JP2007120330A - Internal combustion engine performing premixed compression ignition combustion - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine performing premixed compression ignition combustion, reducing risk of a misfire in transitional operation. <P>SOLUTION: An engine 1 being the internal combustion engine for performing the premixed compression ignition combustion, has an ECU 8. The ECU 8 determines whether the engine 1 is a steady operation state or a transitional operation state, and performs control based on a transitional operation map for enhancing combustion stability when the engine is the transitional operation state. The transitional operation map increases a fuel supply quantity, increases a negative overlap quantity, increases supercharging pressure and reduces an external EGR quantity more than a steady operation map. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関に係り、とくに過渡運転状態における制御に係る。   The present invention relates to an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion, and more particularly to control in a transient operation state.

予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関、たとえばガスヒートポンプに使用されるものにおいて、機関負荷の変化が小さい定常運転時と、機関負荷の変化が大きい過渡運転時とで制御方法を切り替え、より適切な運転を実現しようとする技術が知られている。このような制御の例は、特許文献１に開示される。   In internal combustion engines that perform premixed compression ignition combustion, such as those used in gas heat pumps, the control method is switched between steady operation with a small change in engine load and transient operation with a large change in engine load. Techniques for realizing driving are known. An example of such control is disclosed in Patent Document 1.

特開２００４−３５３４８５号公報JP 2004-353485 A

特許文献１に開示される予混合圧縮着火機関は、１気筒あたり複数の吸気ポートを持ち、それぞれの吸気ポートにおける吸気のＥＧＲ率を制御する吸気ＥＧＲ制御装置と、一方の吸気ポートの吸気弁と他方の吸気ポートの吸気弁とのリフト量および閉弁時期をそれぞれに変更する変動弁機構とを備える。
定常運転時には予め一方の吸気ポート（第１吸気弁が設けられた吸気ポート）における吸気のＥＧＲ率を他方の吸気ポート（第２吸気弁が設けられた吸気ポート）における吸気のＥＧＲ率よりも高くしておき、気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、所定期間だけ他方の吸気弁（第２吸気弁）のリフト量を小さくする。
このようにすることにより、ＥＧＲガス量制御の応答遅れを回避するものである。 The premixed compression ignition engine disclosed in Patent Document 1 has a plurality of intake ports per cylinder, an intake EGR control device that controls the EGR rate of intake air in each intake port, an intake valve of one intake port, And a variable valve mechanism for changing the lift amount and valve closing timing of the other intake port with respect to the intake valve.
During steady operation, the intake EGR rate in one intake port (intake port provided with the first intake valve) is higher than the intake EGR rate in the other intake port (intake port provided with the second intake valve) in advance. In addition, when the transient operation in which the amount of EGR gas in the cylinder is increased, the lift amount of the other intake valve (second intake valve) is reduced only for a predetermined period.
By doing so, a response delay in the EGR gas amount control is avoided.

しかしながら、従来の予混合圧縮着火燃焼内燃機関およびその制御方法においては、定常運転状態よりも燃焼状態が比較的不安定になりやすい過渡運転時に外乱等により発生する失火に対する対策はなされておらず、失火を防げないという問題があった。
たとえば、特許文献１に開示される技術は、過渡運転時に吸気のＥＧＲ率を速やかに調整し適切な着火時期を得るものであるが、過渡運転時の失火を防ぐような制御を行うものではない。
とくにＥＧＲを利用した予混合圧縮着火機関では、圧縮自着火運転中に失火が発生すると、エンジンストールとなる可能性が高いため、運転中に失火させないことが非常に重要となる。 However, in the conventional premixed compression ignition combustion internal combustion engine and the control method thereof, no countermeasure is taken against misfire that occurs due to disturbance or the like during transient operation in which the combustion state is likely to be relatively unstable rather than the steady operation state. There was a problem that could not prevent misfire.
For example, the technique disclosed in Patent Document 1 is to quickly adjust the EGR rate of intake air during transient operation to obtain an appropriate ignition timing, but does not perform control to prevent misfire during transient operation. .
In particular, in a premixed compression ignition engine using EGR, if misfire occurs during compression self-ignition operation, there is a high possibility of engine stall, so it is very important not to misfire during operation.

失火が発生する具体的な原因としては、たとえば、より高負荷の運転に移行する過渡運転において、燃料供給量が不足し、燃焼が不安定化することが挙げられる。また、より低負荷の運転に移行する過渡運転において、気筒内の熱量が不足し、燃焼が不安定化することが挙げられる。   As a specific cause of misfire, for example, in a transient operation that shifts to a higher-load operation, the amount of fuel supply is insufficient and combustion becomes unstable. Further, in the transient operation that shifts to a lower load operation, the amount of heat in the cylinder is insufficient, and the combustion becomes unstable.

この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、過渡運転時の失火の危険性を低減する、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion that reduces the risk of misfire during transient operation.

上述の問題点を解決するため、この発明に係る予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関は、燃料と吸気との混合気を圧縮して自着火燃焼させる予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、内燃機関は、内燃機関の燃焼状態を制御する制御手段と、内燃機関が、内燃機関における機関負荷が比較的安定している定常運転状態、および、機関負荷が比較的急激に変化する過渡運転状態のいずれにあるかを判定する判定手段とを備え、内燃機関が過渡運転状態にあると判定手段が判定した場合、制御手段は、内燃機関の燃焼状態を、定常運転状態における燃焼状態よりも安定性の高い燃焼状態に制御する過渡運転制御に切り替えることを特徴とする。
これは、内燃機関が定常運転状態であるか過渡運転状態であるかを判定手段が判定し、過渡運転状態である場合には、内燃機関を制御するための制御値マップとして過渡運転マップを選択し、これによって燃焼の安定性を高めるものである。
なお、特許文献１に記載される技術は、過渡運転時における内燃機関の燃焼状態を定常運転状態と同じ燃焼状態にするように制御するものであり、本発明のように、過渡運転時における内燃機関の運転状態を、定常運転状態における燃焼状態よりも安定性の高い燃焼状態に制御するものではない。 In order to solve the above-mentioned problems, an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion according to the present invention is an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion in which a mixture of fuel and intake air is compressed and self-ignition combustion is performed. The internal combustion engine includes a control means for controlling the combustion state of the internal combustion engine, a steady operation state in which the engine load in the internal combustion engine is relatively stable, and a transient operation state in which the engine load changes relatively abruptly. And determining means for determining whether the internal combustion engine is in a transient operation state, the control means is configured to make the combustion state of the internal combustion engine more stable than the combustion state in the steady operation state. It switches to the transient operation control which controls to a combustion state with high property.
The determination means determines whether the internal combustion engine is in a steady operation state or a transient operation state. If the internal combustion engine is in a transient operation state, the transient operation map is selected as a control value map for controlling the internal combustion engine. This improves the stability of combustion.
The technique described in Patent Document 1 controls the combustion state of the internal combustion engine at the time of transient operation so as to be the same combustion state as the steady operation state, and the internal combustion engine at the time of transient operation as in the present invention. The engine operating state is not controlled to a combustion state having higher stability than the combustion state in the steady operation state.

内燃機関は、気筒内に供給される吸気を制御する吸気弁と、気筒内から排出される排気を制御する排気弁とを備え、過渡運転制御は、排気弁が閉じてから吸気弁が開くまでの時間を長くするものであることを特徴としてもよい。
内燃機関は、気筒内に供給される吸気の過給を行う機能を有する過給機を備え、過渡運転制御は、過給機の過給圧を高めるものであることを特徴としてもよい。
内燃機関は、気筒内から排出される排気の一部を、気筒内に供給される吸気の一部として循環させる、外部ＥＧＲ通路を備え、外部ＥＧＲ通路を介して循環する排気の量は変更可能に制御され、過渡運転制御は、循環する排気の量を少なくするものであることを特徴としてもよい。
過渡運転制御は、燃料の供給量を増加させるものであることを特徴としてもよい。 The internal combustion engine includes an intake valve that controls intake air supplied into the cylinder and an exhaust valve that controls exhaust gas exhausted from the cylinder. The transient operation control is performed after the exhaust valve is closed until the intake valve is opened. It is also possible to lengthen the time.
The internal combustion engine may include a supercharger having a function of supercharging intake air supplied into the cylinder, and the transient operation control may increase the supercharging pressure of the supercharger.
The internal combustion engine has an external EGR passage that circulates a part of the exhaust discharged from the cylinder as a part of the intake air supplied into the cylinder, and the amount of exhaust circulated through the external EGR passage can be changed. The transient operation control may be characterized in that the amount of exhaust gas circulating is reduced.
The transient operation control may be characterized in that the supply amount of fuel is increased.

内燃機関は、気筒内に供給される吸気を制御する吸気弁と、気筒内から排出される排気を制御する排気弁と、気筒内に供給される吸気の過給を行う機能を有する過給機と、気筒内から排出される排気の一部を、気筒内に供給される吸気の一部として循環させる、外部ＥＧＲ通路とを備え、制御手段は、燃料供給量に応じて異なる制御を行い、異なる制御の基準となる区分である負荷域は、少なくとも３つ定義され、負荷域は、燃料供給量が小さい方から順に低負荷域、中負荷域、および高負荷域を含み、低負荷域における制御は、排気弁が閉じてから吸気弁が開くまでの時間を変更し、過給機による過給および外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環は行わないものであり、中負荷域における制御は、排気弁が閉じてから吸気弁が開くまでの時間を変更し、過給機による過給を行い、外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環は行わないものであり、高負荷域における制御は、排気弁が閉じてから吸気弁が開くまでの時間を変更し、過給機による過給を行い、外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環を行うものであることを特徴としてもよい。
内燃機関が過渡運転状態にある場合、制御手段はさらに、内燃機関の筒内圧力および筒内圧力最大上昇率を、それぞれ所定値以下に抑制する制御を行うことを特徴としてもよい。 An internal combustion engine includes an intake valve that controls intake air supplied into a cylinder, an exhaust valve that controls exhaust gas discharged from the cylinder, and a supercharger that has a function of supercharging intake air supplied into the cylinder And an external EGR passage that circulates a part of the exhaust discharged from the cylinder as a part of the intake air supplied into the cylinder, and the control means performs different control depending on the fuel supply amount, At least three load ranges that are different control criteria are defined, and the load range includes a low load range, a medium load range, and a high load range in order from the smallest fuel supply amount. The control changes the time from when the exhaust valve is closed until the intake valve is opened, and supercharging by the turbocharger and exhaust circulation through the external EGR passage are not performed. Time from closing the valve to opening the intake valve The engine is supercharged by the turbocharger and the exhaust gas is not circulated through the external EGR passage. Control in the high load range changes the time from when the exhaust valve is closed until the intake valve is opened. The supercharger may perform supercharging, and the exhaust gas may be circulated through the external EGR passage.
When the internal combustion engine is in a transient operation state, the control means may further perform control to suppress the in-cylinder pressure and the maximum in-cylinder pressure increase rate of the internal combustion engine to a predetermined value or less, respectively.

この発明によれば、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関は、定常運転状態であるか過渡運転状態であるかを判定し、過渡運転状態である場合には、燃焼安定性を高めた過渡運転マップに切り替えるので、外乱等による失火の危険性を低減することができる。   According to the present invention, an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion determines whether it is in a steady operation state or a transient operation state, and when it is in a transient operation state, the transient operation has improved combustion stability. Since switching to the map, the risk of misfire due to disturbance or the like can be reduced.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この実施の形態１に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関である、エンジン１を示す。エンジン１は、ガスヒートポンプ用の内燃機関である。
エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２の気筒内に予混合気を供給するインテークマニホールド４と、エンジン本体２の気筒内から排出されるガスを外部に排出するエキゾーストマニホールド６と、エンジン１を制御する制御手段であるＥＣＵ（電子制御装置）８とを備える。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows an engine 1 which is a premixed compression ignition combustion internal combustion engine according to the first embodiment. The engine 1 is an internal combustion engine for a gas heat pump.
The engine 1 includes an engine body 2, an intake manifold 4 that supplies premixed gas into the cylinder of the engine body 2, an exhaust manifold 6 that discharges gas discharged from the cylinder of the engine body 2 to the outside, and the engine 1. ECU (electronic control unit) 8 which is a control means for controlling the motor.

インテークマニホールド４には、吸気の過給を行う機能を有する過給機１０が設けられる。過給機１０は、ＥＣＵ８によって制御され、過給を行うかどうかと、過給を行う場合の過給圧とが変更可能である。また、エキゾーストマニホールド６には、外部ＥＧＲ量制御装置１２が接続され、この外部ＥＧＲ量制御装置１２が、エキゾーストマニホールド６からの排気の一部を、外部ＥＧＲ通路１４を介して、吸気系にある過給機１０の上流側に循環させる。外部ＥＧＲ量制御装置１２は、ＥＣＵ８によって制御され、排気の吸気側への循環を行うかどうかと、吸気における外部ＥＧＲ量、すなわち外部ＥＧＲ通路１４を介して循環する排気の量とが変更可能である。このように、ＥＣＵ８は、外部ＥＧＲ量を間接的に制御する。   The intake manifold 4 is provided with a supercharger 10 having a function of supercharging intake air. The supercharger 10 is controlled by the ECU 8 and can change whether to perform supercharging and the supercharging pressure when supercharging is performed. Further, an external EGR amount control device 12 is connected to the exhaust manifold 6, and this external EGR amount control device 12 has a part of the exhaust from the exhaust manifold 6 in the intake system via the external EGR passage 14. Circulate to the upstream side of the supercharger 10. The external EGR amount control device 12 is controlled by the ECU 8 and can change whether the exhaust is circulated to the intake side and the amount of external EGR in the intake air, that is, the amount of exhaust circulated through the external EGR passage 14. is there. In this way, the ECU 8 indirectly controls the external EGR amount.

また、エンジン１は、インテークマニホールド４内に燃料を噴射する燃料噴射装置２０を備える。燃料噴射装置２０はＥＣＵ８によって制御され、噴射される燃料の量、すなわち燃料供給量が変更可能である。
エンジン１においては、燃料噴射装置２０によって噴射される燃料と、過給機を介して供給される吸気との混合気を圧縮して自着火燃焼させる、予混合圧縮着火燃焼が行われる。 The engine 1 also includes a fuel injection device 20 that injects fuel into the intake manifold 4. The fuel injection device 20 is controlled by the ECU 8, and the amount of fuel to be injected, that is, the fuel supply amount can be changed.
In the engine 1, premixed compression ignition combustion is performed, in which a mixture of fuel injected by the fuel injection device 20 and intake air supplied via a supercharger is compressed and self-ignited and combusted.

さらに、エンジン１は、気筒内への吸気および気筒内からの排気を制御する可変バルブ機構２２を備える。この可変バルブ機構２２は、エンジン本体２の気筒内に供給される吸気のタイミングおよび量を制御する吸気弁２４と、気筒内から排出される排気のタイミングおよび量を制御する排気弁２６とを備える。可変バルブ機構２２は、ＥＣＵ８によって制御され、吸気弁２４および排気弁２６の開閉タイミングおよび開度が変更可能である。また、これによって、排気弁２６が閉じてから吸気弁２４が開くまでの時間、すなわち負のオーバーラップ量が可変となる。
ＥＣＵ８には、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ３２が電気的に接続されており、ＥＣＵ８は回転数センサ３２から出力される検出値を入力として受け取る。 The engine 1 further includes a variable valve mechanism 22 that controls intake into the cylinder and exhaust from the cylinder. The variable valve mechanism 22 includes an intake valve 24 for controlling the timing and amount of intake air supplied into the cylinder of the engine body 2 and an exhaust valve 26 for controlling the timing and amount of exhaust discharged from the cylinder. . The variable valve mechanism 22 is controlled by the ECU 8 so that the opening / closing timing and the opening degree of the intake valve 24 and the exhaust valve 26 can be changed. This also makes the time from when the exhaust valve 26 is closed until the intake valve 24 is opened, that is, the negative overlap amount, variable.
The ECU 8 is electrically connected with a rotation speed sensor 32 that detects the rotation speed of the engine 1, and the ECU 8 receives a detection value output from the rotation speed sensor 32 as an input.

また、ＥＣＵ８は、エンジン１を有するガスヒートポンプの使用者による操作（室温の設定温度変更）や外気温度の変化等、図示されない入力を受け付け、これに基づいて要求される機関負荷を認識する機能を有する。機関負荷は、たとえばトルクの大きさによって表されるが、これは他の物理量を含むものであってもよい。   Further, the ECU 8 has a function of accepting an input (not shown) such as an operation (change of set temperature of the room temperature) by a user of the gas heat pump having the engine 1 and a change in the outside air temperature and recognizing a required engine load based on the input. Have. The engine load is represented, for example, by the magnitude of torque, but this may include other physical quantities.

ＥＣＵ８は、機関負荷と、燃料供給量、負のオーバーラップ量、外部ＥＧＲ量、および過給圧とを対応付ける情報である制御値マップを記憶している。
図２にこの制御値マップを示す。制御値マップは、機関負荷が比較的安定している定常運転状態において使用される定常運転マップと、機関負荷が比較的急激に変化する過渡運転状態において使用される過渡運転マップとを含む。図２では、定常運転マップを実線で、過渡運転マップを破線で示す。 The ECU 8 stores a control value map that is information for associating the engine load with the fuel supply amount, the negative overlap amount, the external EGR amount, and the supercharging pressure.
FIG. 2 shows this control value map. The control value map includes a steady operation map used in a steady operation state where the engine load is relatively stable, and a transient operation map used in a transient operation state where the engine load changes relatively rapidly. In FIG. 2, the steady operation map is indicated by a solid line and the transient operation map is indicated by a broken line.

定常運転マップおよび過渡運転マップは、機関負荷が低い方から順に、３つの負荷域、すなわち、低負荷域、中負荷域、および高負荷域のマップに分けられて定義される。すなわち、ＥＣＵ８は、制御値マップとして、低負荷域定常運転マップ、中負荷域定常運転マップ、高負荷域定常運転マップ、低負荷域過渡運転マップ、中負荷域過渡運転マップ、および、高負荷域過渡運転マップという６つのマップを使用することになる。なお、それぞれの負荷域は、後述するように、異なる制御を行う区分となる。
図２においては、低負荷域・中負荷域・高負荷域の制御マップが連続して示されているが、実際にＥＣＵ８によって記憶されるデータでは、これらは負荷域ごとに独立したマップとして扱われる。また、制御値マップのそれぞれは、連続関数として記憶されるものではなく、機関負荷が取り得る値のそれぞれに対応する、燃料供給量、負のオーバーラップ量、外部ＥＧＲ量、および過給圧を、離散的な数値として含む対応表の形で記憶される。 The steady operation map and the transient operation map are defined by being divided into maps of three load regions, that is, a low load region, a medium load region, and a high load region in order from the lowest engine load. That is, the ECU 8 uses the control value map as a low load region steady operation map, a medium load region steady operation map, a high load region steady operation map, a low load region transient operation map, a medium load region transient operation map, and a high load region. Six maps called transient operation maps will be used. In addition, each load area becomes a division which performs different control so that it may mention later.
In FIG. 2, the control maps for the low load area, the medium load area, and the high load area are shown continuously. However, in the data actually stored by the ECU 8, these maps are treated as independent maps for each load area. Is called. Further, each of the control value maps is not stored as a continuous function, but the fuel supply amount, the negative overlap amount, the external EGR amount, and the boost pressure corresponding to each of the values that the engine load can take. Are stored in the form of correspondence tables including discrete numerical values.

定常運転マップは、事前に決まるものであれば良いが、たとえば最適燃焼を実現するように決められる。最適燃焼とは、高燃費または低エミッション、あるいはその両方を実現する燃焼状態である。また、過渡運転マップは、後述するように、定常運転マップに比較して、着火性を向上させ、燃焼の安定性を高める制御を行う内容となっている。   The steady operation map may be determined in advance, but may be determined, for example, so as to realize optimum combustion. The optimum combustion is a combustion state that realizes high fuel consumption and / or low emission. In addition, the transient operation map has a content for performing control for improving the ignitability and enhancing the stability of combustion, as will be described later.

低負荷域とは、外部ＥＧＲの循環および過給を行わず、負のオーバーラップ量の変更のみを行う制御がなされる領域をいう。一般に、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、燃料供給量が比較的小さい場合は、負のオーバーラップ制御のみで最適燃焼を実現することが可能である。
図２に示す制御値マップにおいて、低負荷域では、機関負荷が増加すると負のオーバーラップが短縮されるように設定される。すなわち、図１の排気弁２６が閉じてから吸気弁２４が開くまでの時間が短縮されるように設定される。 The low load region refers to a region in which control is performed to change only the negative overlap amount without circulating and supercharging the external EGR. Generally, in an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion, when the fuel supply amount is relatively small, it is possible to realize optimal combustion only by negative overlap control.
In the control value map shown in FIG. 2, in the low load region, the negative overlap is set to be shortened when the engine load increases. That is, the time from when the exhaust valve 26 of FIG. 1 is closed until the intake valve 24 is opened is set to be shortened.

中負荷域とは、外部ＥＧＲの循環を行わず、負のオーバーラップ量および過給圧の変更のみを行う制御がなされる領域をいう。一般に、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、燃料供給量がある程度以上に大きくなると、これに対応するために吸気の量を増加させる必要が生じるが、このために過給を行うのが中負荷域の制御である。
図２に示す制御値マップにおいて、中負荷域では、機関負荷が増加すると、負のオーバーラップが短縮されるとともに過給圧が上昇するように設定される。 The medium load region refers to a region in which control is performed to change only the negative overlap amount and the supercharging pressure without circulating the external EGR. Generally, in an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion, if the fuel supply amount becomes larger than a certain level, it is necessary to increase the amount of intake air in order to cope with this. It is control of the load range.
In the control value map shown in FIG. 2, in the medium load region, when the engine load increases, the negative overlap is shortened and the supercharging pressure is increased.

高負荷域とは、負のオーバーラップ量、過給圧、および外部ＥＧＲ量すべての変更を行う制御がなされる領域をいう。一般に、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、燃料供給量がさらに大きくなると、燃焼騒音が大きくなるので、これを抑えるために排気を吸気側に循環させて燃焼を緩慢化する必要が生じる。このために外部ＥＧＲ量の制御を行うのが高負荷域の制御である。
図２に示す制御値マップにおいて、高負荷域では、機関負荷が増加すると、負のオーバーラップが短縮され、過給圧が上昇し、また外部ＥＧＲ量が増加するように設定される。 The high load region refers to a region where control is performed to change all of the negative overlap amount, the supercharging pressure, and the external EGR amount. In general, in an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion, if the amount of fuel supply is further increased, combustion noise increases. Therefore, in order to suppress this, it is necessary to circulate exhaust to the intake side to slow down combustion. For this purpose, control of the external EGR amount is control in a high load region.
In the control value map shown in FIG. 2, when the engine load increases in the high load range, the negative overlap is shortened, the boost pressure is increased, and the external EGR amount is increased.

また、過渡運転マップは、定常運転マップに比較して、燃焼の安定性を高める制御を行う内容となっている。
図２に示すように、過渡運転マップにおける燃料供給量は、同一の機関負荷に対応する定常運転マップにおける燃料供給量よりも大きい。このため、過渡運転マップに基づく制御では、着火性が向上し、燃焼の安定性が向上する。
過渡運転マップにおける負のオーバーラップ量は、同一の機関負荷に対応する定常運転マップにおける負のオーバーラップ量より大きい。すなわち、排気弁２６が閉じてから吸気弁２４が開くまでの時間がより長くなる。このため、過渡運転マップに基づく制御では、気筒内の温度がより高く維持され、着火性が向上する。
また、過渡運転マップにおける過給圧は、同一の機関負荷に対応する定常運転マップにおける過給圧より高い。このため、過渡運転マップに基づく制御では、供給される空気の量がより多くなり、燃焼の安定性が向上する。
さらに、過渡運転マップにおける外部ＥＧＲ量は、同一の機関負荷に対応する定常運転マップにおける外部ＥＧＲ量より小さい。このため、過渡運転マップに基づく制御では、吸気より排気に比較的多く含まれる、比熱の大きい分子（二酸化炭素等）が気筒内に存在する量がより少なくなり、気筒内の混合気の比熱がより小さくなる。これによって気筒内の温度が上昇しやすくなり、燃焼の安定性が向上する。 Further, the transient operation map has a content for performing control for improving the stability of combustion as compared with the steady operation map.
As shown in FIG. 2, the fuel supply amount in the transient operation map is larger than the fuel supply amount in the steady operation map corresponding to the same engine load. For this reason, in the control based on the transient operation map, the ignitability is improved and the stability of combustion is improved.
The negative overlap amount in the transient operation map is larger than the negative overlap amount in the steady operation map corresponding to the same engine load. That is, the time from when the exhaust valve 26 is closed until the intake valve 24 is opened is longer. For this reason, in the control based on the transient operation map, the temperature in the cylinder is maintained higher, and the ignitability is improved.
Further, the supercharging pressure in the transient operation map is higher than the supercharging pressure in the steady operation map corresponding to the same engine load. For this reason, in the control based on the transient operation map, the amount of supplied air is increased, and the stability of combustion is improved.
Further, the external EGR amount in the transient operation map is smaller than the external EGR amount in the steady operation map corresponding to the same engine load. For this reason, in the control based on the transient operation map, the amount of molecules having a large specific heat (such as carbon dioxide) contained in the exhaust gas relatively larger than that in the intake air is reduced in the cylinder, and the specific heat of the air-fuel mixture in the cylinder is reduced. Smaller. As a result, the temperature in the cylinder easily rises, and the stability of combustion is improved.

また、過渡運転マップでは、燃焼が安定するようにするために、着火時期をその負荷における定常運転時の着火時期と比較して進角するように制御している。また、適正な進角量に制御するために、内部ＥＧＲ量、外部ＥＧＲ量、過給圧、燃料噴射量等の制御量は、実験等により予め決定しておくことができる。着火時期は例えば筒内圧センサにより筒内圧を検出することで推定することができる。   Further, in the transient operation map, in order to stabilize the combustion, the ignition timing is controlled to advance in comparison with the ignition timing in the steady operation with the load. Further, in order to control to an appropriate advance amount, control amounts such as the internal EGR amount, the external EGR amount, the supercharging pressure, and the fuel injection amount can be determined in advance by experiments or the like. The ignition timing can be estimated, for example, by detecting the in-cylinder pressure with an in-cylinder pressure sensor.

図３を用いて、上記のように構成されるエンジン１において、ＥＣＵ８が実行する制御の流れを説明する。
まず、ＥＣＵ８は、エンジン１の現時点での運転状態が過渡運転状態であるかどうか判定する（ステップＳ１）。すなわち、エンジン１が、機関負荷が比較的安定している定常運転状態、および、機関負荷が比較的急激に変化する過渡運転状態のいずれにあるかを判定する。この判定は、回転数センサ３２によって検出される回転数と、使用者による操作（室温の設定温度変更等）や外気温度の変化等の入力および機関負荷とに基づいて行われる。具体的には、次の２つの条件のうち少なくとも１つが満たされれば、エンジン１は過渡運転状態にあると判定し、いずれも満たされなければ、エンジン１は過渡運転状態にはない、すなわち定常運転状態にあると判定する。
・条件１：使用者による操作（室温の設定温度変更等）や外気温度の変化等の入力が、所定の基準時間ΔＴ内に、所定量以上変化している。
・条件２：回転数が、所定の基準時間ΔＴ内に、所定量以上変化している。
ここで、条件１および２の基準時間ΔＴは同じ値が用いられるが、これは異なるものであってもよい。また、条件１および２において、変化の量はそれぞれ、使用者による操作（室温の設定温度変更等）や外気温度の変化等の入力および回転数の差分に基づくが、これは差分でなく比率に基づいてもよい。
なお、ここではＥＣＵ８が上記判定を行う判定手段として機能する。 The flow of control executed by the ECU 8 in the engine 1 configured as described above will be described with reference to FIG.
First, the ECU 8 determines whether or not the current operation state of the engine 1 is a transient operation state (step S1). That is, it is determined whether the engine 1 is in a steady operation state where the engine load is relatively stable or a transient operation state where the engine load changes relatively abruptly. This determination is made based on the rotational speed detected by the rotational speed sensor 32, the input by the user (such as changing the set temperature of the room temperature), the change in the outside air temperature, and the engine load. Specifically, if at least one of the following two conditions is satisfied, it is determined that the engine 1 is in a transient operation state, and if neither is satisfied, the engine 1 is not in a transient operation state, that is, steady It is determined that the vehicle is in an operating state.
Condition 1: Inputs such as user operations (such as changing the set temperature of the room temperature) and changes in the outside air temperature change within a predetermined reference time ΔT by a predetermined amount or more.
Condition 2: The rotation speed has changed by a predetermined amount or more within a predetermined reference time ΔT.
Here, the same value is used as the reference time ΔT of the conditions 1 and 2, but these may be different. In the conditions 1 and 2, the amount of change is based on the input by the user (such as changing the set temperature of the room temperature) and the change in the outside air temperature and the difference in the rotational speed, but this is not a difference but a ratio. May be based.
Here, the ECU 8 functions as a determination unit that performs the above determination.

ステップＳ１においてエンジン１が過渡運転状態にあると判定された場合、ＥＣＵ８は、機関負荷に基づき、負荷域の判定を行う（ステップＳ２）。これは、現時点の機関負荷が図２のどの負荷域に相当するかを判定することによって行われる。
次にＥＣＵ８は、ステップＳ２での判定に基づき、該当する負荷域の過渡運転マップを選択する（ステップＳ３）。すなわち、低負荷域過渡運転マップ、中負荷域過渡運転マップ、および高負荷域過渡運転マップのいずれかが制御値マップとして選択されることになる。 When it is determined in step S1 that the engine 1 is in the transient operation state, the ECU 8 determines the load range based on the engine load (step S2). This is performed by determining which load region in FIG. 2 corresponds to the current engine load.
Next, the ECU 8 selects a transient operation map for the corresponding load region based on the determination in step S2 (step S3). That is, one of the low load region transient operation map, the medium load region transient operation map, and the high load region transient operation map is selected as the control value map.

次にＥＣＵ８は、選択された制御値マップに基づいて制御を実行する（ステップＳ４）。たとえば、ステップＳ３において中負荷域過渡運転マップが制御値マップとして選択されている場合は、その時点での機関負荷に対応する負のオーバーラップ量および過給圧を中負荷域過渡運転マップから求め、それぞれの制御を行う。また、この場合、外部ＥＧＲは使用されない。すなわち、外部ＥＧＲ量はゼロである。   Next, the ECU 8 executes control based on the selected control value map (step S4). For example, when the medium load region transient operation map is selected as the control value map in step S3, the negative overlap amount and the supercharging pressure corresponding to the engine load at that time are obtained from the medium load region transient operation map. , Perform each control. In this case, the external EGR is not used. That is, the external EGR amount is zero.

ステップＳ１においてエンジン１が過渡運転状態にないと判定された場合、ＥＣＵ８は、ステップＳ２と同様にして、機関負荷に基づき、負荷域の判定を行う（ステップＳ１２）。
次にＥＣＵ８は、ステップＳ１２での判定に基づき、該当する負荷域の定常運転マップを選択する（ステップＳ１３）。すなわち、低負荷域定常運転マップ、中負荷域定常運転マップ、および高負荷域定常運転マップのいずれかが制御値マップとして選択されることになる。
次にＥＣＵ８は、ステップＳ４と同様にして、選択された制御値マップに基づいて制御を実行する（ステップＳ１４）。 When it is determined in step S1 that the engine 1 is not in the transient operation state, the ECU 8 determines the load region based on the engine load in the same manner as in step S2 (step S12).
Next, the ECU 8 selects a steady operation map of the corresponding load region based on the determination in step S12 (step S13). That is, any one of the low load region steady operation map, the medium load region steady operation map, and the high load region steady operation map is selected as the control value map.
Next, the ECU 8 executes control based on the selected control value map in the same manner as in step S4 (step S14).

このように、エンジン１では、定常運転状態であるか過渡運転状態であるかを、回転数や機関負荷等に基づき、ＥＣＵ８が判定する。定常運転状態であると判定された場合は、定常運転マップに従って、機関負荷に応じた最適燃焼を実現する制御を行う。その際、機関負荷に基づいて負荷域（低・中・高）を判定し、負荷域に合った定常運転マップが選択される。
また、過渡運転状態であると判定された場合は、定常運転マップに基づく制御から過渡運転マップに基づく制御へと移行することになる。すなわち、ＥＣＵ８は、エンジン１の燃焼状態を、定常運転状態における燃焼状態よりも安定性の高い燃焼状態に制御する過渡運転制御に切り替える。その際、機関負荷に基づいて負荷域（低・中・高）を判定し、負荷域に合った過渡運転マップが選択される。
さらに、回転数や機関負荷等に基づき、エンジン１が過渡運転状態から定常運転状態に復帰したとＥＣＵ８が判定した場合は、過渡運転マップに基づく制御から定常運転マップに基づく制御へと移行することになる。 Thus, in the engine 1, the ECU 8 determines whether the engine is in a steady operation state or a transient operation state based on the rotational speed, the engine load, and the like. When it is determined that the engine is in the steady operation state, control for realizing optimum combustion according to the engine load is performed according to the steady operation map. At that time, the load range (low / medium / high) is determined based on the engine load, and a steady operation map that matches the load range is selected.
If it is determined that the vehicle is in the transient operation state, the control is shifted from the control based on the steady operation map to the control based on the transient operation map. That is, the ECU 8 switches the combustion state of the engine 1 to the transient operation control that controls the combustion state with higher stability than the combustion state in the steady operation state. At that time, the load range (low / medium / high) is determined based on the engine load, and a transient operation map suitable for the load range is selected.
Further, when the ECU 8 determines that the engine 1 has returned from the transient operation state to the steady operation state based on the rotational speed, the engine load, etc., the control shifts from the control based on the transient operation map to the control based on the steady operation map. become.

以上のように、エンジン１では、定常運転状態であるか過渡運転状態であるかをＥＣＵ８が判定し、過渡運転状態である場合には、燃焼安定性を高めた過渡運転マップに切り替えるので、外乱等による失火の危険性を低減することができる。
たとえば、より高負荷の運転に移行する過渡運転において燃料供給量の不足が予想される場合であっても、過渡運転マップに基づいて燃料供給量を増加させる制御が行われるので、燃焼を安定化させることができる。また、より低負荷の運転に移行する過渡運転において気筒内の熱量の不足が予想される場合であっても、過渡運転マップに基づいて負のオーバーラップ量を増加させる制御が行われるので、気筒内が比較的高温に維持され、燃焼を安定化することができる。 As described above, in the engine 1, the ECU 8 determines whether the engine is in the steady operation state or the transient operation state, and in the transient operation state, the engine 1 is switched to the transient operation map with improved combustion stability. It is possible to reduce the risk of misfire due to the like.
For example, even if a shortage of fuel supply is expected in a transient operation that shifts to a higher load operation, control is performed to increase the fuel supply amount based on the transient operation map, thus stabilizing combustion. Can be made. Further, even in the case where a shortage of heat in the cylinder is expected in the transient operation that shifts to a lower load operation, the control is performed to increase the negative overlap amount based on the transient operation map. The inside is maintained at a relatively high temperature, and combustion can be stabilized.

上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
実施の形態１においては、制御値マップは負荷域ごとに独立したものとなっている。変形例として、制御値マップは負荷域ごとに独立したものでなく、すべての負荷域が単一のマップに含まれるものであってもよい。この場合は、定常運転マップおよび過渡運転マップの２枚のみが制御値マップとして選択対象となる。 In the first embodiment described above, the following modifications can be made.
In the first embodiment, the control value map is independent for each load range. As a modification, the control value map is not independent for each load range, and all the load ranges may be included in a single map. In this case, only two of the steady operation map and the transient operation map are selected as control value maps.

実施の形態１においては、制御値マップは、離散的な数値を含む表形式のデータとして記憶される。変形例として、これらは関数を含むものとして定義され記憶されてもよい。すなわち、ＥＣＵ８は、エンジンの負荷を一定の計算式に代入し、これを計算することによって各制御値を求めてもよい。
このような構成とすることにより、制御値マップの記憶容量を節約しつつ、きめ細かい連続的な制御を行うことができる。 In the first embodiment, the control value map is stored as tabular data including discrete numerical values. As a variant, these may be defined and stored as containing functions. That is, the ECU 8 may obtain each control value by substituting the engine load into a certain calculation formula and calculating it.
With this configuration, it is possible to perform fine and continuous control while saving the storage capacity of the control value map.

実施の形態１においては、過渡運転マップは、定常運転マップとは独立したデータとして記憶されるものである。変形例として、過渡運転マップは、定常運転マップに含まれる値をもとにして決定されるものであってもよい。たとえば、エンジン１が過渡運転状態である場合、ＥＣＵ８は、まず定常運転状態における各制御値を求め、それらに補正を加えることによって過渡運転状態における制御値を求めてもよい。この補正の例としては、負のオーバーラップ量をより大きく、過給圧をより高く、外部ＥＧＲ量をより少なくするものが挙げられる。
このような構成とすることにより、制御値マップの記憶容量を節約することができる。 In the first embodiment, the transient operation map is stored as data independent of the steady operation map. As a modification, the transient operation map may be determined based on values included in the steady operation map. For example, when the engine 1 is in the transient operation state, the ECU 8 may first obtain each control value in the steady operation state and add a correction to them to obtain the control value in the transient operation state. As an example of this correction, a negative overlap amount is increased, a boost pressure is increased, and an external EGR amount is decreased.
With this configuration, the storage capacity of the control value map can be saved.

実施の形態１においては、エンジン１は単一種類の燃料を用い、定常運転状態と過渡運転状態においてその供給量を変化させるものである。変形例として、定常運転状態において使用される第１燃料である定常運転燃料と、過渡運転状態において使用される第２燃料である過渡運転燃料とを、図３のステップＳ１における判定結果に応じて選択的に噴射するものであってもよい。過渡運転燃料には、定常運転燃料に比べ、着火性の高い燃料（例えば、揮発性が高く自己着火温度が低いもの、オクタン価が低いもの、セタン価が高いもの、などが挙げられる）が用いられる。この場合、図１に示される燃料噴射装置２０は、それぞれの燃料に対応して２基設けられてもよい。
このような構成とすることにより、より適切な質の燃料を使用することができ、過渡運転状態における着火性をさらに向上させることができる。 In the first embodiment, the engine 1 uses a single type of fuel and changes its supply amount in a steady operation state and a transient operation state. As a modification, the steady operation fuel that is the first fuel used in the steady operation state and the transient operation fuel that is the second fuel used in the transient operation state are determined according to the determination result in step S1 of FIG. You may inject selectively. As the transient operation fuel, a fuel having higher ignitability than the steady operation fuel (for example, one having high volatility and low self-ignition temperature, low octane number, high cetane number, etc.) is used. . In this case, two fuel injection devices 20 shown in FIG. 1 may be provided corresponding to each fuel.
By adopting such a configuration, it is possible to use fuel of a more appropriate quality, and it is possible to further improve the ignitability in the transient operation state.

実施の形態１においては、エンジン１はガスヒートポンプに使用されるものである。変形例として、エンジン１は車両に使用されるものであってもよく、また、予混合圧縮着火燃焼内燃機関を含む機構であればどのようなものに使用されてもよい。
このような構成とすることにより、様々な機構において失火の危険性を低減することができる。 In Embodiment 1, the engine 1 is used for a gas heat pump. As a modification, the engine 1 may be used for a vehicle, and may be used for any mechanism including a premixed compression ignition combustion internal combustion engine.
By adopting such a configuration, the risk of misfire can be reduced in various mechanisms.

実施の形態１においては、負荷域は低負荷域・中負荷域・高負荷域の３つに区分される。変形例として、区分の数は２つであってもよく、または４つ以上であってもよい。２つである場合は、負のオーバーラップ量、過給、および外部ＥＧＲのうち２つの要素のみを用いた制御が行われ、４つ以上である場合は、この３つの要素に加え、新たな要素が含まれることになる。また、負荷域を区分しなくてもよい。
このような構成とすることにより、より単純で簡素制御、またはより詳細で多様な状態に適合した制御を行うことができる。 In the first embodiment, the load area is divided into three areas: a low load area, a medium load area, and a high load area. As a modification, the number of sections may be two, or four or more. In the case of two, control is performed using only two elements of negative overlap amount, supercharging, and external EGR, and in the case of four or more, in addition to these three elements, a new Elements will be included. Moreover, it is not necessary to divide the load range.
By adopting such a configuration, it is possible to perform simpler and simple control, or more detailed and suitable for various states.

実施の形態１においては、図３のステップＳ２およびＳ１２における負荷域の判定基準は、機関負荷のみである。変形例として、この判定基準は、回転数センサ３２によって検出される回転数等、他の要素を含んでもよい。
このような構成とすることにより、負荷域の判定をより適切に行うことができる。 In the first embodiment, the engine load is the only criterion for determining the load range in steps S2 and S12 in FIG. As a modification, the determination criterion may include other elements such as the number of rotations detected by the rotation number sensor 32.
By setting it as such a structure, determination of a load range can be performed more appropriately.

実施の形態１においては、エンジン１の運転状態が過渡運転状態であるかどうかを判定する判定手段はＥＣＵ８である。変形例として、判定手段はＥＣＵ８以外の手段であってもよい。たとえば、エンジン１は、ＥＣＵ８の他に判定機能を有する装置を備え、この装置が判定手段として機能してもよい。   In the first embodiment, the determination means for determining whether or not the operation state of the engine 1 is a transient operation state is the ECU 8. As a modification, the determination unit may be a unit other than the ECU 8. For example, the engine 1 may include a device having a determination function in addition to the ECU 8, and this device may function as a determination unit.

また、過渡状態であるかどうかの判定方法は、実施の形態１に記載されたものに限定されない。たとえばアクセルの踏み込み量の変化率を検出することによって決定してもよい。   Moreover, the determination method of whether it is a transient state is not limited to what was described in Embodiment 1. FIG. For example, it may be determined by detecting the change rate of the accelerator depression amount.

実施の形態１においては、エンジン１は、内部ＥＧＲ、外部ＥＧＲ通路１４、過給器１０、および、燃料噴射装置２０をすべて備えるものである。変形例として、このうちの一部または全部を備えないものあってもよく、燃焼状態を変更できる機構が少なくとも１つあればよい。   In the first embodiment, the engine 1 includes all of the internal EGR, the external EGR passage 14, the supercharger 10, and the fuel injection device 20. As a modification, some or all of them may not be provided, and at least one mechanism that can change the combustion state is sufficient.

実施の形態１においては、同じ負荷における定常状態の着火時期と比較して、過渡運転時の着火時期の進角量を決定している。変形例として、過渡運転時には、あらゆる負荷に対して一律の進角量となるように制御してもよい。   In the first embodiment, the advance amount of the ignition timing at the time of transient operation is determined in comparison with the steady-state ignition timing at the same load. As a modification, during transient operation, control may be performed so that the amount of advance is uniform for all loads.

実施の形態１においては、すべての制御量（内部ＥＧＲ量等）について、燃焼が安定するように制御されるようにしているが、これは、燃焼が安定するような制御を少なくとも１つの機構について行うものであればよい。   In the first embodiment, all the control amounts (internal EGR amount, etc.) are controlled so that the combustion is stable. This is because the control that stabilizes the combustion is performed for at least one mechanism. Whatever you do.

実施の形態１においては、燃焼を安定させるために着火時期を進角させるように制御している。変形例として、ＮＯｘの排出量がある程度多いほうが燃焼が安定していると判断できるため、過渡運転時には定常運転時と比較してＮＯｘの排出量がある程度多くなるような制御量を、予め実験によって決定しておいてもよい。   In the first embodiment, the ignition timing is controlled to advance in order to stabilize the combustion. As a modified example, it can be determined that combustion is more stable when the amount of NOx emission is larger to some extent. Therefore, a control amount that causes the amount of NOx emission to be increased to some extent during transient operation compared to that during steady operation is experimentally determined in advance. It may be determined.

実施の形態１においては、燃料噴射装置２０はインテークマニホールド４内に燃料を噴射する。変形例として、吸気ポート内や筒内に燃料を噴射するものであってもよい。また、ガス燃料を使用し、燃料噴射装置２０の代わりにガスミキサーによって混合気を生成するようにしてもよい。   In the first embodiment, the fuel injection device 20 injects fuel into the intake manifold 4. As a modification, fuel may be injected into the intake port or the cylinder. Further, gas fuel may be used, and an air-fuel mixture may be generated by a gas mixer instead of the fuel injection device 20.

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、さらにエンジン本体２の筒内最大圧力や筒内圧力最大上昇率を抑制する制御を含むものである。
実施の形態１における過渡運転マップでは、定常運転マップに対して燃焼安定性のみを高める設定となっている。しかしながら、燃焼安定性を高くしすぎると、過渡運転状態において燃焼騒音が増加する可能性がある。この燃焼騒音の大きさは、筒内最大圧力および筒内圧力最上昇率に依存し、さらに、筒内圧力および筒内圧力上昇率は、実施の形態１における各制御値、すなわち、燃料供給量、負のオーバーラップ量、過給圧、および外部ＥＧＲ量に応じて変動する。 Embodiment 2. FIG.
The second embodiment further includes control for suppressing the in-cylinder maximum pressure and the maximum in-cylinder pressure increase rate of the engine body 2 in the first embodiment.
In the transient operation map in the first embodiment, only the combustion stability is set higher than the steady operation map. However, if the combustion stability is too high, combustion noise may increase in transient operation. The magnitude of this combustion noise depends on the in-cylinder maximum pressure and the in-cylinder pressure maximum rise rate. Further, the in-cylinder pressure and the in-cylinder pressure increase rate are the control values in Embodiment 1, that is, the fuel supply amount. It fluctuates according to the negative overlap amount, the supercharging pressure, and the external EGR amount.

このため、過渡運転マップにおいて、これらの制御値のマッピングを修正し、筒内圧力および筒内圧力上昇率が一定値以上とならないような過渡運転マップ、すなわち、筒内最大圧力および筒内圧力最大上昇率を所定値以下に抑制するようなものとすれば、燃焼騒音の増加を抑えることができる。実施の形態２は、このような修正を施した過渡運転マップを使用するものである。
このように、実施の形態２においては、筒内圧力および筒内圧力最大上昇率をそれぞれ所定値以下に抑制するので、失火の危険性を低減しつつ燃焼騒音の増加を抑え、失火と燃焼騒音の両方に対して有利な過渡運転を実現することができる。 For this reason, the mapping of these control values is corrected in the transient operation map so that the in-cylinder pressure and the in-cylinder pressure increase rate do not exceed a certain value, that is, the in-cylinder maximum pressure and the in-cylinder pressure maximum. If the rate of increase is suppressed to a predetermined value or less, an increase in combustion noise can be suppressed. The second embodiment uses a transient operation map with such a modification.
Thus, in the second embodiment, the in-cylinder pressure and the maximum in-cylinder pressure increase rate are each suppressed to a predetermined value or less, so that an increase in combustion noise is suppressed while reducing the risk of misfire, and misfire and combustion noise are reduced. It is possible to realize an advantageous transient operation for both of the above.

この発明の実施の形態１に係るエンジンを含む構成を示す図である。It is a figure which shows the structure containing the engine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るエンジンに係る制御値マップを示す図である。It is a figure which shows the control value map which concerns on the engine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係るエンジンにおける制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control in the engine which concerns on Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 内燃機関（エンジン）、８ ＥＣＵ（制御手段）、１０ 過給機、１４ 外部ＥＧＲ通路、２４ 吸気弁、２６ 排気弁。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine (engine), 8 ECU (control means), 10 Supercharger, 14 External EGR passage, 24 Intake valve, 26 Exhaust valve.

Claims (7)

燃料と吸気との混合気を圧縮して自着火燃焼させる予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、
前記内燃機関は、前記内燃機関の燃焼状態を制御する制御手段と、
前記内燃機関が、前記内燃機関における機関負荷が比較的安定している定常運転状態、および、前記機関負荷が比較的急激に変化する過渡運転状態のいずれにあるかを判定する判定手段とを備え、
前記内燃機関が前記過渡運転状態にあると前記判定手段が判定した場合、前記制御手段は、前記内燃機関の燃焼状態を、前記定常運転状態における燃焼状態よりも安定性の高い燃焼状態に制御する過渡運転制御に切り替える
ことを特徴とする、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。 In an internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion in which a mixture of fuel and intake air is compressed and self-ignition combustion is performed.
The internal combustion engine includes control means for controlling a combustion state of the internal combustion engine;
The internal combustion engine includes a determination unit that determines which of a steady operation state in which the engine load in the internal combustion engine is relatively stable and a transient operation state in which the engine load changes relatively rapidly. ,
When the determination means determines that the internal combustion engine is in the transient operation state, the control means controls the combustion state of the internal combustion engine to a combustion state that is more stable than the combustion state in the steady operation state. An internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion, characterized by switching to transient operation control. 前記内燃機関は、前記気筒内に供給される吸気を制御する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気を制御する排気弁とを備え、
前記過渡運転制御は、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの時間を長くするものである
ことを特徴とする、請求項１に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。 The internal combustion engine includes an intake valve that controls intake air supplied into the cylinder, and an exhaust valve that controls exhaust gas discharged from the cylinder,
2. The internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion according to claim 1, wherein the transient operation control extends a time from when the exhaust valve is closed to when the intake valve is opened. 前記内燃機関は、前記気筒内に供給される吸気の過給を行う機能を有する過給機を備え、
前記過渡運転制御は、前記過給機の過給圧を高めるものである
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。 The internal combustion engine includes a supercharger having a function of supercharging intake air supplied into the cylinder,
The internal combustion engine performing premixed compression ignition combustion according to claim 1 or 2, wherein the transient operation control is to increase a supercharging pressure of the supercharger. 前記内燃機関は、前記気筒内から排出される排気の一部を、前記気筒内に供給される吸気の一部として循環させる、外部ＥＧＲ通路を備え、
前記外部ＥＧＲ通路を介して循環する排気の量は変更可能に制御され、
前記過渡運転制御は、前記循環する排気の量を少なくするものである
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。 The internal combustion engine includes an external EGR passage that circulates part of exhaust discharged from the cylinder as part of intake air supplied to the cylinder,
The amount of exhaust gas circulated through the external EGR passage is controlled to be variable,
The internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion according to any one of claims 1 to 3, wherein the transient operation control is to reduce the amount of exhaust gas that circulates. 前記過渡運転制御は、前記燃料の供給量を増加させるものである
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。 The internal combustion engine for performing premixed compression ignition combustion according to any one of claims 1 to 4, wherein the transient operation control is to increase a supply amount of the fuel. 前記内燃機関は、
前記気筒内に供給される吸気を制御する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気を制御する排気弁と、
前記気筒内に供給される吸気の過給を行う機能を有する過給機と、
前記気筒内から排出される排気の一部を、前記気筒内に供給される吸気の一部として循環させる、外部ＥＧＲ通路と
を備え、
前記制御手段は、前記燃料供給量に応じて異なる制御を行い、
前記異なる制御の基準となる区分である負荷域は、少なくとも３つ定義され、
前記負荷域は、前記燃料供給量が小さい方から順に低負荷域、中負荷域、および高負荷域を含み、
前記低負荷域における制御は、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの時間を変更し、前記過給機による過給および前記外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環は行わないものであり、
前記中負荷域における制御は、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの時間を変更し、前記過給機による過給を行い、前記外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環は行わないものであり、
前記高負荷域における制御は、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの時間を変更し、前記過給機による過給を行い、前記外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環を行うものである
ことを特徴とする、請求項１に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。 The internal combustion engine
An intake valve that controls intake air supplied into the cylinder; an exhaust valve that controls exhaust gas discharged from the cylinder;
A supercharger having a function of supercharging intake air supplied into the cylinder;
An external EGR passage that circulates a part of exhaust discharged from the cylinder as a part of intake air supplied into the cylinder;
The control means performs different control according to the fuel supply amount,
At least three load ranges, which are classifications for different control, are defined,
The load region includes a low load region, a medium load region, and a high load region in order from the smaller fuel supply amount,
The control in the low load region changes the time from when the exhaust valve is closed until the intake valve is opened, and does not perform supercharging by the supercharger and circulation of exhaust through the external EGR passage. ,
The control in the middle load range is such that the time from when the exhaust valve is closed to when the intake valve is opened is changed, supercharging is performed by the supercharger, and exhaust gas is not circulated through the external EGR passage. And
The control in the high load range is to change the time from when the exhaust valve is closed until the intake valve is opened, to perform supercharging by the supercharger, and to circulate the exhaust gas through the external EGR passage. The internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion according to claim 1, wherein 前記内燃機関が前記過渡運転状態にある場合、前記制御手段はさらに、前記内燃機関の筒内圧力および筒内圧力最大上昇率を、それぞれ所定値以下に抑制する制御を行う
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。 When the internal combustion engine is in the transient operation state, the control means further performs control for suppressing the in-cylinder pressure and the in-cylinder pressure maximum increase rate of the internal combustion engine to a predetermined value or less, respectively. An internal combustion engine that performs premixed compression ignition combustion according to any one of claims 1 to 6.
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