時期を遅角させた場合の燃焼騒音と着火時期との関係を示している。   FIG. 18 is a graph showing the relationship between combustion noise and ignition timing. The square plot shows the relationship between the combustion noise and the ignition timing in the case of the seventh embodiment (when water is injected), and the triangular plot shows the ignition timing by adjusting the intake air temperature without injecting water. The relationship between combustion noise and ignition timing when retarded is shown.

図１７の曲線Ｃ１乃至曲線Ｃ３の比較から明らかなように、着火時期を遅角した場合にも発生熱量は小さくなって燃焼が緩慢になるので、燃焼騒音は小さくなる。しかしながら、図１８の三角のプロットにより示したように、着火時期を遅角させることにより燃焼騒音を十分に小さくしようとすると、着火時期を失火領域近傍にまで大幅に遅角しなければならない。一方、実際の機関運転中においては、着火時期を一定時期に精密に制御することは困難である。この結果、着火時期の遅角により燃焼騒音を十分小さくしようとすると、自着火しない（失火する）場合が発生する。   As is clear from the comparison of the curves C1 to C3 in FIG. 17, even when the ignition timing is retarded, the amount of generated heat becomes small and the combustion becomes slow, so the combustion noise becomes small. However, as shown by the triangular plot in FIG. 18, in order to reduce the combustion noise sufficiently by retarding the ignition timing, the ignition timing must be significantly retarded to the vicinity of the misfire region. On the other hand, during actual engine operation, it is difficult to precisely control the ignition timing at a certain time. As a result, if the combustion noise is to be made sufficiently small due to the retard of the ignition timing, there is a case where self-ignition does not occur (misfire).

これに対し、第７実施形態によれば、図１８の四角のプロットにより示したように、燃焼騒音を十分に小さくした状態であっても、着火時期と失火領域とのマージンが大きいから、失火する可能性は極めて低くなる。以上から、第７実施形態の内燃機関の制御装置は、運転切換え時において安定した自着火を維持し、且つ、そのときの燃焼騒音を十分に低減することができる装置となっていることが理解される。   On the other hand, according to the seventh embodiment, as shown by the square plot in FIG. 18, even if the combustion noise is sufficiently small, the margin between the ignition timing and the misfire region is large. The possibility of doing is very low. From the above, it is understood that the control device for an internal combustion engine of the seventh embodiment is a device that can maintain stable self-ignition at the time of operation switching and can sufficiently reduce the combustion noise at that time. Is done.

以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態は、火花点火運転から自着火運転へと運転を切り換えるときに液体を噴射し、その噴射した液体（水）の気化熱により、過早着火を回避し、或いは、燃焼を緩慢化する。その結果、運転切換え時の燃焼騒音が過大にならないようにすることができる。   As described above, each embodiment of the control device for an internal combustion engine according to the present invention injects liquid when switching the operation from the spark ignition operation to the self-ignition operation, and the vaporization heat of the injected liquid (water). This avoids premature ignition or slows down the combustion. As a result, the combustion noise at the time of operation switching can be prevented from becoming excessive.

なお、液体は噴射された後に直ちに気化を開始するわけではなく、液体の種類や液体の粒径、或いは、液体に与えられる熱量を決定する燃焼室２４やインテークマニホールド４１及び吸気ポート３１の温度等によって定まる所定の時間後に気化を開始する。従って、上記各実施形態の液体噴射時期（液体噴射弁４２，４７への駆動信号を発生する時期）は、水が噴射されてから気化するまでに必要な時間を考慮して定められる。更に、液体を気化させるべきタイミングは、内燃機関の負荷や回転速度等の機関運転状態に応じて変化するので、液体噴射時期は機関運転状態にも応じて変更されることが好適である。   The liquid does not start to be vaporized immediately after being injected, but the temperature of the combustion chamber 24, the intake manifold 41 and the intake port 31 that determines the type of liquid, the particle size of the liquid, or the amount of heat given to the liquid, etc. The vaporization is started after a predetermined time determined by. Therefore, the liquid ejection timing (timing for generating a drive signal to the liquid ejection valves 42 and 47) in each of the above embodiments is determined in consideration of the time required from when water is ejected until vaporization occurs. Furthermore, since the timing at which the liquid should be vaporized changes according to the engine operating state such as the load and rotation speed of the internal combustion engine, it is preferable that the liquid injection timing is changed according to the engine operating state.

更に、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において以下に述べる種々の変形例を採用することができる。
（１）液体噴射弁４２，４７から噴射する液体として、水に代え、メタノール等のアルコール、アルコールと水との混合液、ガソリン、ガソリンを改質した改質燃料等を使用してもよい。
（２）燃料噴射弁４３は、燃焼室２４に直接燃料を噴射するように配置構成されていてもよい。 Furthermore, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications described below can be employed within the scope of the present invention.
(1) Instead of water, the liquid injected from the liquid injection valves 42 and 47 may be alcohol such as methanol, a mixture of alcohol and water, gasoline, reformed fuel obtained by reforming gasoline, or the like.
(2) The fuel injection valve 43 may be arranged and configured to inject fuel directly into the combustion chamber 24.

（３）上記実施形態は他の運転領域において４サイクル自着火運転を行う内燃機関に適用されていたが、２サイクル自着火運転を行う内燃機関にも適用され得る。２サイクル自着火運転を行う内燃機関とは、クランク角度が３６０度経過する毎に、膨張行程、排気行程、掃気行程、吸気（過給機による給気）行程及び圧縮行程を繰り返す内燃機関のことをいう。
（４）上記実施形態は４サイクル火花点火運転を行う内燃機関に適用されていたが、２サイクル火花点火運転を行う内燃機関にも適用され得る。
（５）液体噴射弁４７は、燃焼室２４の上部からピストン２２の頂面に向けて液体を噴射
するように配置・構成されていてもよい。 (3) Although the above embodiment is applied to an internal combustion engine that performs a four-cycle self-ignition operation in another operation region, it can also be applied to an internal combustion engine that performs a two-cycle self-ignition operation. An internal combustion engine that performs a two-cycle self-ignition operation is an internal combustion engine that repeats an expansion stroke, an exhaust stroke, a scavenging stroke, an intake (charging by a supercharger) stroke, and a compression stroke every time the crank angle is 360 degrees. Say.
(4) Although the said embodiment was applied to the internal combustion engine which performs 4 cycle spark ignition operation, it can be applied also to the internal combustion engine which performs 2 cycle spark ignition operation.
(5) The liquid injection valve 47 may be arranged and configured to inject liquid from the upper part of the combustion chamber 24 toward the top surface of the piston 22.

（６）一つの燃焼室２４に対して複数の液体噴射弁４７を設けてもよい。その場合、液体噴射弁４７を対向配置すれば、液体が壁面に付着する量を低減でき、未燃の炭化水素の量をより減少することができる。また、複数の液体噴射弁４７から、異なる種類の液体を噴射してもよい。
（７）自着火燃焼による運転中において、点火プラグ３５による火花点火を補助的に実行してもよい。
（８）吸気弁駆動機構３２ａ及び排気弁駆動機構３４ａに代えて、所謂、可変動弁機構を用いて吸気弁３２及び排気弁３４のバルブタイミングを変更してもよい。 (6) A plurality of liquid injection valves 47 may be provided for one combustion chamber 24. In that case, if the liquid injection valve 47 is disposed oppositely, the amount of liquid adhering to the wall surface can be reduced, and the amount of unburned hydrocarbon can be further reduced. Further, different types of liquids may be ejected from the plurality of liquid ejection valves 47.
(7) During operation by self-ignition combustion, spark ignition by the spark plug 35 may be executed supplementarily.
(8) Instead of the intake valve drive mechanism 32a and the exhaust valve drive mechanism 34a, a so-called variable valve mechanism may be used to change the valve timing of the intake valve 32 and the exhaust valve 34.

本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される４サイクル内燃機関の概略図である。1 is a schematic view of a four-cycle internal combustion engine to which a control device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention is applied. 本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置の電気ブロック図である。1 is an electric block diagram of a control device for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. 図２に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the electric control apparatus shown in FIG. 2 performs. 図２に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the electric control apparatus shown in FIG. 2 performs. 図２に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the electric control apparatus shown in FIG. 2 performs. 図６（Ａ）は、第１実施形態に係る内燃機関の制御装置により達成される火花点火運転における吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを示した図であり、図６（Ｂ）は、同制御装置により達成される予混合圧縮自着火運転における吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを示した図である。FIG. 6A is a view showing valve timings of the intake valve and the exhaust valve in the spark ignition operation achieved by the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment, and FIG. It is the figure which showed the valve timing of the intake valve and the exhaust valve in the premixed compression self-ignition operation achieved by the apparatus. 第１実施形態に係る内燃機関の制御装置により達成される火花点火運転から予混合圧縮自着火運転へと運転を切り換える際の、吸気弁の開閉時期、排気弁の開閉時期及び液体（水）噴射時期を示したタイムチャートである。Intake valve opening / closing timing, exhaust valve opening / closing timing, and liquid (water) injection when switching from spark ignition operation to premixed compression auto-ignition operation achieved by the control apparatus for an internal combustion engine according to the first embodiment It is a time chart which showed time. 本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される４サイクル内燃機関の概略図である。It is the schematic of the 4 cycle internal combustion engine to which the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 2nd Embodiment of this invention is applied. 本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 3rd Embodiment of this invention performs. 本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 3rd Embodiment of this invention performs. 本発明の第４実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 4th Embodiment of this invention performs. 本発明の第５実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 5th Embodiment of this invention performs. 本発明の第５実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 5th Embodiment of this invention performs. 本発明の第６実施形態に係る内燃機関の制御装置が適用される４サイクル内燃機関の概略図である。It is the schematic of the 4-cycle internal combustion engine to which the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 6th Embodiment of this invention is applied. 本発明の第６実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 6th Embodiment of this invention performs. 本発明の第６実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of the control apparatus of the internal combustion engine which concerns on 6th Embodiment of this invention performs. 燃焼室内での発生熱量をクランク角に対して示したグラフである。3 is a graph showing the amount of heat generated in a combustion chamber with respect to a crank angle. 着火時期と燃焼騒音との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between ignition timing and combustion noise.

符号の説明Explanation of symbols

１０…４サイクル内燃機関、２０…シリンダブロック部、２１…シリンダ、２２…ピストン、２３…コネクティングロッド、２４…燃焼室、３０…シリンダヘッド部、３１…吸気ポート、３２…吸気弁、３２ａ…吸気弁駆動機構、３３…排気ポート、３４…排気弁、３４ａ…排気弁駆動機構、３５…点火プラグ、３６…イグナイタ、４１…インテークマニホールド、４２，４７…液体噴射弁、４３…燃料噴射弁、４４…液体供給管、４５…ポンプ、４６…液体タンク、５０…電気制御装置、５１…アクセルペダル操作量センサ、５２…エンジン回転速度センサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 4 cycle internal combustion engine, 20 ... Cylinder block part, 21 ... Cylinder, 22 ... Piston, 23 ... Connecting rod, 24 ... Combustion chamber, 30 ... Cylinder head part, 31 ... Intake port, 32 ... Intake valve, 32a ... Intake Valve drive mechanism, 33 ... exhaust port, 34 ... exhaust valve, 34a ... exhaust valve drive mechanism, 35 ... ignition plug, 36 ... igniter, 41 ... intake manifold, 42, 47 ... liquid injection valve, 43 ... fuel injection valve, 44 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Liquid supply pipe, 45 ... Pump, 46 ... Liquid tank, 50 ... Electric control device, 51 ... Accelerator pedal operation amount sensor, 52 ... Engine rotation speed sensor

Claims (8)

一部の運転領域において燃焼室内に少なくとも空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを点火プラグが発する火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に少なくとも空気と燃料と燃焼ガスとを含む均質な混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関の制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を噴射する液体噴射手段と、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点において同時点までに前記液体噴射手段から噴射された液体が気化したガスが前記燃焼室内に存在するように、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めた後の所定のタイミングにて前記駆動信号を発生する液体噴射制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 In some operating regions, a spark-ignition operation is performed in which a mixed gas containing at least air and fuel is formed in the combustion chamber, and the mixed gas is ignited and burned by a spark emitted from a spark plug. A control device for an internal combustion engine that performs a premixed compression self-ignition operation in which a homogeneous mixed gas including at least air, fuel, and combustion gas is formed and the mixture gas is compressed to self-ignite and burn.
Liquid ejecting means for ejecting liquid in response to the drive signal;
When the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the liquid ejected from the liquid ejecting means is vaporized up to the same time when combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching is completed. The drive signal is output at a predetermined timing after the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber so that the generated gas exists in the combustion chamber. Generated liquid jet control means;
The control apparatus of the internal combustion engine provided with. 一部の運転領域において燃焼室内に少なくとも空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを点火プラグが発する火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に少なくとも空気と燃料と燃焼ガスとを含む均質な混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関の制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する液体噴射手段と、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間に前記駆動信号を発生する液体噴射制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 In some operating regions, a spark-ignition operation is performed in which a mixed gas containing at least air and fuel is formed in the combustion chamber, and the mixed gas is ignited and burned by a spark emitted from a spark plug. A control device for an internal combustion engine that performs a premixed compression self-ignition operation in which a homogeneous mixed gas including at least air, fuel, and combustion gas is formed and the mixture gas is compressed to self-ignite and burn.
Liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a drive signal;
When the operation is switched from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber and immediately after the operation switching. Liquid injection control means for generating the drive signal during a period before air included in the mixed gas subjected to combustion based on first self-ignition starts to flow into the combustion chamber;
The control apparatus of the internal combustion engine provided with. 請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記液体噴射制御手段は、前記運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に前記駆動信号を更に発生するように構成された内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine according to claim 2,
The liquid injection control means drives the drive during a period from when the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber until the self-ignition of the mixed gas ends in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. A control device for an internal combustion engine configured to further generate a signal. 一部の運転領域において燃焼室内に少なくとも空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを点火プラグが発する火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に少なくとも空気と燃料と燃焼ガスとを含む均質な混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関の制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する液体噴射手段と、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、
前記内燃機関の回転速度が所定の閾値回転速度より大きい高回転速度である場合には、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間に前記駆動信号を発生し、
同内燃機関の回転速度が同閾値回転速度より小さい低回転速度である場合には、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に前記駆動信号を発生するように構成された液体噴射制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 In some operating regions, a spark-ignition operation is performed in which a mixed gas containing at least air and fuel is formed in the combustion chamber, and the mixed gas is ignited and burned by a spark emitted from a spark plug. A control device for an internal combustion engine that performs a premixed compression self-ignition operation in which a homogeneous mixed gas including at least air, fuel, and combustion gas is formed and the mixture gas is compressed to self-ignite and burn.
Liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a drive signal;
When switching operation from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation,
When the rotational speed of the internal combustion engine is higher than a predetermined threshold rotational speed, the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching starts to be discharged from the combustion chamber. The drive signal is generated in a period before air included in the mixed gas subjected to combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching starts to flow into the combustion chamber,
When the rotational speed of the internal combustion engine is lower than the threshold rotational speed, the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. Liquid ejection control means configured to generate the drive signal during a period until the self-ignition of the mixed gas is completed;
The control apparatus of the internal combustion engine provided with. 一部の運転領域において燃焼室内に少なくとも空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを点火プラグが発する火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に少なくとも空気と燃料と燃焼ガスとを含む均質な混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関の制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する液体噴射手段と、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、
前記内燃機関の回転速度が所定の第１回転速度より小さい低回転速度である場合には、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に前記駆動信号を発生し、
同内燃機関の回転速度が同所定の第１回転速度より大きい第２回転速度より大きい高回転速度である場合には、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間に前記駆動信号を発生し、
同内燃機関の回転速度が同第１回転速度と同第２回転速度との間の中回転速度である場合には、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めてから同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気が同燃焼室に流入され始める前までの期間に前記駆動信号を発生し、且つ、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間にも更に前記駆動信号を発生するように構成された液体噴射制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 In some operating regions, a spark-ignition operation is performed in which a mixed gas containing at least air and fuel is formed in the combustion chamber, and the mixed gas is ignited and burned by a spark emitted from a spark plug. A control device for an internal combustion engine that performs a premixed compression self-ignition operation in which a homogeneous mixed gas including at least air, fuel, and combustion gas is formed and the mixture gas is compressed to self-ignite and burn.
Liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a drive signal;
When switching operation from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation,
When the rotational speed of the internal combustion engine is a low rotational speed lower than a predetermined first rotational speed, the mixed gas is compressed in the combustion chamber to cause combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. The drive signal is generated in a period from the start to the end of self-ignition of the mixed gas,
When the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the predetermined first rotational speed and higher than the second rotational speed, the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching is performed. The drive signal is generated during a period from the start of exhausting from the combustion chamber to before the air contained in the mixed gas used for combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching starts to flow into the combustion chamber. ,
When the rotation speed of the internal combustion engine is a medium rotation speed between the first rotation speed and the second rotation speed, the combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching is performed. The drive signal is generated during a period from the start of exhausting from the combustion chamber to before the air contained in the mixed gas used for combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching starts to flow into the combustion chamber. In addition, in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the switching of the operation, the drive signal is further supplied during a period from the start of compression of the mixed gas in the combustion chamber to the end of self-ignition of the mixed gas. Liquid ejection control means configured to generate;
The control apparatus of the internal combustion engine provided with. 一部の運転領域において燃焼室内に少なくとも空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを点火プラグが発する火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に少なくとも空気と燃料と燃焼ガスとを含む均質な混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関の制御装置であって、
第１駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する筒内液体噴射手段と、
第２駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に連通された吸気通路内に噴射する吸気通路液体噴射手段と、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、
前記内燃機関の回転速度が所定の閾値回転速度より小さい低回転速度である場合には、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点において同時点までに前記筒内液体噴射手段から噴射された液体が気化したガスが前記燃焼室内に存在するように、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了する前の所定の第１タイミングにて前記第１駆動信号を発生し、
同内燃機関の回転速度が同所定の閾値回転速より大きい高回転速度である場合には、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼が終了する時点において同時点までに前記吸気通路液体噴射手段から噴射された液体が気化したガスが前記燃焼室内に存在するように、同運転切換え直前の最後の火花点火に基づく燃焼により生成された燃焼ガスが前記燃焼室から排出され始めた後であって同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼に供される前記混合ガスに含まれる空気の前記燃焼室への流入が終了する前の所定の第２タイミングにて前記第２駆動信号を発生するように構成された液体噴射制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 In some operating regions, a spark-ignition operation is performed in which a mixed gas containing at least air and fuel is formed in the combustion chamber, and the mixed gas is ignited and burned by a spark emitted from a spark plug. A control device for an internal combustion engine that performs a premixed compression self-ignition operation in which a homogeneous mixed gas including at least air, fuel, and combustion gas is formed and the mixture gas is compressed to self-ignite and burn.
In-cylinder liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a first drive signal;
An intake passage liquid ejecting means for ejecting liquid into an intake passage communicated with the combustion chamber in response to a second drive signal;
When switching operation from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation,
When the rotational speed of the internal combustion engine is a low rotational speed lower than a predetermined threshold rotational speed, the in-cylinder liquid ejecting means up to the same point at the time when combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching is completed. So that the gas injected from the liquid is vaporized in the combustion chamber so that the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber to cause combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. Generating the first drive signal at a predetermined first timing before the end of self-ignition of
When the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the predetermined threshold rotational speed, the intake passage liquid injection is performed up to the same point at the time when combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching ends. The combustion gas generated by the combustion based on the last spark ignition immediately before the operation switching is started to be discharged from the combustion chamber so that the gas vaporized by the liquid injected from the means exists in the combustion chamber. The second drive signal is generated at a predetermined second timing before the inflow of the air contained in the mixed gas used for the combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching is finished to the combustion chamber. Liquid ejection control means configured to:
The control apparatus of the internal combustion engine provided with. 一部の運転領域において燃焼室内に少なくとも空気及び燃料を含む混合ガスを形成し同混合ガスを点火プラグが発する火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に少なくとも空気と燃料と燃焼ガスとを含む均質な混合ガスを形成し同混合ガスを圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関の制御装置であって、
駆動信号に応答して液体を前記燃焼室に直接噴射する液体噴射手段と、
前記火花点火運転から前記予混合圧縮自着火運転に運転を切り換えるとき、同運転切換え直後の最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮され始めてから同混合ガスの自着火が終了するまでの期間に前記駆動信号を発生するように構成された液体噴射制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。 In some operating regions, a spark-ignition operation is performed in which a mixed gas containing at least air and fuel is formed in the combustion chamber, and the mixed gas is ignited and burned by a spark emitted from a spark plug. A control device for an internal combustion engine that performs a premixed compression self-ignition operation in which a homogeneous mixed gas including at least air, fuel, and combustion gas is formed and the mixture gas is compressed to self-ignite and burn.
Liquid injection means for directly injecting liquid into the combustion chamber in response to a drive signal;
When switching from the spark ignition operation to the premixed compression self-ignition operation, the mixed gas starts to be compressed in the combustion chamber in order to bring about combustion based on the first self-ignition immediately after the operation switching. Liquid ejection control means configured to generate the drive signal in a period until self-ignition ends,
The control apparatus of the internal combustion engine provided with. 請求項７に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記液体噴射制御手段は、前記運転切換え直後の予混合圧縮自着火運転の最初の自着火に基づく燃焼が開始した後であって同燃焼により発生する熱量が上昇しているときに前記液体噴射手段から噴射された液体が気化するように、同最初の自着火に基づく燃焼をもたらすために前記燃焼室において前記混合ガスが圧縮されている最中に前記駆動信号を発生するように構成された内燃機関の制御装置。
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7,
The liquid ejecting control means is the liquid ejecting means after the start of combustion based on the first self-ignition of the premixed compression self-ignition operation immediately after the operation switching and when the amount of heat generated by the combustion is increasing. An internal combustion engine configured to generate the drive signal while the gas mixture is being compressed in the combustion chamber to cause combustion based on the first self-ignition so that the liquid injected from Engine control device.
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