JP2004332717A - ２サイクルと４サイクルを切り替え可能な圧縮着火式内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧縮着火燃焼が可能な運転領域を拡大する。
【解決手段】 所定の運転領域において圧縮着火燃焼方式で運転可能な内燃機関において、前記内燃機関の運転状態を検出する手段と、前記運転状態に応じて前記内燃機関を４サイクル圧縮着火運転または２サイクル圧縮着火運転の何れで運転すべきかを判別する判別手段と、判別結果に応じて前記内燃機関に判別されたサイクルの圧縮着火運転を行わせる制御手段と、を含む圧縮着火式内燃機関を提供する。これによれば、排気温度が低いなど、内燃機関の運転状態が４サイクルの圧縮着火燃焼が行えない状態にあるときは２サイクルの圧縮着火燃焼に切り換えて運転するので、従来より低負荷の領域においても火花点火燃焼よりも燃費の良い圧縮着火燃焼で運転することが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、火花点火燃焼方式と圧縮着火燃焼方式の２つの燃焼方式で運転可能な内燃機関に関し、より詳細には、内燃機関の運転状態及び環境状態に応じて、２サイクル圧縮着火運転又は４サイクル圧縮着火運転に切り替えて運転する内燃機関に関する。

圧縮着火式内燃機関は、圧縮比が高いため燃費が良く、また燃焼温度が低いのでＮＯｘ排出量が少ないという利点を有する。圧縮自己着火を起こさせるためには、燃焼室内のガス温度を所定の温度以上に高める必要があり、一般的に吸気加熱や内部ＥＧＲ等が利用されている。燃焼室内温度が所定の温度より低い場合（低負荷運転時等）は、上死点付近でも着火温度に達せず失火してしまうので、火花点火方式に切り替えて運転される（特許文献１参照）。
特開２０００−８７７４９号公報

しかしながら、一般に火花点火燃焼の方が圧縮着火燃焼よりも燃費が悪く、また窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量も増加するので、気筒内温度が低い場合でも圧縮着火燃焼を実行したいという要請があった。

上記課題に鑑みて、本発明は、圧縮着火燃焼が可能な運転領域を拡大する圧縮着火式内燃機関を提供することを目的とする。

本発明の一形態（請求項１）は、所定の運転領域において圧縮着火燃焼方式で運転可能な内燃機関において、前記内燃機関の運転状態を検出する手段と、前記運転状態に応じて前記内燃機関を４サイクル圧縮着火運転または２サイクル圧縮着火運転の何れで運転すべきかを判別する判別手段と、判別結果に応じて前記内燃機関に判別されたサイクルの圧縮着火運転を行わせる制御手段と、を含む圧縮着火式内燃機関である。

この形態によると、排気温度が低いなど、内燃機関の運転状態が４サイクルの圧縮着火燃焼が行えない状態にあるときは２サイクルの圧縮着火燃焼に切り換えて運転するので、従来より低負荷の領域においても火花点火燃焼よりも燃費の良い圧縮着火燃焼で運転することが可能となる。

４サイクル圧縮着火運転と２サイクル圧縮着火運転の切替の判断を行うための運転状態の一例は内燃機関の回転数と要求トルクであり、この場合内燃機関には回転数センサと要求トルクを算出する手段とが設けられる（請求項２）。別の例としては空燃比や排気温度が挙げられ、この場合内燃機関にはそれぞれ排気管に取り付けられた空燃比センサまたは温度センサが設けられる（請求項３、４）。

本発明の一実施形態によれば、前記圧縮着火式内燃機関が軸トルク保持手段をさらに有する（請求項５）。この軸トルク保持手段は、前記判別手段によって運転するサイクルが４サイクルから２サイクルへ変更さるた場合に、内燃機関の軸トルクの変動を防止する。

本発明によれば、４サイクル圧縮着火運転では排気温度（ＥＧＲ温度）が下がり過ぎて燃焼が不安定になる場合でも、既燃ガスを即座にＥＧＲとして次回の燃焼に用いることができる２サイクル圧縮着火運転に切り替えることにより、低負荷域まで安定した圧縮着火燃焼をさせるので、燃費の悪化、ＮＯｘの悪化を抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。

図１は本発明の一実施形態である内燃機関の概略構成図である。内燃機関（以下「エンジン」という）１は、予混合圧縮着火（Homogeneous Charge Compression Ignition）燃焼（以下「ＨＣＣＩ燃焼」という）と火花点火（Spark Ignition）燃焼（以下「ＳＩ燃焼」という）の２つの燃焼方式で運転可能な直列４気筒タイプのエンジン（図１には、一気筒のみを示す）である。 エンジン１は、ピストン１ａ及びシリンダ１ｂを備えており、ピストンとシリンダヘッドの間には燃焼室１ｃが形成されている。燃焼室１ｃには点火プラグ１８が取り付けられている。点火プラグ１８は、ＳＩ燃焼の実行時に、電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という。ＥＣＵの構成については後述する）５からの駆動信号により放電される。

エンジン１の各気筒には吸気弁１７と排気弁１９とが設けられており、それぞれ吸気管２から燃焼室１ｃへの吸気、または燃焼室１ｃから排気管１４への排気を制御する。吸気弁１７と排気弁１９は好適には電磁バルブであり、ＥＣＵ５からの信号に応じて駆動される。ＥＣＵ５は、各種センサにより検出されたエンジン回転数、吸気温、エンジン水温などに応じて吸気弁１７と排気弁１９の開閉タイミングを変化させて、運転条件に応じた最適なバルブタイミングを実現する。吸気弁１７と排気弁１９の制御により、内部排出ガス還流（ＥＧＲ）量を調節して燃焼温度を調節するとともに、排気中に含まれるＮＯｘ濃度を低下させることができる。

吸気管２の途中には吸気管内を流れる空気の流量を調節する吸気絞り弁（ＤＢＷ：Drive By Wire）３が設けられ、開度θＴＨを制御するためのアクチュエータ（図示せず）に連結されている。アクチュエータはＥＣＵ５に電気的に接続されており、ＥＣＵ５からの信号によって吸気絞り弁開度θＴＨ、すなわち吸気量を変化させる。ＤＢＷは、エンジン１がＳＩ燃焼を実行するときにはアクセルペダルの開度に応じた開度にされ、ＨＣＣＩ燃焼を実行するときには略全開に設定される。

吸気管２の吸気絞り弁３より下流側には、吸気圧センサ８及び吸気温センサ９が取り付けられており、それぞれ吸気官内の圧力ＰＢ及び温度ＴＡを検出して、その信号をＥＣＵ５に送る。

さらに、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ２１も設けられており、アクセルペダル開度ＡＣＣを検出してその信号をＥＣＵ５に送る。

また、吸気管２には、各気筒毎に燃料噴射弁６が設けられている。燃料噴射弁６は燃料供給ポンプ（図示せず）に接続されている。エンジン１への燃料供給量は、ＥＣＵ５からの駆動信号により燃料噴射弁６の燃料噴射時間ＴＯＵＴを制御することによって決定される。

エンジンのクランクシャフト（図示せず）にはクランク角センサが取り付けられている。クランク角センサは、クランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＴＤＣ信号を出力する。ＴＤＣ信号は、各シリンダにおけるピストンの吸気行程開始時の上死点位置付近の所定タイミングで発生するパルス信号であり、クランクシャフトが１８０°回転する毎に１パルスが出力される。またエンジンには回転数センサ１３も取り付けられており、エンジン回転数ＮＥを検出してその信号をＥＣＵ５に送る。

排気管１４には排気温度ＴＥＸを検出する温度センサ２０が設けられており、検出した温度を信号に変換してＥＣＵ５に送る。

排気管１４を通過した排気は、排気浄化装置１５に流入する。排気浄化装置１０にはＮＯｘ吸着触媒（ＬＮＣ）等が備えられる。排気浄化装置１５の上流側には、排気の広範囲の空燃比に渡ってそれに比例したレベルの出力を生成する空燃比センサ（以下、「ＬＡＦセンサ」という）１６が設けられる。このセンサの出力は、ＥＣＵ５に送られる。

ＥＣＵ５は、各種制御プログラムを実行するＣＰＵ５ａ、実行時に必要なプログラムおよびデータを一時記憶して演算作業領域を提供するＲＡＭやプログラムおよびデータを格納するＲＯＭからなるメモリ５ｂ、各種センサからの入力信号を処理する入力インターフェース５ｃ、及び各部に制御信号を送る出力インターフェース５ｄなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。

ＥＣＵ５は、各センサの入力に基づいて要求トルクＰＭＥＣＭＤを算出する。要求トルクＰＭＥＣＭＤは、アクセルペダルストロークと車速により目標駆動力を演算し、これに、シフト位置やギヤ比、トルクコンバータ効率などを考慮して算出される。これについては、特開平１０−１９６４２４号公報などに記載されている。

続いてＥＣＵ５は、要求トルクに対応した基本燃料噴射量を算出し、さらに燃料を噴射する時期を決定する。またＥＣＵ５は、各センサの入力に基づいて、エンジン１の運転状態を判別し、ＲＯＭに記憶された制御プログラム等に従って、点火プラグ１８の点火時期や吸気絞り弁３の開度θＴＨ等を演算する。ＥＣＵ５は、演算結果に応じた駆動信号を出力インタフェース５ｄを介して出力し、吸気絞り弁３、燃料噴射弁６、点火プラグ１８、吸気弁１７及び排気弁１９等を制御する。これによって、エンジン１の燃焼方式をＨＣＣＩ燃焼とＳＩ燃焼の間で切り替えたり、４サイクルと２サイクルを切り替えることが可能である。

運転状態は、ＥＣＵ５内のＲＯＭに格納されたマップを参照して、エンジン１の回転数ＮＥ及び要求トルクＰＭＥＣＭＤを用いて、エンジン１がＨＣＣＩ燃焼を行うべき運転領域（以下、「ＨＣＣＩ運転領域」という）にあるか、または、ＳＩ燃焼を行うべき運転領域（以下、「ＳＩ運転領域」という）にあるかによって判別される。基本的には、エンジン回転数ＮＥが高く、エンジン負荷が高い領域をＨＣＣＩ運転領域とし、低温始動時や低負荷運転時及び高負荷運転時には失火やノッキング等の問題が生ずるのでＳＩ運転領域とする（図４参照）。

しかし、一般にＨＣＣＩ燃焼の方がＳＩ燃焼よりも燃費が良いので、ＨＣＣＩ運転の可能な領域を拡大することが望ましい。以下では、図２、３を参照して、本発明により４サイクルＨＣＣＩ燃焼と２サイクルＨＣＣＩ燃焼を切り替えることによって、ＨＣＣＩ運転領域を拡大することができることを説明する。

ＨＣＣＩ燃焼は、一般的に、燃料量が多い高負荷ほど着火しやすく、燃料量が少ない低負荷ほど着火しにくい。従って、低負荷になるほど、圧縮行程前の気筒内ガス温度を内部ＥＧＲ等の熱量を利用して高めておく必要がある。

図２は、ＨＣＣＩ燃焼におけるエンジン負荷と気筒内温度の関係を説明する図である。ラインｂがＨＣＣＩ燃焼を実行するために必要な最低の圧縮行程前気筒内温度を表す。図２において吸気温ＴＡが一定であるとした場合に、横軸の負荷を小さくしていくと（図中の矢印ａの方向）、吸気だけでは圧縮行程前に必要な気筒内ガス温度が得られなくなるので、内部ＥＧＲガスを利用する必要が生じる（Ｄ点）。内部ＥＧＲの温度もエンジン負荷が小さくなるにつれて低下してくる（矢印ｃの方向）ので、目標とする気筒内ガス温度を達成するために必要なＥＧＲガスの割合は増加していく。必要なＥＧＲガスの割合は、図２中のＡ，Ｂを用いてＡ／（Ａ＋Ｂ）で表される。この限界を示すのがＥ点である。しかし、燃焼を達成するためには一定量の新気が必要であるため、実際には導入できるＥＧＲガスの割合には限界があり、４サイクルのＨＣＣＩ運転が可能なのは、図２中「４サイクルＨＣＣＩ」と書かれた矢印が示す範囲に制限される。

ここで、４サイクルＨＣＣＩ燃焼においては排気行程から圧縮行程まで２行程あるため、２サイクルＨＣＣＩ燃焼に比べてＥＧＲ温度は低くなる。つまり、２サイクルＨＣＣＩ燃焼では、気筒内温度を上昇させるためにより高温のＥＧＲガスが使用できることになるので（ラインｄを参照）、同じ気筒内温度を得るために必要なＥＧＲガス量は、４サイクルＨＣＣＩ燃焼の場合に比べて少なくて済む（必要なＥＧＲガスの割合は、図２中のＡ，Ｃを用いてＡ／（Ａ＋Ｃ）で表される。）。２サイクルＨＣＣＩ燃焼の下限は、４サイクルＨＣＣＩ燃焼の場合と同様の理由からＦ点になり、また２サイクルのＨＣＣＩ運転が可能なのは、図２中「２サイクルＨＣＣＩ」と書かれた矢印が示す範囲に制限される。

このように、２サイクルＨＣＣＩ燃焼に切り替えることによって、ＨＣＣＩ運転が可能な領域を拡大することができる。

図３はＨＣＣＩ燃焼におけるエンジン負荷と新気量を説明する図である。ＨＣＣＩ燃焼においては、燃料量と発生トルクは比例する。従って、空燃比が一定ならば、図３中のラインａ、ｂのように新気量はエンジン負荷に正比例する。図４のＡ点では、空燃比３０、新気１００％（ＥＧＲ０％）でＨＣＣＩ燃焼が可能だが、同一空燃比のまま低負荷運転しようとすると（図４で矢印ｃの方向）、新気だけでは圧縮行程前に必要な気筒内ガス温度が得られなくなるので失火してしまう。従って、低負荷運転になるにつれて、ＥＧＲガス量を増加させる必要があり、このときの新気量を示したのがラインｄである。このようにＥＧＲガス量を増加させることでより低負荷側での運転が可能となるが、空燃比が１４．７以下になると、酸素不足になり４サイクルＨＣＣＩ燃焼が不可能となる（Ｂ点）。そこで、Ｂ点において２サイクルＨＣＣＩ燃焼に切り替える。すると、より高温のＥＧＲガスを使用できるため気筒内に導入するＥＧＲガス量を減量でき、着火条件を満足させる新気量を確保することができる。従って、ＨＣＣＩ運転が可能な領域が拡大される。

図４は、４サイクルＨＣＣＩ運転領域、２サイクルＨＣＣＩ運転領域及びＳＩ運転領域を判別するためのマップの一例である。図４中、４サイクルＨＣＣＩ運転領域と２サイクルＨＣＣＩ運転領域の境界が点線で表されているのは、運転状態に応じてこの領域が変動しうることを表している。また、図４には示していないが、空燃比、排気温、吸気温によってもＳＩ運転領域とＨＣＣＩ運転領域の境界が変動しうる。

続いて、４サイクルＨＣＣＩ運転と２サイクルＨＣＣＩ運転の切替の判断を行う処理の一実施例を、図５のフローチャートを参照して説明する。

Ｓ３１で、運転状態がＨＣＣＩ運転領域にあるか否かを判定する。運転状態は例えばエンジン回転数ＮＥと要求トルクＰＭＥＣＭＤであり、これらの値を用いて図４のマップを検索し、ＨＣＣＩ運転領域内（すなわち、図４中の「４サイクルＨＣＣＩ運転領域」または「２サイクルＨＣＣＩ運転領域」内）にあるか否かを判定する。

現在の運転状態がＨＣＣＩ運転領域内になければエンジン１は４サイクルのＳＩ運転を実行する（Ｓ４１）。運転状態がＨＣＣＩ運転領域内にある場合は、現在の吸気温ＴＡに余裕分αを加えた温度が、エンジン回転数ＮＥ及び要求トルクＰＭＥＣＭＤから決定されるＨＣＣＩ燃焼を実行するために必要な目標気筒内温度ＴｅｍｐＣＹＬより小さいか否かを判定する（Ｓ３２）。ＴＡ＋αが目標気筒内温度ＴｅｍｐＣＹＬより低い場合は、気筒内温度をＴｅｍｐＣＹＬまで昇温させることはできないので、４サイクルのＳＩ運転を実行する（Ｓ４１）。ＴＡ＋αが目標気筒内温度ＴｅｍｐＣＹＬより高い場合は、図４に示すマップの２サイクルＨＣＣＩ運転領域と４サイクルＨＣＣＩ運転領域のどちらに現在の運転状態が入っているかを判定する（Ｓ３３）。４サイクルＨＣＣＩ運転領域内にある場合は、４サイクルＨＣＣＩ運転を実行する（Ｓ４０）。２サイクルＨＣＣＩ運転領域内にある場合は、エンジンが目下２サイクルＨＣＣＩ運転の実行中か否かを判定する（Ｓ３４）。この判定は、以下に述べるように、２サイクルＨＣＣＩ運転と４サイクルＨＣＣＩ運転の間での切り替え時にヒステリシスを設けるために行われる。

まず、空燃比Ａ／Ｆが所定値ＡＦ＿Ｈ２より大きいかを判定する（Ｓ３５）。空燃比が所定値より大きい（リーン）場合、酸素量が十分であり、４サイクルＨＣＣＩ運転が可能な空燃比であると推測されるので、４サイクルＨＣＣＩ運転を実行する（Ｓ４０）。空燃比が所定値より小さい（リッチ）場合は、実際の排気温度ＴＥＸが目標気筒内温度ＴｅｍｐＣＹＬに余裕分β２を加えた値より大きいかをさらに判定する（Ｓ３６）。排気温度ＴＥＸは排気温度センサ２０により検出される。代替として、エンジンの運転状態から推定するようにしても良い。Ｓ３６の判定がＹＥＳの場合は、気筒内温度が４サイクルＨＣＣＩ運転を実行するのに充分な温度にあると判断されるので、４サイクルＨＣＣＩ運転を実行する（Ｓ４０）。Ｓ３６の判定がＮＯの場合は、２サイクルＨＣＣＩ運転を実行する（Ｓ３７）。

Ｓ３４の判定において現在２サイクルＨＣＣＩ運転の実行中でなかった場合（つまり、現在４サイクルＨＣＣＩ運転を実行中の場合）は、空燃比Ａ／Ｆが所定値ＡＦ＿Ｈ２より大きいかを判定する（Ｓ３８）。空燃比が所定値より小さい（リッチ）場合は、２サイクルＨＣＣＩ運転に切り替える（Ｓ３７）。空燃比が所定値より大きい（リーン）場合は、さらに実際の排気温度ＴＥＸが目標気筒内温度ＴｅｍｐＣＹＬに余裕分βを加えた値より大きいかをさらに判定する（Ｓ３９）。判定がＮＯの場合は、気筒内温度が４サイクルＨＣＣＩ運転を実行するほど高くないと判断されるので、２サイクルＨＣＣＩ運転に切り替える（Ｓ３７）。Ｓ３９の判定がＹＥＳの場合は、そのまま４サイクルＨＣＣＩ運転を実行する（Ｓ４０）。

ここで、余裕分β及びβ２は、実際に燃焼に至るまでの放熱等を考慮したものであり、実験やシミュレーションによって決定される。βとβ２は同じ値であっても良い。

以上説明した４サイクルＨＣＣＩ運転と２サイクルＨＣＣＩ運転の切り替え処理を行うことによって、従来よりもＨＣＣＩ運転領域を拡大することが可能となる。

一実施例では、４サイクルＨＣＣＩ運転と２サイクルＨＣＣＩ運転の切替の判断を運転状態（例えば、エンジン回転数と要求トルク）のみで行っても良い。しかし、この場合、エンジン、燃料のばらつきにより、同一のエンジン回転数ＮＥ、要求トルクＰＭＥＣＭＤであっても、空燃比、排気温度がばらつくので、それぞれの運転領域の切り替えを安全側に設定する必要があり、結果として４サイクルＨＣＣＩ運転領域が狭くなってしまう。よって、図５のフローチャートを参照して説明したように、空燃比（Ｓ３５、Ｓ３８）、吸気温（Ｓ３２）、排気温（Ｓ３６、Ｓ３９）をも考慮して４サイクルＨＣＣＩ運転と２サイクルＨＣＣＩ運転を切り替えることが好ましい。これによって、燃費、エミッション、商品性で優れている４サイクルＨＣＣＩ運転領域をより広くすることができる。

図６は、（ａ）４サイクルＨＣＣＩ運転時及び（ｂ）２サイクルＨＣＣＩ運転時における燃料噴射時期と吸気弁及び排気弁の開弁時期を示す図である。ＥＣＵ５は、４サイクルＨＣＣＩ運転または２サイクルＨＣＣＩ運転を実行するように判断されたとき、図６に示したようなタイミングで燃料噴射及び吸排気が行われるように、燃料噴射弁６と吸気弁１７及び排気弁１９に信号を送る。

図７は、図６中の斜線で網掛けしたストロークにおける内部ＥＧＲ量とバルブタイミングの関係を示す図である。排気弁の閉弁時期、または吸気弁の開弁時期を図示の方向にそれぞれ変化させることによって、ＥＧＲ量の大小を制御する。これによって、図２で説明したような圧縮行程前吸気温度になるように気筒内温度を調整することが可能になる。

４サイクル燃焼の場合、通常（ＥＧＲ＝０）は排気行程で排気弁を開けることにより、燃焼したガスを全て排気する。排気弁の閉タイミングまたは吸気弁の開タイミングを変更して、燃焼したガスを全て排気せず一部シリンダ内に閉じこめることで、内部ＥＧＲ量を制御する。つまり、それぞれのバルブタイミングを図７（ａ）中の矢印Ｃの方向に変更すると、ＥＧＲ量が大となり、矢印Ｄの方向に変更すると、ＥＧＲ量が小となる。バルブタイミングの変更の代わりにまたは変更とともに、バルブリフト量を可変としても良い。

２サイクル燃焼の場合、通常は、膨張・排気行程半ばくらいから、排気弁を開けて排気を開始し、その直後にはシリンダ圧力が下がるので、吸気弁を開ける。燃焼ガスが排気弁へと流れ、かつピストンが下へと動いているので、吸気弁側から新気が流れ込んでくる。吸気・圧縮行程になってもその勢いが続き、新気が排気を押し出す（新気も一部排出される）。吸気弁及び排気弁を早くを閉じることにより、ガス交換を途中で止めることになり、ＥＧＲ量を増すことができる。つまり、それぞれのバルブタイミングを図７（ｂ）中の矢印Ｃの方向に変更すると、ＥＧＲ量が大となり、矢印Ｄの方向に変更すると、ＥＧＲ量が小となる。

これまで、４サイクルＨＣＣＩ運転と２サイクルＨＣＣＩ運転の切り替えるための技術について説明したが、４サイクルと２サイクルの運転切り替え時には軸トルクに関する問題が発生する。例えば、４サイクルから２サイクルに運転を切り替えて、エンジンが同一回転数で回転している場合、２サイクルではエンジンの着火回数が２倍になるので、軸トルクも２倍になってしまう。運転を切り替えてもスムーズな運転を実現するために、トルクの急な変化を避けなければならない。

図８は、軸トルクの急変を避けるための手法を示すフローチャートである。ここでは二つの実施形態を挙げる。図８（ａ）は、ＣＶＴ（continuously variable transmission、連続変速）車であればプーリー比を２倍にし、ＭＴ（マニュアル変速）車およびＡＴ（自動変速）車であればギヤ比を２倍にする手法である。ステップＳ５１において、２サイクル運転状態かどうかを判断する。２サイクルで運転されていないと判断されると、ステップＳ５３において、４サイクル用のプーリー比またはギヤ比に設定される。２サイクルで運転されていると判断されると、ステップＳ５２において、２サイクル用のプーリー比またはギヤ比に設定される。２サイクル用のプーリー比またはギヤ比は４サイクル用のほぼ２倍である。

図８（ｂ）は、ギヤ比を変更せずに、気筒数を半分にして運転する手法である。例えば６気筒エンジンであれば、２サイクル運転時は３つの気筒を休止させ、残りの３気筒で運転を行う。ステップ６１において、２サイクル運転状態かどうかを判断する。２サイクルで運転されていないと判断されると、ステップＳ６３において、全ての気筒を運転するように設定される。２サイクルで運転されていると判断されると、ステップＳ６２において、半分の気筒を休止させるように設定する。

このような手法により、４サイクルと２サイクルの運転切り替え時に軸トルクの急変を防止することができる。

本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では直列４気筒および６気筒エンジンについて説明したが、気筒数の異なるエンジンにも本発明を適用できる。また、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の制御にも適用できる。

本発明の内燃機関の概略構成図である。 ４サイクル圧縮着火運転と２サイクル圧縮着火運転を切り替える運転条件を説明するための図である。 ４サイクル圧縮着火運転と２サイクル圧縮着火運転を切り替える運転条件を説明するための図である。 ４サイクル圧縮着火運転、２サイクル圧縮着火運転及び４サイクル火花点火運転の運転領域を示す図である。 ４サイクル圧縮着火運転、２サイクル圧縮着火運転及び４サイクル火花点火運転を切り替える制御のフローチャートである。 ４サイクルと２サイクルの切り替えに必要な燃料噴射時期とバルブタイミングの切替を説明する図である。 図６をさらに詳細に説明する図である。 ４サイクルと２サイクルの切り替え時に軸トルクの急変を避けるための手法を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関（エンジン）
２ 吸気管
３ 吸気絞り弁
５ 電子制御装置（ＥＣＵ）
６ 燃料噴射弁
１７ 吸気弁
１８ 点火プラグ
１９ 排気弁

Claims (5)

1. 所定の運転領域において圧縮着火燃焼方式で運転可能な内燃機関において、
   前記内燃機関の運転状態を検出する手段と、
   前記運転状態に応じて前記内燃機関を４サイクル圧縮着火運転または２サイクル圧縮着火運転の何れで運転すべきかを判別する判別手段と、
   判別結果に応じて前記内燃機関に判別されたサイクルの圧縮着火運転を行わせる制御手段と、
   を備える圧縮着火式内燃機関。
2. 前記運転状態を検出する手段は、前記内燃機関の回転数を検出するセンサ及び前記内燃機関の要求トルクを算出する手段である、請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関。
3. 前記運転状態を検出する手段は前記内燃機関の排気の空燃比を検出するセンサである、請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関。
4. 前記運転状態を検出する手段は前記内燃機関の排気温度を決定するセンサである、請求項１に記載の圧縮着火式内燃機関。
5. 前記判別手段によって運転するサイクルが４サイクルから２サイクルへ変更された場合に、前記内燃機関の軸トルクの変動を防止する軸トルク保持手段をさらに有する、請求項１記載の圧縮着火式内燃機関。
   
   
   

Images