JP2014051937A - Spark ignition type engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress occurrence of preignition in changing a shift of a manual transmission in starting.SOLUTION: An engine 1 includes: a manual transmission 91; an injector 67; and a PCM (powertrain control module) 10. The PCM 10 retards fuel injection time by the injector 67 in comparison with that before changing a state of the manual transmission 91, when the manual transmission 91 is changed from a neutral state, and a rotational frequency of an engine body is lowered in starting.

Description

ここに開示する技術は、火花点火式エンジンに関するものである。   The technology disclosed herein relates to a spark ignition engine.

特許文献１には、所望のタイミングよりも早く自己着火してしまう過早着火を抑制するようにしたエンジンが開示されている。具体的には、吸気上死点の前後で、吸気弁及び排気弁の両方を閉じた、負のオーバーラップ期間を設けることにより内部ＥＧＲを実行するエンジンにおいて、高回転・高負荷の運転領域では、排気弁閉時期から吸気上死点までの期間に比べて、吸気上死点から吸気弁開時期までの期間の方を短くしている。こうすることで、気筒内に残留したガスの一部が吸気弁が開いたときに吸気ポート内に吹き戻され、その残留ガスは、新気と共に再び気筒内に吸入される。残留ガスの一部が吸気ポート内に吹き戻されることによって該残留ガスが冷却されるので、気筒内の温度を低下させることができ、過早着火の発生を抑制している。   Patent Document 1 discloses an engine that suppresses pre-ignition that causes self-ignition earlier than desired timing. Specifically, in an engine that executes internal EGR by providing a negative overlap period in which both the intake valve and the exhaust valve are closed before and after the intake top dead center, The period from the intake top dead center to the intake valve open timing is shorter than the period from the exhaust valve close timing to the intake top dead center. In this way, a part of the gas remaining in the cylinder is blown back into the intake port when the intake valve is opened, and the residual gas is again sucked into the cylinder together with fresh air. Since a part of the residual gas is blown back into the intake port, the residual gas is cooled, so that the temperature in the cylinder can be lowered and the occurrence of pre-ignition is suppressed.

特開２００９−１９７７４０号公報JP 2009-197740 A

前記特許文献１に係るエンジンは、高回転・高負荷領域では燃料噴射量が多くなること及び気筒内の温度が上昇することに起因して発生する過早着火を問題視している。ところが、過早着火を生じる原因はこれに限られず、過早着火は様々な状況で生じ得る。   The engine according to Patent Document 1 has a problem of premature ignition that occurs due to an increase in fuel injection amount and an increase in temperature in the cylinder in a high rotation / high load region. However, the cause of premature ignition is not limited to this, and premature ignition can occur in various situations.

本発明者は、手動変速機のシフトアップ時、特に、発進時に過早着火が生じ得ることを見出した。   The present inventor has found that pre-ignition can occur when the manual transmission is shifted up, particularly when starting.

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発進する際の手動変速機のシフト変更時に過早着火が生じることを抑制することにある。   The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to suppress premature ignition when a shift of a manual transmission is changed when starting.

ここに開示された技術は、気筒を有し、幾何学的圧縮比が１５以上に設定されたエンジン本体と、前記エンジン本体に接続された手動変速機と、前記気筒内に燃料を噴射するように構成された燃料噴射弁と、少なくとも前記燃料噴射弁を制御することによって前記エンジン本体を運転するように構成された制御器とを備えた火花点火式エンジンであって、前記制御器は、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときには、前記燃料噴射弁による燃料噴射時期を該手動変速機の状態変更前よりも遅角させるものとする。   The technology disclosed herein includes an engine body having a cylinder and a geometric compression ratio set to 15 or more, a manual transmission connected to the engine body, and fuel injection into the cylinder. A spark ignition engine comprising: a fuel injection valve configured to operate at least the fuel injection valve; and a controller configured to operate the engine main body by controlling the fuel injection valve. Sometimes, when the manual transmission is changed from the neutral state and the rotational speed of the engine body decreases, the fuel injection timing by the fuel injection valve is retarded from that before the change of the state of the manual transmission.

手動変速機を備えたエンジンにおいて、発進時に手動変速機をニュートラル状態から１速や２速等にシフト変更するときには、一旦遮断したクラッチを再び締結するときにエンジン回転数が低下する。エンジン回転数が低下すると、気筒内の未燃混合気が高温に晒される時間が長くなる。その結果、過早着火が生じる可能性が高くなる。   In an engine equipped with a manual transmission, when the manual transmission is shifted from the neutral state to the first speed, the second speed, or the like at the time of starting, the engine speed decreases when the clutch that is once disconnected is reengaged. When the engine speed decreases, the time during which the unburned air-fuel mixture in the cylinder is exposed to high temperatures becomes longer. As a result, the possibility of premature ignition is increased.

そこで、前記の構成によれば、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときに、前記燃料噴射弁による燃料噴射時期を該手動変速機の状態変更前よりも遅角させる。こうすることによって、気筒内の未燃混合気が高温に晒される時間を短縮することができ、ひいては、過早着火の発生を抑制することができる。   Therefore, according to the above configuration, when the manual transmission is changed from the neutral state at the time of starting and the rotation speed of the engine body decreases, the fuel injection timing by the fuel injection valve is changed. Make the angle slower than before. By doing so, the time during which the unburned mixture in the cylinder is exposed to a high temperature can be shortened, and as a result, the occurrence of premature ignition can be suppressed.

また、ここに開示された技術は、気筒を有し、幾何学的圧縮比が１５以上に設定されたエンジン本体と、前記エンジン本体に接続された手動変速機と、前記気筒内に燃料を噴射するように構成された燃料噴射弁と、少なくとも前記燃料噴射弁を制御することによって前記エンジン本体を運転するように構成された制御器とを備えた火花点火式エンジンであって、前記制御器は、吸気行程から圧縮行程の間に、少なくとも前段噴射と該前段噴射よりも後の後段噴射とを含む分割噴射を前記燃料噴射弁に行わせるように構成されており、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときには、前記燃料噴射弁による全噴射量に対する前記後段噴射の噴射量の割合を該手動変速機の状態変更前よりも高くするものとする。   Further, the technology disclosed herein has an engine body having a cylinder and a geometric compression ratio set to 15 or more, a manual transmission connected to the engine body, and fuel injection into the cylinder. A spark ignition engine comprising: a fuel injection valve configured to operate; and a controller configured to operate the engine body by controlling at least the fuel injection valve, wherein the controller includes: The fuel injection valve is configured to cause the fuel injection valve to perform split injection including at least the front-stage injection and the rear-stage injection after the front-stage injection between the intake stroke and the compression stroke. When the rotational speed of the engine main body is reduced due to the change from the neutral state, the ratio of the injection amount of the rear stage injection to the total injection amount by the fuel injection valve is set before the state change of the manual transmission It shall also be increased.

前記の構成によれば、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときに、分割噴射のうち後段噴射の噴射量の割合を高くする。こうすることによって、気筒内で高温に晒される燃料を低減することができ、ひいては、過早着火の発生を抑制することができる。   According to the above configuration, when the manual transmission is changed from the neutral state at the time of starting and the rotational speed of the engine main body is reduced, the ratio of the injection amount of the latter stage injection in the divided injection is increased. By doing so, it is possible to reduce the fuel that is exposed to a high temperature in the cylinder, and to suppress the occurrence of pre-ignition.

また、前記火花点火式エンジンは、前記燃料噴射弁が噴射する燃料の圧力を設定するように構成された燃圧設定機構をさらに備え、前記制御器は、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときの燃料噴射の燃料の圧力を、前記燃圧設定機構を制御して該手動変速機の状態変更前よりも高くするようにしてもよい。   The spark ignition engine further includes a fuel pressure setting mechanism configured to set a pressure of fuel injected by the fuel injection valve, and the controller changes the manual transmission from a neutral state when starting. Then, the fuel pressure of the fuel injection when the rotational speed of the engine main body is decreased may be made higher than before the state change of the manual transmission by controlling the fuel pressure setting mechanism.

前記の構成によれば、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときに、燃料噴射時期を遅角させる、又は、分割噴射のうち後段噴射の噴射量の割合を高くする際に、燃料の圧力が高められる。そのため、燃料噴射時期を遅角させる、又は、分割噴射のうち後段噴射の噴射量の割合を高くした場合であっても、必要な量の燃料を所望の着火時期までに噴射することができる。   According to the above configuration, when the manual transmission is changed from the neutral state at the time of starting and the rotational speed of the engine body decreases, the fuel injection timing is retarded, or the injection of the latter stage injection among the divided injections When increasing the proportion of the amount, the fuel pressure is increased. Therefore, even when the fuel injection timing is retarded or the ratio of the injection amount of the subsequent injection in the divided injection is increased, the required amount of fuel can be injected by the desired ignition timing.

さらに、燃料の圧力を上昇させると、前記噴射期間及び混合気形成期間を短縮することができる。そのため、同じ燃圧で噴射時期だけを遅角させる場合に比べて、未燃混合気が高温に晒される時間をより短くすることができる。   Further, when the fuel pressure is increased, the injection period and the mixture formation period can be shortened. Therefore, compared with the case where only the injection timing is retarded with the same fuel pressure, the time during which the unburned mixture is exposed to a high temperature can be shortened.

それに加えて、燃料の圧力を上昇させると、微粒化した燃料のミキシング性が高まり、概ね均質な混合気を速やかに形成することができる。そのため、噴射時期を遅角させたとしても、着火性を向上させることができる。   In addition, when the fuel pressure is raised, the mixing property of the atomized fuel is increased, and a substantially homogeneous air-fuel mixture can be quickly formed. Therefore, even if the injection timing is retarded, the ignitability can be improved.

さらに、前記制御器は、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されたときに、前記燃圧設定機構を制御して燃料の圧力を高めておいてもよい。   Further, the controller may increase the fuel pressure by controlling the fuel pressure setting mechanism when the manual transmission is changed from the neutral state at the time of starting.

前記の構成によれば、発進時に手動変速機がニュートラル状態から変更された段階で、エンジン本体の回転数が低下したか否かにかかわらず、燃料の圧力を高めておく。こうすることによって、その後、エンジン本体の回転数が低下したときには、高い圧力の燃料を即座に供給することができる。   According to the above configuration, when the manual transmission is changed from the neutral state at the time of starting, the fuel pressure is increased regardless of whether or not the rotational speed of the engine body has decreased. By so doing, when the engine speed subsequently decreases, high pressure fuel can be supplied immediately.

前記手動変速機の状態変更前よりも高められる燃料の圧力は、３０ＭＰａ以上であってもよい。   30 MPa or more may be sufficient as the pressure of the fuel raised rather than before the state change of the said manual transmission.

また、前記火花点火式エンジンは、排気ガスを前記気筒内に導入するように構成された排気還流機構をさらに備え、前記制御器は、アイドリング時には、前記排気還流機構によって前記気筒内に前記排気ガスを導入すると共に、前記気筒内の混合気を自着火により燃焼させる圧縮着火燃焼を行って前記エンジン本体を運転するように構成されていてもよい。   The spark ignition engine further includes an exhaust gas recirculation mechanism configured to introduce exhaust gas into the cylinder, and the controller causes the exhaust gas recirculation mechanism to introduce the exhaust gas into the cylinder during idling. In addition, the engine body may be operated by performing compression ignition combustion in which the air-fuel mixture in the cylinder is combusted by self-ignition.

前記の構成によれば、アイドリング時には、気筒内に排気ガスが導入されて圧縮着火燃焼を行っている。すなわち、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更される前の状態においては、気筒内は未燃混合気が自着火し易い環境になっており、この状態からエンジン回転数が低下して未燃混合気が高温に晒される時間が長くなると、過早着火が発生し易い。つまり、このような構成のエンジンにおいては、前述のような燃料噴射時期を遅角させる、又は、分割噴射のうち後段噴射の噴射量の割合を高くすることが特に効果的となる。   According to the above configuration, during idling, the exhaust gas is introduced into the cylinder and compression ignition combustion is performed. That is, in the state before the manual transmission is changed from the neutral state at the time of starting, the unburned mixture is easily ignited in the cylinder. If the time during which the fuel mixture is exposed to high temperatures becomes longer, pre-ignition tends to occur. That is, in the engine having such a configuration, it is particularly effective to retard the fuel injection timing as described above, or to increase the ratio of the injection amount of the rear stage injection in the divided injection.

また、前記制御器は、前記気筒内の温度が所定温度以上のときに、前記燃料噴射時期を遅角させる制御、又は、前記後段噴射の噴射量の割合を高くする制御を行うようにしてもよい。   Further, the controller may perform control to retard the fuel injection timing or increase the ratio of the injection amount of the post-stage injection when the temperature in the cylinder is equal to or higher than a predetermined temperature. Good.

つまり、気筒内の温度が低い場合には、過早着火が生じる可能性は低い。そこで、気筒内の温度が高いときだけ、前記燃料噴射時期を遅角させる制御、又は、前記後段噴射の噴射量の割合を高くする制御を行う。これにより、過早着火が生じる可能性が低いときには燃料が吸気流動によって新気と混合される期間を長くすることができ、均質な混合気を形成することができる。   That is, when the temperature in the cylinder is low, the possibility of premature ignition is low. Therefore, only when the temperature in the cylinder is high, control for retarding the fuel injection timing or control for increasing the ratio of the injection amount of the post-stage injection is performed. Thus, when the possibility of premature ignition is low, the period during which the fuel is mixed with fresh air by the intake air flow can be lengthened, and a homogeneous air-fuel mixture can be formed.

前記火花点火式エンジンによれば、発進する際の手動変速機のシフト変更時に過早着火が生じることを抑制することができる。   According to the spark ignition engine, pre-ignition can be prevented from occurring when the shift of the manual transmission is changed when starting.

火花点火式直噴エンジンの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a spark ignition direct injection engine. 火花点火式直噴エンジンの制御に係るブロック図である。It is a block diagram concerning control of a spark ignition direct injection engine. 燃焼室を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a combustion chamber. エンジンの運転領域を例示する図である。It is a figure which illustrates the operating area of an engine. （ａ）ＣＩモードにおいて吸気行程噴射を行う場合の燃料噴射時期の一例と、それに伴うＣＩ燃焼の熱発生率の例示、（ｂ）ＣＩモードにおいて高圧リタード噴射を行う場合の燃料噴射時期の一例と、それに伴うＣＩ燃焼の熱発生率の例示、（ｃ）ＳＩモードにおいて高圧リタード噴射を行う場合の燃料噴射時期及び点火時期の一例と、それに伴うＳＩ燃焼の熱発生率の例示、（ｄ）ＳＩモードにおいて吸気行程噴射と高圧リタード噴射との分割噴射を行う場合の燃料噴射時期及び点火時期の一例と、それに伴うＳＩ燃焼の熱発生率の例示である。(A) An example of the fuel injection timing when the intake stroke injection is performed in the CI mode, an example of the heat generation rate of the CI combustion associated therewith, (b) an example of the fuel injection timing when the high pressure retarded injection is performed in the CI mode, , An example of the heat generation rate of CI combustion associated therewith, (c) an example of the fuel injection timing and ignition timing when performing high pressure retarded injection in the SI mode, and an example of the heat generation rate of SI combustion associated therewith, (d) SI 4 is an example of fuel injection timing and ignition timing when split injection of intake stroke injection and high pressure retarded injection is performed in the mode, and the heat generation rate of SI combustion associated therewith. 高圧リタード噴射によるＳＩ燃焼の状態と、従来のＳＩ燃焼の状態とを比較する図である。It is a figure which compares the state of SI combustion by a high pressure retarded injection, and the state of conventional SI combustion. 発進時リタード制御におけるクラッチ、シフト及びエンジン回転数の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the clutch in the retard control at the time of start, a shift, and an engine speed. 発進時リタード制御の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of retard control at the time of start.

以下、火花点火式直噴エンジンの実施形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、例示である。   Hereinafter, an embodiment of a spark ignition direct injection engine will be described with reference to the drawings. The following description of preferred embodiments is exemplary.

《実施形態１》
図１，２は、実施形態１に係るエンジン（エンジン本体）１の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に搭載されると共に、少なくともガソリンを含有する燃料が供給される火花点火式ガソリンエンジンである。エンジン１は、複数の気筒１８が設けられたシリンダブロック１１（尚、図１では、１つの気筒のみを図示するが、例えば４つの気筒が直列に設けられる）と、このシリンダブロック１１上に配設されたシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の下側に配設され、潤滑油が貯留されたオイルパン１３とを有している。各気筒１８内には、コンロッド１４２を介してクランクシャフト１５と連結されているピストン１４が往復動可能に嵌挿されている。ピストン１４の頂面には、図３に拡大して示すように、ディーゼルエンジンでのリエントラント型のようなキャビティ１４１が形成されている。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するときには、後述するインジェクタ６７に相対する。シリンダヘッド１２と、気筒１８と、キャビティ１４１を有するピストン１４とは、燃焼室１９を区画する。尚、燃焼室１９の形状は、図示する形状に限定されるものではない。例えばキャビティ１４１の形状、ピストン１４の頂面形状、及び、燃焼室１９の天井部の形状等は、適宜変更することが可能である。 Embodiment 1
1 and 2 show a schematic configuration of an engine (engine body) 1 according to the first embodiment. The engine 1 is a spark ignition gasoline engine that is mounted on a vehicle and supplied with fuel containing at least gasoline. The engine 1 includes a cylinder block 11 provided with a plurality of cylinders 18 (only one cylinder is shown in FIG. 1, but four cylinders are provided in series, for example), and the cylinder block 11 is arranged on the cylinder block 11. The cylinder head 12 is provided, and an oil pan 13 is provided below the cylinder block 11 and stores lubricating oil. A piston 14 connected to the crankshaft 15 via a connecting rod 142 is fitted in each cylinder 18 so as to be able to reciprocate. A cavity 141 like a reentrant type in a diesel engine is formed on the top surface of the piston 14 as shown in an enlarged view in FIG. The cavity 141 is opposed to an injector 67 described later when the piston 14 is positioned near the compression top dead center. The cylinder head 12, the cylinder 18, and the piston 14 having the cavity 141 define a combustion chamber 19. The shape of the combustion chamber 19 is not limited to the illustrated shape. For example, the shape of the cavity 141, the top surface shape of the piston 14, the shape of the ceiling portion of the combustion chamber 19, and the like can be changed as appropriate.

このエンジン１は、理論熱効率の向上や、後述する圧縮着火燃焼の安定化等を目的として、１５以上の比較的高い幾何学的圧縮比に設定されている。尚、幾何学的圧縮比は１５以上２０以下程度の範囲で、適宜設定すればよい。   The engine 1 is set to a relatively high geometric compression ratio of 15 or more for the purpose of improving the theoretical thermal efficiency and stabilizing the compression ignition combustion described later. In addition, what is necessary is just to set a geometric compression ratio suitably in the range of about 15-20.

シリンダヘッド１２には、気筒１８毎に、吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成されていると共に、これら吸気ポート１６及び排気ポート１７には、燃焼室１９側の開口を開閉する吸気弁２１及び排気弁２２がそれぞれ配設されている。   The cylinder head 12 is provided with an intake port 16 and an exhaust port 17 for each cylinder 18. The intake port 16 and the exhaust port 17 have an intake valve 21 and an exhaust for opening and closing the opening on the combustion chamber 19 side. Each valve 22 is disposed.

吸気弁２１及び排気弁２２をそれぞれ駆動する動弁系の内、排気側には、排気弁２２の作動モードを通常モードと特殊モードとに切り替える、例えば油圧作動式の可変機構（図２参照。以下、ＶＶＬ（Variable Valve Lift）と称する）７１が設けられている。ＶＶＬ７１は、その構成の詳細な図示は省略するが、カム山を一つ有する第１カムとカム山を２つ有する第２カムとの、カムプロファイルの異なる２種類のカム、及び、その第１及び第２カムのいずれか一方のカムの作動状態を選択的に排気弁２２に伝達するロストモーション機構を含んで構成されている。第１カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２は、排気行程中において一度だけ開弁される通常モードで作動するのに対し、第２カムの作動状態を排気弁２２に伝達しているときには、排気弁２２が、排気行程中において開弁すると共に、吸気行程中においても開弁するような、いわゆる排気の二度開きを行う特殊モードで作動する。ＶＶＬ７１の通常モードと特殊モードとは、エンジンの運転状態に応じて切り替えられる。具体的に、特殊モードは、内部ＥＧＲに係る制御の際に利用される。つまり、排気弁２２及びＶＶＬ７１は、排気還流機構の１つ、例えば、第１排気還流機構を構成する。また、ＶＶＬ７１が動弁機構を構成する。   Among the valve systems that drive the intake valve 21 and the exhaust valve 22, respectively, on the exhaust side, the operation mode of the exhaust valve 22 is switched between a normal mode and a special mode, for example, a hydraulically operated variable mechanism (see FIG. 2). Hereinafter, a VVL (Variable Valve Lift) 71 is provided. Although the detailed illustration of the configuration of the VVL 71 is omitted, two types of cams having different cam profiles, a first cam having one cam peak and a second cam having two cam peaks, and the first And a lost motion mechanism that selectively transmits the operating state of one of the second cams to the exhaust valve 22. When the operating state of the first cam is transmitted to the exhaust valve 22, the exhaust valve 22 operates in the normal mode in which the valve is opened only once during the exhaust stroke, whereas the operating state of the second cam is the exhaust valve. When transmitting to the engine 22, the exhaust valve 22 operates in a special mode in which the exhaust valve is opened during the exhaust stroke and is also opened during the intake stroke so that the exhaust is opened twice. The normal mode and the special mode of the VVL 71 are switched according to the operating state of the engine. Specifically, the special mode is used in the control related to the internal EGR. That is, the exhaust valve 22 and the VVL 71 constitute one exhaust recirculation mechanism, for example, a first exhaust recirculation mechanism. Moreover, VVL71 comprises a valve operating mechanism.

以下の説明においては、ＶＶＬ７１を通常モードで作動させ、排気二度開きを行わないことを、「ＶＶＬ７１をオフにする」といい、ＶＶＬ７１を特殊モードで作動させ、排気二度開きを行うことを、「ＶＶＬ７１をオンにする」という場合がある。尚、こうした通常モードと特殊モードとの切り替えを可能にする上で、排気弁２２を電磁アクチュエータによって駆動する電磁駆動式の動弁系を採用してもよい。また、内部ＥＧＲの実行は、排気二度開きのみによって実現されるのではない。例えば吸気弁２１を二回開く、吸気の二度開きによって内部ＥＧＲ制御を行ってもよいし、排気行程乃至吸気行程において吸気弁２１及び排気弁２２の双方を閉じるネガティブオーバーラップ期間を設けて既燃ガスを気筒１８内に残留させる内部ＥＧＲ制御を行ってもよい。   In the following explanation, operating the VVL 71 in the normal mode and not opening the exhaust twice is referred to as “turning off the VVL 71”, and operating the VVL 71 in the special mode and opening the exhaust twice. , “Turn on VVL 71”. In order to enable switching between the normal mode and the special mode, an electromagnetically driven valve system that drives the exhaust valve 22 by an electromagnetic actuator may be employed. Further, the execution of the internal EGR is not realized only by opening the exhaust gas twice. For example, the internal EGR control may be performed by opening the intake valve 21 twice or by opening the intake valve twice, or by providing a negative overlap period in which both the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are closed in the exhaust stroke or the intake stroke. Internal EGR control that causes the fuel gas to remain in the cylinder 18 may be performed.

ＶＶＬ７１を備えた排気側の動弁系に対し、吸気側には、図２に示すように、クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフトの回転位相を変更することが可能な位相可変機構（以下、ＶＶＴ（Variable Valve Timing）と称する）７２と、吸気弁２１のリフト量を連続的に変更することが可能なリフト量可変機構（以下、ＣＶＶＬ（Continuously Variable Valve Lift）と称する）７３とが設けられている。ＶＶＴ７２は、液圧式、電磁式又は機械式の公知の構造を適宜採用すればよく、その詳細な構造についての図示は省略する。また、ＣＶＶＬ７３も、公知の種々の構造を適宜採用することが可能であり、その詳細な構造についての図示は省略する。ＶＶＴ７２及びＣＶＶＬ７３によって、吸気弁２１はその開弁タイミング及び閉弁タイミング、並びに、リフト量をそれぞれ変更することが可能である。   As shown in FIG. 2, the exhaust side valve system having the VVL 71 is arranged on the intake side as shown in FIG. 2. 72) and a lift variable mechanism (hereinafter referred to as CVVL (Continuously Variable Valve Lift)) 73 capable of continuously changing the lift amount of the intake valve 21. . The VVT 72 may employ a hydraulic, electromagnetic, or mechanical structure as appropriate, and illustration of the detailed structure is omitted. The CVVL 73 can also adopt various known structures as appropriate, and the detailed structure is not shown. By the VVT 72 and the CVVL 73, the intake valve 21 can change its valve opening timing, valve closing timing, and lift amount.

シリンダヘッド１２にはまた、気筒１８毎に、気筒１８内に燃料を直接噴射するインジェクタ６７が取り付けられている。インジェクタ６７は、図３に拡大して示すように、その噴口が燃焼室１９の天井面の中央部分から、その燃焼室１９内に臨むように配設されている。インジェクタ６７は、エンジン１の運転状態に応じて設定された噴射タイミングでかつ、エンジン１の運転状態に応じた量の燃料を、燃焼室１９内に直接噴射する。この例において、インジェクタ６７は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型のインジェクタである。これによって、インジェクタ６７は、燃料噴霧が、燃焼室１９の中心位置から放射状に広がるように、燃料を噴射する。インジェクタ６７が燃料噴射弁を構成する。   In addition, an injector 67 that directly injects fuel into the cylinder 18 is attached to the cylinder head 12 for each cylinder 18. As shown in an enlarged view in FIG. 3, the injector 67 is disposed so that its nozzle hole faces the inside of the combustion chamber 19 from the central portion of the ceiling surface of the combustion chamber 19. The injector 67 directly injects an amount of fuel into the combustion chamber 19 at an injection timing set according to the operating state of the engine 1 and according to the operating state of the engine 1. In this example, the injector 67 is a multi-hole injector having a plurality of nozzle holes, although detailed illustration is omitted. Thereby, the injector 67 injects the fuel so that the fuel spray spreads radially from the center position of the combustion chamber 19. The injector 67 constitutes a fuel injection valve.

図３に矢印で示すように、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで、燃焼室１９の中央部分から放射状に広がるように噴射された燃料噴霧は、ピストン頂面に形成されたキャビティ１４１の壁面に沿って流動する。キャビティ１４１は、ピストン１４が圧縮上死点付近に位置するタイミングで噴射された燃料噴霧を、その内部に収めるように形成されている、と言い換えることが可能である。この多噴口型のインジェクタ６７とキャビティ１４１との組み合わせは、燃料の噴射後、混合気形成期間を短くすると共に、燃焼期間を短くする上で有利な構成である。尚、インジェクタ６７は、多噴口型のインジェクタに限定されず、外開弁タイプのインジェクタを採用してもよい。   As indicated by the arrows in FIG. 3, the fuel spray injected radially from the central portion of the combustion chamber 19 at the timing when the piston 14 is located near the compression top dead center is a cavity formed on the top surface of the piston. It flows along the wall surface of 141. It can be paraphrased that the cavity 141 is formed so that the fuel spray injected at the timing when the piston 14 is located near the compression top dead center is contained therein. This combination of the multi-hole injector 67 and the cavity 141 is an advantageous configuration for shortening the mixture formation period and the combustion period after fuel injection. In addition, the injector 67 is not limited to a multi-hole injector, and may be an outside-opening type injector.

図外の燃料タンクとインジェクタ６７との間は、燃料供給経路によって互いに連結されている。この燃料供給経路上には、燃料ポンプ６３とコモンレール６４とを含みかつ、インジェクタ６７に、比較的高い燃料圧力で燃料を供給することが可能な燃料供給システム６２が介設されている。燃料ポンプ６３は、燃料タンクからコモンレール６４に燃料を圧送し、コモンレール６４は圧送された燃料を、比較的高い燃料圧力で蓄えることが可能である。インジェクタ６７が開弁することによって、コモンレール６４に蓄えられている燃料がインジェクタ６７の噴口から噴射される。ここで、燃料ポンプ６３は、図示は省略するが、プランジャー式のポンプであり、エンジン１によって駆動される。このエンジン駆動のポンプを含む構成の燃料供給システム６２は、３０ＭＰａ以上の高い燃料圧力の燃料を、インジェクタ６７に供給することを可能にする。燃料圧力は、最大で１２０ＭＰａ程度に設定してもよい。インジェクタ６７に供給される燃料の圧力は、後述するように、エンジン１の運転状態に応じて変更される。尚、燃料供給システム６２は、この構成に限定されるものではない。この燃料供給システム６２が燃圧設定機構を構成する。   A fuel tank (not shown) and the injector 67 are connected to each other by a fuel supply path. A fuel supply system 62 including a fuel pump 63 and a common rail 64 and capable of supplying fuel to the injector 67 at a relatively high fuel pressure is interposed on the fuel supply path. The fuel pump 63 pumps fuel from the fuel tank to the common rail 64, and the common rail 64 can store the pumped fuel at a relatively high fuel pressure. When the injector 67 is opened, the fuel stored in the common rail 64 is injected from the injection port of the injector 67. Here, although not shown, the fuel pump 63 is a plunger type pump and is driven by the engine 1. The fuel supply system 62 configured to include this engine-driven pump enables the fuel with a high fuel pressure of 30 MPa or more to be supplied to the injector 67. The fuel pressure may be set to about 120 MPa at the maximum. The pressure of the fuel supplied to the injector 67 is changed according to the operating state of the engine 1 as will be described later. The fuel supply system 62 is not limited to this configuration. This fuel supply system 62 constitutes a fuel pressure setting mechanism.

シリンダヘッド１２にはまた、図３に示すように、燃焼室１９内の混合気に点火する点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、この例では、エンジン１の排気側から斜め下向きに延びるように、シリンダヘッド１２内を貫通して配置されている。図３に示すように、点火プラグ２５の先端は、圧縮上死点に位置するピストン１４のキャビティ１４１内に臨んで配置される。   As shown in FIG. 3, a spark plug 25 that ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 19 is attached to the cylinder head 12. In this example, the spark plug 25 is disposed through the cylinder head 12 so as to extend obliquely downward from the exhaust side of the engine 1. As shown in FIG. 3, the tip of the spark plug 25 is disposed facing the cavity 141 of the piston 14 located at the compression top dead center.

エンジン１の一側面には、図１に示すように、各気筒１８の吸気ポート１６に連通するように吸気通路３０が接続されている。一方、エンジン１の他側面には、各気筒１８の燃焼室１９からの既燃ガス（排気ガス）を排出する排気通路４０が接続されている。   As shown in FIG. 1, an intake passage 30 is connected to one side of the engine 1 so as to communicate with the intake port 16 of each cylinder 18. On the other hand, an exhaust passage 40 for discharging burned gas (exhaust gas) from the combustion chamber 19 of each cylinder 18 is connected to the other side of the engine 1.

吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３３が配設されている。このサージタンク３３よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒１８毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒１８の吸気ポート１６にそれぞれ接続されている。   An air cleaner 31 that filters intake air is disposed at the upstream end of the intake passage 30. A surge tank 33 is disposed near the downstream end of the intake passage 30. The intake passage 30 downstream of the surge tank 33 is an independent passage branched for each cylinder 18, and the downstream end of each independent passage is connected to the intake port 16 of each cylinder 18.

吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とサージタンク３３との間には、空気を冷却又は加熱する、水冷式のインタークーラ／ウォーマ３４と、各気筒１８への吸入空気量を調節するスロットル弁３６とが配設されている。吸気通路３０にはまた、インタークーラ／ウォーマ３４をバイパスするインタークーラバイパス通路３５が接続されており、このインタークーラバイパス通路３５には、当該通路３５を通過する空気流量を調整するためのインタークーラバイパス弁３５１が配設されている。インタークーラバイパス弁３５１の開度調整を通じて、インタークーラバイパス通路３５の通過流量とインタークーラ／ウォーマ３４の通過流量との割合を調整することにより、気筒１８に導入する新気の温度を調整することが可能である。   Between the air cleaner 31 and the surge tank 33 in the intake passage 30, a water-cooled intercooler / warmer 34 that cools or heats the air and a throttle valve 36 that adjusts the amount of intake air to each cylinder 18 are arranged. It is installed. An intercooler bypass passage 35 that bypasses the intercooler / warmer 34 is also connected to the intake passage 30. The intercooler bypass passage 35 is connected to an intercooler for adjusting the flow rate of air passing through the passage 35. A bypass valve 351 is provided. Adjusting the temperature of fresh air introduced into the cylinder 18 by adjusting the ratio between the passage flow rate of the intercooler bypass passage 35 and the passage flow rate of the intercooler / warmer 34 through the opening degree adjustment of the intercooler bypass valve 351. Is possible.

排気通路４０の上流側の部分は、各気筒１８毎に分岐して排気ポート１７の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気通路４０における排気マニホールドよりも下流側には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置として、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２とがそれぞれ接続されている。直キャタリスト４１及びアンダーフットキャタリスト４２はそれぞれ、筒状ケースと、そのケース内の流路に配置した、例えば三元触媒とを備えて構成されている。直キャタリスト４１及びアンダーフットキャタリスト４２が触媒を構成する。   The upstream portion of the exhaust passage 40 is constituted by an exhaust manifold having an independent passage branched for each cylinder 18 and connected to the outer end of the exhaust port 17 and a collecting portion where the independent passages gather. . A direct catalyst 41 and an underfoot catalyst 42 are connected downstream of the exhaust manifold in the exhaust passage 40 as exhaust purification devices for purifying harmful components in the exhaust gas. Each of the direct catalyst 41 and the underfoot catalyst 42 includes a cylindrical case and, for example, a three-way catalyst disposed in a flow path in the case. The direct catalyst 41 and the underfoot catalyst 42 constitute a catalyst.

吸気通路３０におけるサージタンク３３とスロットル弁３６との間の部分と、排気通路４０における直キャタリスト４１よりも上流側の部分とは、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を吸気通路３０に還流するためのＥＧＲ通路５０を介して接続されている。このＥＧＲ通路５０は、排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するためのＥＧＲクーラ５２が配設された主通路５１と、ＥＧＲクーラ５２をバイパスするためのＥＧＲクーラバイパス通路５３と、を含んで構成されている。主通路５１には、排気ガスの吸気通路３０への還流量を調整するためのＥＧＲ弁５１１が配設され、ＥＧＲクーラバイパス通路５３には、ＥＧＲクーラバイパス通路５３を流通する排気ガスの流量を調整するためのＥＧＲクーラバイパス弁５３１が配設されている。これらＥＧＲ通路５０、主通路５１、ＥＧＲ弁５１１、ＥＧＲクーラ５２、ＥＧＲクーラバイパス通路５３及びＥＧＲクーラバイパス弁５３１が排気還流機構の１つ、例えば、第２排気還流機構を構成する。   A portion between the surge tank 33 and the throttle valve 36 in the intake passage 30 and a portion upstream of the direct catalyst 41 in the exhaust passage 40 return a part of exhaust gas (EGR gas) to the intake passage 30. Is connected through an EGR passage 50. The EGR passage 50 includes a main passage 51 in which an EGR cooler 52 for cooling the exhaust gas with engine coolant is disposed, and an EGR cooler bypass passage 53 for bypassing the EGR cooler 52. ing. The main passage 51 is provided with an EGR valve 511 for adjusting the amount of exhaust gas recirculated to the intake passage 30, and the EGR cooler bypass passage 53 has a flow rate of exhaust gas flowing through the EGR cooler bypass passage 53. An EGR cooler bypass valve 531 for adjustment is provided. These EGR passage 50, main passage 51, EGR valve 511, EGR cooler 52, EGR cooler bypass passage 53, and EGR cooler bypass valve 531 constitute one exhaust recirculation mechanism, for example, a second exhaust recirculation mechanism.

また、エンジン１のクランクシャフト１５には、クラッチ９２を介して手動変速機９１が接続されている。手動変速機９１は、運転者のシフトレバー９３の操作に応じて、ギアが変更される。   A manual transmission 91 is connected to the crankshaft 15 of the engine 1 via a clutch 92. The gear of the manual transmission 91 is changed according to the driver's operation of the shift lever 93.

このように構成されたエンジン１は、パワートレイン・コントロール・モジュール（以下、ＰＣＭという）１０によって制御される。ＰＣＭ１０は、ＣＰＵ、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。このＰＣＭ１０が制御器を構成する。   The engine 1 configured as described above is controlled by a powertrain control module (hereinafter referred to as PCM) 10. The PCM 10 includes a microprocessor having a CPU, a memory, a counter timer group, an interface, and a path connecting these units. This PCM 10 constitutes a controller.

ＰＣＭ１０には、図１，２に示すように、各種のセンサＳＷ１〜ＳＷ１８の検出信号が入力される。この各種のセンサには、次のセンサが含まれる。すなわち、エアクリーナ３１の下流側で、新気の流量を検出するエアフローセンサＳＷ１及び新気の温度を検出する吸気温度センサＳＷ２、インタークーラ／ウォーマ３４の下流側に配置されかつ、インタークーラ／ウォーマ３４を通過した後の新気の温度を検出する、第２吸気温度センサＳＷ３、ＥＧＲ通路５０における吸気通路３０との接続部近傍に配置されかつ、外部ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温センサＳＷ４、吸気ポート１６に取り付けられかつ、気筒１８内に流入する直前の吸気の温度を検出する吸気ポート温度センサＳＷ５、シリンダヘッド１２に取り付けられかつ、気筒１８内の圧力を検出する筒内圧センサＳＷ６、排気通路４０におけるＥＧＲ通路５０の接続部近傍に配置されかつ、それぞれ排気温度及び排気圧力を検出する排気温センサＳＷ７及び排気圧センサＳＷ８、直キャタリスト４１の上流側に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ２センサＳＷ９、直キャタリスト４１とアンダーフットキャタリスト４２との間に配置されかつ、排気中の酸素濃度を検出するラムダＯ２センサＳＷ１０、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサＳＷ１１、クランクシャフト１５の回転角を検出するクランク角センサＳＷ１２、車両のアクセルペダル（図示省略）の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＷ１３、吸気側及び排気側のカム角センサＳＷ１４，ＳＷ１５、燃料供給システム６２のコモンレール６４に取り付けられかつ、インジェクタ６７に供給する燃料圧力を検出する燃圧センサＳＷ１６、車速を検出する車速センサＳＷ１７、及び、シフトレバー９３のポジションを検出するポジションセンサＳＷ１８である。 As shown in FIGS. 1 and 2, detection signals from various sensors SW <b> 1 to SW <b> 18 are input to the PCM 10. The various sensors include the following sensors. That is, on the downstream side of the air cleaner 31, the air flow sensor SW 1 that detects the flow rate of fresh air, the intake air temperature sensor SW 2 that detects the temperature of fresh air, and the downstream side of the intercooler / warmer 34, and the intercooler / warmer 34. A second intake air temperature sensor SW3 for detecting the temperature of fresh air after passing through the EGR gas temperature sensor SW4, which is disposed in the vicinity of the connection portion of the EGR passage 50 with the intake passage 30 and detects the temperature of the external EGR gas. An intake port temperature sensor SW5 that is attached to the intake port 16 and detects the temperature of the intake air just before flowing into the cylinder 18, and an in-cylinder pressure sensor SW6 that is attached to the cylinder head 12 and detects the pressure in the cylinder 18. The exhaust passage 40 is disposed in the vicinity of the connection portion of the EGR passage 50 and has an exhaust temperature and exhaust gas Exhaust temperature sensor SW7 and exhaust pressure sensor SW8 for detecting a force, and is disposed on the upstream side of the direct catalyst 41, the linear O 2 sensor SW9, direct catalyst 41 and underfoot catalyst 42 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas The lambda O 2 sensor SW10 that detects the oxygen concentration in the exhaust gas, the water temperature sensor SW11 that detects the temperature of the engine coolant, the crank angle sensor SW12 that detects the rotation angle of the crankshaft 15, and the vehicle An accelerator opening sensor SW13 for detecting an accelerator opening corresponding to an operation amount of an accelerator pedal (not shown), intake side and exhaust side cam angle sensors SW14 and SW15, a common rail 64 of the fuel supply system 62, and an injector A fuel pressure sensor SW16 for detecting the fuel pressure supplied to the engine 67 and detecting the vehicle speed. A vehicle speed sensor SW17 to be output and a position sensor SW18 to detect the position of the shift lever 93.

ＰＣＭ１０は、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン１や車両の状態を判定し、これに応じてインジェクタ６７、点火プラグ２５、吸気弁側のＶＶＴ７２及びＣＶＶＬ７３、排気弁側のＶＶＬ７１、燃料供給システム６２、発電機８１並びに、各種の弁（スロットル弁３６、インタークーラバイパス弁３５１、ＥＧＲ弁５１１、及びＥＧＲクーラバイパス弁５３１）のアクチュエータへ制御信号を出力する。こうしてＰＣＭ１０は、エンジン１を運転する。   The PCM 10 performs various calculations based on these detection signals to determine the state of the engine 1 and the vehicle, and accordingly, the injector 67, the spark plug 25, the intake valve side VVT 72 and CVVL 73, and the exhaust valve side Control signals are output to the actuators of the VVL 71, the fuel supply system 62, the generator 81, and various valves (throttle valve 36, intercooler bypass valve 351, EGR valve 511, and EGR cooler bypass valve 531). Thus, the PCM 10 operates the engine 1.

図４は、エンジン１の運転領域の一例を示している。このエンジン１は、燃費の向上や排気エミッション性能の向上を目的として、エンジン負荷が相対的に低い低負荷域では、点火プラグ２５による点火を行わずに、圧縮自己着火によって燃焼を行う圧縮着火燃焼を行う。しかしながら、エンジン１の負荷が高くなるに従って、圧縮着火燃焼では、燃焼が急峻になりすぎてしまい、例えば燃焼騒音等の問題を引き起こすことになる。そのため、このエンジン１では、エンジン負荷が相対的に高い高負荷域では、圧縮着火燃焼を止めて、点火プラグ２５を利用した火花点火燃焼に切り替える。このように、このエンジン１は、エンジン１の運転状態、特にエンジン１の負荷に応じて、圧縮着火燃焼を行うＣＩ（Compression Ignition）モード（圧縮着火モード）と、火花点火燃焼を行うＳＩ（Spark Ignition）モードとを切り替えるように構成されている。但し、モード切り替えの境界線は、図例に限定されるものではない。   FIG. 4 shows an example of the operation region of the engine 1. This engine 1 is a compression ignition combustion in which combustion is performed by compression self-ignition without ignition by the spark plug 25 in a low load region where the engine load is relatively low for the purpose of improving fuel consumption and exhaust emission performance. I do. However, as the load on the engine 1 increases, in the compression ignition combustion, the combustion becomes too steep and causes problems such as combustion noise. Therefore, in the engine 1, in a high load region where the engine load is relatively high, the compression ignition combustion is stopped, and the engine 1 is switched to the spark ignition combustion using the spark plug 25. As described above, the engine 1 has a CI (Compression Ignition) mode (compression ignition mode) for performing compression ignition combustion and an SI (Spark for performing spark ignition combustion) in accordance with the operating state of the engine 1, in particular, the load of the engine 1. (Ignition) mode. However, the boundary line for mode switching is not limited to the illustrated example.

ＣＩモードはさらに、エンジン負荷の高低に応じて３つの領域に分けられている。具体的に、ＣＩモードにおいて負荷が最も低い領域（１）では、圧縮着火燃焼の着火性及び安定性を高めるために、相対的に温度の高いＥＧＲガス（以下、ホットＥＧＲガスともいう）を気筒１８内に導入する。これは、ＶＶＬ７１をオンにして、排気弁２２を吸気行程中に開弁する排気の二度開きを行うことによる。ホットＥＧＲガスの導入は、気筒１８内の圧縮端温度を高め、軽負荷である領域（１）において、圧縮着火燃焼の着火性及び安定性を高める上で有利になる。領域（１）ではまた、図５（ａ）に示すように、少なくとも吸気行程から圧縮行程中期までの期間内において、インジェクタ６７が気筒１８内に燃料を噴射することにより、均質なリーン混合気を形成する。混合気の空気過剰率λは、例えば２．４以上に設定してもよく、こうすることで、ＲａｗＮＯｘの生成を抑制して、排気エミッション性能を高めることが可能になる。そうして、そのリーン混合気は、図５（ａ）に示すように、圧縮上死点付近において圧縮自己着火する。   The CI mode is further divided into three areas according to the engine load. Specifically, in the region (1) where the load is the lowest in the CI mode, in order to improve the ignitability and stability of the compression ignition combustion, the EGR gas having a relatively high temperature (hereinafter also referred to as hot EGR gas) is used as the cylinder. 18 is introduced. This is because the VVL 71 is turned on and the exhaust valve 22 is opened twice during the intake stroke. The introduction of hot EGR gas is advantageous in increasing the compression end temperature in the cylinder 18 and improving the ignitability and stability of the compression ignition combustion in the light load region (1). In the region (1), as shown in FIG. 5 (a), the injector 67 injects fuel into the cylinder 18 at least during the period from the intake stroke to the middle of the compression stroke, thereby producing a homogeneous lean air-fuel mixture. Form. The excess air ratio λ of the air-fuel mixture may be set to, for example, 2.4 or more. By doing so, it is possible to suppress the generation of RawNOx and improve the exhaust emission performance. Then, as shown in FIG. 5A, the lean air-fuel mixture undergoes compression self-ignition near the compression top dead center.

詳細は後述するが、領域（１）における負荷の高い領域、具体的には、領域（１）と領域（２）との境界を含む領域では、少なくとも吸気行程から圧縮行程中期までの期間内において、気筒１８内に燃料を噴射するものの、混合気の空燃比を理論空燃比（λ≒１）に設定する。理論空燃比にすることにより、三元触媒が利用可能になると共に、ＳＩモードとＣＩモードとの間の切り替え時の制御が簡素化し、さらに、ＣＩモードを高負荷側へ拡大可能にすることにも寄与する。   Although details will be described later, in a region with a high load in region (1), specifically, a region including the boundary between region (1) and region (2), at least within a period from the intake stroke to the middle of the compression stroke Although the fuel is injected into the cylinder 18, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio (λ≈1). By setting the stoichiometric air-fuel ratio, a three-way catalyst can be used, control at the time of switching between the SI mode and the CI mode is simplified, and the CI mode can be expanded to the high load side. Also contribute.

ＣＩモードにおいて、領域（１）よりも負荷の高い領域（２）では、領域（１）の高負荷側と同様に、少なくとも吸気行程から圧縮行程中期までの期間内において、気筒１８内に燃料を噴射し（図５（ａ）参照）、均質な理論空燃比（λ≒１）の混合気を形成する。   In the CI mode, in the region (2) where the load is higher than that in the region (1), as in the high load side of the region (1), at least in the period from the intake stroke to the middle of the compression stroke, fuel is injected into the cylinder 18. The fuel is injected (see FIG. 5A) to form a homogeneous air / fuel ratio (λ≈1).

領域（２）ではまた、エンジン負荷の上昇に伴い気筒１８内の温度が自然と高まることから、過早着火を回避するためにホットＥＧＲガス量を低下させる。これは、気筒１８内に導入する内部ＥＧＲガス量の調整による。   In the region (2), the temperature in the cylinder 18 naturally increases as the engine load increases, so the hot EGR gas amount is reduced to avoid pre-ignition. This is due to the adjustment of the amount of internal EGR gas introduced into the cylinder 18.

領域（２）ではさらに、相対的に温度の低いＥＧＲガス（以下、クールドＥＧＲガスともいう）を気筒１８内に導入する。こうして高温のホットＥＧＲガスと低温のクールドＥＧＲガスとを適宜の割合で気筒１８内に導入することにより、気筒１８内の圧縮端温度を適切にし、圧縮着火の着火性を確保しつつも急激な燃焼を回避して、圧縮着火燃焼の安定化を図る。尚、ホットＥＧＲガス及びクールドＥＧＲガスを合わせた、気筒１８内に導入されるＥＧＲガスの割合としてのＥＧＲ率は、混合気の空気過剰率をλ≒１に設定する条件下で可能な限り高いＥＧＲ率に設定される。従って、領域（２）においては、エンジン負荷の増大に伴い燃料噴射量が増大するから、ＥＧＲ率は次第に低下するようになる。   In the region (2), EGR gas having a relatively low temperature (hereinafter also referred to as “cooled EGR gas”) is introduced into the cylinder 18. Thus, by introducing the hot hot EGR gas and the cold cooled EGR gas into the cylinder 18 at an appropriate ratio, the compression end temperature in the cylinder 18 is made appropriate, and the rapid ignition while ensuring the ignitability of the compression ignition. Avoid combustion and stabilize compression ignition combustion. The EGR rate as a ratio of the EGR gas introduced into the cylinder 18 including the hot EGR gas and the cooled EGR gas is as high as possible under the condition that the excess air ratio of the mixture is set to λ≈1. Set to EGR rate. Therefore, in the region (2), the fuel injection amount increases as the engine load increases, so the EGR rate gradually decreases.

ＣＩモードとＳＩモードとの切り替え境界線を含む、ＣＩモードにおいて最も負荷の高い領域（３）では、気筒１８内の圧縮端温度がさらに高くなるため、領域（１）や領域（２）のように、吸気行程から圧縮行程中期までの期間内で気筒１８内に燃料を噴射してしまうと、過早着火等の異常燃焼が生じるようになる。一方、温度の低いクールドＥＧＲガスを大量に導入して気筒内の圧縮端温度を低下させようとすると、今度は、圧縮着火の着火性が悪化してしまう。つまり、気筒１８内の温度制御だけでは、圧縮着火燃焼を安定して行い得ないため、この領域（３）では、気筒１８内の温度制御に加えて、燃料噴射形態を工夫することによって過早着火等の異常燃焼を回避しつつ、圧縮着火燃焼の安定化を図る。具体的に、この燃料噴射形態は、従来と比較して大幅に高圧化した燃料圧力でもって、図５（ｂ）に示すように、少なくとも圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間（以下、この期間をリタード期間と呼ぶ）内で、気筒１８内に燃料噴射を実行するものである。このような高圧リタード噴射により、領域（３）での異常燃焼を回避しつつ、圧縮着火燃焼の安定化が図られる。この高圧リタード噴射に詳細については、後述する。   In the region (3) where the load is highest in the CI mode, including the boundary line between the CI mode and the SI mode, the compression end temperature in the cylinder 18 is further increased. Therefore, as in the region (1) and the region (2) In addition, if fuel is injected into the cylinder 18 during the period from the intake stroke to the middle of the compression stroke, abnormal combustion such as pre-ignition occurs. On the other hand, if a large amount of cooled EGR gas having a low temperature is introduced to lower the compression end temperature in the cylinder, the ignitability of the compression ignition is deteriorated. That is, since compression ignition combustion cannot be stably performed only by temperature control in the cylinder 18, in this region (3), in addition to temperature control in the cylinder 18, it is prematurely devised by devising a fuel injection mode. Stabilize compression ignition combustion while avoiding abnormal combustion such as ignition. Specifically, this fuel injection mode has a fuel pressure significantly higher than that in the conventional case, and as shown in FIG. 5 (b), at least a period from the latter stage of the compression stroke to the initial stage of the expansion stroke (hereinafter referred to as this The fuel is injected into the cylinder 18 within a period (referred to as a retard period). Such high-pressure retarded injection stabilizes compression ignition combustion while avoiding abnormal combustion in the region (3). Details of the high-pressure retarded injection will be described later.

領域（３）では、領域（２）と同様に、高温のホットＥＧＲガスと低温のクールドＥＧＲガスとを適宜の割合で気筒１８内に導入する。このことにより、気筒１８内の圧縮端温度を適切にして圧縮着火燃焼の安定化を図る。   In the region (3), similarly to the region (2), high-temperature hot EGR gas and low-temperature cooled EGR gas are introduced into the cylinder 18 at an appropriate ratio. As a result, the compression end temperature in the cylinder 18 is appropriately set to stabilize the compression ignition combustion.

エンジン負荷の高低に応じて３つの領域に分けられたＣＩモードに対して、ＳＩモードは、エンジン回転数の高低に応じて、領域（４）と領域（５）との２つの領域に分けられている。領域（４）は、図例においては、エンジン１の運転領域を低速、高速の２つに区分したときの低速域に相当し、領域（５）は高速域に相当する。領域（４）と領域（５）との境界はまた、図４に示す運転領域において、負荷の高低に対して回転数方向に傾いているが、領域（４）と領域（５）との境界は図例に限定されるものではない。   In contrast to the CI mode divided into three regions according to the engine load, the SI mode is divided into two regions, region (4) and region (5), according to the engine speed. ing. The region (4) corresponds to a low speed region when the operation region of the engine 1 is divided into a low speed and a high speed in the illustrated example, and the region (5) corresponds to a high speed region. The boundary between the region (4) and the region (5) is also inclined in the rotational speed direction with respect to the load level in the operation region shown in FIG. 4, but the boundary between the region (4) and the region (5) Is not limited to the illustrated example.

領域（４）及び領域（５）のそれぞれにおいて、混合気は、領域（２）及び領域（３）と同等に、理論空燃比（λ≒１）に設定される。従って、混合気の空燃比は、ＣＩモードとＳＩモードとの境界を跨って理論空燃比（λ≒１）で一定にされる。これは、三元触媒の利用を可能にする。また、領域（４）及び領域（５）では、基本的にはスロットル弁３６を全開にする一方で、ＥＧＲ弁５１１の開度調整により、気筒１８内に導入する新気量及び外部ＥＧＲガス量を調整する。こうして気筒１８内に導入するガス割合を調整することは、ポンプ損失の低減と共に、大量のＥＧＲガスを気筒１８内に導入することにより、火花点火燃焼の燃焼温度が低く抑えられ冷却損失の低減も図られる。領域（４）及び領域（５）では、主にＥＧＲクーラ５２を通じて冷却した外部ＥＧＲガスを、気筒１８に導入する。このことによって、異常燃焼の回避に有利になると共に、Ｒａｗ ＮＯｘの生成を抑制するという利点もある。ＥＧＲ弁５１１の開度及びＥＧＲクーラバイパス弁５３１の開度は、エンジン負荷の増大に伴い減少していく。このとき、ＥＧＲ弁５１１の開度の方がＥＧＲクーラバイパス弁５３１の開度よりも相対的に大きく、つまり、クールドＥＧＲガスの方がホットＥＧＲガスよりも多い。そして、エンジン負荷の増大に伴い、ＥＧＲクーラバイパス弁５３１の方がＥＧＲ弁５１１よりも先に全閉状態となる。尚、全開負荷域では、ＥＧＲ弁５１１を閉弁することにより、外部ＥＧＲをゼロにする。   In each of the region (4) and the region (5), the air-fuel mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio (λ≈1) as in the regions (2) and (3). Therefore, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is made constant at the theoretical air-fuel ratio (λ≈1) across the boundary between the CI mode and the SI mode. This allows the use of a three-way catalyst. In the region (4) and the region (5), the throttle valve 36 is basically fully opened, while the opening amount of the EGR valve 511 is adjusted and the amount of fresh air and the amount of external EGR gas introduced into the cylinder 18 are adjusted. Adjust. Adjusting the gas ratio introduced into the cylinder 18 in this way reduces pump loss and introduces a large amount of EGR gas into the cylinder 18, thereby suppressing the combustion temperature of spark ignition combustion and reducing cooling loss. Figured. In the region (4) and the region (5), the external EGR gas cooled mainly through the EGR cooler 52 is introduced into the cylinder 18. This is advantageous for avoiding abnormal combustion and also has an advantage of suppressing generation of Raw NOx. The opening degree of the EGR valve 511 and the opening degree of the EGR cooler bypass valve 531 decrease as the engine load increases. At this time, the opening degree of the EGR valve 511 is relatively larger than the opening degree of the EGR cooler bypass valve 531, that is, the cooled EGR gas is larger than the hot EGR gas. As the engine load increases, the EGR cooler bypass valve 531 is fully closed before the EGR valve 511. In the fully open load range, the external EGR is set to zero by closing the EGR valve 511.

このエンジン１の幾何学的圧縮比は、前述の通り、１５以上（例えば１８）に設定されている。高い圧縮比は、圧縮端温度及び圧縮端圧力を高くするため、ＣＩモードの、特に低負荷の領域（例えば領域（１））では、圧縮着火燃焼の安定化に有利になる。一方で、この高圧縮比エンジン１は、高負荷域であるＳＩモードにおいては、過早着火やノッキングといった異常燃焼が生じやすくなるという問題がある。   As described above, the geometric compression ratio of the engine 1 is set to 15 or more (for example, 18). Since the high compression ratio increases the compression end temperature and the compression end pressure, it is advantageous for stabilizing the compression ignition combustion in the CI mode, particularly in a low load region (for example, the region (1)). On the other hand, the high compression ratio engine 1 has a problem that abnormal combustion such as pre-ignition and knocking is likely to occur in the SI mode which is a high load region.

そこでこのエンジン１では、ＳＩモードの領域（４）や領域（５）においては、前述した高圧リタード噴射を行うことにより、異常燃焼を回避するようにしている。より詳細には、領域（４）においては、３０ＭＰａ以上の高い燃料圧力でもって、図５（ｃ）に示すように、圧縮行程後期から膨張行程初期にかけてリタード期間内で、気筒１８内に燃料噴射を実行する高圧リタード噴射のみを行う。これに対し、領域（５）においては、図５（ｄ）に示すように、噴射する燃料の一部を、吸気弁２１が開弁している吸気行程期間内で気筒１８内に噴射すると共に、残りの燃料をリタード期間内で気筒１８内に噴射する。つまり、領域（５）では、燃料の分割噴射を行う。ここで、吸気弁２１が開弁している吸気行程期間とは、ピストン位置に基づいて定義した期間ではなく、吸気弁の開閉に基づいて定義した期間であり、ここで言う吸気行程は、ＶＶＴ７２やＣＶＶＬ７３によって変更される吸気弁２１の閉弁時期によって、ピストンが吸気下死点に到達した時点に対しずれる場合がある。   Therefore, in the engine 1, in the region (4) and the region (5) of the SI mode, abnormal combustion is avoided by performing the above-described high-pressure retarded injection. More specifically, in the region (4), fuel is injected into the cylinder 18 with a high fuel pressure of 30 MPa or more and within the retard period from the late compression stroke to the early expansion stroke, as shown in FIG. 5 (c). Only high-pressure retarded injection is performed. On the other hand, in the region (5), as shown in FIG. 5 (d), a part of the fuel to be injected is injected into the cylinder 18 within the intake stroke period in which the intake valve 21 is open. The remaining fuel is injected into the cylinder 18 within the retard period. That is, in the region (5), fuel split injection is performed. Here, the intake stroke period during which the intake valve 21 is open is not a period defined based on the piston position, but a period defined based on opening / closing of the intake valve, and the intake stroke referred to here is VVT72. Depending on the closing timing of the intake valve 21 that is changed by the CVVL 73, the piston may deviate from the time when the piston reaches the intake bottom dead center.

次に、図６を参照しながら、ＳＩモードにおける高圧リタード噴射について説明する。図６は、前述した高圧リタード噴射によるＳＩ燃焼（実線）と、吸気行程中に燃料噴射を実行する従来のＳＩ燃焼（破線）とにおける、熱発生率（上図）及び未燃混合気反応進行度（下図）の違いを比較する図である。図６の横軸はクランク角である。この比較の前提として、エンジン１の運転状態は共に高負荷の低速域（つまり、領域（４））であり、噴射する燃料量は、高圧リタード噴射によるＳＩ燃焼と従来のＳＩ燃焼との場合で互いに同じである。   Next, the high pressure retarded injection in the SI mode will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the heat generation rate (upper diagram) and the progress of the unburned mixture reaction in the SI combustion (solid line) by the high pressure retarded injection described above and the conventional SI combustion (broken line) in which fuel injection is performed during the intake stroke. It is a figure which compares the difference in a degree (lower figure). The horizontal axis in FIG. 6 is the crank angle. As a precondition for this comparison, the operating state of the engine 1 is both a high-load low-speed region (that is, region (4)), and the amount of fuel to be injected is the case of SI combustion by high-pressure retarded injection and conventional SI combustion. They are the same as each other.

先ず、従来のＳＩ燃焼では、吸気行程中に気筒１８内に所定量の燃料噴射を実行する（上図の破線）。気筒１８内では、その燃料の噴射後、ピストン１４が圧縮上死点に至るまでの間に、比較的均質な混合気が形成される。そして、この例では、圧縮上死点以降の、白丸で示す所定タイミングで点火が実行され、それによって燃焼が開始する。燃焼の開始後は、図６の上図に破線で示すように、熱発生率のピークを経て燃焼が終了する。燃料噴射の開始から燃焼の終了までの間が未燃混合気の反応可能時間（以下、単に反応可能時間という場合がある）に相当し、図６の下図に破線で示すように、この間に未燃混合気の反応は次第に進行する。同図における点線は、未燃混合気が着火に至る反応度である、着火しきい値を示しており、従来のＳＩ燃焼は、低速域であることと相俟って、反応可能時間が非常に長く、その間、未燃混合気の反応が進行し続けてしまうことから、点火の前後に未燃混合気の反応度が着火しきい値を超えてしまい、過早着火又はノッキングといった異常燃焼を引き起こす。   First, in the conventional SI combustion, a predetermined amount of fuel is injected into the cylinder 18 during the intake stroke (broken line in the upper diagram). In the cylinder 18, a relatively homogeneous air-fuel mixture is formed after the fuel injection until the piston 14 reaches the compression top dead center. In this example, ignition is executed at a predetermined timing indicated by a white circle after the compression top dead center, thereby starting combustion. After the start of combustion, as shown by the broken line in the upper diagram of FIG. 6, the combustion ends through a peak of the heat generation rate. The time from the start of fuel injection to the end of combustion corresponds to the reaction possible time of the unburned mixture (hereinafter sometimes simply referred to as reaction possible time). As shown by the broken line in the lower diagram of FIG. The reaction of the fuel mixture gradually proceeds. The dotted line in the figure shows the ignition threshold, which is the reactivity with which the unburned mixture reaches ignition, and the conventional SI combustion has a very low reaction time in combination with the low speed range. In the meantime, the reaction of the unburned mixture continues to progress during that time, so the reactivity of the unburned mixture exceeds the ignition threshold before and after ignition, and abnormal combustion such as premature ignition or knocking occurs. cause.

これに対し、高圧リタード噴射は反応可能時間の短縮を図り、そのことによって異常燃焼を回避することを目的とする。すなわち、反応可能時間は、図６にも示しているように、インジェクタ６７が燃料を噴射する期間（（１）噴射期間）と、噴射終了後、点火プラグ２５の周りに可燃混合気が形成されるまでの期間（（２）混合気形成期間）と、点火によって開始された燃焼が終了するまでの期間（（３）燃焼期間）と、を足し合わせた時間、つまり、（１）＋（２）＋（３）である。高圧リタード噴射は、噴射期間、混合気形成期間及び燃焼期間をそれぞれ短縮し、それによって、反応可能時間を短くする。このことについて、順に説明する。   On the other hand, the high pressure retarded injection aims to shorten the reaction possible time, thereby avoiding abnormal combustion. That is, as shown in FIG. 6, the possible reaction time is a period during which the injector 67 injects fuel ((1) injection period), and after the injection is completed, a combustible mixture is formed around the spark plug 25. (2) The mixture formation period) and the period until the combustion started by ignition is completed ((3) combustion period), that is, (1) + (2 ) + (3). The high-pressure retarded injection shortens the injection period, the mixture formation period, and the combustion period, thereby shortening the reaction time. This will be described in order.

先ず、高い燃料圧力は、単位時間当たりにインジェクタ６７から噴射される燃料量を相対的に多くする。このため、燃料噴射量を一定とした場合に、燃料圧力と燃料の噴射期間との関係は概ね、燃料圧力が低いほど噴射期間は長くなり、燃料圧力が高いほど噴射期間は短くなる。従って、燃料圧力が従来に比べて大幅に高く設定された高圧リタード噴射は、噴射期間を短縮する。   First, the high fuel pressure relatively increases the amount of fuel injected from the injector 67 per unit time. For this reason, when the fuel injection amount is constant, the relationship between the fuel pressure and the fuel injection period is generally longer as the fuel pressure is lower, and the injection period is shorter as the fuel pressure is higher. Therefore, the high pressure retarded injection in which the fuel pressure is set to be significantly higher than the conventional one shortens the injection period.

また、高い燃料圧力は、気筒１８内に噴射する燃料噴霧の微粒化に有利になると共に、燃料噴霧の飛翔距離を、より長くする。このため、燃料圧力と燃料蒸発時間との関係は概ね、燃料圧力が低いほど燃料蒸発時間は長くなり、燃料圧力が高いほど燃料蒸発時間は短くなる。また、燃料圧力と点火プラグ２５の周りに燃料噴霧が到達するまでの時間は概ね、燃料圧力が低いほど到達までの時間は長くなり、燃料圧力が高いほど到達までの時間は短くなる。混合気形成期間は、燃料蒸発時間と、点火プラグ２５の周りへの燃料噴霧到達時間とを足し合わせた時間であるから、燃料圧力が高いほど混合気形成期間は短くなる。従って、燃料圧力が従来に比べて大幅に高く設定された高圧リタード噴射は、燃料蒸発時間及び点火プラグ２５の周りへの燃料噴霧到達時間がそれぞれ短くなる結果、混合気形成期間を短縮する。これに対し、同図に白丸で示すように、従来の、低い燃料圧力での吸気行程噴射は、混合気形成期間が大幅に長くなる。尚、多噴口型のインジェクタ６７とキャビティ１４１との組み合わせは、ＳＩモードにおいては、燃料の噴射後、点火プラグ２５の周りに燃料噴霧が到達するまでの時間を短くする結果、混合気形成期間の短縮に有効である。   Further, the high fuel pressure is advantageous for atomization of the fuel spray injected into the cylinder 18 and makes the flight distance of the fuel spray longer. For this reason, the relationship between the fuel pressure and the fuel evaporation time is generally longer as the fuel pressure is lower, and the fuel evaporation time is longer as the fuel pressure is higher. Further, the time until the fuel spray reaches the fuel pressure and the spark plug 25 is generally longer as the fuel pressure is lower, and the time until the fuel spray is higher as the fuel pressure is higher. The air-fuel mixture formation period is a time obtained by adding the fuel evaporation time and the fuel spray arrival time around the spark plug 25. Therefore, the higher the fuel pressure, the shorter the air-fuel mixture formation period. Therefore, the high pressure retarded injection in which the fuel pressure is set to be significantly higher than the conventional case shortens the mixture formation period as a result of the fuel evaporation time and the fuel spray arrival time around the spark plug 25 being reduced. On the other hand, as shown by white circles in the figure, the conventional intake stroke injection at a low fuel pressure significantly increases the mixture formation period. In the SI mode, the combination of the multi-injector type injector 67 and the cavity 141 shortens the time until fuel spray reaches around the spark plug 25 after fuel injection. Effective for shortening.

このように、噴射期間及び混合気形成期間を短縮することは、燃料の噴射タイミング、より正確には、噴射開始タイミングを、比較的遅いタイミングにすることを可能にする。そこで、高圧リタード噴射では、図６の上図に示すように、圧縮行程後期から膨張行程初期にかけてのリタード期間内に燃料噴射を行う。高い燃料圧力で気筒１８内に燃料を噴射することに伴い、その気筒内の乱れが強くなり、気筒１８内の乱れエネルギが高まるが、この高い乱れエネルギは、燃料噴射のタイミングが比較的遅いタイミングに設定されることと相俟って、燃焼期間の短縮に有利になる。   Thus, shortening the injection period and the mixture formation period makes it possible to set the fuel injection timing, more precisely, the injection start timing to a relatively late timing. Therefore, in the high pressure retarded injection, as shown in the upper diagram of FIG. 6, fuel injection is performed within the retard period from the latter stage of the compression stroke to the early stage of the expansion stroke. As the fuel is injected into the cylinder 18 at a high fuel pressure, the turbulence in the cylinder becomes stronger and the turbulence energy in the cylinder 18 increases. This high turbulence energy is a timing at which the fuel injection timing is relatively late. Therefore, it is advantageous for shortening the combustion period.

すなわち、燃料噴射をリタード期間内に行った場合、燃料圧力と燃焼期間内での乱流エネルギとの関係は概ね、燃料圧力が低いほど乱流エネルギが低くなり、燃料圧力が高いほど乱流エネルギは高くなる。ここで、仮に高い燃料圧力で気筒１８内に燃料を噴射するとしても、その噴射タイミングが吸気行程中にある場合は、点火タイミングまでの時間が長いことや、吸気行程後の圧縮行程において気筒１８内が圧縮されることに起因して、気筒１８内の乱れは減衰してしまう。その結果、吸気行程中に燃料噴射を行った場合、燃焼期間内での乱流エネルギは、燃料圧力の高低に拘わらず比較的低くなってしまう。   That is, when the fuel injection is performed within the retard period, the relationship between the fuel pressure and the turbulent energy in the combustion period is generally lower as the fuel pressure is lower and the turbulent energy is lower as the fuel pressure is higher. Becomes higher. Here, even if fuel is injected into the cylinder 18 at a high fuel pressure, if the injection timing is in the intake stroke, the time until the ignition timing is long, or the cylinder 18 is in the compression stroke after the intake stroke. Due to the compression of the inside, the disturbance in the cylinder 18 is attenuated. As a result, when fuel is injected during the intake stroke, the turbulent energy during the combustion period becomes relatively low regardless of the fuel pressure level.

燃焼期間での乱流エネルギと燃焼期間との関係は概ね、乱流エネルギが低いほど燃焼期間が長くなり、乱流エネルギが高いほど燃焼期間が短くなる。従って、燃料圧力と燃焼期間との関係は、燃料圧力が低いほど燃焼期間は長くなり、燃料圧力が高いほど燃焼期間は短くなる。すなわち、高圧リタード噴射は、燃焼期間を短縮する。これに対し、従来の、低い燃料圧力での吸気行程噴射は、燃焼期間が長くなる。尚、多噴口型のインジェクタ６７は、気筒１８内の乱れエネルギの向上に有利であって、燃焼期間の短縮に有効であると共に、その多噴口型のインジェクタ６７とキャビティ１４１との組み合わせによって、燃料噴霧をキャビティ１４１内に収めることもまた、燃焼期間の短縮に有効である。   The relationship between the turbulent energy and the combustion period in the combustion period is generally such that the lower the turbulent energy, the longer the combustion period, and the higher the turbulent energy, the shorter the combustion period. Therefore, the relationship between the fuel pressure and the combustion period is such that the lower the fuel pressure, the longer the combustion period, and the higher the fuel pressure, the shorter the combustion period. That is, the high pressure retarded injection shortens the combustion period. In contrast, the conventional intake stroke injection at a low fuel pressure has a longer combustion period. The multi-hole injector 67 is advantageous for improving the turbulence energy in the cylinder 18 and is effective for shortening the combustion period. Putting the spray in the cavity 141 is also effective for shortening the combustion period.

このように高圧リタード噴射は、噴射期間、混合気形成期間、及び、燃焼期間をそれぞれ短縮し、その結果、図６に示すように、燃料の噴射開始タイミングＳＯＩから燃焼終了時期θｅｎｄまでの、未燃混合気の反応可能時間を、従来の吸気行程中での燃料噴射の場合と比較して大幅に短くすることを可能にする。この反応可能時間を短縮する結果、図６の上段に示す図のように、従来の低い燃料圧力での吸気行程噴射では、白丸で示すように、燃焼終了時における未燃混合気の反応進行度が、着火しきい値を超えてしまい、異常燃焼が発生してしまうところ、高圧リタード噴射は、黒丸で示すように、燃焼終了時における未燃混合気の反応の進行を抑制し、異常燃焼を回避することが可能になる。尚、図６の上図における白丸と黒丸とで、点火タイミングは互いに同じタイミングに設定している。   As described above, the high pressure retarded injection shortens the injection period, the mixture formation period, and the combustion period, and as a result, as shown in FIG. 6, the fuel injection start timing SOI to the combustion end timing θend are not changed. It is possible to significantly shorten the reaction time of the fuel mixture as compared with the case of fuel injection during the conventional intake stroke. As a result of shortening this reaction possible time, as shown in the upper diagram of FIG. 6, in the conventional intake stroke injection at a low fuel pressure, as shown by a white circle, the reaction progress of the unburned mixture at the end of combustion is shown. However, when the ignition threshold is exceeded and abnormal combustion occurs, the high-pressure retarded injection suppresses the progress of the reaction of the unburned mixture at the end of combustion, as shown by the black circle, to prevent abnormal combustion. It can be avoided. It should be noted that the ignition timing is set to the same timing in the white circle and the black circle in the upper diagram of FIG.

燃料圧力は、例えば３０ＭＰａ以上に設定することによって、燃焼期間を効果的に短縮化することが可能である。また、３０ＭＰａ以上の燃料圧力は、噴射期間及び混合気形成期間も、それぞれ有効に短縮化することが可能である。尚、燃料圧力は、少なくともガソリンを含有する、使用燃料の性状に応じて適宜設定するのが好ましい。その上限値は、一例として、１２０ＭＰａとしてもよい。   By setting the fuel pressure to, for example, 30 MPa or more, the combustion period can be effectively shortened. Moreover, the fuel pressure of 30 MPa or more can effectively shorten the injection period and the mixture formation period, respectively. The fuel pressure is preferably set as appropriate according to the properties of the fuel used, which contains at least gasoline. The upper limit may be 120 MPa as an example.

高圧リタード噴射は、気筒１８内への燃料噴射の形態を工夫することによってＳＩモードにおける異常燃焼の発生を回避する。これとは異なり、異常燃焼の回避を目的として点火タイミングを遅角することが、従来から知られている。点火タイミングの遅角化は、未燃混合気の温度及び圧力の上昇を抑制することによって、その反応の進行を抑制する。しかしながら、点火タイミングの遅角化は熱効率及びトルクの低下を招くのに対し、高圧リタード噴射を行う場合は、燃料噴射の形態の工夫によって異常燃焼を回避する分、点火タイミングを進角させることが可能であるから、熱効率及びトルクが向上する。つまり、高圧リタード噴射は、異常燃焼を回避するだけでなく、その回避可能な分だけ、点火タイミングを進角することを可能にして、燃費の向上に有利になる。   The high pressure retarded injection avoids the occurrence of abnormal combustion in the SI mode by devising the form of fuel injection into the cylinder 18. Unlike this, it is conventionally known that the ignition timing is retarded for the purpose of avoiding abnormal combustion. The retarding of the ignition timing suppresses the progress of the reaction by suppressing the increase in the temperature and pressure of the unburned mixture. However, retarding the ignition timing leads to a decrease in thermal efficiency and torque, whereas when performing high-pressure retarded injection, the ignition timing can be advanced by an amount that avoids abnormal combustion by devising the form of fuel injection. Since it is possible, thermal efficiency and torque are improved. That is, the high pressure retarded injection not only avoids abnormal combustion, but also makes it possible to advance the ignition timing by the amount that can be avoided, which is advantageous in improving fuel consumption.

以上説明したように、ＳＩモードでの高圧リタード噴射は、噴射期間、混合気形成期間及び燃焼期間をそれぞれ短縮することが可能であるが、ＣＩモードの領域（３）で行う高圧リタード噴射は、噴射期間及び混合気形成期間をそれぞれ短縮することが可能である。つまり、気筒１８内に高い燃料圧力で燃料を噴射することにより気筒１８内の乱れが強くなることで、微粒化した燃料のミキシング性が高まり、圧縮上死点付近の遅いタイミングで燃料を噴射しても、比較的均質な混合気を速やかに形成することが可能になるのである。   As described above, the high pressure retarded injection in the SI mode can shorten the injection period, the mixture formation period, and the combustion period, but the high pressure retarded injection performed in the CI mode region (3) It is possible to shorten the injection period and the mixture formation period. In other words, the turbulence in the cylinder 18 is increased by injecting the fuel into the cylinder 18 at a high fuel pressure, so that the mixing performance of the atomized fuel is increased and the fuel is injected at a late timing near the compression top dead center. However, a relatively homogeneous air-fuel mixture can be quickly formed.

ＣＩモードでの高圧リタード噴射は、比較的負荷の高い領域において、圧縮上死点付近の遅いタイミングで燃料を噴射することにより、例えば圧縮行程期間中の過早着火を防止しつつ、前述の通り、概ね均質な混合気が速やかに形成されるため、圧縮上死点以降において、確実に圧縮着火させることが可能になる。そうして、モータリングにより気筒１８内の圧力が次第に低下する膨張行程期間において、圧縮着火燃焼が行われることで、燃焼が緩慢になり、圧縮着火燃焼に伴う気筒１８内の圧力上昇（ｄＰ／ｄｔ）が急峻になってしまうことが回避される。こうして、ＮＶＨの制約が解消される結果、ＣＩモードの領域が高負荷側に拡大する。   In the high pressure retarded injection in the CI mode, fuel is injected at a late timing near the compression top dead center in a relatively high load region, for example, while preventing premature ignition during the compression stroke period, as described above. Since a substantially homogeneous air-fuel mixture is quickly formed, it is possible to reliably perform compression ignition after the compression top dead center. Thus, in the expansion stroke period in which the pressure in the cylinder 18 gradually decreases due to motoring, the compression ignition combustion is performed, so that the combustion becomes slow, and the pressure increase in the cylinder 18 due to the compression ignition combustion (dP / It is avoided that dt) becomes steep. Thus, as a result of eliminating the NVH restriction, the CI mode region is expanded to the high load side.

このように、領域（３）〜（５）においては、高圧リタード噴射が実行され、この運転状態を高燃圧モードともいう。   Thus, in the regions (3) to (5), high-pressure retarded injection is executed, and this operating state is also referred to as a high fuel pressure mode.

ＳＩモードの説明に戻り、前述の通り、ＳＩモードの高圧リタード噴射は、燃料噴射をリタード期間内に行うことによって未燃混合気の反応可能時間を短縮させるものの、この反応可能時間の短縮は、エンジン１の回転数が比較的低い低速域においては、クランク角変化に対する実時間が長いため、有効であるのに対し、エンジン１の回転数が比較的高い高速域においては、クランク角変化に対する実時間が短いため、それほど有効でない。逆に、リタード噴射では、燃料噴射時期を圧縮上死点付近に設定するため、圧縮行程においては、燃料を含まない筒内ガス、言い換えると比熱比の高い空気が圧縮されるようになる。その結果、高速域においては、気筒１８内の圧縮端温度が高くなり、この高い圧縮端温度がノッキングを招くようになる。そのため、領域（５）においてリタード噴射のみを行うときには、点火タイミングを遅角化して、ノッキングを回避しなければならない場合も起き得る。   Returning to the description of the SI mode, as described above, the high pressure retarded injection in the SI mode shortens the reaction time of the unburned mixture by performing the fuel injection within the retard period. In the low speed range where the engine 1 has a relatively low rotational speed, the actual time for the crank angle change is long, which is effective. On the other hand, in the high speed range where the engine 1 has a relatively high rotational speed, the actual Not very effective due to short time. On the contrary, in the retard injection, since the fuel injection timing is set near the compression top dead center, in-cylinder gas not containing fuel, in other words, air having a high specific heat ratio is compressed in the compression stroke. As a result, in the high speed region, the compression end temperature in the cylinder 18 becomes high, and this high compression end temperature causes knocking. Therefore, when only the retard injection is performed in the region (5), it may occur that the ignition timing must be retarded to avoid knocking.

そこで、図４に示すように、ＳＩモードにおいて相対的に回転数の高い領域（５）では、図５（ｄ）に示すように、噴射する燃料の一部を、吸気行程期間内で気筒１８内に噴射すると共に、残りの燃料をリタード期間内で気筒１８内に噴射をする。吸気行程噴射では、圧縮行程中の筒内ガス（つまり、燃料を含む混合気）の比熱比を下げ、それによって圧縮端温度を低く抑えることが可能である。こうして、圧縮端温度が低くなることで、ノッキングを抑制することが可能になるから、点火タイミングを進角させることが可能になる。   Therefore, as shown in FIG. 4, in the region (5) where the rotational speed is relatively high in the SI mode, as shown in FIG. 5 (d), a part of the fuel to be injected is cylinder 18 within the intake stroke period. And the remaining fuel is injected into the cylinder 18 within the retard period. In the intake stroke injection, it is possible to lower the specific heat ratio of the in-cylinder gas (that is, the air-fuel mixture containing fuel) during the compression stroke, thereby keeping the compression end temperature low. Thus, since the compression end temperature is lowered, knocking can be suppressed, so that the ignition timing can be advanced.

また、高圧リタード噴射を行うことにより、前述の通り、圧縮上死点付近の気筒１８内（燃焼室１９内）において乱れが強くなり、燃焼期間が短くなる。このこともまた、ノッキングの抑制に有利になり、点火タイミングをさらに進角させることが可能になる。そうして、領域（５）においては、吸気行程噴射と高圧リタード噴射との分割噴射を行うことにより、異常燃焼を回避しつつ、熱効率を向上させることが可能になる。   Further, by performing the high pressure retarded injection, as described above, the turbulence becomes strong in the cylinder 18 (combustion chamber 19) near the compression top dead center, and the combustion period is shortened. This is also advantageous in suppressing knocking, and the ignition timing can be further advanced. Thus, in the region (5), by performing split injection of intake stroke injection and high pressure retarded injection, it is possible to improve thermal efficiency while avoiding abnormal combustion.

尚、領域（５）において燃焼期間を短縮させるために、高圧リタード噴射を行う代わりに多点点火構成を採用してもよい。つまり、複数の点火プラグを燃焼室内に臨んで配置し、領域（５）においては、吸気行程噴射を実行すると共に、その複数の点火プラグのそれぞれを駆動することにより、多点点火を行う。こうすることで、燃焼室１９内の複数の火種のそれぞれから火炎が広がるため、火炎の広がりが早くて燃焼期間が短くなる。その結果、高圧リタード噴射を採用した場合と同様に燃焼期間を短くして、熱効率の向上に有利になる。   In order to shorten the combustion period in the region (5), a multi-point ignition configuration may be adopted instead of performing high pressure retarded injection. That is, a plurality of ignition plugs are arranged facing the combustion chamber, and in the region (5), the intake stroke injection is executed and each of the plurality of ignition plugs is driven to perform multipoint ignition. By doing so, since the flame spreads from each of the plurality of fire types in the combustion chamber 19, the flame spreads quickly and the combustion period is shortened. As a result, the combustion period is shortened similarly to the case where high pressure retarded injection is employed, which is advantageous for improving the thermal efficiency.

このように、エンジン１は、各運転領域に応じた運転を行っている。   As described above, the engine 1 is operated according to each operation region.

〈発進時の燃料制御〉
また、エンジン１は、発進時（後進も含む）にシフト変更があったときに、燃料の噴射時期をリタードさせる発進時リタード制御を行う。以下に、エンジン１の発進時リタード制御について、図７，８を参照しながら詳しく説明する。図７は、発進時リタード制御におけるクラッチ、シフト及びエンジン回転数の状態を示す図である。図８は、発進時リタード制御の処理を示すフローチャートである。 <Fuel control at start-up>
Further, the engine 1 performs a retard control at the time of start to retard the fuel injection timing when there is a shift change at the time of start (including reverse). Hereinafter, the starting retard control of the engine 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing the state of the clutch, shift, and engine speed in the retard control at start. FIG. 8 is a flowchart showing a start retard control process.

この発進時リタード制御は、エンジン１の運転状態がアイドリング領域にあるときに行う。アイドリング領域は、図４の領域（０）であり、前記領域（１）に含まれている。つまり、アイドリング領域では、エンジン１は、排気の二度開きにより内部ＥＧＲを実行しつつ、少なくとも吸気行程から圧縮行程中期までの期間内において燃料を噴射し、圧縮着火燃焼を行っている。   This starting retard control is performed when the operating state of the engine 1 is in the idling region. The idling region is the region (0) in FIG. 4 and is included in the region (1). That is, in the idling region, the engine 1 performs internal EGR by opening the exhaust twice, and injects fuel at least within the period from the intake stroke to the middle of the compression stroke, and performs compression ignition combustion.

発進時には、まず、運転者によりクラッチペダルが操作され、クラッチ９２が遮断される（図７（Ａ）参照）。その後、運転者によりシフトレバー９３が操作され、手動変速機９１におけるギアがニュートラルから１速、２速、又はＲ（後進）等の発進に適切な変速段に変更される。その後、運転者によりクラッチペダルが操作され、クラッチ９２が徐々に締結される。このとき、エンジン回転数は、クラッチ９２が締結されるのに合わせて、一旦低下する。エンジン回転数が低下すると、燃料の噴射量が増加され、エンジン回転数は元の状態に戻る（図４の矢印参照）。   At the time of starting, first, the clutch pedal is operated by the driver, and the clutch 92 is disengaged (see FIG. 7A). Thereafter, the shift lever 93 is operated by the driver, and the gear in the manual transmission 91 is changed from a neutral gear to a gear position suitable for starting from 1st speed, 2nd speed, or R (reverse). Thereafter, the clutch pedal is operated by the driver, and the clutch 92 is gradually engaged. At this time, the engine speed temporarily decreases as the clutch 92 is engaged. When the engine speed decreases, the fuel injection amount increases and the engine speed returns to the original state (see the arrow in FIG. 4).

このように、発進時に手動変速機９１のギアをニュートラルから変更すると（厳密には、その後、クラッチ９２を締結すると）、エンジン回転数が一時的に低下する。その結果、エンジン１における１サイクルに要する時間が長くなる。そうすると、気筒１８内の燃料が高温に晒される時間が長くなり、過早着火が生じる可能性が高まる。特に、アイドリング領域では、排気の二度開きによりホットＥＧＲガスが気筒１８内に導入され、混合気が自着火する環境となっている。そのような環境下で、燃料が高温に晒される時間が長期化すると、混合気が所望の着火時期よりも前に自着火してしまう虞がある。   Thus, when the gear of the manual transmission 91 is changed from neutral at the start (strictly speaking, when the clutch 92 is subsequently engaged), the engine speed is temporarily reduced. As a result, the time required for one cycle in the engine 1 becomes longer. As a result, the time during which the fuel in the cylinder 18 is exposed to a high temperature becomes longer, and the possibility of premature ignition increases. In particular, in the idling region, hot EGR gas is introduced into the cylinder 18 by opening the exhaust twice, and the air-fuel mixture is self-ignited. In such an environment, if the time during which the fuel is exposed to a high temperature is prolonged, the air-fuel mixture may self-ignite before the desired ignition timing.

そこで、発進時に過早着火が生じ得る可能性が高いときには、リタード噴射を行うようにする。   Therefore, retard injection is performed when there is a high possibility that pre-ignition can occur at the start.

詳しくは、ＰＣＭ１０は、ステップＳ１において各種信号の読み込みを行う。具体的には、ＰＣＭ１０は、少なくとも水温センサＳＷ１１、クランク角センサＳＷ１２、燃圧センサＳＷ１６、車速センサＳＷ１７及びポジションセンサＳＷ１８からの出力信号を読み込む。   Specifically, the PCM 10 reads various signals in step S1. Specifically, the PCM 10 reads output signals from at least the water temperature sensor SW11, the crank angle sensor SW12, the fuel pressure sensor SW16, the vehicle speed sensor SW17, and the position sensor SW18.

ステップＳ２では、ＰＣＭ１０は、気筒１８内の温度が高いか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ１０は、エンジン冷却水の温度が所定の水温以上か否かを判定する。所定の水温は、例えば、燃料を吸気行程期間中に気筒内に噴射すると、過早着火等の異常燃焼を生じ得る温度に設定すればよい。つまり、エンジン冷却水の温度から気筒１８内の温度を間接的に判定する。ＰＣＭ１０は、エンジン冷却水の温度が所定の水温以上の場合はステップＳ３へ進む一方、エンジン冷却水の温度が所定の水温未満の場合はリターンへ進む。つまり、エンジン冷却水の温度が所定の水温未満の場合は、過早着火等の可能性が低いので、高圧リタード噴射を行わず、アイドリング領域における通常の燃料噴射（少なくとも吸気行程から圧縮行程中期までの期間内における低い燃料圧力での燃料噴射）を実行する。   In step S2, the PCM 10 determines whether or not the temperature in the cylinder 18 is high. Specifically, the PCM 10 determines whether or not the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than a predetermined water temperature. The predetermined water temperature may be set to a temperature at which abnormal combustion such as pre-ignition can occur when fuel is injected into the cylinder during the intake stroke period. That is, the temperature in the cylinder 18 is indirectly determined from the temperature of the engine coolant. The PCM 10 proceeds to step S3 when the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the predetermined water temperature, and proceeds to return when the temperature of the engine cooling water is lower than the predetermined water temperature. In other words, when the engine coolant temperature is lower than the predetermined water temperature, the possibility of premature ignition is low, so high pressure retarded injection is not performed, and normal fuel injection in the idling region (at least from the intake stroke to the middle of the compression stroke) Fuel injection at a low fuel pressure during the period of

次に、ステップＳ３において、ＰＣＭ１０は、車両が停車中か否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ１０は、車速が所定の車速以下か否かを判定する。所定の車速は、例えば、車両が停車中と判定できる車速に設定すればよく、例えば、５ｋｍ／ｈである。ＰＣＭ１０は、車速が所定の車速以下の場合はステップＳ４へ進む一方、車速が所定の車速よりも早い場合にはリターンへ進む。   Next, in step S3, the PCM 10 determines whether or not the vehicle is stopped. Specifically, the PCM 10 determines whether or not the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed. The predetermined vehicle speed may be set to a vehicle speed at which it can be determined that the vehicle is stopped, for example, 5 km / h. The PCM 10 proceeds to step S4 when the vehicle speed is equal to or lower than the predetermined vehicle speed, and proceeds to return when the vehicle speed is faster than the predetermined vehicle speed.

ステップＳ４では、ＰＣＭ１０は、手動変速機９１においてニュートラル状態からのシフト変更があったか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ１０は、ポジションセンサＳＷ１８からの出力信号に基づいて、シフトレバー９３がニュートラルから、１速、２速又はＲ等の他の変速段に変更されたか否かを検出する。ＰＣＭ１０は、シフトレバー９３がニュートラルから変更された場合はステップＳ５へ進む一方、シフトレバー９３がニュートラルから変更されない場合にはリターンへ進む。   In step S4, the PCM 10 determines whether or not the manual transmission 91 has been shifted from the neutral state. Specifically, the PCM 10 detects whether or not the shift lever 93 has been changed from neutral to another speed such as 1st speed, 2nd speed, or R based on the output signal from the position sensor SW18. The PCM 10 proceeds to step S5 when the shift lever 93 is changed from neutral, and proceeds to return when the shift lever 93 is not changed from neutral.

ステップＳ５では、ＰＣＭ１０は、燃料供給システム６２を制御して燃料の圧力を高める。具体的には、ＰＣＭ１０は、燃料の圧力を３０ＭＰａ以上に高める。   In step S5, the PCM 10 controls the fuel supply system 62 to increase the fuel pressure. Specifically, the PCM 10 increases the fuel pressure to 30 MPa or more.

続いて、ＰＣＭ１０は、ステップＳ６において、エンジン回転数が低下したか否かを判定する。具体的には、ＰＣＭ１０は、エンジン回転数が所定の回転数以下となったか否かを判定する。所定の回転数は、例えば、燃料を吸気行程期間中に気筒内に噴射すると、過早着火等の異常燃焼を生じ得る回転数に設定すればよい。ＰＣＭ１０は、エンジン回転数が所定の回転数以下である場合はステップＳ７へ進む一方、エンジン回転数が所定の回転数よりも高い場合はステップＳ６を繰り返す。   Subsequently, in step S6, the PCM 10 determines whether or not the engine speed has decreased. Specifically, the PCM 10 determines whether or not the engine speed has become a predetermined speed or less. The predetermined rotational speed may be set to a rotational speed at which abnormal combustion such as pre-ignition can occur when fuel is injected into the cylinder during the intake stroke period. The PCM 10 proceeds to step S7 when the engine speed is equal to or lower than the predetermined speed, but repeats step S6 when the engine speed is higher than the predetermined speed.

尚、ステップＳ６では、エンジン回転数がシフト変更前よりも低下したか否かを判定する、あるいは、エンジン回転数がシフト変更前よりも所定値以上低下したか否かを判定するようにしてもよい。   In step S6, it is determined whether or not the engine speed has decreased from before the shift change, or whether or not the engine speed has decreased by a predetermined value or more from before the shift change. Good.

ステップＳ７では、ＰＣＭ１０は、燃料噴射時期を遅角させる。具体的には、ＰＣＭ１０は、少なくとも圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間内の所定のタイミングで、気筒１８内に燃料噴射を実行する。このとき、燃料の圧力は、先のステップＳ５において、３０ＭＰａ以上に設定されている。   In step S7, the PCM 10 retards the fuel injection timing. Specifically, the PCM 10 performs fuel injection into the cylinder 18 at a predetermined timing at least within a period from the late stage of the compression stroke to the early stage of the expansion stroke. At this time, the fuel pressure is set to 30 MPa or more in the previous step S5.

つまり、気筒１８内の温度が高温であり、発進時に手動変速機９１がニュートラルから他の変速段にシフト変更され、エンジン回転数が低下したときには、燃料噴射時期が遅角される。これにより、混合気が高温に晒される時間を短くすることができるので、過早着火等の異常燃焼が生じることを抑制することができる。   That is, when the temperature in the cylinder 18 is high, and the manual transmission 91 is shifted from neutral to another gear position when starting, and the engine speed decreases, the fuel injection timing is retarded. Thereby, since the time which an air-fuel mixture is exposed to high temperature can be shortened, it can suppress that abnormal combustion, such as premature ignition, arises.

一方、気筒１８内の温度が低温のときや、車両た停車中でないときや、手動変速機９１がニュートラルからシフト変更されないときには、アイドリング領域の通常の設定で燃料噴射が実行される。   On the other hand, when the temperature in the cylinder 18 is low, when the vehicle is not stopped, or when the manual transmission 91 is not shifted from neutral, fuel injection is executed with the normal setting of the idling region.

したがって、実施形態１のエンジン１は、気筒１８を有し、幾何学的圧縮比が１５以上に設定されたエンジン本体と、前記エンジン本体に接続された手動変速機９１と、前記気筒１８内に燃料を噴射するように構成されたインジェクタ６７と、少なくとも前記インジェクタ６７を制御することによって前記エンジン本体を運転するように構成されたＰＣＭ１０とを備え、前記ＰＣＭ１０は、発進時に前記手動変速機９１がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときには、前記インジェクタ６７による燃料噴射時期を該手動変速機９１の状態変更前よりも遅角させる。   Therefore, the engine 1 of the first embodiment has the cylinder 18, the engine main body in which the geometric compression ratio is set to 15 or more, the manual transmission 91 connected to the engine main body, and the cylinder 18. An injector 67 configured to inject fuel; and a PCM 10 configured to operate the engine main body by controlling at least the injector 67. The PCM 10 is configured so that the manual transmission 91 is When the rotational speed of the engine main body is reduced from the neutral state, the fuel injection timing by the injector 67 is retarded from before the state change of the manual transmission 91.

前記の構成によれば、発進時に前記手動変速機９１がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときには、燃料噴射時期が遅角されるため、未燃混合気が高温に晒される時間が短くなる。その結果、過早着火等の異常燃焼の発生を抑制することができる。   According to the above configuration, when the manual transmission 91 is changed from the neutral state at the time of starting and the engine body speed is reduced, the fuel injection timing is retarded, so that the unburned mixture is exposed to a high temperature. The time it takes is shortened. As a result, the occurrence of abnormal combustion such as premature ignition can be suppressed.

また、エンジン１は、前記インジェクタ６７が噴射する燃料の圧力を設定するように構成された燃料供給システム６２をさらに備え、前記ＰＣＭ１０は、発進時に前記手動変速機９１がニュートラル状態から変更され且つ前記エンジン本体の回転数が低下したときの燃料噴射の燃料の圧力を、前記燃料供給システム６２を制御して該手動変速機９１の状態変更前よりも高くする。すなわち、燃料噴射時期を遅角させるときの燃料の圧力を手動変速機９１の変更前よりも高くする。具体的には、燃料の圧力を３０ＭＰａ以上とする。   The engine 1 further includes a fuel supply system 62 configured to set the pressure of the fuel injected by the injector 67, and the PCM 10 includes the manual transmission 91 changed from a neutral state at the start and the The fuel pressure of the fuel injection when the rotational speed of the engine body is reduced is controlled to be higher than that before the state change of the manual transmission 91 by controlling the fuel supply system 62. That is, the fuel pressure when retarding the fuel injection timing is made higher than that before the manual transmission 91 is changed. Specifically, the fuel pressure is set to 30 MPa or more.

燃焼噴射時期を遅角させると、噴射開始から所望の着火時期までの時間が短くなる。燃料の圧力によっては、必要な燃料を所望の着火時期までに噴射し切れない場合も生じ得る。そこで、燃料の圧力を高くすることによって、単位時間当たりに噴射される燃料が増大するので、必要な燃料を所望の着火時期までに噴射し切ることができる。   If the combustion injection timing is retarded, the time from the start of injection to the desired ignition timing is shortened. Depending on the pressure of the fuel, the required fuel may not be completely injected by the desired ignition timing. Therefore, by increasing the fuel pressure, the amount of fuel injected per unit time increases, so that the required fuel can be injected completely by the desired ignition timing.

さらに、燃料の圧力を上昇させると、前記噴射期間及び混合気形成期間を短縮することができる。そのため、同じ燃圧で噴射時期だけを遅角させる場合に比べて、未燃混合気が高温に晒される時間をより短くすることができる。   Further, when the fuel pressure is increased, the injection period and the mixture formation period can be shortened. Therefore, compared with the case where only the injection timing is retarded with the same fuel pressure, the time during which the unburned mixture is exposed to a high temperature can be shortened.

それに加えて、燃料の圧力を上昇させると、微粒化した燃料のミキシング性が高まり、概ね均質な混合気を速やかに形成することができる。そのため、噴射時期を遅角させたとしても、確実に圧縮着火させることができる。   In addition, when the fuel pressure is raised, the mixing property of the atomized fuel is increased, and a substantially homogeneous air-fuel mixture can be quickly formed. Therefore, even if the injection timing is retarded, the compression ignition can be reliably performed.

また、前記ＰＣＭ１０は、発進時に前記手動変速機９１がニュートラル状態から変更されたときに、前記燃料供給システム６２を制御して燃料の圧力を高めておく。   The PCM 10 controls the fuel supply system 62 to increase the fuel pressure when the manual transmission 91 is changed from the neutral state at the time of start.

燃料供給システム６２においては、燃料ポンプ６３によって燃料の圧力を上昇させる。そのため、燃料の圧力を上昇させるのには多少なりとも時間を要する。そのため、エンジン回転数が低下するときに備えて、手動変速機９１のシフト変更があった時点で燃料の圧力を前もって高めておく。そうすることで、その後にエンジン回転数が低下したときに高い圧力の燃料を即座に噴射することができる。   In the fuel supply system 62, the fuel pressure is increased by the fuel pump 63. Therefore, it takes some time to increase the fuel pressure. Therefore, in preparation for when the engine speed decreases, the fuel pressure is increased in advance when the shift of the manual transmission 91 is changed. By doing so, high pressure fuel can be injected immediately when the engine speed subsequently decreases.

また、エンジン１は、排気ガスを前記気筒１８内に導入するように構成された排気還流機構としての排気弁２２及びＶＶＬ７１をさらに備え、前記ＰＣＭ１０は、アイドリング時には、前記排気弁２２及びＶＶＬ７１によって前記気筒１８内に前記排気ガスを導入すると共に、前記気筒１８内の混合気を自着火により燃焼させる圧縮着火燃焼を行って前記エンジン本体を運転するように構成されている。   The engine 1 further includes an exhaust valve 22 and a VVL 71 as an exhaust gas recirculation mechanism configured to introduce exhaust gas into the cylinder 18, and the PCM 10 is operated by the exhaust valve 22 and the VVL 71 during idling. The exhaust gas is introduced into the cylinder 18 and the engine body is operated by performing compression ignition combustion in which the air-fuel mixture in the cylinder 18 is combusted by self-ignition.

エンジン１は、発進前はアイドリング状態であり、そのアイドリング時にはＥＧＲを行うと共に、圧縮着火燃焼を行っている。すなわち、発進前は、気筒１８内を高温にして、混合気が自着火する環境にしている。そのため、このような状態で、エンジン回転数が低下して、未燃混合気が高温に晒される時間が長くなると、過早着火等の異常燃焼が生じ易くなる。つまり、このようなエンジン１においては、前述のリタード噴射を行うことが特に有効である。   The engine 1 is in an idling state before starting, and at the time of idling, EGR is performed and compression ignition combustion is performed. That is, before starting, the inside of the cylinder 18 is heated to an environment in which the air-fuel mixture self-ignites. Therefore, in such a state, if the engine speed decreases and the time during which the unburned mixture is exposed to a high temperature becomes longer, abnormal combustion such as pre-ignition tends to occur. That is, in such an engine 1, it is particularly effective to perform the aforementioned retard injection.

また、前記ＰＣＭ１０は、前記気筒１８内の温度が所定温度以上のときに、前記燃料噴射時期を遅角させる制御を行う。   Further, the PCM 10 performs control to retard the fuel injection timing when the temperature in the cylinder 18 is equal to or higher than a predetermined temperature.

つまり、気筒１８内の温度が低ければ、エンジン回転数が低下しても過早着火等の異常燃焼が生じる可能性が低い。そのため、気筒１８内の温度が低いときには、燃料噴射時期を不要に遅角させない。それにより、吸気流動と混合気形成期間の長期化とが相俟って、均質な混合気が形成することができる。   That is, if the temperature in the cylinder 18 is low, there is a low possibility that abnormal combustion such as pre-ignition occurs even if the engine speed decreases. Therefore, when the temperature in the cylinder 18 is low, the fuel injection timing is not unnecessarily retarded. Accordingly, a homogeneous air-fuel mixture can be formed by combining the intake air flow and the lengthening of the air-fuel mixture formation period.

尚、ＰＣＭ１０は、燃料噴射時期を遅角させる際には、圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間内の所定のタイミングまで一律に遅角させているが、これに限られるものではない。例えば、ＰＣＭ１０は、気筒１８内の温度（例えば、エンジン冷却水の温度）に応じて、燃料噴射時期を遅角させる量を調整してもよい。具体的には、気筒１８内の温度が高いほど、燃料噴射時期を遅角させる量を多くしてもよい。つまり、気筒１８内の温度が高くなるほど、過早着火等の異常燃焼が生じる可能性が高くなるので、それに応じて、燃料噴射時期を遅角させる量を多くする。こうすることで、異常燃焼の回避と均質な混合気の形成とのバランスを図ることができる。   In addition, when retarding the fuel injection timing, the PCM 10 uniformly delays the fuel injection timing until a predetermined timing within a period from the latter stage of the compression stroke to the early stage of the expansion stroke, but is not limited thereto. For example, the PCM 10 may adjust the amount by which the fuel injection timing is retarded according to the temperature in the cylinder 18 (for example, the temperature of engine cooling water). Specifically, the amount by which the fuel injection timing is retarded may be increased as the temperature in the cylinder 18 is higher. That is, as the temperature in the cylinder 18 increases, the possibility of abnormal combustion such as pre-ignition increases, and accordingly, the amount by which the fuel injection timing is retarded is increased. By doing so, it is possible to achieve a balance between avoiding abnormal combustion and forming a homogeneous air-fuel mixture.

そのときには、燃料の圧力も、気筒１８内の温度（例えば、エンジン冷却水の温度）に応じて調整してもよい。具体的には、気筒１８内の温度が高くなるほど、燃料の圧力を高くしてもよい。前記の構成によれば、気筒１８内の温度が高くなるほど、燃料噴射時期が遅角されるので、燃料の噴射開始時期から所望の着火タイミングまでの期間が短くなる。そのため、必要な燃料を、所望の着火タイミングまでに噴射し切れない虞もある。そこで、遅角させた燃料噴射時期から所望の着火タイミングまでの期間に必要な燃料を噴射し切れるような圧力に燃料の圧力を設定するようにする。   At that time, the fuel pressure may also be adjusted according to the temperature in the cylinder 18 (for example, the temperature of the engine coolant). Specifically, the fuel pressure may be increased as the temperature in the cylinder 18 increases. According to the above configuration, as the temperature in the cylinder 18 increases, the fuel injection timing is retarded, so the period from the fuel injection start timing to the desired ignition timing is shortened. For this reason, there is a possibility that necessary fuel may not be injected by the desired ignition timing. Therefore, the fuel pressure is set to such a pressure that the necessary fuel can be injected during the period from the retarded fuel injection timing to the desired ignition timing.

《実施形態２》
続いて、実施形態２について説明する。 << Embodiment 2 >>
Next, Embodiment 2 will be described.

実施形態２に係るエンジン１は、燃料の分割噴射を行う。   The engine 1 according to the second embodiment performs split fuel injection.

詳しくは、ＰＣＭ１０は、少なくともアイドリング領域（０）においては、インジェクタ６７を制御して、吸気行程から圧縮行程中期までの間に１回、圧縮行程後期から膨張行程初期の間に１回、合計２回の燃料噴射を実行する。以下、先の燃料噴射を前段噴射、後の燃料噴射を後段噴射という。   Specifically, the PCM 10 controls the injector 67 at least in the idling region (0), once during the intake stroke to the middle of the compression stroke, once during the latter half of the compression stroke and the beginning of the expansion stroke, a total of 2 Fuel injections are performed. Hereinafter, the previous fuel injection is referred to as the front injection, and the subsequent fuel injection is referred to as the rear injection.

通常は、ＰＣＭ１０は、後段噴射の噴射量よりも前段噴射の噴射量の方を多くしており、より多くの燃料が圧縮行程後期までに噴射されるようにインジェクタ６７を制御している。例えば、前段噴射の噴射量と後段噴射の噴射量との比を９：１に設定している。   Normally, the PCM 10 increases the injection amount of the pre-stage injection more than the injection amount of the post-stage injection, and controls the injector 67 so that more fuel is injected before the end of the compression stroke. For example, the ratio of the injection amount of the front injection and the injection amount of the rear injection is set to 9: 1.

それに対し、気筒１８内の温度が高温であり、発進時に手動変速機９１がニュートラルから他の変速段にシフト変更され、エンジン回転数が低下したときには、全噴射量に対する後段噴射の噴射量の割合を、シフト変更前よりも高くする。例えば、前段噴射の噴射量と後段噴射の噴射量との比を１：９に設定する。これにより、前述のリタード噴射と類似した作用効果を奏することができる。つまり、後段噴射の噴射量の割合を高くすることによって、高温に晒される燃料を低減することができ、過早着火等の異常燃焼の発生を抑制することができる。   On the other hand, when the temperature in the cylinder 18 is high, the manual transmission 91 is shifted from neutral to another gear position at the time of starting, and the engine speed decreases, the ratio of the injection amount of the subsequent injection to the total injection amount Is higher than before the shift change. For example, the ratio of the injection amount of the front injection and the injection amount of the rear injection is set to 1: 9. Thereby, there can exist an effect similar to the above-mentioned retard injection. That is, by increasing the ratio of the post-injection injection amount, the fuel that is exposed to high temperatures can be reduced, and the occurrence of abnormal combustion such as premature ignition can be suppressed.

また、後段噴射の噴射量の割合を高くするときには、燃料の圧力を高める。具体的には、燃料の圧力を３０ＭＰａとする。   Further, when increasing the ratio of the injection amount of the post-stage injection, the fuel pressure is increased. Specifically, the fuel pressure is set to 30 MPa.

後段噴射の噴射量の割合を高くすると、燃料の圧力によっては、必要な燃料を所望の着火時期までに噴射し切れない場合も生じ得る。そこで、燃料の圧力を高くすることによって、単位時間当たりに噴射される燃料が増大するので、必要な燃料を所望の着火時期までに噴射し切ることができる。   When the ratio of the injection amount of the post-injection is increased, depending on the fuel pressure, the required fuel may not be completely injected by the desired ignition timing. Therefore, by increasing the fuel pressure, the amount of fuel injected per unit time increases, so that the required fuel can be injected completely by the desired ignition timing.

さらに、燃料の圧力を上昇させると、前記噴射期間及び混合気形成期間を短縮することができる。そのため、同じ燃圧で後段噴射の噴射量の割合だけを高くする場合に比べて、未燃混合気が高温に晒される時間をより短くすることができる。   Further, when the fuel pressure is increased, the injection period and the mixture formation period can be shortened. Therefore, the time during which the unburned mixture is exposed to a high temperature can be shortened as compared with a case where only the ratio of the injection amount of the subsequent injection is increased at the same fuel pressure.

それに加えて、燃料の圧力を上昇させると、微粒化した燃料のミキシング性が高まり、概ね均質な混合気を速やかに形成することができる。そのため、後段噴射の噴射量の割合を高くしたとしても、確実に圧縮着火させることができる。   In addition, when the fuel pressure is raised, the mixing property of the atomized fuel is increased, and a substantially homogeneous air-fuel mixture can be quickly formed. Therefore, even if the ratio of the injection amount of the post-stage injection is increased, the compression ignition can be surely performed.

また、実施形態１と同様に、ＰＣＭ１０は、手動変速機９１のシフト変更があった時点で燃料の圧力を前もって高めておく。さらには、ＰＣＭ１０は、前記気筒１８内の温度が所定温度以上のときに、前記後段噴射の噴射量の割合を高くする制御を行う。   Similarly to the first embodiment, the PCM 10 increases the fuel pressure in advance when the shift of the manual transmission 91 is changed. Further, the PCM 10 performs control to increase the ratio of the post-injection injection amount when the temperature in the cylinder 18 is equal to or higher than a predetermined temperature.

したがって、実施形態２のエンジン１は、気筒１８を有し、幾何学的圧縮比が１５以上に設定されたエンジン本体と、前記エンジン本体に接続された手動変速機９１と、前記気筒１８内に燃料を噴射するように構成されたインジェクタ６７と、少なくとも前記インジェクタ６７を制御することによって前記エンジン本体を運転するように構成されたＰＣＭ１０とを備え、前記ＰＣＭ１０は、吸気行程から圧縮行程の間に、少なくとも前段噴射と該前段噴射よりも後の後段噴射とを含む分割噴射を前記インジェクタ６７に行わせるように構成されており、発進時に前記手動変速機９１がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときには、前記インジェクタ６７による全噴射量に対する前記後段噴射の噴射量の割合を該手動変速機９１の状態変更前よりも高くする。   Therefore, the engine 1 of the second embodiment includes the cylinder 18 and has an engine main body whose geometric compression ratio is set to 15 or more, a manual transmission 91 connected to the engine main body, and the cylinder 18. An injector 67 configured to inject fuel; and a PCM 10 configured to operate the engine body by controlling at least the injector 67, wherein the PCM 10 is between an intake stroke and a compression stroke. The injector 67 is configured to cause the injector 67 to perform split injection including at least the front-stage injection and the rear-stage injection after the front-stage injection, and the engine main body is changed when the manual transmission 91 is changed from the neutral state when starting. The ratio of the injection amount of the latter stage injection to the total injection amount by the injector 67 To be higher than before the state change of 該手 dynamic transmission 91.

前記の構成によれば、発進時に前記手動変速機９１がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときには、後段噴射の噴射量の割合が高くなるため、長期間、高温に晒される燃料が低減される。その結果、過早着火等の異常燃焼の発生を抑制することができる。   According to the above configuration, when the manual transmission 91 is changed from the neutral state at the time of start-up and the rotational speed of the engine main body decreases, the ratio of the injection amount of the post-injection increases, so that it is exposed to a high temperature for a long time. Fuel is reduced. As a result, the occurrence of abnormal combustion such as premature ignition can be suppressed.

尚、前述の前段噴射の噴射量と後段噴射の噴射量との比は一例であって、これ以外の比であってもよい。   In addition, the ratio of the injection quantity of the above-mentioned front | former stage injection and the injection quantity of a back | latter stage injection is an example, Comprising: Other ratios may be sufficient.

また、前段噴射が先で後段噴射が後である限り、それぞれの噴射時期をどのタイミングに設定してもよい。例えば、前段噴射及び後段噴射の両方を圧縮行程後期から膨張行程初期の間に設定してもよい。   Further, as long as the pre-injection is first and the post-injection is later, the respective injection timings may be set at any timing. For example, both the pre-stage injection and the post-stage injection may be set between the late stage of the compression stroke and the early stage of the expansion stroke.

さらに、全噴射量に対する後段噴射の噴射量の割合は、気筒１８内の温度に応じて調整してもよい。具体的には、気筒１８内の温度が高くなるほど、全噴射量に対する後段噴射の噴射量の割合を高くしてもよい。さらには、後段噴射の噴射量が多すぎると、燃料の圧力が低いままでは、所望の着火タイミングまでに必要な燃料を噴射し切れない場合も生じ得る。そこで、全噴射量に対する後段噴射の噴射量の割合を高くするのに合わせて、燃料の圧力を上昇させてもよい。
《その他の実施形態》
前記実施形態では、アイドリング領域（０）において、排気の二度開きによる内部ＥＧＲを行いつつ、圧縮着火燃焼を行っているが、これに限られるものではない。すなわち、アイドリング領域（０）においては、ＥＧＲを行っていてもよいし、行っていなくてもよい。ＥＧＲを行うとしても、排気の二度開きによるものでなくてもよい。また、燃焼形態も、圧縮着火燃焼に限られるものではない。 Furthermore, the ratio of the post-injection injection amount to the total injection amount may be adjusted according to the temperature in the cylinder 18. Specifically, the ratio of the injection amount of the post-stage injection to the total injection amount may be increased as the temperature in the cylinder 18 becomes higher. Furthermore, if the injection amount of the post-injection is too large, it may occur that the necessary fuel cannot be injected by the desired ignition timing if the fuel pressure remains low. Therefore, the fuel pressure may be increased in accordance with an increase in the ratio of the post injection amount to the total injection amount.
<< Other Embodiments >>
In the above-described embodiment, the compression ignition combustion is performed in the idling region (0) while performing the internal EGR by opening the exhaust twice, but this is not restrictive. That is, EGR may or may not be performed in the idling region (0). Even if EGR is performed, it does not have to be due to the double opening of the exhaust. Also, the combustion mode is not limited to compression ignition combustion.

前記実施形態１では、発進時のシフト変更があってエンジン回転数が低下したときに燃料噴射時期を圧縮行程後期から膨張行程初期までの期間内の所定のタイミングまで遅角させているが、これに限られるものではない。すなわち、シフト変更前よりも燃料噴射時期を遅角させる限りは、燃料噴射時期は前記タイミングに限られるものではない。   In the first embodiment, the fuel injection timing is retarded to a predetermined timing within the period from the late stage of the compression stroke to the early stage of the expansion stroke when there is a shift change at the start and the engine speed decreases. It is not limited to. That is, as long as the fuel injection timing is retarded from before the shift change, the fuel injection timing is not limited to the above timing.

前記実施形態では、燃料噴射時期を遅角させるとき、又は後段噴射の噴射量の割合を高くするときには、燃料の圧力を高めているが、これに限られるものではない。すなわち、燃圧を変えることなく、燃料噴射時期を遅角させたり、後段噴射の噴射量の割合を高くしてもよい。   In the above embodiment, the fuel pressure is increased when the fuel injection timing is retarded, or when the ratio of the injection amount of the post-injection is increased, but this is not a limitation. That is, without changing the fuel pressure, the fuel injection timing may be retarded or the ratio of the injection amount of the subsequent injection may be increased.

前記フローチャートにおける各ステップは、前述の作用効果を奏する限りにおいては、適時順序を変更したり、並列に処理したりしてもよい。   Each step in the flowchart may be changed in a timely manner or may be processed in parallel as long as the above-described effects are achieved.

また、前記実施形態では、気筒１８内の温度を、エンジン冷却水の水温を用いて間接的に検出しているが、これに限られるものではない。気筒１８内の温度を検出できる限りにおいては、任意の構成を採用することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the temperature in the cylinder 18 is indirectly detected using the water temperature of engine cooling water, it is not restricted to this. Any configuration can be adopted as long as the temperature in the cylinder 18 can be detected.

また、吸気行程期間内における燃料噴射は、気筒１８内に設けたインジェクタ６７ではなく、別途、吸気ポート１６に設けたポートインジェクタを通じて、吸気ポート１６内に燃料を噴射してもよい。   In addition, fuel may be injected into the intake port 16 through a port injector separately provided in the intake port 16 instead of the injector 67 provided in the cylinder 18 during the intake stroke period.

また、エンジン１は、直列４気筒エンジンに限らず、直列３気筒、直列２気筒、直列６気筒エンジン等に適用してもよい。また、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒、水平対向４気筒等の各種のエンジンに適用可能である。   The engine 1 is not limited to an in-line 4-cylinder engine, and may be applied to an in-line 3-cylinder, in-line 2-cylinder, in-line 6-cylinder engine, or the like. Further, the present invention can be applied to various engines such as a V type 6 cylinder, a V type 8 cylinder, and a horizontally opposed 4 cylinder.

さらに、前記の説明では、所定の運転領域において混合気の空燃比を理論空燃比（λ≒１）に設定しているが、混合気の空燃比をリーンに設定してもよい。但し、空燃比を理論空燃比に設定することは、三元触媒の利用が可能になるという利点がある。   Further, in the above description, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is set to the stoichiometric air-fuel ratio (λ≈1) in the predetermined operation region, but the air-fuel ratio of the air-fuel mixture may be set to lean. However, setting the air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio has the advantage that a three-way catalyst can be used.

図４に示す運転領域は例示であり、これ以外にも様々な運転領域を設けることが可能である。   The operation region shown in FIG. 4 is an example, and various operation regions other than this can be provided.

また、高圧リタード噴射は、必要に応じて分割噴射にしてもよく、同様に、吸気行程噴射もまた、必要に応じて分割噴射にしてもよい。これらの分割噴射では、吸気行程と圧縮行程とのそれぞれにおいて燃料を噴射してもよい。   Further, the high-pressure retarded injection may be divided injection as necessary, and similarly, the intake stroke injection may also be divided injection as necessary. In these divided injections, fuel may be injected in each of the intake stroke and the compression stroke.

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。   As described above, the embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated by the said embodiment and it can also be set as new embodiment. In addition, among the components described in the accompanying drawings and detailed description, not only the components essential for solving the problem, but also the components not essential for solving the problem in order to exemplify the above technique. May also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.

以上説明したように、ここに開示された技術は、火花点火式直噴エンジンについて有用である。   As described above, the technology disclosed herein is useful for a spark ignition direct injection engine.

１ エンジン（エンジン本体）
１０ ＰＣＭ（制御器）
１８ 気筒
２２ 排気弁（排気還流機構）
６２ 燃料供給システム（燃圧設定機構）
６７ インジェクタ（燃料噴射弁）
７１ ＶＶＬ（排気還流機構）
９１ 手動変速機 1 Engine (Engine body)
10 PCM (controller)
18 cylinder 22 exhaust valve (exhaust gas recirculation mechanism)
62 Fuel supply system (fuel pressure setting mechanism)
67 Injector (fuel injection valve)
71 VVL (exhaust gas recirculation mechanism)
91 Manual transmission

Claims (8)

気筒を有し、幾何学的圧縮比が１５以上に設定されたエンジン本体と、
前記エンジン本体に接続された手動変速機と、
前記気筒内に燃料を噴射するように構成された燃料噴射弁と、
少なくとも前記燃料噴射弁を制御することによって前記エンジン本体を運転するように構成された制御器とを備え、
前記制御器は、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときには、前記燃料噴射弁による燃料噴射時期を該手動変速機の状態変更前よりも遅角させる火花点火式エンジン。 An engine body having cylinders and a geometric compression ratio set to 15 or higher;
A manual transmission connected to the engine body;
A fuel injection valve configured to inject fuel into the cylinder;
A controller configured to operate the engine body by controlling at least the fuel injection valve;
When the manual transmission is changed from the neutral state at the time of starting and the rotational speed of the engine body is reduced at the time of starting, the controller retards the fuel injection timing by the fuel injection valve from before the state change of the manual transmission. A spark ignition engine. 気筒を有し、幾何学的圧縮比が１５以上に設定されたエンジン本体と、
前記エンジン本体に接続された手動変速機と、
前記気筒内に燃料を噴射するように構成された燃料噴射弁と、
少なくとも前記燃料噴射弁を制御することによって前記エンジン本体を運転するように構成された制御器とを備え、
前記制御器は、
吸気行程から圧縮行程の間に、少なくとも前段噴射と該前段噴射よりも後の後段噴射とを含む分割噴射を前記燃料噴射弁に行わせるように構成されており、
発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときには、前記燃料噴射弁による全噴射量に対する前記後段噴射の噴射量の割合を該手動変速機の状態変更前よりも高くする火花点火式エンジン。 An engine body having cylinders and a geometric compression ratio set to 15 or higher;
A manual transmission connected to the engine body;
A fuel injection valve configured to inject fuel into the cylinder;
A controller configured to operate the engine body by controlling at least the fuel injection valve;
The controller is
Between the intake stroke and the compression stroke, the fuel injection valve is configured to cause the fuel injection valve to perform split injection including at least the front injection and the rear injection after the front injection,
When the manual transmission is changed from the neutral state at the time of start-up, and the rotational speed of the engine body decreases, the ratio of the injection amount of the rear stage injection to the total injection amount by the fuel injection valve is set before the state change of the manual transmission. Spark ignited engine to make it higher. 請求項１又は２に記載の火花点火式エンジンにおいて、
前記燃料噴射弁が噴射する燃料の圧力を設定するように構成された燃圧設定機構をさらに備え、
前記制御器は、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されて前記エンジン本体の回転数が低下したときの燃料噴射の燃料の圧力を、前記燃圧設定機構を制御して該手動変速機の状態変更前よりも高くする火花点火式エンジン。 The spark ignition engine according to claim 1 or 2,
A fuel pressure setting mechanism configured to set a pressure of fuel injected by the fuel injection valve;
The controller controls the fuel pressure setting mechanism by controlling the fuel pressure setting mechanism when the manual transmission is changed from the neutral state at the time of start and the engine body speed decreases, and the fuel pressure setting mechanism controls the manual transmission. A spark ignition engine that is higher than before the change of state. 請求項３に記載の火花点火式エンジンにおいて、
前記制御器は、発進時に前記手動変速機がニュートラル状態から変更されたときに、前記燃圧設定機構を制御して燃料の圧力を高めておく火花点火式エンジン。 The spark ignition engine according to claim 3,
The controller is a spark ignition type engine that controls the fuel pressure setting mechanism to increase the fuel pressure when the manual transmission is changed from the neutral state at the time of starting. 請求項３に記載の火花点火式エンジンにおいて、
前記手動変速機の状態変更前よりも高められる燃料の圧力は、３０ＭＰａ以上である火花点火式エンジン。 The spark ignition engine according to claim 3,
A spark ignition engine in which the pressure of the fuel that is increased more than before the state change of the manual transmission is 30 MPa or more. 請求項１又は２に記載の火花点火式エンジンにおいて、
排気ガスを前記気筒内に導入するように構成された排気還流機構をさらに備え、
前記制御器は、アイドリング時には、前記排気還流機構によって前記気筒内に前記排気ガスを導入すると共に、前記気筒内の混合気を自着火により燃焼させる圧縮着火燃焼を行って前記エンジン本体を運転するように構成されている火花点火式エンジン。 The spark ignition engine according to claim 1 or 2,
An exhaust gas recirculation mechanism configured to introduce exhaust gas into the cylinder;
When idling, the controller introduces the exhaust gas into the cylinder by the exhaust gas recirculation mechanism and performs compression ignition combustion in which the air-fuel mixture in the cylinder is combusted by self-ignition so as to operate the engine body. A spark ignition engine that is configured to. 請求項１に記載の火花点火式エンジンにおいて、
前記制御器は、前記気筒内の温度が所定温度以上のときに、前記燃料噴射時期を遅角させる制御を行う火花点火式エンジン。 The spark ignition engine according to claim 1,
The controller is a spark ignition engine that performs control to retard the fuel injection timing when the temperature in the cylinder is equal to or higher than a predetermined temperature. 請求項２に記載の火花点火式エンジンにおいて、
前記制御器は、前記気筒内の温度が所定温度以上のときに、前記後段噴射の噴射量の割合を高くする制御を行う火花点火式エンジン。 The spark ignition engine according to claim 2,
The controller is a spark ignition engine that performs control to increase a ratio of an injection amount of the post-stage injection when a temperature in the cylinder is equal to or higher than a predetermined temperature.
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