JP2019203402A - Combustion control method and combustion control device for engine - Google Patents

Abstract

To improve the combustion stability of an engine 1 by appropriately utilizing non-equilibrium plasma.SOLUTION: At least in a compression stroke, non-equilibrium plasma is generated between electrodes of plasma generating means (a discharge plug 13) by applying first pulse voltage therebetween to cause electric discharge. Right after finishing the generation of the non-equilibrium plasma, thermal equilibrium plasma is generated between the electrodes of the plasma generating means (the discharge plug 13) by applying second pulse voltage therebetween to cause electric discharge.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

ここに開示された技術は、エンジンの燃焼制御方法及び燃焼制御装置に関する技術分野に属する。   The technology disclosed herein belongs to a technical field related to an engine combustion control method and a combustion control device.

従来より、電極間に電圧を印加することにより燃焼室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を備えたエンジンが知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an engine provided with a plasma generating means for generating plasma in a combustion chamber by applying a voltage between electrodes.

例えば、特許文献１には、中心電極と接地電極との電極間に放電が生じる点火プラグ（プラズマ生成手段）と、中心電極を流れる電流を計測する第１電流計と、接地電極を流れる電流を計測する第２電流とを備え、電極間に低温プラズマ状態（非平衡プラズマ状態）を形成する短パルスの電界を発生される場合に、第１電流計で計測された電流値と第２電流計で計測された電流値との際から、電極間に流れる気体の流速を計測するエンジン（内燃機関）が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a spark plug (plasma generating means) that generates a discharge between an electrode between a center electrode and a ground electrode, a first ammeter that measures a current flowing through the center electrode, and a current that flows through the ground electrode. A current value measured by the first ammeter and a second ammeter when a short pulse electric field is generated between the electrodes to form a low temperature plasma state (non-equilibrium plasma state). An engine (internal combustion engine) that measures the flow velocity of the gas flowing between the electrodes from the current value measured in (1) is disclosed.

特開２０１４−１４１９１９号公報JP 2014-141919 A

ところで、例えば、エンジンのリーン燃焼時のように、燃焼のきっかけとなる火炎核が形成されにくく、また、火炎伝播しづらいような運転状態では、エンジンの燃焼安定性が低下することがある。これに対して、本発明者らが鋭意研究したところ、プラズマ生成手段の電極間に、燃焼室内に非平衡プラズマが生じるように電圧を印加して放電させると、燃焼室内での燃料の燃焼を促進する物質が生成され、エンジンの燃焼安定性が向上することが分かった。   By the way, for example, when the engine burns lean, it is difficult to form a flame nucleus that triggers combustion, and in an operating state in which flame propagation is difficult, the combustion stability of the engine may be reduced. On the other hand, when the present inventors diligently researched, when a voltage was applied between the electrodes of the plasma generating means to cause discharge so that non-equilibrium plasma was generated in the combustion chamber, combustion of fuel in the combustion chamber was caused. It has been found that a promoting substance is produced and the combustion stability of the engine is improved.

特許文献１に記載のものでは、非平衡プラズマを生じさせてはいるものの、燃焼室内での燃料の燃焼に利用することが全く開示されていない。このため、非平衡プラズマを利用して、エンジンの燃焼安定性を向上させるという観点からは改良の余地がある。   Although what is described in Patent Document 1 generates non-equilibrium plasma, it is not disclosed at all to be used for combustion of fuel in a combustion chamber. For this reason, there is room for improvement from the viewpoint of using the non-equilibrium plasma to improve the combustion stability of the engine.

ここに開示された技術は、斯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、非平衡プラズマを適切に利用して、エンジンの燃焼安定性を向上させることにある。   The technique disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to improve the combustion stability of the engine by appropriately using non-equilibrium plasma.

上記課題を解決するために、ここに開示された技術では、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の各工程がこの順で繰り返される燃焼室を有するエンジン本体と、上記燃焼室内に臨むように配置され、電極間に電圧を印加することによる放電により上記燃焼室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、上記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給手段とを備え、上記燃料供給手段により供給された燃料によって形成される混合気を上記燃焼室内で燃焼させるエンジンの燃焼制御方法を対象にして、少なくとも圧縮行程において、上記プラズマ生成手段の上記電極間に、第１パルス電圧を印加して放電させることで、非平衡プラズマを生成する非平衡プラズマ生成工程と、上記非平衡プラズマ生成工程の終了直後に、上記プラズマ生成手段の上記電極間に、第２パルス電圧を印加して放電させることで、熱平衡プラズマを生成する熱平衡プラズマ生成工程と、を含む、ものとした。   In order to solve the above problems, in the technique disclosed herein, an engine main body having a combustion chamber in which the steps of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke are repeated in this order, and the combustion chamber faces the combustion chamber. And a plasma generation means for generating plasma in the combustion chamber by discharge by applying a voltage between the electrodes, and a fuel supply means for supplying fuel into the combustion chamber, and is supplied by the fuel supply means. The first pulse voltage is applied between the electrodes of the plasma generating means to discharge at least in the compression stroke, for a combustion control method of an engine that burns an air-fuel mixture formed by the fuel in the combustion chamber Therefore, immediately after the non-equilibrium plasma generation process for generating the non-equilibrium plasma and the non-equilibrium plasma generation process is completed, Between the electrodes of, by discharging by applying a second pulse voltage, comprising a thermal plasma generation step of generating a thermal plasma, and was a thing.

この構成によると、少なくとも圧縮行程において非平衡プラズマを生じさせることで、燃焼室内に燃料の燃焼を促進する物質（以下、活性種という）が生成される。これにより、熱平衡プラズマを生じさせたときに、火炎核が形成されやすくなる。また、上記活性種が燃焼室内に拡散していれば、上記火炎核から火炎が伝播しやすくなる。これにより、エンジンの燃焼安定性を向上させることができる。   According to this configuration, non-equilibrium plasma is generated at least in the compression stroke, so that a substance that promotes fuel combustion (hereinafter referred to as active species) is generated in the combustion chamber. As a result, flame nuclei are easily formed when a thermal equilibrium plasma is generated. Further, if the active species are diffused in the combustion chamber, the flame is easily propagated from the flame core. Thereby, the combustion stability of the engine can be improved.

上記エンジンの燃焼制御方法の一実施形態では、上記第１パルス電圧は、パルス幅が第１所定値以上かつ該第１所定値よりも大きい第２所定値未満のパルス電圧であり、上記第２パルス電圧は、パルス幅が上記第２所定値以上のパルス電圧である。   In one embodiment of the engine combustion control method, the first pulse voltage is a pulse voltage having a pulse width of a first predetermined value or more and less than a second predetermined value greater than the first predetermined value, and the second pulse voltage. The pulse voltage is a pulse voltage having a pulse width equal to or greater than the second predetermined value.

すなわち、一般に、非平衡プラズマと熱平衡プラズマとは、プラズマ生成手段の電極間に印加するパルス電圧のパルス幅を制御することにより、それぞれ切り分けて生成することができる。よって、上記の構成により、非平衡プラズマ及び熱平衡プラズマを、目的に合わせて効率的に生成することができる。この結果、エンジンの燃焼安定性をより向上させることができる。   That is, in general, the non-equilibrium plasma and the thermal equilibrium plasma can be generated separately by controlling the pulse width of the pulse voltage applied between the electrodes of the plasma generating means. Therefore, with the above configuration, non-equilibrium plasma and thermal equilibrium plasma can be efficiently generated according to the purpose. As a result, the combustion stability of the engine can be further improved.

上記エンジンの燃焼制御方法において、上記非平衡プラズマ生成工程は、上記エンジンの運転状態が、上記燃焼室内の混合気におけるガスと燃料との比であるＧ／Ｆが１６以上となる運転状態であるときに実行する工程であってもよい。   In the engine combustion control method, the non-equilibrium plasma generation step is an operation state in which an operation state of the engine is a G / F which is a ratio of gas to fuel in the mixture in the combustion chamber of 16 or more. It may be a process that is sometimes executed.

すなわち、Ｇ／Ｆが１６以上となる運転状態では、リーンな状態であるため、エンジンの燃焼安定性が低下しやすい。このため、Ｇ／Ｆが１６以上の運転状態において非平衡プラズマ生成工程を実行することによって、エンジンの燃焼安定性を向上させるという効果を適切に発揮することができる。   That is, in an operating state where G / F is 16 or more, since it is a lean state, the combustion stability of the engine tends to decrease. For this reason, the effect of improving the combustion stability of the engine can be appropriately exhibited by executing the non-equilibrium plasma generation step in an operating state where the G / F is 16 or more.

上記エンジンの燃焼制御方法において、上記エンジンは、排気行程で上記燃焼室内から排出された排気を、該燃焼室内に還流させる排気還流手段を更に備え、上記非平衡プラズマ生成工程は、上記エンジンの運転状態が、上記燃焼室内の全ガス量に対する該ガス中の排気の量の比であるＥＧＲ率が２０％以上となる運転状態であるときに実行する工程であってもよい。   In the engine combustion control method, the engine further includes exhaust gas recirculation means for recirculating exhaust gas exhausted from the combustion chamber in an exhaust stroke into the combustion chamber, and the non-equilibrium plasma generation step is performed by operating the engine. The process may be executed when the state is an operation state in which an EGR rate, which is a ratio of the amount of exhaust gas in the gas to the total gas amount in the combustion chamber, is 20% or more.

すなわち、ＥＧＲ率が２０％以上となる運転状態では、燃焼室内の酸素濃度がかなり低いため、エンジンの燃焼安定性が低下しやすい。このため、ＥＧＲ率が２０％以上となる運転状態において非平衡プラズマ生成工程と熱平衡プラズマ生成工程とを実行することによって、エンジンの燃焼安定性を向上させるという効果をより適切に発揮することができる。   In other words, in an operating state where the EGR rate is 20% or more, the oxygen concentration in the combustion chamber is quite low, so the combustion stability of the engine tends to decrease. For this reason, the effect of improving the combustion stability of the engine can be more appropriately exhibited by executing the non-equilibrium plasma generation step and the thermal equilibrium plasma generation step in an operating state where the EGR rate is 20% or more. .

上記エンジンの燃焼制御方法において、上記非平衡プラズマ生成工程を実行する期間は、上記熱平衡プラズマ生成工程を実行する期間よりも長くてもよい。   In the engine combustion control method, the period for executing the non-equilibrium plasma generation step may be longer than the period for executing the thermal equilibrium plasma generation step.

この構成によると、非平衡プラズマ生成工程において、燃焼室内に出来る限り多くの上記活性種を生成することができるため、熱平衡プラズマ生成工程を実行した際の混合気の燃焼がスムーズに進行する。よって、エンジンの燃焼安定性を一層向上させることができる。   According to this configuration, as many active species as possible can be generated in the combustion chamber in the non-equilibrium plasma generation step, so that the combustion of the air-fuel mixture proceeds smoothly when the thermal equilibrium plasma generation step is executed. Therefore, the combustion stability of the engine can be further improved.

上記エンジンの燃焼制御方法において、上記非平衡プラズマ生成工程は、少なくとも、圧縮行程後期でかつ上記燃料供給手段による燃料の供給後に実行する工程であり、上記非平衡プラズマ生成工程を実行する期間の長さは、圧縮行程が実行される期間の１／４以上の長さであってもよい。   In the engine combustion control method, the non-equilibrium plasma generation step is a step that is executed at least in the latter half of the compression stroke and after the fuel is supplied by the fuel supply means, and the length of the period for executing the non-equilibrium plasma generation step is long. The length may be ¼ or more of the period during which the compression stroke is performed.

この構成によると、圧縮行程プラズマ生成手段の電極周辺に、燃料と吸気との混合気が存在するようになり、非平衡プラズマ生成工程で生成される上記活性種によって、プラズマ生成手段の電極周辺において、局所的な低温酸化反応が発生する。これにより、プラズマ生成手段の電極周辺の温度が高くなるため、熱平衡プラズマ生成工程により熱平衡プラズマを生成した際に、火炎核が形成されやすくなる。この結果、エンジンの燃焼安定性がより一層向上される。   According to this configuration, there is a mixture of fuel and intake air around the electrode of the compression stroke plasma generation means, and the active species generated in the non-equilibrium plasma generation step causes the mixture around the electrode of the plasma generation means. A local low-temperature oxidation reaction occurs. As a result, the temperature around the electrode of the plasma generating means becomes high, so that when a thermal equilibrium plasma is generated by the thermal equilibrium plasma generation process, flame nuclei are easily formed. As a result, the combustion stability of the engine is further improved.

本開示に係る技術の別の態様は、上記エンジンの燃焼制御装置に係る技術である。具体的には、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の各工程がこの順で繰り返される燃焼室を有するエンジン本体と、上記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給手段とを備え、上記燃料供給手段により供給された燃料によって形成される混合気を上記燃焼室内で燃焼させるエンジンの燃焼制御装置を対象として、上記燃焼室内に臨むように配置され、電極間に電圧を印加することによる放電により上記燃焼室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、上記プラズマ生成手段及び上記燃料供給手段の作動を制御する制御手段とを更に備え、上記制御手段は、少なくとも圧縮行程において、上記プラズマ生成手段の上記電極間に、第１パルス電圧を印加して放電させることで、非平衡プラズマを生成する非平衡プラズマ生成制御を実行するとともに、上記非平衡プラズマ生成制御の終了直後に、上記プラズマ生成手段の上記電極間に、第２パルス電圧を印加して放電させることで、熱平衡プラズマを生成する熱平衡プラズマ生成制御とを実行するように構成されている、ものとした。   Another aspect of the technology according to the present disclosure is a technology related to the engine combustion control device. Specifically, an engine body having a combustion chamber in which the steps of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke are repeated in this order, and a fuel supply means for supplying fuel into the combustion chamber, An engine combustion control device for combusting an air-fuel mixture formed by the fuel supplied by the supply means in the combustion chamber is disposed so as to face the combustion chamber, and is discharged by applying a voltage between the electrodes. Plasma generation means for generating plasma in the combustion chamber, and control means for controlling the operation of the plasma generation means and the fuel supply means, the control means at least in the compression stroke, the control means of the plasma generation means A non-equilibrium plasma generation control for generating a non-equilibrium plasma is executed by applying a first pulse voltage between the electrodes to cause discharge. At the same time, immediately after the non-equilibrium plasma generation control is finished, a second pulse voltage is applied between the electrodes of the plasma generation means to cause discharge, thereby executing thermal equilibrium plasma generation control for generating thermal equilibrium plasma. It was supposed to be configured.

この構成でも、燃焼室内に上記活性種が生成されるため、熱平衡プラズマを生じさせたときに、火炎核が形成されやすくなる。また、上記活性種が燃焼室内に拡散していれば、上記火炎核から火炎が伝播しやすくなる。これにより、エンジンの燃焼安定性を向上させることができる。   Even in this configuration, since the active species are generated in the combustion chamber, flame nuclei are easily formed when a thermal equilibrium plasma is generated. Further, if the active species are diffused in the combustion chamber, the flame is easily propagated from the flame core. Thereby, the combustion stability of the engine can be improved.

上記エンジンの燃焼制御装置の一実施形態では、上記第１パルス電圧は、パルス幅が第１所定値以上かつ該第１所定値よりも大きい第２所定値未満のパルス電圧であり、上記第２パルス電圧は、パルス幅が上記第２所定値以上となるようなパルス電圧である。   In one embodiment of the engine combustion control apparatus, the first pulse voltage is a pulse voltage having a pulse width of a first predetermined value or more and less than a second predetermined value that is greater than the first predetermined value and the second predetermined voltage. The pulse voltage is a pulse voltage whose pulse width is equal to or greater than the second predetermined value.

この構成によると、非平衡プラズマ及び熱平衡プラズマを、目的に合わせて効率的に生成することができる。この結果、エンジンの燃焼安定性をより向上させることができる。   According to this configuration, non-equilibrium plasma and thermal equilibrium plasma can be efficiently generated according to the purpose. As a result, the combustion stability of the engine can be further improved.

上記エンジンの燃焼制御装置において、上記制御手段は、上記エンジンの運転状態が、上記燃焼室内の混合気におけるガスと燃料との比であるＧ／Ｆが１６以上となる運転状態であるときに、上記非平衡プラズマ生成制御を実行させるように構成されていてもよい。   In the engine combustion control apparatus, when the operation state of the engine is an operation state in which G / F, which is a ratio of gas to fuel in the mixture in the combustion chamber, is 16 or more, The non-equilibrium plasma generation control may be executed.

すなわち、Ｇ／Ｆが１６以上となる運転状態ではエンジンの燃焼安定性が低下しやすいため、上記の構成によると、エンジンの燃焼安定性を向上させるという効果を適切に発揮することができる。   That is, in the operating state where G / F is 16 or more, the combustion stability of the engine is likely to be lowered. Therefore, according to the above configuration, the effect of improving the combustion stability of the engine can be appropriately exhibited.

上記エンジンの燃焼制御装置において、上記エンジンは、排気行程で上記燃焼室内から排出された排気を、該燃焼室内に還流させる排気還流手段を更に備え、上記制御手段は、上記エンジンの運転状態が、上記燃焼室内の全ガス量に対する該ガス中の排気の量の比であるＥＧＲ率が２０％以上となる運転状態であるときに、上記非平衡プラズマ生成制御を実行させるように構成されていてもよい。   In the engine combustion control apparatus, the engine further includes exhaust gas recirculation means for recirculating exhaust gas discharged from the combustion chamber in an exhaust stroke into the combustion chamber, and the control means is configured so that the operating state of the engine is Even when the EGR rate, which is the ratio of the amount of exhaust in the gas to the total amount of gas in the combustion chamber, is 20% or more, the non-equilibrium plasma generation control may be executed. Good.

すなわち、ＥＧＲ率が２０％以上となる運転状態では、エンジンの燃焼安定性が低下しやすいため、上記の構成によると、エンジンの燃焼安定性を向上させるという効果をより適切に発揮することができる。   That is, in an operating state where the EGR rate is 20% or more, the combustion stability of the engine is likely to be lowered. Therefore, according to the above configuration, the effect of improving the combustion stability of the engine can be more appropriately exhibited. .

上記エンジンの燃焼制御装置において、上記制御手段は、上記非平衡プラズマ生成制御を実行する期間を、上記熱平衡プラズマ生成制御を実行する期間よりも長くするように構成されていてもよい。   In the engine combustion control apparatus, the control means may be configured to make the period for executing the non-equilibrium plasma generation control longer than the period for executing the thermal equilibrium plasma generation control.

この構成によると、非平衡プラズマ生成制御により、燃焼室内に出来る限り多くの上記活性種を生成することができるため、熱平衡プラズマ生成制御を実行した際の混合気の燃焼がスムーズに進行する。よって、エンジンの燃焼安定性を一層向上させることができる。   According to this configuration, as many active species as possible can be generated in the combustion chamber by the non-equilibrium plasma generation control, so that combustion of the air-fuel mixture proceeds smoothly when the thermal equilibrium plasma generation control is executed. Therefore, the combustion stability of the engine can be further improved.

上記エンジンの燃焼制御装置において、上記制御手段は、上記非平衡プラズマ生成制御を、少なくとも、圧縮行程後期でかつ上記燃料供給手段による燃料の供給後に実行させるとともに、該非平衡プラズマ生成制御を実行する期間の長さを、圧縮行程が実行される期間の１／４以上の長さにするように構成されていてもよい。   In the engine combustion control apparatus, the control means executes the non-equilibrium plasma generation control at least in the latter half of the compression stroke and after the fuel is supplied by the fuel supply means, and the period for executing the non-equilibrium plasma generation control. May be configured to be ¼ or more of the period during which the compression stroke is performed.

この構成によると、非平衡プラズマ生成制御で生成される上記活性種によって、プラズマ生成手段の電極周辺において、局所的な低温酸化反応が発生する。これにより、プラズマ生成手段の電極周辺の温度が高くなるため、熱平衡プラズマ生成制御により熱平衡プラズマを生成した際に、火炎核が形成されやすくなる。この結果、エンジンの燃焼安定性がより一層向上される。   According to this configuration, a local low-temperature oxidation reaction is generated around the electrode of the plasma generating means by the active species generated by the non-equilibrium plasma generation control. As a result, the temperature around the electrode of the plasma generating means becomes high, so that when a thermal equilibrium plasma is generated by the thermal equilibrium plasma generation control, flame nuclei are easily formed. As a result, the combustion stability of the engine is further improved.

以上説明したように、ここに開示された技術によると、少なくとも圧縮行程において、非平衡プラズマを生成することで、燃焼室内に燃料の燃焼を促進する物質を生成することができる。そして、その後に、熱平衡プラズマを生成することで、上記物質を利用して火炎核を容易に形成することができる。この結果、エンジンの燃焼安定性を向上させることができる。   As described above, according to the technology disclosed herein, a substance that promotes fuel combustion can be generated in the combustion chamber by generating non-equilibrium plasma at least in the compression stroke. After that, by generating a thermal equilibrium plasma, it is possible to easily form a flame nucleus using the above-mentioned substance. As a result, the combustion stability of the engine can be improved.

例示的な実施形態に係る燃焼制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an engine system to which a combustion control device according to an exemplary embodiment is applied. 放電プラグの電極周辺を示す概略図である。It is the schematic which shows the electrode periphery of a discharge plug. エンジンの制御系統を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of an engine. 非平衡プラズマ生成制御を伴わない燃焼制御を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the combustion control without non-equilibrium plasma production control. 非平衡プラズマ生成制御を伴う燃焼制御を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the combustion control accompanied by non-equilibrium plasma production control. 非平衡プラズマ及び熱平衡プラズマの生成条件を示すマップである。It is a map which shows the production | generation conditions of non-equilibrium plasma and thermal equilibrium plasma. 非平衡プラズマを生成する際のパルス電圧の波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the waveform of the pulse voltage at the time of producing | generating non-equilibrium plasma. 熱平衡プラズマを生成する際のパルス電圧の波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the waveform of the pulse voltage at the time of producing | generating a thermal equilibrium plasma. 非平衡プラズマの生成開始時期及び生成期間、並びに、熱平衡プラズマの生成開始時期を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the generation start time and generation period of non-equilibrium plasma, and the generation start time of thermal equilibrium plasma. 非平衡プラズマ生成制御及び熱平衡プラズマ生成制御を実行する際のＰＣＭの処理動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing operation of PCM at the time of performing non-equilibrium plasma production control and thermal equilibrium plasma production control. 燃焼室内での熱発生率の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the heat release rate in a combustion chamber.

以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

図１には、本実施形態に係る燃焼制御装置が適用されたエンジン１の構成を示す。本実施形態のエンジン１は車両の搭載されるエンジンである。このエンジン１は、エンジン本体１ａと、エンジン本体１ａに燃焼用の空気を導入するための吸気通路２０と、エンジン本体１ａで生成された排気を排出するための排気通路３０とを備える。   FIG. 1 shows a configuration of an engine 1 to which the combustion control device according to this embodiment is applied. The engine 1 of the present embodiment is an engine on which a vehicle is mounted. The engine 1 includes an engine body 1a, an intake passage 20 for introducing combustion air into the engine body 1a, and an exhaust passage 30 for discharging exhaust gas generated by the engine body 1a.

エンジン本体１ａは、直列４気筒式であって、４つの気筒２が図１の紙面と直交する方向に直列に配置されている。エンジン本体１ａは上記車両の駆動源として利用される。   The engine main body 1a is an in-line four-cylinder type, and four cylinders 2 are arranged in series in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. The engine body 1a is used as a drive source for the vehicle.

エンジン本体１ａは、気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上面に設けられたシリンダヘッド４と、気筒２に往復動（ここでは上下動）可能に嵌装されたピストン５とを有する。   The engine body 1a includes a cylinder block 3 in which a cylinder 2 is formed, a cylinder head 4 provided on the upper surface of the cylinder block 3, and a piston fitted to the cylinder 2 so as to be able to reciprocate (in this case, move up and down). And 5.

気筒２は燃焼室６が形成された気筒である。詳しくは、気筒２内におけるピストン５の上方に燃焼室６が形成されている。燃焼室６はいわゆるペントルーフ型であり、シリンダヘッド４の下面で構成される燃焼室６の天井面は吸気側および排気側の２つの傾斜面からなる三角屋根状をなしている。この燃焼室６内では、エンジン１の燃焼サイクル、すなわち、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の各行程がこの順で繰り返される。以下の説明では、ピストン５の位置や混合気の燃焼状態によらず気筒２の内側空間のうちピストン５の上面と燃焼室６の天井面との間に形成される空間を燃焼室６という。   The cylinder 2 is a cylinder in which the combustion chamber 6 is formed. Specifically, a combustion chamber 6 is formed above the piston 5 in the cylinder 2. The combustion chamber 6 is a so-called pent roof type, and the ceiling surface of the combustion chamber 6 constituted by the lower surface of the cylinder head 4 has a triangular roof shape composed of two inclined surfaces on the intake side and the exhaust side. In the combustion chamber 6, the combustion cycle of the engine 1, that is, the strokes of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke are repeated in this order. In the following description, the space formed between the upper surface of the piston 5 and the ceiling surface of the combustion chamber 6 in the inner space of the cylinder 2 regardless of the position of the piston 5 and the combustion state of the air-fuel mixture is referred to as the combustion chamber 6.

シリンダブロック３における気筒２の周囲には、エンジン冷却水が流通するウォータジャケット３ａが形成されている。ウォータジャケット３ａは、４つの気筒２を囲むように、シリンダブロック３内に形成されている。   Around the cylinder 2 in the cylinder block 3, a water jacket 3a through which engine coolant flows is formed. The water jacket 3 a is formed in the cylinder block 3 so as to surround the four cylinders 2.

ピストン５は、シリンダブロック３内においてコンロッド８を介してクランクシャフト７と連結されている。クランクシャフト７は、ピストン５の往復動により回転駆動される。ピストン５の上面には、その中心部を含む領域をシリンダヘッド４とは反対側（下方）に凹ませたキャビティが形成されている。   The piston 5 is connected to the crankshaft 7 through a connecting rod 8 in the cylinder block 3. The crankshaft 7 is rotationally driven by the reciprocating motion of the piston 5. On the upper surface of the piston 5, a cavity is formed in which a region including the center portion is recessed on the opposite side (downward) from the cylinder head 4.

エンジン本体１ａの幾何学的圧縮比、つまり、ピストン５が下死点にあるときの燃焼室６の容積とピストン５が上死点にあるときの燃焼室６の容積との比は、本実施形態１では、１５〜２５（例えば１７程度）に設定されている。   The geometric compression ratio of the engine body 1a, that is, the ratio of the volume of the combustion chamber 6 when the piston 5 is at the bottom dead center and the volume of the combustion chamber 6 when the piston 5 is at the top dead center is In Form 1, it is set to 15 to 25 (for example, about 17).

シリンダヘッド４には、吸気通路２０から供給される空気を気筒２（燃焼室６）内に導入するための吸気ポート９と、燃焼室６内で、燃料と空気との混合気が燃焼することにより生成された排気を排気通路３０に導出するための排気ポート１０とが形成されている。これら吸気ポート９と排気ポート１０とは、気筒２毎にそれぞれ２つずつ形成されている。   In the cylinder head 4, an air-fuel mixture of fuel and air burns in the intake port 9 for introducing the air supplied from the intake passage 20 into the cylinder 2 (combustion chamber 6) and the combustion chamber 6. The exhaust port 10 for leading the exhaust generated by the above to the exhaust passage 30 is formed. Two intake ports 9 and two exhaust ports 10 are formed for each cylinder 2.

シリンダヘッド４には、各吸気ポート９の燃焼室６側の開口をそれぞれ開閉する吸気弁１１と、各排気ポート１０の燃焼室６側の開口をそれぞれ開閉する排気弁１２とが設けられている。   The cylinder head 4 is provided with an intake valve 11 that opens and closes an opening on the combustion chamber 6 side of each intake port 9 and an exhaust valve 12 that opens and closes an opening on the combustion chamber 6 side of each exhaust port 10. .

シリンダヘッド４には、燃焼室６内に燃料を供給（噴射）するインジェクタ（燃料供給手段）１４が設けられている。インジェクタ１４は、噴射口が形成された先端部が燃焼室６の天井面の中央付近に位置して燃焼室６の中央を臨むように取り付けられている。インジェクタ１４は、その先端に複数の噴口を有し、燃焼室の天井面の中央付近からピストン５の冠面に向かって、気筒２の中心軸を中心としたコーン状（詳しくはホローコーン状）に燃料を噴射するように構成されている。コーンのテーパ角（噴霧角）は、例えば９０°〜１００°である。なお、インジェクタ１４の具体的な構成はこれに限らず、単噴口のものであってもよい。   The cylinder head 4 is provided with an injector (fuel supply means) 14 for supplying (injecting) fuel into the combustion chamber 6. The injector 14 is attached so that the tip portion where the injection port is formed is located near the center of the ceiling surface of the combustion chamber 6 and faces the center of the combustion chamber 6. The injector 14 has a plurality of nozzle holes at its tip, and has a cone shape (specifically, a hollow cone shape) centered on the central axis of the cylinder 2 from the vicinity of the center of the ceiling surface of the combustion chamber toward the crown surface of the piston 5. It is configured to inject fuel. The taper angle (spray angle) of the cone is, for example, 90 ° to 100 °. The specific configuration of the injector 14 is not limited to this, and may be that of a single nozzle.

インジェクタ１４は、不図示の高圧ポンプから圧送された燃料を燃焼室６内に噴射する。インジェクタ１４の噴射圧は、最大で７０ＭＰａ程度まで高められる。   The injector 14 injects fuel pumped from a high pressure pump (not shown) into the combustion chamber 6. The injection pressure of the injector 14 is increased up to about 70 MPa.

シリンダヘッド４には、燃焼室６内に臨むように配設されかつ該燃焼室６内にプラズマを生成するための放電プラグ１３が設けられている。図２に示すように、放電プラグ１３の先端には中心電極１３ａと接地電極１３ｂとが形成されている。中心電極１３ａは、棒状をなしていて、先端を除く部分は碍子１３ｃによって覆われている。接地電極１３ｂは中心電極１３ａと同心の円筒状をなしている。中心電極１３ａは電源（図示省略）に接続されており、該電源から電圧が印加されると、中心電極１３ａと接地電極１３ｂとの間で放電するようになっている。そして、中心電極１３ａと接地電極１３ｂとの間で放電したときには、放電のエネルギーにより、燃焼室６内にプラズマが生成される。このことから、放電プラグ１３は、電極１３ａ，１３ｂ間に電圧を印加することによる放電により燃焼室６内にプラズマを生成するプラズマ生成手段に相当する。   The cylinder head 4 is provided with a discharge plug 13 disposed so as to face the combustion chamber 6 and generating plasma in the combustion chamber 6. As shown in FIG. 2, a center electrode 13a and a ground electrode 13b are formed at the tip of the discharge plug 13. The center electrode 13a has a rod shape, and the portion excluding the tip is covered with an insulator 13c. The ground electrode 13b has a cylindrical shape concentric with the center electrode 13a. The center electrode 13a is connected to a power source (not shown), and discharges between the center electrode 13a and the ground electrode 13b when a voltage is applied from the power source. And when it discharges between the center electrode 13a and the ground electrode 13b, plasma is produced | generated in the combustion chamber 6 with the energy of discharge. Therefore, the discharge plug 13 corresponds to a plasma generating unit that generates plasma in the combustion chamber 6 by discharging by applying a voltage between the electrodes 13a and 13b.

上記吸気通路２０には、上流側から順に、エアクリーナ２１と、吸気通路２０を開閉するためのスロットルバルブ２２とが設けられている。本実施形態では、エンジン１の運転中、スロットルバルブ２２は基本的に全開もしくはこれに近い開度に維持されており、エンジン１の停止時等の限られた運転条件のときにのみ閉弁されて吸気通路２０を遮断する。   The intake passage 20 is provided with an air cleaner 21 and a throttle valve 22 for opening and closing the intake passage 20 in order from the upstream side. In the present embodiment, during operation of the engine 1, the throttle valve 22 is basically fully opened or maintained at an opening degree close thereto, and is closed only under limited operating conditions such as when the engine 1 is stopped. Then, the intake passage 20 is shut off.

上記排気通路３０には、排気を浄化するための浄化装置３１が設けられている。浄化装置３１は、例えば、三元触媒を内蔵している。   The exhaust passage 30 is provided with a purification device 31 for purifying the exhaust. The purification device 31 includes, for example, a three-way catalyst.

排気通路３０には、排気通路３０を通過する排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２０に還流するためのＥＧＲ装置４０が設けられている。ＥＧＲ装置４０は、吸気通路２０のうちスロットルバルブ２２よりも下流側の部分と排気通路３０のうち浄化装置３１よりも上流側の部分とを連通するＥＧＲ通路４１、および、ＥＧＲ通路４１を開閉するＥＧＲバルブ４２を有する。   The exhaust passage 30 is provided with an EGR device 40 for returning a part of the exhaust gas passing through the exhaust passage 30 as EGR gas to the intake passage 20. The EGR device 40 opens and closes an EGR passage 41 that connects a portion of the intake passage 20 downstream of the throttle valve 22 and a portion of the exhaust passage 30 upstream of the purification device 31, and the EGR passage 41. An EGR valve 42 is provided.

尚、本実施形態に係るエンジン１は、過給機を備えていない。但し、本開示に係る技術は、過給機を備えたエンジンに適用することを排除しない。   The engine 1 according to the present embodiment does not include a supercharger. However, the technology according to the present disclosure does not exclude application to an engine including a supercharger.

図３は、エンジン１の制御系統を示す。本実施形態に係るエンジン１は、制御装置としてのパワートレイン・コントロール・モジュール１００（以下、ＰＣＭ１００という）によって統括的に制御される。ＰＣＭ１００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。   FIG. 3 shows a control system of the engine 1. The engine 1 according to the present embodiment is comprehensively controlled by a powertrain control module 100 (hereinafter referred to as PCM 100) as a control device. The PCM 100 includes a microprocessor having a CPU, a memory, a counter timer group, an interface, and a path connecting these units.

車両には各種センサが設けられている。ＰＣＭ１００はこれらセンサと電気的に接続されており、ＰＣＭ１００には、各センサからの検出信号が入力される。例えば、エンジン１には、エンジン本体１ａの温度を検出するエンジン温度センサＳＮ１と、吸気通路２０に流入する吸気流量を検出するエアフローセンサＳＮ２と、燃焼室６に供給される吸気の圧力を検出する吸気圧センサＳＮ３と、クランクシャフト７の回転角度を検出するクランク角センサＳＮ４と、運転者により操作される不図示のアクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサＳＮ５と、各気筒２にそれぞれ１つずつ設けられ、各気筒２内の圧力をそれぞれ検出する筒内圧センサＳＮ６が設けられている。   Various sensors are provided in the vehicle. The PCM 100 is electrically connected to these sensors, and detection signals from each sensor are input to the PCM 100. For example, in the engine 1, an engine temperature sensor SN 1 that detects the temperature of the engine body 1 a, an air flow sensor SN 2 that detects the intake air flow rate flowing into the intake passage 20, and the pressure of the intake air supplied to the combustion chamber 6 are detected. An intake pressure sensor SN3, a crank angle sensor SN4 that detects the rotation angle of the crankshaft 7, an accelerator opening sensor SN5 that detects the opening (accelerator opening) of an unillustrated accelerator pedal operated by the driver, An in-cylinder pressure sensor SN6 is provided for each cylinder 2 and detects the pressure in each cylinder 2 respectively.

エンジン温度センサＳＮ１は、例えば、ウォータジャケット３ａを流通するエンジン冷却水の温度を検出することで、エンジン本体１ａの温度を検出する。尚、エンジン温度センサＳＮ１は、排気温度を検出することで、エンジン本体１ａの温度を検出するセンサであってもよく、エンジンオイルの油温を検出することで、エンジン本体１ａの温度を検出するセンサであってもよい。   The engine temperature sensor SN1 detects the temperature of the engine main body 1a, for example, by detecting the temperature of engine cooling water flowing through the water jacket 3a. The engine temperature sensor SN1 may be a sensor that detects the temperature of the engine body 1a by detecting the exhaust temperature, and detects the temperature of the engine body 1a by detecting the oil temperature of the engine oil. It may be a sensor.

ＰＣＭ１００は、クランク角センサＳＮ４の検出結果からエンジン本体１ａの回転数（エンジン回転数）を算出する。ＰＣＭ１００は、アクセル開度センサＳＮ５の検出結果からエンジン負荷を算出する。ＰＣＭ１００は、筒内圧センサＳＮ６の検出結果から、燃焼室６内の熱発生率を算出する。   The PCM 100 calculates the rotational speed (engine rotational speed) of the engine body 1a from the detection result of the crank angle sensor SN4. PCM100 calculates an engine load from the detection result of accelerator opening sensor SN5. The PCM 100 calculates the heat generation rate in the combustion chamber 6 from the detection result of the in-cylinder pressure sensor SN6.

ＰＣＭ１００は、これらセンサＳＮ１〜ＳＮ６等からの入力信号に基づいて種々の演算を実行して、放電プラグ１３、インジェクタ１４、スロットルバルブ２２、ＥＧＲバルブ４２等のエンジン１の各部を制御する。   The PCM 100 executes various calculations based on input signals from these sensors SN1 to SN6 and controls each part of the engine 1 such as the discharge plug 13, the injector 14, the throttle valve 22, and the EGR valve 42.

〈燃焼制御〉
以下、図４〜９を参照しながら、本実施形態における燃焼制御について説明する。 <Combustion control>
Hereinafter, the combustion control in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

本実施形態では、ＰＣＭ１００は、エンジン１の運転状態及び燃焼室６内の状態に応じて、燃焼形態を異ならせるように、放電プラグ１３等を制御している。図４及び図５には、ＰＣＭ１００による燃焼制御の一例をそれぞれ示す。図４及び図５には、圧縮上死点のクランク角を０°としており、これに対して進角側（圧縮上死点よりも早い時期）をマイナスで表し、遅角側（圧縮上死点よりも遅い時期）をプラスで表している。吸気行程は−３６０°〜−１８０°の期間であり、圧縮行程は、−１８０°〜０°の期間である。   In the present embodiment, the PCM 100 controls the discharge plug 13 and the like so as to vary the combustion mode according to the operating state of the engine 1 and the state in the combustion chamber 6. 4 and 5 show examples of combustion control by the PCM 100, respectively. 4 and 5, the crank angle at the compression top dead center is set to 0 °. On the other hand, the advance side (the time earlier than the compression top dead center) is represented by minus, and the retard side (compression top dead center). The time later than the point) is shown as a plus. The intake stroke is a period of −360 ° to −180 °, and the compression stroke is a period of −180 ° to 0 °.

図４は、エンジン１の燃焼安定性が低下するおそれが低いときの燃焼制御であって、例えば、エンジン負荷が所定負荷以上の高負荷であるときの燃焼制御の一例である。図４に示すように、例えば、エンジン１が高負荷領域にあるときには、ＰＣＭ１００は、吸気行程中に燃焼室６内にインジェクタ１４により燃料を噴射させた後、圧縮行程における圧縮上死点の直前に、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に、燃焼室６内に熱平衡プラズマが生じるようなパルス電圧を印加して、電極１３ａ，１３ｂ間で放電させて、熱平衡プラズマを生成する熱平衡プラズマ生成制御を実行する。尚、熱平衡プラズマとは、燃焼室６内のガス温度の上昇を伴い、燃焼室６内の電子と、燃焼室６内のガスのイオンや分子とが熱平衡状態にあるようなプラズマのことをいう。   FIG. 4 is an example of combustion control when there is a low possibility that the combustion stability of the engine 1 is lowered, and is an example of combustion control when the engine load is a high load equal to or higher than a predetermined load. As shown in FIG. 4, for example, when the engine 1 is in the high load region, the PCM 100 injects fuel into the combustion chamber 6 by the injector 14 during the intake stroke, and then immediately before the compression top dead center in the compression stroke. In addition, a pulse voltage that generates thermal equilibrium plasma in the combustion chamber 6 is applied between the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13, and discharge is generated between the electrodes 13a and 13b to generate thermal equilibrium plasma. Execute. The thermal equilibrium plasma is a plasma in which electrons in the combustion chamber 6 and ions and molecules of the gas in the combustion chamber 6 are in a thermal equilibrium state as the gas temperature in the combustion chamber 6 increases. .

エンジン１が高負荷領域にあるときには、燃焼室６内の混合気におけるガスと燃料との質量比であるＧ／Ｆが、理論空燃比である１４．７付近か該理論空燃比よりも小さくなる程度に燃料が噴射される。また、多くの量の燃料を燃焼室６内で燃焼させるために、出来る限り多くの新気が燃焼室６内に導入される。このため、エンジン１が高負荷領域にあるときには、ＥＧＲガスはあまり供給されず、燃焼室６内の全ガス量に対する該ガス中のＥＧＲガス（排気）の量の比であるＥＧＲ率が小さい。これらのことから、エンジン１が高負荷領域にあるときには、燃焼室６内の混合気が着火しやすい。このため、図４に示すように、圧縮行程における圧縮上死点の直前に熱平衡プラズマを発生させるだけでも、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂの周りに火炎核を形成することができ、燃焼室６内の混合気に着火させることができる。   When the engine 1 is in the high load region, G / F, which is the mass ratio of gas to fuel in the air-fuel mixture in the combustion chamber 6, is around 14.7 which is the stoichiometric air-fuel ratio or smaller than the stoichiometric air-fuel ratio. Fuel is injected to the extent. In addition, as much fresh air as possible is introduced into the combustion chamber 6 in order to burn a large amount of fuel in the combustion chamber 6. For this reason, when the engine 1 is in the high load region, the EGR gas is not supplied so much, and the EGR rate that is the ratio of the amount of EGR gas (exhaust gas) in the gas to the total gas amount in the combustion chamber 6 is small. For these reasons, the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is easily ignited when the engine 1 is in the high load region. For this reason, as shown in FIG. 4, it is possible to form flame nuclei around the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13 just by generating a thermal equilibrium plasma just before the compression top dead center in the compression stroke. 6 can be ignited.

一方で、図５は、エンジン１の燃焼安定性が低下するおそれが高いときの燃焼制御であって、例えば、エンジン負荷が上記所定負荷未満の低負荷である時の燃焼制御の一例である。図５に示すように、例えば、エンジン１が低負荷領域にあるときには、ＰＣＭ１００は、吸気行程中に燃焼室６内にインジェクタ１４により燃料を噴射させた後、圧縮行程において、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に、燃焼室６内に非平衡プラズマが生じるようなパルス電圧を印加して、電極１３ａ，１３ｂ間で放電させて、非平衡プラズマを生成する非平衡プラズマ生成制御を実行する。そして、ＰＣＭ１００は、非平衡プラズマ生成制御の終了直後に、上記熱平衡プラズマ生成制御を実行する。尚、非平衡プラズマとは、燃焼室６内のガス温度の上昇を伴わず、燃焼室６内の電子と、燃焼室６内のガスのイオンや分子とが熱平衡状態にないプラズマのことをいう。   On the other hand, FIG. 5 is an example of combustion control when there is a high possibility that the combustion stability of the engine 1 is lowered, and is an example of combustion control when the engine load is a low load lower than the predetermined load. As shown in FIG. 5, for example, when the engine 1 is in a low load region, the PCM 100 injects fuel into the combustion chamber 6 by the injector 14 during the intake stroke, and then in the compression stroke, the electrode of the discharge plug 13 A pulse voltage that generates non-equilibrium plasma in the combustion chamber 6 is applied between the electrodes 13a and 13b, and discharge is generated between the electrodes 13a and 13b, thereby performing non-equilibrium plasma generation control for generating non-equilibrium plasma. Then, the PCM 100 executes the thermal equilibrium plasma generation control immediately after the end of the non-equilibrium plasma generation control. The non-equilibrium plasma refers to plasma in which the electrons in the combustion chamber 6 and the ions and molecules of the gas in the combustion chamber 6 are not in a thermal equilibrium state without increasing the gas temperature in the combustion chamber 6. .

エンジン１が低負荷領域にあるときには、燃料の供給量が少ないことに加えて、ＥＧＲガスが多く導入されるため、Ｇ／Ｆが大きくなりやすい。また、Ｇ／Ｆ自体は、ある程度小さくても、ＥＧＲ率が高くなりやすい。これらのことから、エンジン１が低負荷領域にあるときには、上記熱平衡プラズマ生成制御だけでは、燃焼室６内の混合気が着火しにくく、エンジン１の燃焼安定性が低下してしまうおそれがある。   When the engine 1 is in the low load region, in addition to a small amount of fuel supply, a large amount of EGR gas is introduced, so that the G / F tends to increase. Moreover, even if G / F itself is small to some extent, the EGR rate tends to be high. For these reasons, when the engine 1 is in the low load region, the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is not easily ignited only by the thermal equilibrium plasma generation control, and the combustion stability of the engine 1 may be reduced.

このため、本実施形態では、ＰＣＭ１００は、エンジン１の燃焼安定性が低下するおそれが高い運転状態において、非平衡プラズマ生成制御を実行する。非平衡プラズマを生成することにより、燃焼室６内に燃料の燃焼を促進する物質（例えば、オゾン（Ｏ_３）やＯＨ。以下、活性種という）が生成される。上記活性種が生成されれば、図５に示すように、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂの周囲において、局所的な低温酸化反応が発生する。低温酸化反応が発生することで、電極１３ａ，１３ｂ周りの温度が上昇して、火炎核が形成されやすい状態になる。これにより、上記非平衡プラズマ生成制御の終了直後に、上記熱平衡プラズマ生成制御を実行することで、図５に示すように、電極１３ａ，１３ｂの周囲に火炎核が形成される。そして、火炎核が形成された後は、図５に示すように、火炎が伝播して混合気に着火する。これにより、エンジン１の燃焼安定性が低下するおそれが高い運転状態であっても、該エンジン１の燃焼安定性を向上させることができる。尚、「非平衡プラズマ生成制御の終了直後」とは、終了と同時を含み、上記非平衡プラズマ生成制御の終了直後、クランク角度で１０°以内の期間のことをいう。 For this reason, in the present embodiment, the PCM 100 performs non-equilibrium plasma generation control in an operation state in which the combustion stability of the engine 1 is likely to decrease. By generating non-equilibrium plasma, a substance (for example, ozone (O ₃ ) or OH, hereinafter referred to as active species) that promotes combustion of fuel is generated in the combustion chamber 6. When the active species are generated, a local low-temperature oxidation reaction occurs around the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13 as shown in FIG. As a result of the low-temperature oxidation reaction, the temperature around the electrodes 13a and 13b rises, and a flame nucleus is easily formed. Thus, immediately after the non-equilibrium plasma generation control is finished, the thermal equilibrium plasma generation control is executed, thereby forming flame nuclei around the electrodes 13a and 13b as shown in FIG. And after a flame nucleus is formed, as shown in FIG. 5, a flame propagates and an air-fuel mixture is ignited. Thereby, even in an operating state where there is a high possibility that the combustion stability of the engine 1 is lowered, the combustion stability of the engine 1 can be improved. Note that “immediately after the end of the non-equilibrium plasma generation control” refers to a period within 10 ° in crank angle immediately after the end of the non-equilibrium plasma generation control.

非平衡プラズマ及び熱平衡プラズマは、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に印加するパルス電圧を制御することにより、特に、パルス電圧のパルス幅を制御することにより、目的に合わせて、それぞれ生成することができる。図６〜図８は、非平衡プラズマ及び熱平衡プラズマの生成条件を示す。図６の横軸は、パルス幅であり、対数スケールで示している。一方、図６の縦軸は印加電圧のピーク値であり、対数スケールで示している。図６に示すように、パルス幅を短くすると非平衡プラズマが生成され、パルス幅を長くすると熱平衡プラズマが生成されることが分かる。イオンや分子は電子と比較するとかなり大きいため、パルス幅の短いパルス電圧では、電子のみが反応して、イオンや分子はほとんど反応しないためである。   The non-equilibrium plasma and the thermal equilibrium plasma are generated according to the purpose by controlling the pulse voltage applied between the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13, in particular by controlling the pulse width of the pulse voltage. Can do. 6 to 8 show conditions for generating non-equilibrium plasma and thermal equilibrium plasma. The horizontal axis in FIG. 6 is the pulse width, which is shown on a logarithmic scale. On the other hand, the vertical axis in FIG. 6 represents the peak value of the applied voltage, which is shown on a logarithmic scale. As shown in FIG. 6, it can be seen that when the pulse width is shortened, non-equilibrium plasma is generated, and when the pulse width is increased, thermal equilibrium plasma is generated. This is because ions and molecules are considerably larger than electrons, and therefore, only electrons react with a pulse voltage with a short pulse width, and ions and molecules hardly react.

本実施形態では、主にパルス幅を変更することにより、非平衡プラズマと熱平衡プラズマとを、目的に合わせて、それぞれ生成するようにしている。具体的には、図７に示すように、ＰＣＭ１００は、上記非平衡プラズマ生成制御においては、ピーク電圧が１０ｋＶ、パルス幅が第１所定値以上かつ該第１所定値よりも大きい第２所定値未満の第１パルス電圧を、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に印加させる。また、ＰＣＭ１００は、上記非平衡プラズマ生成制御において、上記のパルス電圧を１００ｋＨｚの周波数で繰り返し放電させる。図６及び図７に示すように、第１所定値は、例えば、０．０１μｓｅｃであり、第２所定値は、例えば、１μｓｅｃである。より具体的には、ＰＣＭ１００は、上記非平衡プラズマ生成制御において、基本的には、ピーク電圧が１０ｋＶ、パルス幅が０．１μｓｅｃの第１パルス電圧を放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に印加させるようにしている。   In the present embodiment, the non-equilibrium plasma and the thermal equilibrium plasma are respectively generated according to the purpose by mainly changing the pulse width. Specifically, as shown in FIG. 7, in the non-equilibrium plasma generation control, the PCM 100 uses a second predetermined value that has a peak voltage of 10 kV, a pulse width that is greater than or equal to the first predetermined value and greater than the first predetermined value. A first pulse voltage of less than that is applied between the electrodes 13 a and 13 b of the discharge plug 13. The PCM 100 repeatedly discharges the pulse voltage at a frequency of 100 kHz in the non-equilibrium plasma generation control. As shown in FIGS. 6 and 7, the first predetermined value is, for example, 0.01 μsec, and the second predetermined value is, for example, 1 μsec. More specifically, in the non-equilibrium plasma generation control, the PCM 100 basically applies a first pulse voltage having a peak voltage of 10 kV and a pulse width of 0.1 μsec between the electrodes 13 a and 13 b of the discharge plug 13. I try to let them.

一方で、図８に示すように、ＰＣＭ１００は、上記熱平衡プラズマ生成制御においては、ピーク電圧が１０ｋＶ、パルス幅が上記第２所定値以上かつ第３所定値未満の第２パルス電圧を、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に印加させる。また、ＰＣＭ１００は、上記熱平衡プラズマ生成制御において、パルス幅が１０μｓｅｃ以下のパルス電圧については、１００ｋＨｚの周波数で、パルス幅が１０μｓｅｃを超えるパルス電圧については、出来る限り大きな周波数で繰り返し放電させる。図６及び図７に示すように、第３所定値は、例えば、５ｍｓｅｃである。より具体的には、ＰＣＭ１００は、上記熱平衡プラズマ生成制御において、基本的には、ピーク電圧が１０ｋＶ、パルス幅が１μｓｅｃの第２パルス電圧を放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に印加させるようにしている。尚、放電プラグ１３の寿命を長くするという観点からは、第２パルス電圧のパルス幅は出来る限り短くすることが好ましい。   On the other hand, as shown in FIG. 8, in the thermal equilibrium plasma generation control, the PCM 100 applies a second pulse voltage having a peak voltage of 10 kV, a pulse width of not less than the second predetermined value and less than the third predetermined value to a discharge plug. It is applied between the 13 electrodes 13a and 13b. In the thermal equilibrium plasma generation control, the PCM 100 repeatedly discharges a pulse voltage having a pulse width of 10 μsec or less at a frequency of 100 kHz and a pulse voltage having a pulse width exceeding 10 μsec at a frequency as large as possible. As shown in FIGS. 6 and 7, the third predetermined value is, for example, 5 msec. More specifically, the PCM 100 basically applies a second pulse voltage having a peak voltage of 10 kV and a pulse width of 1 μsec between the electrodes 13 a and 13 b of the discharge plug 13 in the thermal equilibrium plasma generation control. ing. From the viewpoint of extending the life of the discharge plug 13, it is preferable to make the pulse width of the second pulse voltage as short as possible.

尚、上記非平衡プラズマ生成制御の第１パルス電圧及び上記熱平衡プラズマ生成制御の第２パルス電圧におけるピーク電圧は、１ｋＶ以上かつ３０ｋＶ以下の範囲で、筒内圧等に基づいて変更してもよい。すなわち、例えば、筒内圧が高いときには、電極１３ａ，１３ｂ周辺に、ガスのイオンや分子が大量に存在し、電子の動きが制限される結果、非平衡プラズマ及び熱平衡プラズマが生成されにくいため、ピーク電圧を１０ｋＶよりも高くしてもよい。   The peak voltage in the first pulse voltage of the non-equilibrium plasma generation control and the second pulse voltage of the thermal equilibrium plasma generation control may be changed based on the in-cylinder pressure or the like in the range of 1 kV to 30 kV. That is, for example, when the in-cylinder pressure is high, a large amount of gas ions and molecules exist around the electrodes 13a and 13b, and movement of electrons is restricted. As a result, non-equilibrium plasma and thermal equilibrium plasma are not easily generated. The voltage may be higher than 10 kV.

本実施形態では、エンジン負荷が低負荷である運転状態の中でも、特に、エンジン１の燃焼安定性が低下しやすい運転状態、すなわち、Ｇ／Ｆが大きかったり、ＥＧＲ率が高かったりするような運転状態において、上述した非平衡プラズマ生成制御を実行するようにしている。具体的には、Ｇ／Ｆが１６以上、及び、ＥＧＲ率が２０％以上の少なくとも一方を満たすような運転状態において、非平衡プラズマ生成制御を実行する。より詳しくは、Ｇ／Ｆ及びＥＧＲ率の大きさに基づいて、上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び継続期間を変更するようにしている。   In the present embodiment, among the operating states in which the engine load is low, in particular, an operating state in which the combustion stability of the engine 1 is likely to be reduced, that is, an operation in which the G / F is large or the EGR rate is high. In the state, the above-described non-equilibrium plasma generation control is executed. Specifically, the non-equilibrium plasma generation control is executed in an operating state where G / F is at least 16 and at least one of the EGR rate is 20% or more. More specifically, the start time and duration of the non-equilibrium plasma generation control are changed based on the magnitudes of G / F and EGR rate.

図９には、ＰＣＭ１００による、上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び継続期間、並びに、上記熱平衡プラズマ生成制御の開始時期を示す。図９では、図４及び図５と同様に、図９（ａ），（ｂ）共に、圧縮上死点のクランク角を０°としており、これに対して進角側（圧縮上死点よりも早い時期）をマイナスで表し、遅角側（圧縮上死点よりも遅い時期）をプラスで表している。吸気行程は−３６０°〜−１８０°の期間であり、圧縮行程は、−１８０°〜０°の期間である。   FIG. 9 shows the start time and duration of the non-equilibrium plasma generation control by the PCM 100, and the start time of the thermal equilibrium plasma generation control. 9, as in FIGS. 4 and 5, in both FIGS. 9A and 9B, the crank angle at the compression top dead center is set to 0 °, and the advance side (from the compression top dead center). The earlier time) is represented by minus, and the retarded side (time later than the compression top dead center) is represented by plus. The intake stroke is a period of −360 ° to −180 °, and the compression stroke is a period of −180 ° to 0 °.

図９の（ａ）は、Ｇ／Ｆが２０以上、及び、ＥＧＲ率が３０％以上の少なくとも一方の条件を満たす運転状態（以下、第１運転状態という）における、上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び継続期間、並びに、上記熱平衡プラズマ生成制御の開始時期を示す。上記第１運転状態では、エンジン１の燃焼安定性が低下する可能性がかなり高い。そのため、ＰＣＭ１００は、出来る限り長い期間の間、上記非平衡プラズマ生成制御を実行して、燃焼室６内に出来る限り多くの上記活性種を生成する。具体的には、図９（ａ）に示すように、ＰＣＭ１００は、吸気行程中（クランク角度で−３６０°〜−１８０°）に上記非平衡プラズマ生成制御（放電プラグ１３による第１パルス電圧での放電）を開始する。ＰＣＭ１００は、上記非平衡プラズマ生成制御の開始から、少なくとも、圧縮行程における−４５°までの期間に亘って、上記非平衡プラズマ生成制御を継続させる。そして、ＰＣＭ１００は、−４５°〜５°の間に上記非平衡プラズマ生成制御を終了し、その終了直後に、上記熱平衡プラズマ生成制御（放電プラグ１３による第２パルス電圧での放電）を開始する。ＰＣＭ１００は、上記熱平衡プラズマ生成制御を燃焼室６内での燃焼が確認されるまで継続する。ＰＣＭ１００は、燃焼室６内で燃焼が開始したか否かを、筒内圧センサＳＮ６の検出結果により判断する。詳しくは、筒内圧センサＳＮ６の検出結果が所定圧力以上になったときに、燃焼室６内で燃焼が開始したと判断する。   FIG. 9A shows the non-equilibrium plasma generation control in the operating state (hereinafter referred to as the first operating state) that satisfies at least one of the conditions that G / F is 20 or more and the EGR rate is 30% or more. The start time and duration, and the start time of the thermal equilibrium plasma generation control are shown. In the said 1st driving | running state, possibility that the combustion stability of the engine 1 will fall is very high. Therefore, the PCM 100 executes the non-equilibrium plasma generation control for as long as possible to generate as many active species as possible in the combustion chamber 6. Specifically, as shown in FIG. 9 (a), the PCM 100 controls the non-equilibrium plasma generation control (first pulse voltage by the discharge plug 13) during the intake stroke (crank angle is −360 ° to −180 °). Discharge). The PCM 100 continues the non-equilibrium plasma generation control over the period from the start of the non-equilibrium plasma generation control to at least −45 ° in the compression stroke. The PCM 100 ends the non-equilibrium plasma generation control between −45 ° and 5 °, and immediately after the end, the thermal equilibrium plasma generation control (discharge with the second pulse voltage by the discharge plug 13) is started. . The PCM 100 continues the thermal equilibrium plasma generation control until combustion in the combustion chamber 6 is confirmed. The PCM 100 determines whether or not combustion has started in the combustion chamber 6 based on the detection result of the in-cylinder pressure sensor SN6. Specifically, it is determined that combustion has started in the combustion chamber 6 when the detection result of the in-cylinder pressure sensor SN6 becomes equal to or higher than a predetermined pressure.

上記第１運転状態においては、吸気行程中に上記非平衡プラズマ生成制御を開始しているが、その開始時期は、インジェクタ１４による燃料噴射開始前であってもよく、インジェクタ１４による燃料噴射開始後であってもよい。また、上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び終了時期は、Ｇ／Ｆの値やＥＧＲ率によって変更してもよい。例えば、Ｇ／Ｆが大きい程又はＥＧＲ率が高い程、早い時期（進角側の時期）から非平衡プラズマ生成制御を開始し、遅い時期（遅角側の時期）に上記非平衡プラズマ生成制御を終了するようにしてもよい。   In the first operating state, the non-equilibrium plasma generation control is started during the intake stroke, but the start timing may be before the start of fuel injection by the injector 14 or after the start of fuel injection by the injector 14. It may be. The start time and end time of the non-equilibrium plasma generation control may be changed according to the value of G / F or the EGR rate. For example, as the G / F is larger or the EGR rate is higher, the non-equilibrium plasma generation control is started from an earlier time (advanced-side timing), and the non-equilibrium plasma generation control is performed later (a retarded-side timing). May be terminated.

一方、図９の（ｂ）は、Ｇ／Ｆが２０以上、及び、ＥＧＲ率が３０％以上の両方の条件を満たさず、かつ、Ｇ／Ｆが１６以上かつ２０未満、及び、ＥＧＲ率が２０％以上かつ３０％未満の少なくとも一方の条件を満たす運転状態（以下、第２運転状態という）における、上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び継続期間、並びに、上記熱平衡プラズマ生成制御の開始時期を示す。上記第２運転状態では、上記第１運転状態と比較すると、エンジン１の燃焼安定性が低下する可能性は低くなる。そのため、ＰＣＭ１００は、上記第１運転状態のときと比較して、上記非平衡プラズマ生成制御を実行する期間を短くする。具体的には、図９（ｂ）に示すように、ＰＣＭ１００は、圧縮行程の前半（クランク角度で−１８０°〜−９０°）に非平衡プラズマの生成（放電プラグ１３による第１パルス電圧での放電）を開始する。ＰＣＭ１００は、上記非平衡プラズマ生成制御の開始から、少なくとも、圧縮行程における−４５°までの期間に亘って、上記非平衡プラズマ生成制御を継続する。そして、ＰＣＭ１００は、−４５°〜５°の間に非平衡プラズマの生成を終了し、その終了直後に、上記熱平衡プラズマ生成制御を開始する。ＰＣＭ１００は、上記熱平衡プラズマ生成制御を燃焼室６内での燃焼が確認されるまで継続する。ＰＣＭ１００は、燃焼室６内で燃焼が開始したか否かを、上記第１運転状態のときと同様に、筒内圧センサＳＮ６の検出結果により判断する。   On the other hand, (b) of FIG. 9 does not satisfy both the conditions of G / F of 20 or more and EGR rate of 30% or more, G / F of 16 or more and less than 20, and EGR rate of The start time and duration of the non-equilibrium plasma generation control and the start time of the thermal equilibrium plasma generation control in an operating state (hereinafter referred to as the second operating state) that satisfies at least one condition of 20% or more and less than 30% Indicates. In the second operation state, the possibility that the combustion stability of the engine 1 is lowered is lower than that in the first operation state. Therefore, the PCM 100 shortens the period during which the non-equilibrium plasma generation control is executed as compared to the first operating state. Specifically, as shown in FIG. 9B, the PCM 100 generates non-equilibrium plasma (first pulse voltage by the discharge plug 13) in the first half of the compression stroke (crank angle is −180 ° to −90 °). Discharge). The PCM 100 continues the non-equilibrium plasma generation control over the period from the start of the non-equilibrium plasma generation control to at least −45 ° in the compression stroke. And PCM100 complete | finishes the production | generation of non-equilibrium plasma between -45 degrees-5 degrees, and starts the said thermal equilibrium plasma production | generation control immediately after the completion | finish. The PCM 100 continues the thermal equilibrium plasma generation control until combustion in the combustion chamber 6 is confirmed. The PCM 100 determines whether combustion has started in the combustion chamber 6 based on the detection result of the in-cylinder pressure sensor SN6, as in the first operating state.

上記第２運転状態における上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び終了時期は、上記第１運転状態のときと同様に、Ｇ／Ｆの値やＥＧＲ率によって変更してもよい。例えば、Ｇ／Ｆが大きい程又はＥＧＲ率が高い程、早い時期（進角側の時期）から上記非平衡プラズマ生成制御を開始し、遅い時期（遅角側の時期）に上記非平衡プラズマ生成制御を終了するようにしてもよい。   The start time and end time of the non-equilibrium plasma generation control in the second operating state may be changed according to the value of G / F and the EGR rate, as in the first operating state. For example, the greater the G / F or the higher the EGR rate, the earlier the non-equilibrium plasma generation control starts from the earlier time (advanced angle side) and the non-equilibrium plasma generation at the later time (retarded angle time). You may make it complete | finish control.

以上のように、本実施形態では、Ｇ／Ｆ及びＥＧＲ率の大きさに基づいて、上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び継続期間を変更する。一方で、上述したように、本実施形態では、ＰＣＭ１００は、上記第１及び第２運転状態のいずれのときでも、少なくとも圧縮行程では上記非平衡プラズマ生成制御を実行する。特に、ＰＣＭ１００は、少なくとも、圧縮行程後期でかつインジェクタ１４による燃料の供給後に実行する。すなわち、圧縮行程後期でかつインジェクタ１４による燃料の供給後であれば、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ周辺に、燃料と吸気との混合気が存在するようになる。このため、上記非平衡プラズマ生成制御で生成される上記活性種による、電極１３ａ，１３ｂ周囲の局所的な低温酸化反応が発生しやすい。したがって、熱平衡プラズマ生成制御により、電極１３ａ，１３ｂ周りに火炎核が発生しやすくなり、エンジン１の燃焼安定性がより一層向上される。尚、圧縮行程後期とは、圧縮行程における実施期間（クランク角度での期間）を均等に２分割したときの後半の期間（遅角側の期間）に相当する。   As described above, in the present embodiment, the start time and duration of the non-equilibrium plasma generation control are changed based on the magnitudes of the G / F and the EGR rate. On the other hand, as described above, in this embodiment, the PCM 100 executes the non-equilibrium plasma generation control at least in the compression stroke at any time in the first and second operating states. In particular, the PCM 100 is executed at least at the later stage of the compression stroke and after the fuel is supplied by the injector 14. That is, in the latter half of the compression stroke and after the fuel is supplied by the injector 14, a mixture of fuel and intake air exists around the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13. For this reason, local low temperature oxidation reaction around the electrodes 13a and 13b is likely to occur due to the active species generated by the non-equilibrium plasma generation control. Therefore, flame nuclei are likely to be generated around the electrodes 13a and 13b by the thermal equilibrium plasma generation control, and the combustion stability of the engine 1 is further improved. The latter half of the compression stroke corresponds to the latter half of the period (delayed-side period) when the execution period (crank angle period) in the compression stroke is equally divided into two.

また、本実施形態では、ＰＣＭ１００は、非平衡プラズマ生成制御を実行する期間を、上記熱平衡プラズマ生成制御を実行する期間よりも長くする。特に、ＰＣＭ１００は、上記非平衡プラズマ生成制御を実行する期間を、圧縮行程が実行される期間の１／４以上の長さ（つまり、クランク角で４５°以上の長さ）にする。これにより、上記非平衡プラズマ生成制御において、燃焼室６内に出来る限り多くの上記活性種を生成することができる。また、生成された上記活性種の一部が燃焼室６内に拡散することで、上記火炎核から火炎が伝播しやすくなるため、燃焼室６内での混合気の燃焼がスムーズに進行する。この結果、エンジン１の燃焼安定性を一層向上させることができる。   Moreover, in this embodiment, PCM100 makes the period which performs non-equilibrium plasma production | generation control longer than the period which performs the said thermal equilibrium plasma production | generation control. In particular, the PCM 100 sets the period in which the non-equilibrium plasma generation control is performed to a length of ¼ or more of the period in which the compression stroke is performed (that is, a crank angle of 45 ° or more). Thereby, in the non-equilibrium plasma generation control, as many active species as possible can be generated in the combustion chamber 6. In addition, since a part of the generated active species diffuses into the combustion chamber 6, it becomes easy for the flame to propagate from the flame nucleus, and the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 proceeds smoothly. As a result, the combustion stability of the engine 1 can be further improved.

次に、上記非平衡プラズマ生成制御及び上記熱平衡プラズマ生成制御を実行する際のＰＣＭ１００の処理動作について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートに基づく処理動作は、エンジン１が作動している間は１燃焼サイクル毎に実行される。   Next, the processing operation of the PCM 100 when executing the non-equilibrium plasma generation control and the thermal equilibrium plasma generation control will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing operation based on this flowchart is executed for each combustion cycle while the engine 1 is operating.

まず、ステップＳ１において、ＰＣＭ１００は、各センサＳＮ１〜ＳＮ６からの情報を読み込む。   First, in step S1, the PCM 100 reads information from each of the sensors SN1 to SN6.

次のステップＳ２では、ＰＣＭ１００は、エンジン負荷が所定負荷未満であるか否かを判定する。ＰＣＭ１００は、エンジン負荷が所定負荷未満の低負荷であるＹＥＳのときには、ステップＳ３に進む一方で、エンジン負荷が所定負荷以上の高負荷であるＮＯのときには、リターンする。   In the next step S2, the PCM 100 determines whether or not the engine load is less than a predetermined load. The PCM 100 proceeds to step S3 when the engine load is a low load less than a predetermined load, whereas the PCM 100 returns when the engine load is a high load equal to or higher than the predetermined load.

上記ステップＳ３では、ＰＣＭ１００は、Ｇ／Ｆが１６以上であるか否かを判定する。Ｇ／Ｆが１６以上であるＹＥＳのときには、ステップＳ５に進む一方で、Ｇ／Ｆが１６未満であるＮＯのときには、ステップＳ４に進む。   In step S3, the PCM 100 determines whether G / F is 16 or more. When G / F is 16 or more, the process proceeds to step S5. When G / F is less than 16, the process proceeds to step S4.

上記ステップＳ４では、ＰＣＭ１００は、ＥＧＲ率が２０％以上であるか否かを判定する。ＥＧＲ率が２０％以上であるＹＥＳのときには、ステップＳ５に進む一方で、ＥＧＲ率が２０％未満であるＮＯのときには、リターンする。   In step S4, the PCM 100 determines whether or not the EGR rate is 20% or more. When the EGR rate is 20% or more, the process proceeds to step S5, while when the EGR rate is less than 20%, the process returns.

上記ステップＳ５では、ＰＣＭ１００は、上記非平衡プラズマ生成制御を実行すべく、上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び終了時期を算出する。このステップＳ５において、ＰＣＭ１００は、Ｇ／Ｆ及びＥＧＲ率に基づいて、上記非平衡プラズマ生成制御の開始時期及び終了時期を算出する。また、このステップＳ５において、ＰＣＭ１００は、筒内圧等に基づいて、第１パルス電圧のピーク電圧及びパルス幅を決定する。さらに、このステップＳ５において、ＰＣＭ１００は、筒内圧等に基づいて、第２パルス電圧のピーク電圧及びパルス幅を決定する。   In step S5, the PCM 100 calculates the start time and end time of the non-equilibrium plasma generation control in order to execute the non-equilibrium plasma generation control. In step S5, the PCM 100 calculates the start time and end time of the non-equilibrium plasma generation control based on the G / F and the EGR rate. In step S5, the PCM 100 determines the peak voltage and the pulse width of the first pulse voltage based on the in-cylinder pressure and the like. Further, in this step S5, the PCM 100 determines the peak voltage and pulse width of the second pulse voltage based on the in-cylinder pressure and the like.

次のステップＳ６では、ＰＣＭ１００は、上記ステップＳ５で設定した開始時期になった時に、上記非平衡プラズマ生成制御を開始する。このステップＳ６において、ＰＣＭ１００は、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に、燃焼室６内に非平衡プラズマを生じさせるような第１パルス電圧を印加させる。   In the next step S6, the PCM 100 starts the non-equilibrium plasma generation control at the start time set in step S5. In step S <b> 6, the PCM 100 applies a first pulse voltage that generates non-equilibrium plasma in the combustion chamber 6 between the electrodes 13 a and 13 b of the discharge plug 13.

続くステップＳ７では、ＰＣＭ１００は、上記ステップＳ５で設定した終了時期になったか否かを判定する。ＰＣＭ１００は、上記終了時期になったＹＥＳのときには、ステップＳ８に進む一方で、未だ上記終了時期になっていないＮＯのときには、終了時期になるまで、上記非平衡プラズマ生成制御を継続させ、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に上記第１パルス電圧を繰り返し印加させる。   In subsequent step S7, the PCM 100 determines whether or not the end time set in step S5 has come. When the end time is YES, the PCM 100 proceeds to step S8, but when the end time is not yet NO, the PCM 100 continues the non-equilibrium plasma generation control until the end time is reached. The first pulse voltage is repeatedly applied between the 13 electrodes 13a and 13b.

上記ステップＳ８では、上記非平衡プラズマ生成制御を終了する。   In step S8, the non-equilibrium plasma generation control is terminated.

次のステップＳ９では、ＰＣＭ１００は、上記ステップＳ８での上記非平衡プラズマ生成制御の終了直後、具体的には、上記非平衡プラズマ生成制御の終了後、クランク角で１０°以内の期間に、上記熱平衡プラズマ生成制御を開始する。このステップＳ９において、ＰＣＭ１００は、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に、燃焼室６内に熱平衡プラズマを生じさせるような第２パルス電圧を印加させる。   In the next step S9, the PCM 100 immediately after the end of the non-equilibrium plasma generation control in step S8, specifically, after the end of the non-equilibrium plasma generation control, in a period within 10 ° of the crank angle. Thermal equilibrium plasma generation control is started. In step S <b> 9, the PCM 100 applies a second pulse voltage that generates thermal equilibrium plasma in the combustion chamber 6 between the electrodes 13 a and 13 b of the discharge plug 13.

次のステップＳ１０では、ＰＣＭ１００は、燃焼室６内での混合気の燃焼が開始したか否かを判定する。このステップＳ１０において、ＰＣＭ１００は、筒内圧センサＳＮ６の検出結果が上記所定圧力以上であるか否かに基づいて、燃焼室６内での混合気の燃焼が開始したか否かを判定する。ＰＣＭ１００は、燃焼室６内での混合気の燃焼が開始したＹＥＳのときには、ステップＳ１１に進む一方、燃焼室６内での混合気の燃焼が未だ開始していないＮＯのときには、上記熱平衡プラズマ生成制御を継続させ、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に上記第２パルス電圧を繰り返し印加させる。   In the next step S10, the PCM 100 determines whether or not combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 has started. In step S10, the PCM 100 determines whether or not the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 has started based on whether or not the detection result of the in-cylinder pressure sensor SN6 is equal to or higher than the predetermined pressure. The PCM 100 proceeds to step S11 when the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 has started, whereas it proceeds to step S11, while when the combustion of the air-fuel mixture within the combustion chamber 6 has not yet started, the PCM 100 generates the above thermal equilibrium plasma. The control is continued and the second pulse voltage is repeatedly applied between the electrodes 13 a and 13 b of the discharge plug 13.

上記ステップＳ１１では、ＰＣＭ１００は、上記熱平衡プラズマ生成制御を終了する。ステップＳ１１の後はリターンする。   In step S11, the PCM 100 ends the thermal equilibrium plasma generation control. After step S11, the process returns.

以上のようにして、エンジン１の燃焼安定性が低下するおそれのある運転状態において、上記非平衡プラズマ生成制御を実行することにより、燃焼室６内に上記活性種を生成して、上記熱平衡プラズマ生成制御において、火炎核が形成されやすいようにする。これにより、エンジンの燃焼安定性を向上させることができる。   As described above, by executing the non-equilibrium plasma generation control in the operating state where the combustion stability of the engine 1 may be lowered, the active species are generated in the combustion chamber 6 and the thermal equilibrium plasma is generated. In the generation control, flame nuclei are easily formed. Thereby, the combustion stability of the engine can be improved.

図１１は、上記非平衡プラズマ生成制御を実行した場合と実行しなかった場合とで、燃焼室６内での熱発生率の変化を実験により求めた結果を示すグラフである。図１１（ａ）は上記非平衡プラズマ生成制御を実行した場合の熱発生率の変化を示す一方、図１１（ｂ）は上記非平衡プラズマ生成制御を実行しなかった場合の熱発生率の変化を示す。図１１（ａ），（ｂ）において、縦軸は熱発生率であり、横軸はクランク角である。図１１（ａ），（ｂ）共に、圧縮上死点のクランク角を０°としており、これに対して進角側（圧縮上死点よりも早い時期）をマイナスで表し、遅角側（圧縮上死点よりも遅い時期）をプラスで表している。   FIG. 11 is a graph showing the results of experimentally determining the change in the heat generation rate in the combustion chamber 6 when the non-equilibrium plasma generation control is executed and when it is not executed. FIG. 11A shows the change in the heat generation rate when the non-equilibrium plasma generation control is executed, while FIG. 11B shows the change in the heat generation rate when the non-equilibrium plasma generation control is not executed. Indicates. In FIGS. 11A and 11B, the vertical axis represents the heat generation rate, and the horizontal axis represents the crank angle. 11 (a) and 11 (b), the crank angle at the compression top dead center is set to 0 °. On the other hand, the advance side (the time earlier than the compression top dead center) is represented by minus, and the retard side ( The time later than the compression top dead center) is shown as a plus.

この実験は、Ｇ／Ｆが３０になる運転状態での熱発生率であり、上記非平衡プラズマ生成制御の実行の有無に拘わらず、上記熱平衡プラズマ生成制御は、クランク角で−１５°の時に実行している。また、この実験では、上記非平衡プラズマ生成制御の終了時期は、クランク角で−１５°以前の時期である。   This experiment is a heat generation rate in an operation state where G / F becomes 30, and the thermal equilibrium plasma generation control is performed when the crank angle is −15 ° regardless of the execution of the non-equilibrium plasma generation control. Running. In this experiment, the end time of the non-equilibrium plasma generation control is a time before the crank angle of −15 °.

図１１（ｂ）に示すように、上記非平衡プラズマ生成制御を実行しなかった場合、圧縮上死点近傍においても熱発生率の急上昇しているものがある一方で、圧縮上死点近傍でもほとんど熱発生率の上昇がなく失火したものがあることが分かる。一方で、図１１（ａ）に示すように、上記非平衡プラズマ生成制御を実行した場合、失火すること無く、圧縮上死点近傍において、熱発生率が急上昇、すなわち、燃焼室６内で混合気が燃焼していることが分かる。このように、Ｇ／Ｆが３０とかなりリーンな運転状態においても、上記非平衡プラズマ生成制御を実行することにより、燃焼性が向上することが分かる。   As shown in FIG. 11 (b), when the non-equilibrium plasma generation control is not executed, the heat generation rate is rapidly increasing near the compression top dead center. It can be seen that there was a misfire with almost no increase in the heat generation rate. On the other hand, as shown in FIG. 11A, when the non-equilibrium plasma generation control is executed, the heat generation rate rapidly increases near the compression top dead center without misfiring, that is, mixing in the combustion chamber 6. You can see that Qi is burning. Thus, it can be understood that the combustibility is improved by executing the non-equilibrium plasma generation control even in an operation state where the G / F is as lean as 30.

また、図１１（ａ）に示すように、上記非平衡プラズマ生成制御を実行した場合、上記非平衡プラズマ生成制御を実行しない場合と比較して、熱発生率のピーク値のバラツキが少ないことが分かる。このように、上記非平衡プラズマ生成制御を実行することにより、着火性が向上するだけで無く、安定した燃焼状態を確保することができることが分かる。したがって、本実施形態の如く、上記非平衡プラズマ生成制御を実行することにより、エンジン１の燃焼安定性を向上させることができる。   Further, as shown in FIG. 11A, when the non-equilibrium plasma generation control is executed, there is less variation in the peak value of the heat generation rate than when the non-equilibrium plasma generation control is not executed. I understand. Thus, it can be seen that by performing the non-equilibrium plasma generation control, not only the ignitability is improved, but also a stable combustion state can be secured. Therefore, the combustion stability of the engine 1 can be improved by executing the non-equilibrium plasma generation control as in this embodiment.

したがって、本実施形態では、少なくとも圧縮行程において、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に、燃焼室６内に非平衡プラズマを生じさせるような第１パルス電圧を印加して放電させることで、非平衡プラズマを生成する非平衡プラズマ生成制御を実行し、非平衡プラズマ生成制御の終了直後に、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ間に、燃焼室６内に熱平衡プラズマを生じさせるような第２パルス電圧を印加して放電させることで、熱平衡プラズマを生成する熱平衡プラズマ生成制御を実行する。この構成により、少なくとも圧縮行程において非平衡プラズマを生じさせることで、燃焼室６内に上記活性種を生成することができ、その後に、上記熱平衡プラズマ生成制御を実行することで、上記活性種を利用して火炎核を容易に形成することができる。この結果、エンジン１の燃焼安定性を向上させることができる。   Therefore, in the present embodiment, at least in the compression stroke, the first pulse voltage that generates non-equilibrium plasma in the combustion chamber 6 is applied between the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13 to cause discharge. A non-equilibrium plasma generation control that generates an equilibrium plasma is executed, and a second pulse that generates a thermal equilibrium plasma in the combustion chamber 6 between the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13 immediately after the end of the non-equilibrium plasma generation control. Thermal equilibrium plasma generation control for generating thermal equilibrium plasma is executed by applying voltage to discharge. With this configuration, it is possible to generate the active species in the combustion chamber 6 by generating non-equilibrium plasma at least in the compression stroke, and then, by executing the thermal equilibrium plasma generation control, the active species are generated. It is possible to easily form a flame kernel. As a result, the combustion stability of the engine 1 can be improved.

また、本実施形態では、上記非平衡プラズマ生成制御を実行する期間が、上記熱平衡プラズマ生成制御を実行する期間よりも長いため、燃焼室６内に出来る限り多くの上記活性種を生成することができる。これにより、上記熱平衡プラズマ生成制御を実行した際の混合気の燃焼がスムーズに進行する。この結果、エンジン１の燃焼安定性を一層向上させることができる。   In this embodiment, since the period for executing the non-equilibrium plasma generation control is longer than the period for executing the thermal equilibrium plasma generation control, as many active species as possible can be generated in the combustion chamber 6. it can. Thereby, the combustion of the air-fuel mixture proceeds smoothly when the thermal equilibrium plasma generation control is executed. As a result, the combustion stability of the engine 1 can be further improved.

さらに、本実施形態では、上記非平衡プラズマ生成制御は、少なくとも、圧縮行程後期でかつインジェクタ１４による燃料の供給後に実行されるとともに、該非平衡プラズマ生成制御を実行する期間の長さは、圧縮行程が実行される期間の１／４以上の長さであるため、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ周辺に、混合気が存在するようになり、上記非平衡プラズマ生成制御で生成される上記活性種によって、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ周辺において、局所的な低温酸化反応が発生する。これにより、放電プラグ１３の電極１３ａ，１３ｂ周辺の温度が高くなるため、上記熱平衡プラズマ生成制御により熱平衡プラズマを生成した際に、火炎核が形成されやすくなる。この結果、エンジンの燃焼安定性がより一層向上される。   Furthermore, in the present embodiment, the non-equilibrium plasma generation control is executed at least in the later stage of the compression stroke and after the fuel is supplied by the injector 14, and the length of the period for executing the non-equilibrium plasma generation control is the compression stroke. Is longer than ¼ of the period in which the gas flow is performed, so that an air-fuel mixture exists around the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13, and the active species generated by the non-equilibrium plasma generation control As a result, a local low-temperature oxidation reaction occurs around the electrodes 13 a and 13 b of the discharge plug 13. As a result, the temperature around the electrodes 13a and 13b of the discharge plug 13 is increased, so that when a thermal equilibrium plasma is generated by the thermal equilibrium plasma generation control, flame nuclei are easily formed. As a result, the combustion stability of the engine is further improved.

ここに開示された技術は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。   The technology disclosed herein is not limited to the above-described embodiment, and can be substituted without departing from the scope of the claims.

例えば、上述の実施形態では、第１パルス電圧のパルス幅は、第２所定値未満（１μｓｅｃ未満）としたが、これに限らず、第１パルス電圧のパルス幅を、１０μｓｅｃ未満の範囲で、第２所定値以上にしてもよい。この場合、第１パルス電圧のピーク電圧を、１０ｋＶ未満（例えば、８ｋＶ）にするなどすればよい。   For example, in the above-described embodiment, the pulse width of the first pulse voltage is less than the second predetermined value (less than 1 μsec), but is not limited thereto, and the pulse width of the first pulse voltage is within a range of less than 10 μsec. It may be greater than or equal to the second predetermined value. In this case, the peak voltage of the first pulse voltage may be less than 10 kV (for example, 8 kV).

また、上述の実施形態では、過給機が設けられていなかったが、過給機を備えるエンジンの場合には、該過給機の過給圧に基づいて、上記非平衡プラズマ生成制御における第１パルス電圧のピーク電圧及び上記熱平衡プラズマ生成制御における第２パルス電圧のピーク電圧を変更するようにしてもよい。より詳しくは、過給圧が高い程、第１及び第２パルス電圧のピーク電圧を高くするようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the supercharger is not provided. However, in the case of an engine equipped with a supercharger, the non-equilibrium plasma generation control in the non-equilibrium plasma generation control is performed based on the supercharging pressure of the supercharger. The peak voltage of the one pulse voltage and the peak voltage of the second pulse voltage in the thermal equilibrium plasma generation control may be changed. More specifically, the higher the supercharging pressure, the higher the peak voltage of the first and second pulse voltages may be.

さらに、上述の実施形態では、エンジン負荷が所定負荷以上の高負荷領域では、上記非平衡プラズマ生成制御を実行しないようにしていたが、これに限らず、エンジン負荷が高負荷であっても、例えば、ＥＧＲ率が２０％以上になるような運転状態では、上記非平衡プラズマ生成制御を実行するようにしてもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the non-equilibrium plasma generation control is not performed in a high load region where the engine load is equal to or higher than a predetermined load. However, the present invention is not limited to this, and even if the engine load is high, For example, the non-equilibrium plasma generation control may be executed in an operation state in which the EGR rate is 20% or more.

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。   The above-described embodiments are merely examples, and the scope of the present disclosure should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present disclosure is defined by the claims, and all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present disclosure.

ここに開示された技術は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の各工程がこの順で繰り返される燃焼室を有するエンジン本体と、燃焼室内に燃料を供給する燃料供給手段とを備え、燃料供給手段により供給された燃料によって形成される混合気を燃焼室内で燃焼させるエンジンに有用である。   The technology disclosed herein includes an engine body having a combustion chamber in which the steps of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke are repeated in this order, and a fuel supply unit that supplies fuel into the combustion chamber, This is useful for an engine in which an air-fuel mixture formed by fuel supplied by a fuel supply means is combusted in a combustion chamber.

１ エンジン
１ａ エンジン本体
６ 燃焼室
１３ 放電プラグ（プラズマ生成手段）
１３ａ 中心電極（プラズマ生成手段の電極）
１３ｂ 接地電極（プラズマ生成手段の電極）
１４ インジェクタ（燃焼供給手段）
４０ ＥＧＲ装置（排気還流手段）
１００ ＰＣＭ（制御手段） 1 Engine 1a Engine body 6 Combustion chamber 13 Discharge plug (plasma generating means)
13a Center electrode (electrode for plasma generating means)
13b Ground electrode (electrode for plasma generating means)
14 Injector (combustion supply means)
40 EGR device (exhaust gas recirculation means)
100 PCM (control means)

Claims (12)

吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の各工程がこの順で繰り返される燃焼室を有するエンジン本体と、上記燃焼室内に臨むように配置され、電極間に電圧を印加することによる放電により上記燃焼室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、上記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給手段とを備え、上記燃料供給手段により供給された燃料によって形成される混合気を上記燃焼室内で燃焼させるエンジンの燃焼制御方法であって、
少なくとも圧縮行程において、上記プラズマ生成手段の上記電極間に、第１パルス電圧を印加して放電させることで、非平衡プラズマを生成する非平衡プラズマ生成工程と、
上記非平衡プラズマ生成工程の終了直後に、上記プラズマ生成手段の上記電極間に、第２パルス電圧を印加して放電させることで、熱平衡プラズマを生成する熱平衡プラズマ生成工程と、を含むことを特徴とするエンジンの燃焼制御方法。 An engine body having a combustion chamber in which the steps of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke are repeated in this order, and the discharge chamber by placing a voltage between the electrodes are arranged so as to face the combustion chamber. An engine comprising plasma generating means for generating plasma in a combustion chamber and fuel supply means for supplying fuel into the combustion chamber, wherein an air-fuel mixture formed by the fuel supplied by the fuel supply means is combusted in the combustion chamber. A combustion control method for
A non-equilibrium plasma generation step of generating a non-equilibrium plasma by applying a first pulse voltage to discharge between the electrodes of the plasma generation means at least in a compression stroke;
A thermal equilibrium plasma generation step of generating a thermal equilibrium plasma by applying a second pulse voltage to discharge between the electrodes of the plasma generation means immediately after completion of the non-equilibrium plasma generation step. An engine combustion control method. 請求項１に記載のエンジンの燃焼制御方法において、
上記第１パルス電圧は、パルス幅が第１所定値以上かつ該第１所定値よりも大きい第２所定値未満のパルス電圧であり、
上記第２パルス電圧は、パルス幅が上記第２所定値以上のパルス電圧であることを特徴とするエンジンの燃焼制御方法。 The engine combustion control method according to claim 1,
The first pulse voltage is a pulse voltage whose pulse width is not less than a first predetermined value and less than a second predetermined value that is greater than the first predetermined value,
The engine combustion control method, wherein the second pulse voltage is a pulse voltage having a pulse width equal to or greater than the second predetermined value. 請求項１又は２に記載のエンジンの燃焼制御方法において、
上記非平衡プラズマ生成工程は、上記エンジンの運転状態が、上記燃焼室内の混合気におけるガスと燃料との比であるＧ／Ｆが１６以上となる運転状態であるときに実行する工程であることを特徴とするエンジンの燃焼制御方法。 The engine combustion control method according to claim 1 or 2,
The non-equilibrium plasma generation step is a step executed when the operating state of the engine is an operating state where G / F, which is a ratio of gas to fuel in the mixture in the combustion chamber, is 16 or more. An engine combustion control method. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のエンジンの燃焼制御方法において、
上記エンジンは、排気行程で上記燃焼室内から排出された排気を、該燃焼室内に還流させる排気還流手段を更に備え、
上記非平衡プラズマ生成工程は、上記エンジンの運転状態が、上記燃焼室内の全ガス量に対する該ガス中の排気の量の比であるＥＧＲ率が２０％以上となる運転状態であるときに実行する工程であることを特徴とするエンジンの燃焼制御方法。 The engine combustion control method according to any one of claims 1 to 3,
The engine further comprises exhaust gas recirculation means for recirculating the exhaust gas discharged from the combustion chamber in the exhaust stroke into the combustion chamber,
The non-equilibrium plasma generation step is executed when the operating state of the engine is an operating state in which an EGR rate that is a ratio of the amount of exhaust gas in the gas to the total gas amount in the combustion chamber is 20% or more. A combustion control method for an engine characterized by being a process. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンジンの燃焼制御方法において、
上記非平衡プラズマ生成工程を実行する期間は、上記熱平衡プラズマ生成工程を実行する期間よりも長いことを特徴とするエンジンの燃焼制御方法。 The combustion control method for an engine according to any one of claims 1 to 4,
A combustion control method for an engine, wherein a period of executing the non-equilibrium plasma generation step is longer than a period of executing the thermal equilibrium plasma generation step. 請求項５に記載のエンジンの燃焼制御方法において、
上記非平衡プラズマ生成工程は、少なくとも、圧縮行程後期でかつ上記燃料供給手段による燃料の供給後に実行する工程であり、
上記非平衡プラズマ生成工程を実行する期間の長さは、圧縮行程が実行される期間の１／４以上の長さであることを特徴とするエンジンの燃焼制御方法。 The engine combustion control method according to claim 5,
The non-equilibrium plasma generation step is a step that is executed at least in the later stage of the compression stroke and after the fuel is supplied by the fuel supply means,
The engine combustion control method characterized in that the length of the period in which the non-equilibrium plasma generation step is performed is ¼ or more of the period in which the compression stroke is performed. 吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の各工程がこの順で繰り返される燃焼室を有するエンジン本体と、上記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給手段とを備え、上記燃料供給手段により供給された燃料によって形成される混合気を上記燃焼室内で燃焼させるエンジンの燃焼制御装置であって、
上記燃焼室内に臨むように配置され、電極間に電圧を印加することによる放電により上記燃焼室内にプラズマを生成するプラズマ生成手段と、
上記プラズマ生成手段及び上記燃料供給手段の作動を制御する制御手段とを更に備え、
上記制御手段は、少なくとも圧縮行程において、上記プラズマ生成手段の上記電極間に、第１パルス電圧を印加して放電させることで、非平衡プラズマを生成する非平衡プラズマ生成制御を実行するとともに、上記非平衡プラズマ生成制御の終了直後に、上記プラズマ生成手段の上記電極間に、第２パルス電圧を印加して放電させることで、熱平衡プラズマを生成する熱平衡プラズマ生成制御とを実行するように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。 An engine body having a combustion chamber in which the steps of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke are repeated in this order; and a fuel supply means for supplying fuel into the combustion chamber, and is supplied by the fuel supply means. A combustion control device for an engine for burning an air-fuel mixture formed by the fuel in the combustion chamber,
A plasma generating means disposed so as to face the combustion chamber, and generating plasma in the combustion chamber by discharge by applying a voltage between the electrodes;
Control means for controlling the operation of the plasma generation means and the fuel supply means,
The control means executes a non-equilibrium plasma generation control for generating a non-equilibrium plasma by applying a first pulse voltage between the electrodes of the plasma generation means to discharge at least in a compression stroke, and Immediately after the end of the non-equilibrium plasma generation control, a second pulse voltage is applied between the electrodes of the plasma generation means to cause discharge, thereby executing thermal equilibrium plasma generation control for generating thermal equilibrium plasma. An engine combustion control device. 請求項７に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
上記第１パルス電圧は、パルス幅が第１所定値以上かつ該第１所定値よりも大きい第２所定値未満のパルス電圧であり、
上記第２パルス電圧は、パルス幅が上記第２所定値以上のパルス電圧であることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。 The engine combustion control apparatus according to claim 7,
The first pulse voltage is a pulse voltage whose pulse width is not less than a first predetermined value and less than a second predetermined value that is greater than the first predetermined value,
The engine combustion control apparatus, wherein the second pulse voltage is a pulse voltage having a pulse width equal to or greater than the second predetermined value. 請求項７又は８に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
上記制御手段は、上記エンジンの運転状態が、上記燃焼室内の混合気におけるガスと燃料との比であるＧ／Ｆが１６以上となる運転状態であるときに、上記非平衡プラズマ生成制御を実行させるように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。 The combustion control apparatus for an engine according to claim 7 or 8,
The control means executes the non-equilibrium plasma generation control when the operating state of the engine is an operating state where G / F, which is a ratio of gas to fuel in the mixture in the combustion chamber, is 16 or more. An engine combustion control device characterized in that the engine combustion control device is configured. 請求項７〜９のいずれか１つに記載のエンジンの燃焼制御装置において、
上記エンジンは、排気行程で上記燃焼室内から排出された排気を、該燃焼室内に還流させる排気還流手段を更に備え、
上記制御手段は、上記エンジンの運転状態が、上記燃焼室内の全ガス量に対する該ガス中の排気の量の比であるＥＧＲ率が２０％以上となる運転状態であるときに、上記非平衡プラズマ生成制御を実行させるように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。 The combustion control apparatus for an engine according to any one of claims 7 to 9,
The engine further comprises exhaust gas recirculation means for recirculating the exhaust gas discharged from the combustion chamber in the exhaust stroke into the combustion chamber,
When the engine operating state is an operating state in which an EGR rate, which is a ratio of the amount of exhaust gas in the gas to the total gas amount in the combustion chamber, is 20% or more, the non-equilibrium plasma An engine combustion control apparatus configured to execute generation control. 請求項７〜１０のいずれか１つに記載のエンジンの燃焼制御装置において、
上記制御手段は、上記非平衡プラズマ生成制御を実行する期間を、上記熱平衡プラズマ生成制御を実行する期間よりも長くするように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。 The engine combustion control apparatus according to any one of claims 7 to 10,
The engine combustion control apparatus according to claim 1, wherein the control means is configured to make a period for executing the non-equilibrium plasma generation control longer than a period for executing the thermal equilibrium plasma generation control. 請求項１１に記載のエンジンの燃焼制御装置において、
上記制御手段は、上記非平衡プラズマ生成制御を、少なくとも、圧縮行程後期でかつ上記燃料供給手段による燃料の供給後に実行させるとともに、該非平衡プラズマ生成制御を実行する期間の長さを、圧縮行程が実行される期間の１／４以上の長さにするように構成されていることを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。 The engine combustion control apparatus according to claim 11,
The control means executes the non-equilibrium plasma generation control at least in the latter half of the compression stroke and after the fuel is supplied by the fuel supply means, and the length of the period during which the non-equilibrium plasma generation control is executed A combustion control apparatus for an engine, characterized by being configured to have a length of ¼ or more of a period of execution.

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