JP2008095539A - 予混合圧縮着火内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】機関負荷の上昇に伴う燃焼騒音の増大を抑止し、これによって、予混合圧縮着火燃焼領域を高負荷側に拡大できるようにする。
【解決手段】燃料噴射量が増大すると、燃料噴射時期をリタード（遅角）させ、逆に、燃料噴射量の減少変化に対しては、燃料噴射時期をアドバンス（進角）させる。燃料噴射量の増大に対して、燃料噴射時期をリタードさせると、燃料噴霧と燃焼室の壁面との干渉が最小化され、また、燃焼室内の混合気が不均一となることで、混合気が冷却されて筒内温度が下がる。この結果、着火時期がリタードするので、燃焼騒音の増大を抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、予混合圧縮着火内燃機関に関し、詳しくは、燃料噴射時期を制御する技術に関する。

特許文献１には、１サイクル中に２回の燃料噴射を行わせ、２回目の燃料噴射により生成される混合気に点火プラグで火花点火させることで１段目の燃焼を行い、１段目の燃焼による燃焼室内の温度上昇により周囲の混合気が圧縮自己着火することで、２段目の燃焼を行うと共に、燃料噴射時期を燃料回転速度及び負荷に応じて制御することが開示されている。
特開２００２−１５５７８０号公報

ところで、前記特許文献１に記載される燃料噴射時期の制御においては、機関負荷の上昇に伴って燃料噴射時期を進ませることで、燃料を燃焼室内に分散させ、急激な圧力上昇の発生を防止するようにしている。
しかし、機関負荷の上昇に伴って燃料噴射時期を進ませると、着火時期が進角することで結果的に燃焼騒音が増大してしまうため、予混合圧縮着火燃焼領域が制限されてしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、機関負荷の上昇に伴う燃焼騒音の増大を抑止し、これによって、予混合圧縮着火燃焼領域を高負荷側に拡大できるようにすることを目的とする。

このため、本発明は、予混合圧縮着火内燃機関において、燃料噴射量が増加するに連れて燃料噴射時期をリタードさせることを特徴とする。

上記発明によると、燃料噴射量（機関負荷）が増大すると、燃料噴射時期をリタード（遅角）させ、逆に、燃料噴射量（機関負荷）の減少変化に対しては、燃料噴射時期をアドバンス（進角）させる。
燃料噴射量の増大に対して、燃料噴射時期をリタードさせると、燃料噴霧と燃焼室の壁面との干渉が最小化され、また、燃焼室内の混合気が不均一となることで、混合気が冷却されて筒内温度が下がる。この結果、着火時期がリタードするので、燃焼騒音の増大を抑制でき、予混合圧縮着火燃焼領域を高負荷側に拡大することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１，図２は、実施形態における予混合圧縮着火内燃機関を示す。
図１，図２に示す内燃機関１０１において、各気筒には、吸気マニホールド１０２及び吸気バルブ１０３を介して空気が吸引される。
前記吸気マニホールド１０２の上流側に接続される吸気ダクト１０４には、スロットルバルブ１０５が介装される。

前記スロットルバルブ１０５は、図示省略したモータで開閉駆動される電子制御式スロットルである。
各気筒の燃焼室１０６の中央には、燃焼室１０６内の燃料に火花点火するための点火プラグ１０７と、燃料を燃焼室１０６内に直接噴射する燃料噴射弁１０８が設けられる。
前記燃焼室１０６からは、排気バルブ１０９を介して燃焼ガスが排出され、各気筒の排気は排気マニホールド１１０によって合流され、その後、下流側の触媒コンバータやマフラー（図示省略）を通過してから、大気中に放出される。

前記スロットルバルブ１０５の開度、前記点火プラグ１０７による点火時期、及び、前記燃料噴射弁１０８による燃料噴射量・燃料噴射時期は、マイクロコンピュータを内蔵する電子コントロールユニット１２０によって制御される。
前記電子コントロールユニット１２０には、機関１０１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１２１、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１２２、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ１２３、機関１０１の冷却水温度を検出する水温センサ１２４などからの検出信号が入力される。

ここで、前記電子コントロールユニット１２０は、機関１０１の燃焼形態を、点火プラグ１０７の着火によって火炎が伝播する火花点火燃焼と、予混合気を多点で一斉に着火させる圧縮自己着火燃焼（予混合圧縮着火燃焼）とに切り換える機能を有し、各燃焼形態に応じて燃料噴射弁１０８による噴射量及び噴射時期を制御すると共に、火花点火燃焼を行わせる場合には、点火プラグ１０７による点火時期を制御する。

次に、図３のフローチャートに従って、前記電子コントロールユニット１２０による制御機能を詳細に説明する。
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１０１では、要求トルクＴを示すアクセルペダルの踏み込み量や機関回転速度Ｎｅなどの機関運転状態を示す各種検出データを読み込む。

ステップＳ１０２では、図４に示すように、要求トルクＴと機関回転速度Ｎｅとに応じて火花点火燃焼領域と圧縮自己着火燃焼領域を予め記憶したマップを参照して、そのときの要求トルクと機関回転速度とに対応する燃焼形態が圧縮自己着火燃焼であるか否かを判別する。
ここで、現在の要求トルクＴと機関回転速度Ｎｅとが圧縮自己着火燃焼領域に該当せず、火花点火燃焼領域に該当する場合には、ステップＳ１０９へ進んで、火花点火燃焼を行わせる。

前記火花点火燃焼においては、前記要求トルクＴ（アクセル開度）に応じて前記スロットルバルブ１０５の開度を制御することで機関１０１の吸入空気量を制御し、この吸入空気量に対して目標空燃比の混合気を生成して火花点火燃焼させるべく、燃料噴射時期及び燃料噴射量を決定する。
そして、燃料噴射時期及び燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射弁１０８に対して噴射パルス信号を出力する。

また、前記燃料噴射量及び機関回転速度Ｎｅから点火時期を決定し、該点火時期に点火プラグ１０７が火花放電するように制御し、前記燃料噴射弁１０８から燃焼室１０６内に噴射された燃料を、点火プラグ１０７による火花点火で着火燃焼させる。
一方、現在の要求トルクＴと機関回転速度Ｎｅとが圧縮自己着火燃焼領域に該当すると判断されると、ステップＳ１０３へ進み、機関１０１への燃料噴射量（燃料投入量）を要求トルクＴに応じて決定する。

ここで、前記燃料噴射量は、図５に示すテーブルに基づいて決定され、そのときの要求トルクＴが高いほど大きな値に設定されるようになっている。
前記火花点火燃焼領域では、機関１０１の吸入空気量の制御によって機関負荷を制御するが、圧縮自己着火燃焼領域では、機関１０１への燃料の投入量によって機関負荷を制御するものである。

次のステップＳ１０４では、前記燃料噴射量に基づいて燃料噴射時期を決定する。
前記燃料噴射時期は、図６に示すように、燃料噴射量（要求トルク）が大きくなるほどリタード（遅角）され、燃料噴射量（要求トルク）が小さくなるほどアドバンス（進角）されるようになっている。
また、図６に示すように、所定の最小燃料噴射量（最小要求トルク）以下の領域では、燃料噴射時期が所定のアドバンス限界値に固定され、所定の最大燃料噴射量（最大要求トルク）以上の領域では、燃料噴射時期が所定のリタード限界値に固定される。
尚、前記リタード限界値は、後述するように運転条件に応じて可変されるリタード限界値のうちの最もリタード側の値（例えば吸気下死点ＡＴＤＣ１８０deg）に設定されるものとする。

ステップＳ１０５では、前記燃料噴射時期のリタード限界を、機関回転速度Ｎｅ，吸気バルブ１０３の閉時期ＩＶＣにおける筒内温度，圧縮比のうちの少なくとも１つに基づいて決定する。
前記リタード限界値は、機関回転速度Ｎｅが高く燃焼速度が速くなるほどよりアドバンス側に設定され（図７参照）、吸気バルブ１０３の閉時期ＩＶＣにおける筒内温度が高いほどよりリタード側に設定され（図８参照）、更に、圧縮比が大きくなるほどよりリタード側に設定される（図９参照）。

尚、吸気バルブ１０３の閉時期ＩＶＣにおける筒内温度は、機関回転速度，燃料噴射量，冷却水温度（機関温度）などから推定させることができる。
また、圧縮比に応じたリタード限界値の設定は、圧縮比が可変とされる機関において要求されるものであり、例えば特開２００６−１７７２７０号公報に開示されるような可変圧縮比機構によって圧縮比が変更される場合の他、可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの変更によって圧縮比が変わる場合が含まれ、この場合の圧縮比は、可変圧縮比機構や可変バルブタイミング機構の制御状態から推定できる。

ステップＳ１０５で燃料噴射時期のリタード限界値を決定すると、次のステップＳ１０６では、前記ステップＳ１０４で燃料噴射量に基づいて決定した燃料噴射時期が、前記ステップＳ１０５で決定したリタード限界値を超えてリタードされているか否かを判別する。
そして、燃料噴射量に基づく燃料噴射時期が、リタード限界値を超えてリタードされている場合には、ステップＳ１０７へ進み、燃料噴射量に基づく燃料噴射時期に代えて前記リタード限界値をそのときの燃料噴射時期に設定することで、リタード限界値を超えたリタード側の噴射時期で燃料噴射が行われることを回避し、着火安定性を確保する。

上記のようにして、燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定すると、ステップＳ１０８では、外気温度などに応じた補正を燃料噴射量に施して最終的な燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定し、該燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じて燃料噴射弁１０８に対して噴射パルス信号を出力する。
圧縮自己着火燃焼（予混合圧縮着火燃焼）において、要求トルクの上昇と共に燃料噴射量を増加させると、図１０に示すように着火時期が早期化すると共に、図１１に示すように筒内圧上昇率が大きくなり、図１２に示すように、筒内圧上昇率が大きくなるほど燃焼騒音が大きくなる。

このため、圧縮自己着火燃焼で運転できる高負荷側の限界が、前記燃焼騒音によって制限されることになってしまうが、上記のように、燃料噴射量の増加に伴って燃料噴射時期をリタードさせることで、高負荷域での燃焼騒音を下げることができ、圧縮自己着火燃焼（予混合圧縮着火燃焼）で運転させる領域を高負荷側に拡大させることができるようになる。

即ち、図１３に示すように、燃料噴射時期が一定であると、燃料噴射量が増加するほど、筒内圧上昇率が大きくなり、これに伴って燃焼騒音も増大することになるが、燃料噴射時期のリタードは筒内圧上昇率を減少させる方向に作用するから、燃料噴射量の増加に対して噴射時期をリタードさせることで、筒内圧上昇率を抑え、燃焼騒音の増大も抑制できることになる。

燃料噴射時期をリタードさせると、噴霧による混合気の冷却効果により筒内温度が下がり、これにより着火時期がリタードされるから、燃料噴射量の増量に伴う着火時期の進角が抑制されて、筒内圧上昇率の増大が抑止され、燃焼騒音の増大を下げることができる。
噴霧による混合気の冷却効果は、噴霧と燃焼室壁面との干渉の最小化、及び、混合気の不均一化によるものであり、燃料噴射時期をＢＴＤＣ付近とすることで冷却効果が最大となる。

但し、燃料噴射量が少なく空燃比がリーンである条件で、燃料噴射時期を遅角させると、燃焼安定度が低下するので（図１４参照）、燃料噴射量の増加に伴って燃料噴射時期を徐々にリタードさせれば、燃焼騒音を下げつつ、燃焼安定性を確保できることになる。
尚、最大トルクを発生する燃料噴射時期であるＢＴＤＣ付近を越えてリタードさせても、圧縮自己着火燃焼を成立させることができ、特に、成層混合気を圧縮自己着火燃焼させる場合には、燃料噴射時期をより大きくリタードさせることが可能である（図１５参照）。

しかし、燃料噴射時期がＢＴＤＣ付近を越えてリタードされると、発生トルクは減少することになるため、例えば、ＡＴＤＣ６０deg〜ＡＴＤＣ１８０deg（下死点）の範囲内で燃料噴射時期を要求トルクの増大に応じてリタードさせる（図１５参照）。
ところで、上記実施形態では、要求トルクの増大に伴う燃料噴射量の増加に対して、燃料噴射時期をリタードさせたが、各気筒のトルクを一定にするために、気筒毎に燃料噴射量を増減補正する場合に、係る増減に応じて燃料噴射時期を補正することができる。

上記の気筒間のトルクを一定に制御する第２実施形態を以下に説明する。
図１６，図１７は、第２実施形態における予混合圧縮着火内燃機関を示す。
図１６，図１７に示す内燃機関１０１は、図１，図２に示した第１実施形態の内燃機関１０１に対して、各気筒に筒内圧センサ１２５（燃焼状態検出手段）が追加されている点のみが異なる。

従って、同一要素には、同一符号を付して説明を省略する。
図１８のフローチャートは、第２実施形態における電子コントロールユニット１２０の制御機能を詳細に示すものである。
ステップＳ２０１では、要求トルクＴを示すアクセルペダルの踏み込み量や機関回転速度Ｎｅなどの機関運転状態を示す各種検出データを読み込む。

ステップＳ２０２では、各気筒に設けられた筒内圧センサ１２５の信号から、各気筒における発生トルクに相関する変数を算出する。
具体的には、筒内圧のピーク値、所定クランク角範囲における筒内圧の積分値、筒内圧の単位クランク角当たりの変化量（筒内圧上昇率）などを、気筒毎に発生トルクに相関する変数として算出する。

上記機関１０１においては、吸気の気筒分配や残留ガス量などが気筒間でばらつく場合があり、特に、圧縮自己着火燃焼を行わせる場合には、冷却効率のばらつきなどによっても上死点における温度・圧力にばらつきが生じ、気筒間におけるトルクが不均一になる。
そこで、ステップＳ２０２では、前述のようなばらつき要因によるトルクの不均一状態を、気筒間での筒内圧のばらつきとして検出するものである。

但し、筒内圧センサ１２５による筒内圧の検出に代えて、公知の種々の燃焼状態検出手段を採用でき、例えば、燃焼室１０６内のイオン電流を検出することで燃焼状態を検出する方法や、機関回転速度から気筒間のトルクばらつきを検出する方法や、振動を検出方法などを適宜採用できる。
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０２での検出結果に基づいて、気筒間におけるトルクを一定にするための補正量を気筒別に算出する。

例えば、図１９に示すように、気筒間でトルクにばらつきが生じている場合に、平均トルクに各気筒の発生トルクを揃えるように、平均トルクよりも発生トルクが大きい気筒については、発生トルクを平均トルクにまで低下させる補正量を設定し、平均トルクよりも発生トルクが小さい気筒については、発生トルクを平均トルクにまで増加させる補正量を設定する。

尚、トルクを揃える目標を平均値に限定するものではなく、そのときのアクセル開度に応じて目標値を決定したり、最大値又は最小値を目標としたり、特定気筒のトルクに他の気筒のトルクを揃えるようにしたりすることができる。
ステップＳ２０４では、図４に示すように、要求トルクＴと機関回転速度Ｎｅとに応じて火花点火燃焼領域と圧縮自己着火燃焼領域を予め記憶したマップを参照して、そのときの要求トルクと機関回転速度とに対応する燃焼形態が圧縮自己着火燃焼であるか否かを判別する。

ここで、現在の要求トルクＴと機関回転速度Ｎｅとが圧縮自己着火燃焼領域に該当せず、火花点火燃焼領域に該当する場合には、ステップＳ２１２へ進んで、火花点火燃焼を行わせる。
前記火花点火燃焼においては、前記要求トルクＴ（アクセル開度）に応じて前記スロットルバルブ１０５の開度を制御することで機関１０１の吸入空気量を制御し、この吸入空気量に対して目標空燃比の混合気を生成して火花点火燃焼させるべく、燃料噴射時期及び燃料噴射量を決定する。

そして、燃料噴射時期及び燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射弁１０８に対して噴射パルス信号を出力する。
また、前記燃料噴射量及び機関回転速度Ｎｅから基本点火時期を決定する一方、火花点火燃焼領域において前記気筒間におけるトルクを一定にするためのトルク補正量に基づいて基本点火時期を補正することで、個々の気筒に対応する点火時期を決定する。

ここで、トルクの増加要求に対しては点火時期を進角補正し、トルクの減少要求に対しては点火時期を遅角補正する。
そして、各気筒の点火プラグ１０７がその気筒に対応する点火時期で火花放電するように制御し、前記燃料噴射弁１０８から燃焼室１０６内に噴射された燃料を、点火プラグ１０７による火花点火で着火燃焼させる。

尚、火花点火燃焼状態で、気筒間におけるトルクを一定にするための方法としては、上記のように点火時期を補正する方法の他、例えば、気筒毎の吸入空気量を補正する方法や燃料噴射量を補正する方法などがあり、これらを組み合わせて補正することもできる。
また、火花点火燃焼状態では、気筒間におけるトルクを一定にするための補正を省略し、圧縮自己着火燃焼領域でのみ補正を実行させることができる。

一方、現在の要求トルクＴと機関回転速度Ｎｅとが圧縮自己着火燃焼領域に該当すると判断されると、ステップＳ２０５以降へ進み、気筒別の噴射制御を実行する。
本実施形態における機関１０１を４気筒機関として以下に説明すると、図１８のフローチャートにおいて、ステップＳ２０５（＃１）〜ステップＳ２１１（＃１）は第１気筒における噴射制御を示し、ステップＳ２０５（＃２）〜ステップＳ２１１（＃２）は第２気筒における噴射制御を示し、ステップＳ２０５（＃３）〜ステップＳ２１１（＃３）は第３気筒における噴射制御を示し、更に、ステップＳ２０５（＃４）〜ステップＳ２１１（＃４）は第４気筒における噴射制御を示し、気筒別の処理は並行して実行されるものとする。

上記気筒別処理の内容は共通するので、第１気筒での処理を代表例として以下にステップＳ２０５（＃１）〜ステップＳ２１１（＃１）における噴射制御を説明する。
ステップＳ２０５（＃１）では、各気筒共通の基本燃料噴射量（燃料投入量）を要求トルクＴに応じて決定する。
ここで、前記基本燃料噴射量は、図５に示すテーブルに基づいて決定され、そのときの要求トルクＴが高いほど大きな値に設定されるようになっている。

前記火花点火燃焼領域では、機関１０１の吸入空気量の制御によって機関負荷を制御するが、圧縮自己着火燃焼領域では、機関１０１への燃料の投入量によって機関負荷を制御するものである。
次のステップＳ２０６（＃１）では、前記ステップＳ２０３において第１気筒に対応して設定されたトルク補正値に基づいて前記基本燃料噴射量を増量又は減量補正して、第１気筒における燃料噴射量を決定することで、第１気筒における発生トルクを他の気筒に揃えるようにする。

即ち、第１気筒の発生トルクを増大させる必要がある場合には、第１気筒用の燃料噴射量を増量補正し、第１気筒の発生トルクを減少させる必要がある場合には、第１気筒用の燃料噴射量を減量補正する。
ステップＳ２０７（＃１）では、第１気筒用の燃料噴射量に基づいて、第１気筒における燃料噴射時期を決定する。

前記燃料噴射時期は、図６に示すように、燃料噴射量が大きくなるほどリタードされ、燃料噴射量が小さくなるほどアドバンスされるようになっている。
また、図６に示すように、所定の最小燃料噴射量（最小要求トルク）以下の領域では、燃料噴射時期が所定のアドバンス限界値に固定され、所定の最大燃料噴射量（最大要求トルク）以上の領域では、燃料噴射時期が所定のリタード限界値に固定される。
尚、前記リタード限界値は、後述するように運転条件に応じて可変されるリタード限界値のうちの最もリタード側の値（例えば吸気下死点ＡＴＤＣ１８０deg）に設定されるものとする。

上記の噴射時期の設定により、各気筒共通の基本燃料噴射量に対して第１気筒の噴射量が増量された場合には、基本燃料噴射量のときに比べて噴射時期がリタードされ、各気筒共通の基本燃料噴射量に対して第１気筒の噴射量が減量された場合には、基本燃料噴射量のときに比べて噴射時期がアドバンスされる。
ステップＳ２０８（＃１）では、燃料噴射時期の各気筒共通のリタード限界を、機関回転速度Ｎｅ，吸気バルブ１０３の閉時期ＩＶＣにおける筒内温度，圧縮比のうちの少なくとも１つに基づいて決定する。

前記リタード限界値は、機関回転速度Ｎｅが高く燃焼速度が速くなるほどよりアドバンス側に設定され（図７参照）、吸気バルブ１０３の閉時期ＩＶＣにおける筒内温度が高いほどよりリタード側に設定され（図８参照）、更に、圧縮比が大きくなるほどよりリタード側に設定される（図９参照）。
尚、吸気バルブ１０３の閉時期ＩＶＣにおける筒内温度は、機関回転速度，燃料噴射量，冷却水温度（機関温度）などから推定させることができる。

また、圧縮比に応じたリタード限界値の設定は、圧縮比が可変とされる機関において要求されるものであり、例えば特開２００６−１７７２７０号公報に開示されるような可変圧縮比機構によって圧縮比が変更される場合の他、可変バルブタイミング機構によるバルブタイミングの変更によって圧縮比が変わる場合が含まれ、圧縮比は、可変圧縮比機構や可変バルブタイミング機構の制御信号から推定できる。

ステップＳ２０８（＃１）で燃料噴射時期のリタード限界値を決定すると、次のステップＳ２０９（＃１）では、前記ステップＳ２０７（＃１）で第１気筒用の燃料噴射量に基づいて決定した第１気筒の燃料噴射時期が、前記ステップＳ２０８（＃１）で決定したリタード限界値を超えてリタードされているか否かを判別する。
第１気筒の燃料噴射時期が、リタード限界値を超えてリタードされている場合には、ステップＳ２１０（＃１）へ進み、前記リタード限界値を第１気筒の燃料噴射時期に設定することで、リタード限界値を超えた噴射時期で第１気筒での燃料噴射が行われることを回避し、第１気筒における着火安定性を確保する。

上記のようにして、第１気筒用の燃料噴射量及び燃料噴射時期を設定すると、ステップＳ２１１（＃１）では、外気温度などに応じた補正を燃料噴射量に施して最終的な第１気筒用の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する。
そして、第１気筒用の燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じて、第１気筒に設けられている燃料噴射弁１０８に対して噴射パルス信号を出力する。

上記の第１気筒における噴射量・噴射時期の制御が、他の気筒においても同様にして行われる。
圧縮自己着火燃焼（予混合圧縮着火燃焼）において、気筒間のトルクを一定にするために気筒別に燃料噴射量を増加させると、図１０に示すように着火時期が早期化すると共に、図１１に示すように筒内圧上昇率が大きくなり、図１２に示すように筒内圧上昇率が大きくなるほど燃焼騒音が大きくなる。

一方、圧縮自己着火燃焼（予混合圧縮着火燃焼）において、気筒間のトルクを一定にするために気筒別に燃料噴射量を減量させると、図１４に示すように、燃焼安定性が低下して失火する可能性がある。
ここで、燃料噴射量の増量に伴って燃料噴射時期をリタードさせると、噴霧による混合気の冷却効果により筒内温度が下がり、これにより着火時期がリタードされるから、燃料噴射量の増量に伴う着火時期の進角が抑制されて、筒内圧上昇率の増大が抑止され、燃焼騒音を下げることができる（図１３参照）。

噴霧による混合気の冷却効果は、噴霧と燃焼室壁面との干渉の最小化、及び、混合気の不均一化によるものであり、燃料噴射時期をＢＴＤＣ付近とすることで冷却効果が最大となる。
また、燃料噴射量の減量に伴って燃料噴射時期をアドバンスさせると、混合気が均一化されて燃焼安定性を向上させることができ（図１４参照）、失火の発生を防止できる。

従って、気筒間のトルクを一定にしつつ、燃焼騒音の増大・燃焼安定性の低下を防止することができる。
尚、例えばＶ型機関において、バンク間におけるトルクを一定にするために、バンク毎に燃料噴射量を増減補正し、係るバンク毎の噴射量の増減補正に伴って噴射時期をリタード又はアドバンスさせる構成とすることができる。

更に、気筒間又はバンク間におけるトルクを一定にするための燃料噴射量の増減補正を限界値内に制限することが好ましい。
また、通常の要求トルクに応じた燃料噴射量の増減変化に対して燃料噴射時期をリタード又はアドバンスさせると同時に、気筒間又はバンク間におけるトルクを一定にするための燃料噴射量の増減補正によっても燃料噴射時期をリタード又はアドバンスさせる構成とすることができる。

また、燃焼騒音を所定レベル以下に抑制でき、かつ、失火を発生させることがなく、しかも、なるべく下死点に近く高いトルクを発生させることができる噴射時期を、燃焼状態（筒内圧上昇率等）の検出結果に基づいて、燃料噴射量毎に学習させることができる。

本願発明の第１実施形態における予混合圧縮着火内燃機関を示す図。 前記第１実施形態における予混合圧縮着火内燃機関の燃焼室構造を示す図。 前記第１実施形態における噴射制御を示すフローチャート。 本願発明の実施形態における圧縮着火領域と火花点火領域とを示す図。 本願発明の実施形態における要求トルクと燃料投入量との相関を示す線図。 本願発明の実施形態における要求トルク（燃料噴射量）と燃料噴射時期との相関を示す線図。 本願発明の実施形態における機関回転速度とリタード限界との相関を示す線図。 本願発明の実施形態における吸気バルブの閉時期における筒内温度とリタード限界との相関を示す線図。 本願発明の実施形態における圧縮比とリタード限界との相関を示す線図。 本願発明の実施形態における燃料噴射量と着火時期との相関を示す線図。 本願発明の実施形態における燃料噴射量と筒内圧上昇率との相関を示す線図。 本願発明の実施形態における筒内圧上昇率と燃焼騒音との相関を示す線図。 本願発明の実施形態において燃料噴射量と筒内圧上昇率との相関が、燃料噴射時期に応じて変化することを示す線図。 本願発明の実施形態において燃料噴射量と燃焼安定度との相関が、燃料噴射時期に応じて変化することを示す線図。 本願発明の実施形態における燃料噴射時期とトルクとの関係を示す線図。 本願発明の第２実施形態における予混合圧縮着火内燃機関を示す図。 前記第２実施形態における予混合圧縮着火内燃機関の燃焼室構造を示す図。 前記第２実施形態における噴射制御を示すフローチャート。 前記第２実施形態における気筒間におけるトルクばらつきとトルク補正との相関を示す線図。

符号の説明

１０１…内燃機関、１０２…吸気マニホールド、１０３…吸気バルブ、１０４…吸気ダクト、１０５…スロットルバルブ、１０６…燃焼室、１０７…点火プラグ、１０８…主燃料噴射弁、１０９…排気バルブ、１１０…排気マニホールド、１１１…排気還流通路、１１２…ＥＧＲバルブ、１１３…触媒、１１４…副燃料噴射弁、１２０…電子コントロールユニット、１２１…エアフローメータ、１２２…アクセル開度センサ、１２３…クランク角センサ、１２４…水温センサ、１２５…筒内圧センサ

Claims (5)

1. 燃料噴射量が増加するに連れて燃料噴射時期をリタードさせることを特徴とする予混合圧縮着火内燃機関。
2. 機関回転速度によって燃料噴射時期のリタード限界を設定することを特徴とする請求項１記載の予混合圧縮着火内燃機関。
3. 吸気バルブの閉時期における筒内温度によって燃料噴射時期のリタード限界を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の予混合圧縮着火内燃機関。
4. 圧縮比によって燃料噴射時期のリタード限界を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の予混合圧縮着火内燃機関。
5. 気筒間のトルクを一定にするために気筒毎に燃料噴射量を個別に増減補正し、該燃料噴射量の増減に応じて気筒毎に燃料噴射時期を個別に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の予混合圧縮着火内燃機関。

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