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JP2004036595A - 圧縮着火式内燃機関の制御装置 - Google Patents

圧縮着火式内燃機関の制御装置 Download PDF

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JP2004036595A JP2002198444A JP2002198444A JP2004036595A JP 2004036595 A JP2004036595 A JP 2004036595A JP 2002198444 A JP2002198444 A JP 2002198444A JP 2002198444 A JP2002198444 A JP 2002198444A JP 2004036595 A JP2004036595 A JP 2004036595A
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engine
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Moriyoshi Awasaka
粟坂　守良
Junji Yasuda
安田　順司
Takashi Kakinuma
柿沼　隆
Yasuhiro Urata
浦田　泰弘
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Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

【課題】内燃機関の所要の出力を確保しながら、圧縮着火の実行領域を低負荷側において拡大することができる圧縮着火式内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関２に供給される混合気を自己着火により燃焼室２ｃ内で燃焼させる圧縮着火式内燃機関の制御装置１であって、内燃機関２の運転状態を検出する運転状態検出手段３、２２、２４と、内燃機関２の運転状態に応じて、燃焼ガスの残留量を決定する燃焼ガス残留量決定手段３と、燃焼ガスの残留量に基づき、燃焼後に燃焼ガスの一部を燃焼室２ｃ内に残留させる燃焼ガス残留手段１０と、燃焼室２ｃ内に新気を過給する過給手段１２と、内燃機関２の運転状態に応じて、自己着火を行うために過給手段１２による過給を実行すべきか否かを判定する過給実行判定手段３と、過給を実行すべきであると判定されたときに、過給手段１２により燃焼室２ｃ内に新気を過給させる過給制御手段３と、を備える。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に供給される混合気を自己着火により燃焼室内で燃焼させる圧縮着火式内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の圧縮着火式内燃機関の制御装置として、特開平１０−２６６８７８号公報に開示されたものが知られている。この制御装置では、低負荷から中負荷までの内燃機関の運転領域が、圧縮着火の実行領域として設定されている。また、吸気弁および排気弁の開弁および閉弁タイミングがそれぞれ可変に構成されている。そして、内燃機関の負荷が圧縮着火の実行領域内にあるときには、自己着火が生じやすいように、吸気弁および排気弁の閉弁タイミングが負荷に応じて制御される。特に、低負荷域では、負荷が低いほど、すなわち供給燃料量が少なくなることにより自己着火が生じにくくなるほど、吸気弁の閉弁タイミングをより早く設定することによって、圧縮比を高めるとともに、排気弁の閉弁タイミングをより早く設定することによって、燃焼ガスの一部を燃焼室内に残留させる。以上により、混合気の温度を上昇させ、高温状態にすることによって、自己着火が生じやすいようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の圧縮着火式内燃機関の制御装置によれば、圧縮比の上昇量および燃焼室内に残留させることができる燃焼ガスの残留量には、それぞれ限界がある。前者は、圧縮比が高すぎると、ノッキングを起こしてしまうためであり、後者は、燃焼ガスの残留量が多くなると、燃焼室内に混合気を十分に取り込むことができなくなり、それにより、内燃機関の出力を確保できなくなってしまうためである。このため、燃焼ガスによる混合気の温度の上昇にも限界があり、低負荷側で自己着火が不可能になる結果、圧縮着火の実行領域が低負荷側において制限されてしまう。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の所要の出力を確保しながら、圧縮着火の実行領域を低負荷側において拡大することができる圧縮着火式内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１による発明は、内燃機関２に供給される混合気を自己着火により燃焼室２ｃ内で燃焼させる圧縮着火式内燃機関の制御装置１であって、内燃機関２の運転状態を検出する運転状態検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）クランク角センサ２２、アクセル開度センサ２４、ＥＣＵ３、図３のステップ４、図６）と、当該検出された内燃機関２の運転状態に応じて、燃焼ガスの残留量（内部ＥＧＲ量）を決定する燃焼ガス残留量決定手段（ＥＣＵ３、図３のステップ４、図６）と、当該決定された残留量に基づき、燃焼後に燃焼ガスの一部を燃焼室２ｃ内に残留させる燃焼ガス残留手段（電磁式動弁機構１０）と、燃焼室２ｃ内に新気を過給する過給手段（過給機１２）と、検出された内燃機関２の運転状態に応じて、自己着火を行うために過給手段による過給を実行すべきか否かを判定する過給実行判定手段（ＥＣＵ３、図３のステップ５、図５）と、過給実行判定手段により過給を実行すべきであると判定されたときに、過給手段により燃焼室２ｃ内に新気を過給させる過給制御手段（ＥＣＵ３、図３のステップ５、１２）と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この圧縮着火式内燃機関の制御装置によれば、検出された内燃機関の運転状態に応じて、燃焼室内に残留させるべき燃焼ガスの残留量を決定し、そのように決定された燃焼ガスの残留量を燃焼室内に残留させる。したがって、例えば、内燃機関の要求負荷に応じて上記残留量を決定することによって、燃焼ガスを十分に残留させ、それにより、燃焼室内の混合気の温度を十分に上昇させることができる。また、自己着火を行うために燃焼室内への新気の過給を実行すべきか否かを内燃機関の運転状態に応じて判定するとともに、実行すべきと判定されたときに新気を過給する。このため、例えば、燃焼ガスの残留量が比較的多いために、燃焼室に供給される新気が不足するようなときに、自己着火を行うために過給を実行することによって、自己着火に必要な新気量を確保することができる。以上により、内燃機関の運転状態に応じて、自己着火に必要な燃焼ガスの残留量および新気量を確保でき、それにより、内燃機関の所要の出力を確保しながら、圧縮着火の実行領域を低負荷側において拡大することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置１において、過給実行判定手段は、決定された燃焼ガスの残留量が所定値以上のときに、過給手段による過給を実行すべきであると判定する（図９のステップ５５）ことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、燃焼ガスの残留量が所定値以上のとき、すなわち燃焼室に供給される新気が不足するようなときに、過給を実行するので、自己着火に必要な新気量を確保することができる。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置１において、過給制御手段は、決定された燃焼ガスの残留量が大きいほど、過給手段による過給圧力ＰＳＣをより大きな値に設定する（図３のステップ９、図８）ことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、燃焼ガスの残留量が大きいほど、すなわち燃焼室に供給される新気が不足する度合が高いほど、燃焼室内に新気を過給する圧力を大きな値に設定するので、自己着火に必要な新気量を燃焼ガスの残留量に応じて適切に確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、第１実施形態による制御装置１を適用した圧縮着火式内燃機関（以下「エンジン」という）２を、図２は、制御装置１をそれぞれ概略的に示している。
【００１２】
エンジン２は、例えば、直列４気筒（１気筒のみ図示）タイプのガソリンエンジンであり、各気筒（図示せず）のピストン２ａとシリンダヘッド２ｂとの間に燃焼室２ｃが形成されている。ピストン２ａの上面の中央部には、凹部２ｄが形成されている。また、シリンダヘッド２ｂには、吸気管４および排気管５がそれぞれ設けられるとともに、燃焼室２ｃに臨むように点火プラグ７が取り付けられている。また、吸気管４には、ピストン２ａの凹部２ｄに向かうようにインジェクタ６ａが取り付けられている。インジェクタ６ａは、燃料ポンプ（図示せず）に接続されており、その燃料噴射時間ＴＯＵＴは、後述するＥＣＵ３によって制御される。また、点火プラグ７には、ＥＣＵ３からの駆動信号により点火時期ＩＧＬＯＧに応じたタイミングで高電圧が加えられ、次に遮断されることによって放電し、それにより、各気筒内で混合気の点火が行われる。また、エンジン２は、燃焼室２ｃ内の混合気を、点火プラグ７の火花により点火する火花点火燃焼（以下「ＳＩ燃焼」という）と、自己着火による圧縮着火燃焼（以下「ＣＩ燃焼」という）とを実行することが可能である。
【００１３】
吸気弁８および排気弁９は、それぞれ電磁式動弁機構１０（燃焼ガス残留手段）によって駆動される。各電磁式動弁機構１０は、２つの電磁石（図示せず）を備えており、ＥＣＵ３からの駆動信号により、これらの電磁石の励磁・非励磁のタイミングを制御することによって、吸気弁８および排気弁９が開閉駆動されるとともに、これらの開閉タイミング（以下「バルブタイミング」という）が自在に制御される。また、排気弁９の閉弁タイミングを通常よりも早めるように制御することによって、燃焼ガスを燃焼室２ｃ内に残留させる（以下「内部ＥＧＲ」という）とともに、その残留量、すなわち内部ＥＧＲ量を制御することが可能である。
【００１４】
吸気管４には、スロットル弁１１が設けられており、スロットル弁１１には、電動モータ１１ａが接続されている。この電動モータ１１ａは、例えば、直流モータで構成されており、電動モータ１１ａに供給される駆動電流のデューティ比をＥＣＵ３で制御することによって、スロットル弁１１の開度（以下「スロットル弁開度」という）ＴＨが制御される。
【００１５】
このスロットル弁開度ＴＨは、スロットル弁開度センサ２０によって検出される。また、吸気管４のスロットル弁１１よりも下流側には、吸入空気の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出する吸気温センサ２１が設けられており、これらの検出信号はＥＣＵ３に出力される。
【００１６】
吸気管４のスロットル弁１１よりも上流側には、過給機１２（過給手段）が設けられている。この過給機１２は、スーパーチャージャー式のものであり、ロータ（図示せず）および電磁クラッチ１２ａを備えている。このロータは、電磁クラッチ１２ａを介してエンジン２のクランクシャフト（図示せず）に接続されており、電磁クラッチ１２ａは、ロータとクランクシャフトを接続・遮断する。電磁クラッチ１２ａの動作は、ＥＣＵ３によって制御される。以上の構成により、電磁クラッチ１２ａが接続されることによって、クランクシャフトによりロータが駆動され、それにより、燃焼室２ｃ内に新気が過給される。
【００１７】
また、吸気管４には、過給機１２をバイパスするバイパス通路１３が設けられている。このバイパス通路１３には、バイパス弁１４が設けられている。このバイパス弁１４には、例えば直流モータで構成された電動モータ１４ａが接続されており、電動モータ１４ａに供給される駆動電流のデューティ比をＥＣＵ３で制御することによって、バイパス弁１４の開度（以下「バイパス弁開度」という）ＢＰＷが制御される。このバイパス弁開度ＢＰＷを制御することによって、過給機１２による過給圧が制御される。
【００１８】
さらに、吸気管４の過給機１２よりも下流側には、インタークーラ１５が設けられている。このインタークーラ１５は、水冷式のものであり、過給機１２により圧縮され、高温になった新気を冷却する。
【００１９】
ＥＣＵ３には、クランク角センサ２２（運転状態検出手段）からＣＲＫ信号が出力される。このＣＲＫ信号は、エンジン２のクランクシャフトの回転に伴い、所定のクランク角度ごとに出力されるパルス信号である。ＥＣＵ３は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを求める。また、ＥＣＵ３には、エンジン水温センサ２３から、エンジン２の冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを表す検出信号が、アクセル開度センサ２４（運転状態検出手段）から、アクセルペダル（図示せず）の開度（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、排気温センサ２５から、排気管５を流れる排気ガスの温度（以下「排気ガス温度」という）ＴＥＸＨを表す検出信号が、それぞれ出力される。
【００２０】
ＥＣＵ３は、本実施形態において、運転状態検出手段、燃焼ガス残留量決定手段、過給実行判定手段および過給制御手段を構成するものであり、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種センサ２０〜２５からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。
【００２１】
ＣＰＵは、これらの入力信号に応じて、エンジン２の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよびデータや、ＲＡＭに記憶されたデータなどに従って、エンジン２にＳＩ燃焼またはＣＩ燃焼のいずれを実行させるかを決定するとともに、その結果に応じて、エンジン２の制御処理を実行する。
【００２２】
図３は、この制御処理のフローチャートを示している。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示、以下同じ）では、エンジン２の要求負荷ＴＥを、エンジン回転数ＮＥなどを用いて次式（１）によって算出する。
ＴＥ＝ＣＯＮＳＴ・ＰＳＥ／ＮＥ　　　……　（１）
ここで、ＣＯＮＳＴは定数であり、ＰＳＥはエンジン２の要求出力である。この要求出力ＰＳＥは、図４に示すＰＳＥテーブルに基づき、アクセル開度ＡＰおよびエンジン回転数ＮＥに応じて設定される。このＰＳＥテーブルは、０％〜１００％の範囲内の所定のアクセル開度ＡＰごとに設定された複数のテーブルで構成されており、アクセル開度ＡＰがこれらの中間値を示す場合には、要求出力ＰＳＥは補間演算によって求められる。また、これらのテーブルでは、要求出力ＰＳＥは、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、およびアクセル開度ＡＰが大きいほど、大きな値に設定されている。
【００２３】
次に、エンジン２がＳＩ燃焼を実行すべき運転領域（以下「ＳＩ燃焼領域」という）にあるか否かを判別する（ステップ２）。この判別は、図５に示す運転領域判別マップに基づき、要求負荷ＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて行われる。この燃焼領域判別マップでは、実線で区分されるように、要求負荷ＴＥが低〜中負荷状態で、かつエンジン回転数ＮＥが低〜中回転状態にある領域が、ＣＩ燃焼を実行すべき運転領域（以下「ＣＩ燃焼領域」という）として設定され、それ以外の領域がＳＩ燃焼領域として設定されている。
【００２４】
また、より詳細には、ＣＩ燃焼領域は、中負荷状態かつ低回転状態にあり、燃焼ガスを残留させない、すなわち内部ＥＧＲを発生させない非内部ＥＧＲ領域ＣＩ１と、低〜中負荷状態かつ低〜中回転状態にあり、内部ＥＧＲを発生させる内部ＥＧＲ領域ＣＩ２と、低〜中負荷状態かつ中回転状態にあり、内部ＥＧＲを発生させるとともに、過給を実行する内部ＥＧＲ・過給領域ＣＩ３とに、境界線Ｌ１およびＬ２によって区分されている。また、ＳＩ燃焼領域は、高負荷状態にあり、過給を実行する過給領域ＳＩ２と、過給を実行しないそれ以外の非過給領域ＳＩ１とに区分される。
【００２５】
ステップ２の答がＹＥＳで、エンジン２がＳＩ燃焼領域にあるときには、ＳＩ燃焼を実行する（ステップ３）。具体的には、要求負荷ＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、点火時期ＩＧＬＯＧ、スロットル弁開度ＴＨおよびエンジン２に供給される混合気の空燃比などを制御する。また、エンジン２がＳＩ燃焼領域のうちの過給領域ＳＩ２にあるときには、さらに、過給機１２の電磁クラッチ１２ａを接続することによって、過給を実行する。
【００２６】
ステップ２の答がＮＯで、エンジン２がＣＩ燃焼領域にあるときには、内部ＥＧＲ量を決定する（ステップ４）。この内部ＥＧＲ量は、図６に示すＥＧＲマップに基づき、要求負荷ＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて決定される。
【００２７】
このＥＧＲマップは、内部ＥＧＲ量を、要求負荷ＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに対し、同一のＥＧＲ量に設定される点を結んだ曲線として、０％〜８０％の範囲内の所定の内部ＥＧＲ量ごとに設定したものである。また、このＥＧＲマップでは、内部ＥＧＲ量は、要求負荷ＴＥが小さいほど、およびエンジン回転数ＮＥが大きいほど、大きな値に設定されている。前者は、要求負荷ＴＥが小さいほど、供給燃料量が少なくなることにより自己着火が生じにくくなるので、燃焼室２ｃ内の混合気の温度を上昇させるべく、内部ＥＧＲ量を増加させるためである。また、後者は、エンジン回転数ＮＥが大きいほど、燃焼に費やされる時間が短くなり、自己着火が生じるのに必要な時間を十分に確保できなくなることによって、自己着火が生じにくくなるので、これを補うため、混合気の温度を上昇させるべく、内部ＥＧＲ量を増加させるためである。なお、要求負荷ＴＥとエンジン回転数ＮＥとの関係を表す点が、ＥＧＲマップのこれらの曲線上に位置しない場合には、内部ＥＧＲ量は補間演算によって決定される。さらに、内部ＥＧＲ量０％の曲線よりも高負荷側かつ低回転数側の領域では、内部ＥＧＲ量は値０に決定され、すなわちこの内部ＥＧＲ量０％の曲線は、図５の非内部ＥＧＲ領域ＣＩ１と内部ＥＧＲ領域ＣＩ２との境界線Ｌ１に相当する。
【００２８】
次に、エンジン２が、図５の運転領域判別マップの内部ＥＧＲ・過給領域ＣＩ３にあるか否かを判別する（ステップ５）。この答がＮＯで、エンジン２が内部ＥＧＲ・過給領域ＣＩ３にないときには、ステップ４で決定した内部ＥＧＲ量に応じて、吸気弁８および排気弁９のバルブタイミングを設定する（ステップ６）。
【００２９】
図７は、この設定の一例によるバルブリフト曲線を示している。すなわち、排気弁９の開弁タイミングは、内部ＥＧＲの発生の有無にかかわらず、下死点の直前のクランク角度位置に一律に設定され、その閉弁タイミングは、内部ＥＧＲを発生させない（内部ＥＧＲ量＝０）ときには、上死点の直後に設定され（曲線Ｌ３）、内部ＥＧＲを発生させるときには、内部ＥＧＲ量が多いほど、より早く設定されている（曲線Ｌ４および５）。吸気弁９の開弁タイミングは、内部ＥＧＲを発生させないときには、上記上死点の直前に設定され（曲線Ｌ６）、内部ＥＧＲを発生させるときには、内部ＥＧＲ量にかかわらず、この上死点の後の所定のクランク角度位置に設定されている（曲線Ｌ７）。また、吸気弁９の閉弁タイミングは、内部ＥＧＲの発生の有無にかかわらず、下死点の直後に一律に設定されている。
【００３０】
次に、過給機１２による過給を停止するために、バイパス弁開度ＢＰＶを全開状態に制御する（ステップ７）。次いで、ＣＩ燃焼を実行すべく、点火プラグ７による点火を停止し、スロットル弁開度ＴＨを全開に制御し、燃料噴射時間ＴＯＵＴを制御するとともに、ステップ６で設定されたバルブタイミングにより吸気弁８および排気弁９を制御し（ステップ８）、本プログラムを終了する。
【００３１】
前記ステップ５の答がＹＥＳで、エンジン２が内部ＥＧＲ・過給領域ＣＩ３にあるときには、過給圧力ＰＳＣを、図８に示すＰＳＣ算出マップに基づき、要求負荷ＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて算出する（ステップ９）。このＰＳＣ算出マップでは、過給圧力ＰＳＣは、要求負荷ＴＥが小さいほど、およびエンジン回転数ＮＥが大きいほど、大きな値に設定される。これにより、内部ＥＧＲ量が大きいほど、過給圧力ＰＳＣが大きい値に設定される。
【００３２】
次に、バイパス弁１４の目標開度ＢＯＢＪを、ステップ９で算出した過給圧力ＰＳＣに応じ、ＢＯＢＪテーブル（図示せず）から検索する（ステップ１０）。このＢＯＢＪテーブルでは、目標開度ＢＯＢＪは、過給圧力ＰＳＣが大きいほど、小さな値に設定される。
【００３３】
ステップ１０に続くステップ１１では、前記ステップ６の場合と同様に、吸気弁８および排気弁９のバルブタイミングを、ステップ４で決定した内部ＥＧＲ量に応じて設定する。
【００３４】
次に、過給機１２による過給を実行するために、電磁クラッチ１２ａを接続するとともに、ステップ１０で算出した目標開度ＢＯＢＪになるようにバイパス弁開度ＢＰＶを制御する（ステップ１２）。次いで、前記ステップ８に進み、ＣＩ燃焼を実行すべく、点火プラグ７への電圧の供給を停止し、スロットル弁開度ＴＨを全開に制御し、燃料噴射時間ＴＯＵＴを制御するとともに、ステップ１１で設定されたバルブタイミングによって吸気弁８および排気弁９を制御し、本プログラムを終了する。
【００３５】
以上のように、本実施形態の圧縮着火式内燃機関の制御装置１によれば、内部ＥＧＲ量を、要求負荷ＴＥが小さいほど、およびエンジン回転数ＮＥが大きいほど、多くなるように決定する。したがって、燃焼室２ｃ内の混合気の温度を、要求負荷ＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じて十分に上昇させることができる。また、境界線Ｌ２よりも要求負荷ＴＥが低く、かつエンジン回転数ＮＥが高いとき、すなわち内部ＥＧＲ量が多いために、燃焼室２ｃ内に供給される新気が不足するようなときに、新気を過給するので、自己着火に必要な新気量を確保することができる。また、過給圧力ＰＳＣは、内部ＥＧＲ量が大きいほど、すなわち新気が不足する度合が高いほど、大きな値に設定されるので、自己着火に必要な新気量を内部ＥＧＲ量に応じて適切に確保することができる。以上により、エンジン２の所要の出力を確保しながら、圧縮着火の実行領域を低負荷側において拡大することができる。
【００３６】
図９は、本発明の第２実施形態による圧縮着火式内燃機関の制御処理のフローチャートを示している。図３との比較から明らかなように、本実施形態は、第１実施形態と比較して、ステップ５５の実行内容のみが異なるものである。
【００３７】
具体的には、このステップ５５では、ステップ４で決定された内部ＥＧＲ量が限界ＥＧＲ量以上であるか否かを判別する。この答がＹＥＳで、内部ＥＧＲ量≧限界ＥＧＲ量のときには、前記ステップ９以降に進み、過給機１２による過給を実行し、この答がＮＯで、内部ＥＧＲ量＜限界ＥＧＲ量のときには、前記ステップ６以降に進み、過給を停止する。この限界ＥＧＲ量は、内部ＥＧＲ量が多いために自己着火に必要な新気量が自然吸気だけでは足りなくなるような内部ＥＧＲ量の限界値であり、一定の所定値（例えば３０％）に設定してもよいし、要求負荷ＴＥおよびエンジン回転数ＮＥに応じた値を実験により設定してもよい。
【００３８】
以上のように、本実施形態においても、第１実施形態の場合と同様、内部ＥＧＲ量が多いために、燃焼室２ｃに新気が不足するようなときに、新気を過給することによって、自己着火に必要な新気量を確保することができる。
【００３９】
図１０および図１１は、本発明の第３実施形態を示している。図１０に示すように、この圧縮着火式内燃機関（以下「エンジン」という）５０は、各気筒ＣＹＬに、各２つの第１および第２の吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２と第１および第２の排気弁ＥＶ１、ＥＶ２が設けられており、第２排気弁ＥＶ２のバルブタイミングを変化させることによって、内部ＥＧＲ量が制御される。
【００４０】
図１１は、これらの吸・排気弁のバルブリフト曲線の一例を示している。すなわち、第１排気弁ＥＶ１の開弁タイミングは、下死点の直前のクランク角度位置に設定され、その閉弁タイミングは、上死点の直後に設定されており、第２排気弁ＥＶ２の開弁タイミングは、上記上死点の直前に設定され、その閉弁タイミングは、この上死点の後の下死点の直前に設定されている。また、第１および第２の吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の開弁タイミングは、上記上死点の後の所定のクランク角度位置に設定され、これらの閉弁タイミングは、上記下死点の後のクランク角度位置に設定されている。以上のように、第１排気弁ＥＶ１の閉弁と、第１および第２の吸気弁ＩＶ１、ＩＶ２の開弁との間に、第２排気弁ＥＶ２を開弁させることによって、第１排気弁ＥＶ１を介して一旦、排出された燃焼ガスを燃焼室内に内部ＥＧＲとして戻すことができるとともに、同図に破線で示すように、第２排気弁ＥＶ２の開弁時間を変化させることによって、内部ＥＧＲ量を制御することができる。したがって、決定した内部ＥＧＲ量に応じて第２排気弁ＥＶ２のバルブタイミングを制御することによって、第１実施形態による前述した効果を同様に得ることができる。
【００４１】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、本実施形態では、内部ＥＧＲ量の可変制御を、電磁式動弁機構１０で吸・排気弁８、９のバルブタイミングを変化させることによって行っているが、これに代えて、吸・排気弁８、９のバルブリフト量を変化させることによって行ってもよい。また、過給手段として、スーパーチャージャー式の過給機１２を用いたが、ターボチャージャー式のものを用いてもよい。さらに、実施形態では、内部ＥＧＲ量を算出するためのエンジン２の運転状態を表すパラメータとして、要求負荷ＴＥおよびエンジン回転数ＮＥを用いたが、他の適当なパラメータを用いてもよいことはもちろんである。さらに、本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の圧縮着火式内燃機関の制御装置によれば、内燃機関の所要の出力を確保しながら、圧縮着火の実行領域を低負荷側において拡大することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】圧縮着火式内燃機関を概略的に示す図である。
【図２】本発明の制御装置を概略的に示す図である。
【図３】圧縮着火式内燃機関の制御処理のフローチャートを示す図である。
【図４】図３の処理で用いられるＰＳＥテーブルの一例を示す図である。
【図５】図３の処理で用いられる運転領域判別マップの一例を示す図である。
【図６】図３の処理で用いられるＥＧＲテーブルの一例を示す図である。
【図７】図３の処理で用いられるバルブリフト曲線の一例を示す図である。
【図８】図３の処理で用いられるＰＳＣ算出マップの一例を示す図である。
【図９】第２実施形態による圧縮着火式内燃機関の制御処理のフローチャートを示す図である。
【図１０】第３実施形態による制御装置を適用する圧縮着火式内燃機関の吸・排気弁の配置を概略的に示す図である。
【図１１】図１０の吸・排気弁のバルブリフト曲線の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　制御装置
２　エンジン
２ｃ　燃焼室
３　ＥＣＵ（運転状態検出手段、燃焼ガス残留量決定手段、過給実行判定手段、過給制御手段）
１０　電磁式動弁機構（燃焼ガス残留手段）
１２　過給機（過給手段）
２２　クランク角センサ（運転状態検出手段）
２４　アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
ＰＳＣ　過給圧力

Claims (3)

  1. 内燃機関に供給される混合気を自己着火により燃焼室内で燃焼させる圧縮着火式内燃機関の制御装置であって、
    前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
    当該検出された前記内燃機関の運転状態に応じて、燃焼ガスの残留量を決定する燃焼ガス残留量決定手段と、
    当該決定された燃焼ガスの残留量に基づき、燃焼後に燃焼ガスの一部を前記燃焼室内に残留させる燃焼ガス残留手段と、
    前記燃焼室内に新気を過給する過給手段と、
    前記検出された前記内燃機関の運転状態に応じて、前記自己着火を行うために前記過給手段による過給を実行すべきか否かを判定する過給実行判定手段と、
    当該過給実行判定手段により前記過給を実行すべきであると判定されたときに、前記過給手段により前記燃焼室内に新気を過給させる過給制御手段と、
    を備えることを特徴とする圧縮着火式内燃機関の制御装置。
  2. 前記過給実行判定手段は、前記決定された燃焼ガスの残留量が所定値以上のときに、前記過給手段による過給を実行すべきであると判定することを特徴とする、請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置。
  3. 前記過給制御手段は、前記決定された燃焼ガスの残留量が大きいほど、前記過給手段による過給圧力をより大きな値に設定することを特徴とする、請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関の制御装置。
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