JP2005009357A

JP2005009357A - Controller of compression ignition internal combustion engine

Info

Publication number: JP2005009357A
Application number: JP2003172397A
Authority: JP
Inventors: Shohei Okazaki; 尚平岡崎; Katsura Okubo; 桂大久保; Akira Kato; 彰加藤; Tomio Kimura; 富雄木村; Toru Kitamura; 徹北村; Toshihiro Yamaki; 利宏八巻
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the controller of a compression ignition internal combustion engine capable of preventing the internal combustion engine from misfiring or engine-stalling by securing the stability of combustion ignition, and improving exhaust gas properties by enlarging an executive range of compression ignition even when the internal combustion engine is in a loaded state or a cold state. <P>SOLUTION: The controller 1 of the compression ignition internal combustion engine 2 can change over a combustion mode into a compression ignition mode for igniting an air fuel mixture supplied into a combustion chamber 2c with a compression ignition, and a spark ignition mode for igniting with a spark ignition. The controller is provided with load detection means 3 and 14 for detecting the load of the internal combustion engine 2; and an additional fuel injection means 3 at a low loaded time for conducting the additional fuel injection to additionally inject fuel into a combustion chamber 2c, when the detected load of the internal combustion engine 2 is lower than the predetermined load in the case where the ignition mode is the compression ignition mode. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室に供給された混合気を圧縮着火により燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、火花点火により燃焼させる火花点火燃焼モードに、燃焼モードを切り換え可能に構成された圧縮着火式内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮着火式内燃機関では一般に、圧縮着火による燃焼を火花点火による燃焼の場合よりも高い圧縮比、かつ大きな空燃比で行うことにより、良好な燃費および排気ガス特性が得られる。このような圧縮着火式内燃機関の従来の制御装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関は、火花点火燃焼モードと圧縮着火燃焼モードに切り換え可能に構成されており、低負荷運転状態のときに圧縮着火燃焼モードが実行される一方、それ以外の運転状態のときに火花点火燃焼モードが実行される。また、この内燃機関では、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。
【０００３】
この制御装置では、火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードへの切り換えの際に、火花点火による燃焼を直ちに中止するのではなく、圧縮比および燃焼室の作動ガスの温度を徐々に高めながら火花点火を継続した後、圧縮着火燃焼モードへ移行する。これは、火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードへの切り換えを直ちに行うと、その直後では、燃焼室内の温度が圧縮着火を実行できるほど十分に高くないため、燃焼室内の作動ガスの温度を上昇させ、高温状態にすることによって、圧縮着火による燃焼を生じやすくするためである。
【０００４】
具体的には、火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードへの切り換えの際に、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。また、膨張行程において付加燃料噴射を実行する。これにより、燃焼室内の燃焼ガスの温度が上昇し、燃焼ガスの熱によって次のサイクルの作動ガスが暖められ、その温度が高められることによって、圧縮着火による燃焼が生じやすくなる。そして、圧縮比が、圧縮着火による燃焼を行える程度まで高められたときに、火花点火および付加燃料噴射を中止することにより、火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードへの移行が完了する。このように、火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードへの切り換えの際に、圧縮比および燃焼室内の作動ガスの温度を徐々に高めることによって、切り換え中の着火を確保することにより、圧縮着火による燃焼を安定して行うようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１９２８２８号公報
【０００６】
【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では、火花点火燃焼モードから圧縮着火燃焼モードへの切り換えの際に、着火を確保するために付加燃料噴射を実行するにすぎない。このため、この制御装置では、例えば、内燃機関がアイドル運転中などのような低負荷状態や、始動直後のような冷機状態にある場合に、圧縮着火燃焼モードによる燃焼が行われたときには、燃焼室内の作動ガスの温度が低くなることによって、着火しにくくなるおそれがある。このため、圧縮着火による燃焼が不安定になり、その結果、失火やエンジンストールに至ってしまう。
【０００７】
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、内燃機関が低負荷状態や冷機状態にある場合においても、圧縮着火による燃焼の安定性を確保することにより、内燃機関の失火やエンジンストールを防止するとともに、圧縮着火の実行領域の拡大によって排気ガス特性および燃費を向上させ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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、燃焼室２ｃに供給された混合気を圧縮着火により燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、火花点火により燃焼させる火花点火燃焼モードに、燃焼モードを切り換え可能に構成された圧縮着火式内燃機関２の制御装置１であって、内燃機関２の負荷を検出する負荷検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）ＥＣＵ３、アクセル開度センサ１４、図２のステップ１，３）と、燃焼モードが圧縮着火燃焼モードの場合において、検出された内燃機関２の負荷が所定の負荷よりも低いときに、燃焼室２ｃへ付加的に燃料を噴射する付加燃料噴射を実行する低負荷時付加燃料噴射手段（ＥＣＵ３、図２のステップ７，８）と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、内燃機関の燃焼モードが圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードに切り換えられる。また、圧縮着火燃焼モードによる燃焼の実行中に、負荷検出手段で検出された、内燃機関の負荷が所定の負荷よりも低いとき、すなわち内燃機関が低負荷状態のときには、低負荷時付加燃料噴射手段によって、燃焼室への付加燃料噴射を実行する。前述したように、内燃機関がアイドル運転時などのような低負荷状態にあるときには、燃焼室内の作動ガスの温度が低くなることによって、圧縮着火による燃焼が不安定になる。したがって、内燃機関が低負荷状態のときに付加燃料噴射を実行することによって、燃焼ガスの温度を高め、その熱によって次のサイクルの作動ガスを暖め、その温度を上昇させることができる。それにより、圧縮着火による燃焼の安定性を確保することによって、内燃機関の失火やエンジンストールを防止することができる。その結果、圧縮着火の実行領域を低負荷側に拡大でき、それによって排気ガス特性および燃費を向上させることができる。
【００１０】
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２の制御装置１において、負荷検出手段は、負荷として、内燃機関２に対する要求トルクＰＭＥＣＭＤおよびアクセル開度θＡＣＣの少なくとも一方を検出し、低負荷時付加燃料噴射手段は、検出された要求トルクＰＭＥＣＭＤおよびアクセル開度θＡＣＣの少なくとも一方が所定値（所定トルクＰＭＥＪＵＤ、所定開度ＡＣＣＪＵＤ）よりも小さいときに、付加燃料噴射を実行することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、内燃機関の負荷を表すパラメータとして、要求トルクおよびアクセル開度の少なくとも一方を用い、その検出値が所定値よりも小さいときに付加燃料噴射を実行するので、内燃機関が低負荷状態のときに、付加燃料噴射を適切に行うことができる。
【００１２】
また、本発明の請求項３に係る発明は、燃焼室２ｃに供給された混合気を圧縮着火により燃焼させる圧縮着火燃焼モードと、火花点火により燃焼させる火花点火燃焼モードに、燃焼モードを切り換え可能に構成された圧縮着火式内燃機関２の制御装置１であって、内燃機関２の冷機状態を表す冷機状態パラメータを検出する冷機状態パラメータ検出手段（ＥＣＵ３、始動後タイマ３ａ、エンジン水温センサ１２、エンジン油温センサ１５、図２のステップ４，５）と、燃焼モードが圧縮着火燃焼モードの場合において、検出された冷機状態パラメータが、内燃機関２の冷機状態を表すときに、燃焼室２ｃへ付加的に燃料を噴射する付加燃料噴射を実行する冷機時付加燃料噴射手段（ＥＣＵ３、図２のステップ７，８）と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、内燃機関の燃焼モードが圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードに切り換えられる。また、圧縮着火燃焼モードによる燃焼の実行中に、冷機状態検出パラメータ手段によって検出された冷機状態パラメータが、内燃機関の冷機状態を表すときには、冷機時付加燃料噴射手段によって、燃焼室への付加燃料噴射を実行する。前述したように、始動直後などのように内燃機関が冷機状態にあるときには、燃焼室内の作動ガスの温度が低くなることによって、圧縮着火による燃焼が不安定になる。したがって、内燃機関が冷機状態のときに付加燃料噴射を実行することによって、燃焼ガスの温度を高め、作動ガスの温度を上昇させることができる。それにより、圧縮着火による燃焼の安定性を確保することにより、内燃機関の失火やエンジンストールを防止することができる。その結果、圧縮着火を冷機状態においても安定して実行でき、その分、排気ガス特性および燃費を向上させることができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の圧縮着火式内燃機関２の制御装置１において、冷機状態パラメータ検出手段は、冷機状態パラメータとして、内燃機関２の水温（エンジン水温ＴＷ）、油温（エンジン油温ＴＯＩＬ）および始動後の経過時間（始動後時間ＴＭＡＳＴ）の少なくとも１つを検出し、冷機時付加燃料噴射手段は、検出された水温、油温および始動後の経過時間の少なくとも１つが所定値（所定水温ＴＷＪＵＤ、所定油温ＴＯＩＬＪＵＤ、所定時間ＴＭＡＳＴＪＵＤ）よりも小さいときに、付加燃料噴射を実行することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、冷機状態パラメータとして、水温、油温または始動後の経過時間の少なくとも１つを用い、その検出値が所定値よりも小さいときに付加燃料噴射を実行するので、内燃機関が冷機状態のときに、付加燃料噴射を最適に実行することができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の圧縮着火式内燃機関２の制御装置１において、内燃機関２の排気温度（推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳ）を検出する排気温度検出手段（ＥＣＵ３、図６のステップ１４）と、付加燃料噴射の噴射時期Ｐｏｓｔ＿Ｉｎｊ＿θを検出された排気温度に応じて決定する付加燃料噴射時期決定手段（ＥＣＵ３、図２のステップ８）と、をさらに備えていることを特徴とする。
【００１７】
排気温度、すなわち燃焼ガスの温度が低いと、付加燃料噴射を実行したときに燃焼ガスによって暖められる作動ガスの温度の上昇度合は低くなる。したがって、付加燃料噴射の噴射時期を、排気温度に応じ、例えば排気温度が低いほど、より早くなるように決定することによって、燃焼ガスの温度の上昇度合を高めることができ、それにより、作動ガスの温度を適切に上昇させることができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の圧縮着火式内燃機関２の制御装置１において、燃焼室２ｃに吸入される吸入空気の温度（吸気温ＴＡ）を検出する吸入空気温度検出手段（ＥＣＵ３、吸気温センサ１１）と、内燃機関２の水温（エンジン水温ＴＷ）および油温（エンジン油温ＴＯＩＬ）の一方を検出する機関温度検出手段（ＥＣＵ３、エンジン水温センサ１２、エンジン油温センサ１５）と、付加燃料噴射の噴射量Ｐｏｓｔ＿ｑを、検出された吸入空気の温度と、水温および油温の一方とに応じて決定する付加燃料噴射量決定手段（ＥＣＵ３、図２のステップ７）と、をさらに備えていることを特徴とする。
【００１９】
作動ガスの温度は、吸入空気の温度と内燃機関の温度に依存する。したがって、付加燃料噴射の噴射量を、吸入空気の温度と、内燃機関の温度を表すパラメータとしての、水温または油温に応じ、例えば吸入空気の温度が低く、水温または油温が低いほど、より多くなるように決定することによって、燃焼ガスを実際の作動ガスの温度に応じて適切に上昇させることができ、それにより、作動ガスの温度をその燃焼前の実際の温度状態に応じて適切に上昇させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の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を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）２は、図示しない車両に搭載された、例えば４気筒４サイクルエンジンである。
【００２１】
同図に示すように、エンジン２は、気筒（１つのみ図示）ごとにピストン２ａとシリンダヘッド２ｂを備え、ピストン２ａとシリンダヘッド２ｂの間には燃焼室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。シリンダヘッド２ｂには、吸気管４および排気管５がそれぞれ接続されるとともに、燃焼室２ｃに臨むように燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６および点火プラグ７が取り付けられている。
【００２２】
インジェクタ６は、燃料ポンプ（図示せず）から供給された燃料を直接、燃焼室２ｃ内に噴射する直噴タイプのものであり、その燃料噴射の時間（燃料噴射量）およびタイミングは、後述するＥＣＵ３からの駆動信号によって制御される。
【００２３】
点火プラグ７には、ＥＣＵ３からの駆動信号により点火時期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、このエンジン２では、燃焼室２ｃ内に供給された混合気を、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、圧縮着火により着火する圧縮着火燃焼（以下「ＣＩ燃焼」という）が切り換えて行われ、その切り換えはＥＣＵ３によって制御される。
【００２４】
エンジン２の吸気管４および排気管５には、吸気弁８および排気弁９がそれぞれ設けられている。吸気弁８および排気弁９は、それぞれ電磁式動弁機構１０，１０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くするとともに、吸気弁８の開弁タイミングを通常よりも遅くす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。
【００２５】
また、吸気管４には、吸気温センサ１１が取り付けられている。この吸気温センサ１１は、吸気管４内に吸入される吸入空気の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ３に出力する。
【００２６】
エンジン２本体には、エンジン水温センサ１２およびクランク角センサ１３が取り付けられている。エンジン水温センサ１２は、エンジン２のシリンダブロック（図示せず）内を循環する冷却水の温度（以下「エンジン水温」という）ＴＷを検出し、その検出信号をＥＣＵ３に出力する。クランク角センサ１３は、エンジン２のクランクシャフト（図示せず）の回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号を、それぞれの所定のクランク角ごとにＥＣＵ３に出力する。ＥＣＵ３は、このＣＲＫ信号に基づいてエンジン２の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。さらに、ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン２ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、エンジン２が４気筒タイプの本例では、クランク角１８０ｄｅｇごとに出力される。
【００２７】
ＥＣＵ３には、アクセル開度センサ１４から、エンジン２を搭載した車両のアクセルペダル（ともに図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）θＡＣＣを表す検出信号が、エンジン油温センサ１５から、エンジン２の潤滑油の温度（以下「エンジン油温」という）ＴＯＩＬを表す検出信号が、それぞれ出力される。
【００２８】
ＥＣＵ３は、本実施形態において、負荷検出手段、低負荷時付加燃料噴射手段、冷機状態パラメータ検出手段、冷機時付加燃料噴射手段、排気温度検出手段、付加燃料噴射時期決定手段、吸入空気温度検出手段、機関温度検出手段および付加燃料噴射量決定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おり、さらに、エンジン２の始動後の経過時間（以下「始動後時間」という）ＴＭＡＳＴを計時する始動後タイマ３ａなどを備えている。上記の各種センサ１１〜１５の検出信号は、Ｉ／Ｏインターフェースを介して後述するＣＰＵに入力される。
【００２９】
ＣＰＵは、各種センサ１１〜１５で検出された検出信号に基づき、ＲＯＭに記憶されたプログラムなどに従って、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て、以下のような各種の制御処理を実行する。
【００３０】
まず、ＣＰＵは、エンジン２の燃焼モードを、ＳＩ燃焼モードまたはＣＩ燃焼モードのいずれにするかを決定する。具体的には、エンジン２が低〜中負荷状態で、かつエンジン回転数ＮＥが低〜中回転領域にあるときには、燃焼モードをＣＩ燃焼モードに決定し、それ以外のときには、ＳＩ燃焼モードに決定する。
【００３１】
また、燃焼モードがＣＩ燃焼モードのときには、エンジン２の運転状態に応じて、付加燃料噴射の制御などを実行する。この付加燃料噴射は、排気行程から圧縮行程にかけて燃料を噴射するメイン噴射に加え、圧縮着火による燃焼を安定して行うべく、燃焼ガスの温度を高めるために、膨張行程において付加的に燃料を噴射するものである。図９は、燃焼モードがＣＩ燃焼モードのときの吸気弁８および排気弁９の開閉、ならびにメイン噴射および付加燃料噴射のタイミングを示している。
【００３２】
同図に示すように、ＣＩ燃焼モードにおいては、排気弁９の開弁タイミングは、所定のクランク角（例えば下死点前３０ｄｅｇ）に一律に設定され、閉弁タイミングは、吸気行程開始時の上死点を基準とし、燃焼ガスの温度が低いほど、より早いタイミングに設定される。そして、排気弁９の閉じ終わりの直前から吸気行程の開始時付近までの間に、１回目のメイン噴射を実行する。
【００３３】
また、吸気弁８の開弁タイミングは、吸気行程開始時の上死点を基準とし、燃焼ガスの温度が低いほど、より遅いタイミングに設定される。吸気弁８の閉弁タイミングは、所定のクランク角（例えば下死点前３０ｄｅｇ）に一律に設定される。これにより、吸気弁８は、その後の所定のクランク角（例えば下死点後３０ｄｅｇ）に完全に閉じ終わる。そして、吸気弁８の閉じ終わり付近から圧縮行程の途中までの間に、２回目のメイン噴射を実行する。このように、燃焼ガスの温度が低いときには、排気弁９の閉弁タイミングを早くするとともに、吸気弁８の開弁タイミングを遅くすることにより、内部ＥＧＲ量を増加させることによって、次のサイクルの作動ガスの温度を高め、圧縮着火による燃焼の安定性を確保する。
【００３４】
また、後述する付加燃料噴射の実行条件が成立したときには、膨張行程において、圧縮着火による燃焼を安定して行うべく、燃焼ガスの温度を高めるために、付加燃料噴射を実行する。このときの付加燃料噴射のタイミングは、後述するように、燃焼ガスの温度に応じて設定される。
【００３５】
図２は、この付加燃料噴射の制御処理を示している。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。同図に示すように、まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同様）において、エンジン２に対する要求トルクＰＭＥＣＭＤ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。
ＰＭＥＣＭＤ＝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３に示すＰＳＥテーブルに基づき、検出されたアクセル開度θＡＣＣ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θＡＣＣ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θＡＣＣ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θＡＣＣが大きいほど、大きな値に設定されている。
【００３６】
図２に戻り、前記ステップ１に続くステップ２では、燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する。この燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩは、エンジン２の燃焼モードがＣＩ燃焼モードのときに「１」に、ＳＩ燃焼モードのときに「０」にそれぞれセットされるものである。
【００３７】
この判別結果がＮＯで、燃焼モードがＳＩ燃焼モードのときには、付加燃料噴射を実行しないとして、ステップ６に進み、付加燃料噴射量Ｐｏｓｔ＿ｑを値０に設定し、本処理を終了する。
【００３８】
一方、前記ステップ２の判別結果がＹＥＳで、燃焼モードがＣＩ燃焼モードのときには、ステップ３に進み、前記ステップ１で算出した要求トルクＰＭＥＣＭＤが所定トルクＰＭＥＪＵＤよりも小さいか否か、またはアクセル開度θＡＣＣが所定開度ＡＣＣＪＵＤよりも小さいか否かをそれぞれ判別する。
【００３９】
この判別結果がＮＯで、ＰＭＥＣＭＤ≧ＰＭＥＪＵＤ、かつθＡＣＣ≧ＡＣＣＪＵＤのときには、エンジン２が低負荷状態にないとして、エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷＪＵＤ（例えば６０℃）よりも低いか否か、またはエンジン油温ＴＯＩＬが所定油温ＴＯＩＬＪＵＤ（例えば６０℃）よりも低いか否かをそれぞれ判別する（ステップ４）。この判別結果がＮＯで、ＴＷ≧ＴＷＪＵＤ、かつＴＯＩＬ≧ＴＯＩＬＪＵＤのときには、エンジン２が冷機状態にないとして、ステップ５に進む。このステップ５では、始動後時間ＴＭＡＳＴが所定時間ＴＭＡＳＴＪＵＤ（例えば２４０ｓｅｃ）よりも短いか否かを判別する。これは、エンジン２の始動直後には、燃焼室２ｃ内の作動ガスの温度が低いことによって、圧縮着火による燃焼が不安定になるおそれがあるので、それを回避するためである。
【００４０】
この判別結果がＮＯ、すなわちエンジン２の始動後、所定時間ＴＭＡＳＴＪＵＤが経過しているときには、所定の冷機状態になく、付加燃料噴射の実行条件が成立していないとして、前記ステップ６に進み、本処理を終了する。
【００４１】
前記ステップ３の判別結果がＹＥＳで、ＰＭＥＣＭＤ＜ＰＭＥＪＵＤもしくはθＡＣＣ＜ＡＣＣＪＵＤのとき、すなわちエンジン２が低負荷状態にあるとき、あるいは前記ステップ４または５の判別結果がＹＥＳで、ＴＷ＜ＴＷＪＵＤ、ＴＯＩＬ＜ＴＯＩＬＪＵＤ、もしくはＴＭＡＳＴ＜ＴＭＡＳＴＪＵＤのとき、すなわちエンジン２が冷機状態にあるときには、付加燃料噴射の実行条件が成立しているとして、ステップ７および８に進む。このステップ７では、吸気温ＴＡおよびエンジン水温ＴＷに応じ、図４に示す燃料噴射量マップを検索することによって、付加燃料噴射量Ｐｏｓｔ＿ｑを算出する。
【００４２】
この燃料噴射量マップでは、付加燃料噴射量Ｐｏｓｔ＿ｑは、吸気温ＴＡが所定吸気温ＴＡＪＵＤ（例えば３０℃）以上のとき、またはエンジン水温ＴＷが前記所定水温ＴＷＪＵＤ以上のときに、値０に設定されている。また、このマップでは、付加燃料噴射量Ｐｏｓｔ＿ｑは、吸気温ＴＡが低いほど、およびエンジン水温ＴＷが低いほど、より大きな値に設定されている。これは、燃焼室２ｃ内の作動ガスの温度は、吸気温ＴＡとエンジン水温ＴＷで表されるエンジン２の温度に依存するため、作動ガスの温度を、その燃焼前の実際の温度状態に応じて最適に上昇させるためである。なお、図４の括弧書きに示すように、エンジン２の温度を表すパラメータとして、エンジン水温ＴＷに代えてエンジン油温ＴＯＩＬを用い、同様にして付加燃料噴射量Ｐｏｓｔ＿ｑを求めてもよい。
【００４３】
図２に戻り、前記ステップ７に続くステップ８では、推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳに応じ、図５に示す燃料噴射時期テーブルを検索することによって、付加燃料噴射時期Ｐｏｓｔ＿Ｉｎｊ＿θを算出し、本処理を終了する。この推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳは、燃焼室２ｃ内で燃焼によって生成される燃焼ガスの温度を推定したものであり、その算出の詳細については後述する。
【００４４】
この燃料噴射時期テーブルでは、付加燃料噴射時期Ｐｏｓｔ＿Ｉｎｊ＿θは、推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳが低いほど、より進角側に設定されている。これは、推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳが低いほど、付加燃料噴射を実行したときに燃焼ガスによって暖められる作動ガスの温度の上昇度合は低くなるため、噴射時期を早めることにより、作動ガスの温度を最適に上昇させるためである。また、付加燃料噴射時期Ｐｏｓｔ＿Ｉｎｊ＿θは、推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳが、所定排気温度ＴＥＸＪＵＤ以上のときには、所定のクランク角（例えば上死点後９０ｄｅｇ）に収束する。これは、付加燃料噴射時期Ｐｏｓｔ＿Ｉｎｊ＿θが遅すぎると、燃焼ガスの温度が上昇しにくくなり、作動ガスの昇温効果が得にくくなるので、それを回避するためである。
【００４５】
図６は、推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳの算出処理を示しており、本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して割り込み実行される。
【００４６】
本処理では、まず、ステップ１１において、現在の推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳをその前回値ＴＥＸＧＡＳＺとして設定する。なお、前回値ＴＥＸＧＡＳＺは、エンジン２の始動時には、所定温度（例えば１５０℃）に設定される。
【００４７】
前記ステップ１１に続くステップ１２では、フューエルカットフラグＦ＿ＦＣが「１」であるか否かを判別する。このフューエルカットフラグＦ＿ＦＣは、フューエルカット（以下「Ｆ／Ｃ」という）が実行されているときに「１」に、Ｆ／Ｃが実行されていないときに「０」にそれぞれセットされるものである。
【００４８】
この判別結果がＹＥＳ、すなわちＦ／Ｃが実行されているときには、燃焼ガス温度暫定値ＴＥＸＧＡＳＴを、所定値ＴＣＹＬＷＡＬに設定する（ステップ１３）。この所定値ＴＣＹＬＷＡＬは、Ｆ／Ｃにより燃焼が行われない場合において、それまでの燃焼によって加熱されたシリンダブロックの温度に相当し、例えば８０℃である。
【００４９】
次に、今回の推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳを、その前回値ＴＥＸＧＡＳＺ、および設定した燃焼ガス温度暫定値ＴＥＸＧＡＳＴなどを用いて、次式（２）によって算出し（ステップ１４）、本処理を終了する。
ＴＥＸＧＡＳ＝ＴＥＸＧＡＳＴ・（１−ＴＤＴＧＡＳ）＋ＴＥＸＧＡＳＺ・ＴＤＴＧＡＳ・・・（２）
ここで、ＴＤＴＧＡＳは、値１．０未満の所定のなまし係数（例えば０．９）である。
【００５０】
一方、前記ステップ１２の判別結果がＮＯで、Ｆ＿ＦＣ＝０、すなわちＦ／Ｃが実行されていないときには、燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが「１」であるか否かを判別する（ステップ１５）。この判別結果がＮＯで、燃焼モードがＳＩ燃焼モードのときには、ステップ１６に進み、吸気温ＴＡおよび要求トルクＰＭＥＣＭＤに応じ、ＳＩ燃焼モード用のＴＥＸＧＡＳＳＩＭマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＴＥＸＧＡＳＳＩＭを求め、燃焼ガス温度中間値ＴＥＸＧＡＳαとして設定する。この燃焼ガス温度中間値ＴＥＸＧＡＳαは、作動ガスの燃焼によって直接的に得られる（外部からの影響を受けないと仮定したときの）燃焼ガスの温度に相当する。また、このマップでは、マップ値ＴＥＸＧＡＳＳＩＭは、吸気温ＴＡが高いほど、および要求トルクＰＭＥＣＭＤが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００５１】
一方、前記ステップ１５の判別結果がＹＥＳで、燃焼モードがＣＩ燃焼モードのときには、ステップ１７に進み、後述する推定作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳ、および要求トルクＰＭＥＣＭＤに応じ、ＣＩ燃焼モード用のＴＥＸＧＡＳＣＩＭマップ（図示せず）を検索することによって、マップ値ＴＥＸＧＡＳＣＩＭを求め、燃焼ガス温度中間値ＴＥＸＧＡＳαとして設定する。また、このマップでは、マップ値ＴＥＸＧＡＳＣＩＭは、要求トルクＰＭＥＣＭＤが大きいほど、および推定作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳが高いほど、より大きな値に設定されている。
【００５２】
前記ステップ１６または１７に続くステップ１８では、燃焼ガス温度暫定値ＴＥＸＧＡＳＴを、前記ステップ１６または１７で設定した燃焼ガス温度中間値ＴＥＸＧＡＳα、および前記ステップ１３で用いた所定値ＴＣＹＬＷＡＬなどを用いて、次式（３）によって算出するとともに、前記ステップ１４を実行し、本処理を終了する。

ここで、ＫＴＥＸＧＭＥは値１．０未満の所定のなまし係数（例えば０．０１）であり、ＴＤＣＭＥは現在のＴＤＣ信号の周期である。また、ＴＤＣＭＥαは、エンジン回転数ＮＥが、高速時Ｆ／Ｃが実行される限界回転数（例えば６０００ｒｐｍ）にあるときのＴＤＣ信号の周期に設定されている。
【００５３】
上記の式（３）の右辺の第１項は、作動ガスの燃焼によって直接的に得られる燃焼ガスの温度に相当し、第２項は、燃焼ガスの温度に対するシリンダブロックの温度の影響分に相当する。また、式（３）から明らかなように、右辺中に第２項が占める割合は、ＴＤＣ信号の周期ＴＤＣＭＥが長いほどより大きい。これは、ＴＤＣ信号の周期ＴＤＣＭＥが長いほど、燃焼サイクル間の時間間隔が長いことで、燃焼ガスの生成後、次の圧縮行程の開始時までの作動ガスの温度の低下度合がより大きいことで、その燃焼によって生成される燃焼ガスの温度がより低いためである。
【００５４】
図７は、図６のステップ１７で用いられる推定作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳの算出処理を示している。本処理は、ＣＩ燃焼モード中にのみ実行され、ＴＤＣ信号の発生に同期して割り込み実行される。
【００５５】
同図に示すように、そのステップ２１では、推定作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳを、前回値ＴＥＸＧＡＳＺ、吸気温ＴＡ、および後述する目標充填効率ＥＴＡＣＣなどを用いて、次式（４）によって算出する。
ＴＣＹＬＧＡＳ＝（ＴＥＸＧＡＳＺ−ＴＡ）・ＮＥＧＲ／ＥＴＡＣＣ・ＮＴＣＹＬＭＡＸ＋ＴＡ・・・（４）
ここで、ＮＥＧＲは、排気弁９の実際の閉弁タイミングおよび要求トルクＰＭＥＣＭＤに応じて、マップ（図示せず）を検索することによって推定した推定ＥＧＲガス量であり、ＮＴＣＹＬＭＡＸは、燃焼室２ｃの容積と行程容積との和である。
【００５６】
この式（４）の右辺の（ＴＥＸＧＡＳＺ−ＴＡ）は、燃焼ガスと新気との温度差を表し、ＮＥＧＲ／ＥＴＡＣＣ・ＮＴＣＹＬＭＡＸは、作動ガス中に占めるＥＧＲガスの割合を表す。したがって、両者の積、すなわち第１項は、ＥＧＲガスによる作動ガスの温度の上昇分を表し、それにさらに吸気温ＴＡを加算することによって、圧縮行程の開始時における実際の作動ガスの温度である推定作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳを、適切に算出することができる。
【００５７】
図８は、図７のステップ２１で用いられる目標充填効率ＥＴＡＣＣの算出処理を示しており、本処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。まず、ステップ３１において、燃焼モードフラグＦ＿ＨＣＣＩが、「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、燃焼モードがＳＩ燃焼モードのときには、そのまま本処理を終了する。
【００５８】
一方、ステップ３１の判別結果がＹＥＳで、燃焼モードがＣＩ燃焼モードのときには、ステップ３２において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＥＣＭＤに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、目標作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳＣを求める。この目標作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳＣは、圧縮行程時の開始時における作動ガスの温度を自己着火が生じやすいような温度に制御するために設定されるものである。また、このマップでは、目標作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳＣは、エンジン回転数ＮＥが低いほど、および要求トルクＰＭＥＣＭＤが小さいほど、より大きな値に設定されている。
【００５９】
次いで、求めた目標作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳＣに基づき、目標充填効率ＥＴＡＣＣ（ＥＧＲガスを含む混合気の充填量）を、テーブル（図示せず）を検索することによって求め（ステップ３３）、本処理を終了する。この目標充填効率ＥＴＡＣＣは、作動ガスの充填効率（燃焼室２ｃの容積と行程容積との和に対する作動ガスの充填量の比）の目標値である。このテーブルでは、目標充填効率ＥＴＡＣＣは、目標作動ガス温度ＴＣＹＬＧＡＳＣが大きいほど、より大きな値に設定されている。
【００６０】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン２の負荷状態を検出するパラメータとして、要求トルクＰＭＥＣＭＤおよびアクセル開度θＡＣＣを用い、それらの値が、所定トルクＰＭＥＪＵＤまたは所定開度ＡＣＣＪＵＤよりも小さいときに付加燃料噴射を実行するので、エンジン２が低負荷状態のときに、燃焼室２ｃ内の燃焼ガスの温度を高めることによって、その熱によって次のサイクルの作動ガスを暖め、その温度を上昇させることができる。それにより、圧縮着火による燃焼の安定性を確保することによって、エンジン２の失火やエンジンストールを防止することができる。その結果、圧縮着火の実行領域を低負荷側に拡大でき、それによって排気ガス特性および燃費を向上させることができる。
【００６１】
また、エンジン２の冷機状態パラメータとして、エンジン水温ＴＷ、エンジン油温ＴＯＩＬおよび始動後時間ＴＭＡＳＴを用い、それらの値が、所定水温ＴＷＪＵＤ、所定油温ＴＯＩＬＪＵＤ、または所定時間ＴＭＡＳＴＪＵＤよりも小さいときに付加燃料噴射を実行するので、エンジン２が冷機状態のときに、燃焼室２ｃ内の燃焼ガスの温度を高め、作動ガスの温度を上昇させることができる。それにより、圧縮着火を冷機状態においても安定して実行でき、その分、排気ガス特性および燃費を向上させることができる。
【００６２】
さらに、付加燃料噴射時期Ｐｏｓｔ＿Ｉｎｊ＿θを推定燃焼ガス温度ＴＥＸＧＡＳに応じて決定するので、それに応じて燃焼ガスの温度の上昇度合を高めることができ、それにより、作動ガスの温度を適切に上昇させることができる。
【００６３】
さらには、付加燃料噴射量Ｐｏｓｔ＿ｑを、吸気温ＴＡと、エンジン２の温度を表すエンジン水温ＴＷまたはエンジン油温ＴＯＩＬに応じて決定するので、燃焼ガスの温度を実際の作動ガスの温度に応じて、適切に上昇させることができ、それにより、作動ガスの温度をその燃焼前の実際の温度状態に応じて適切に上昇させることができる。
【００６４】
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、説明した実施形態では、排気温度として、燃焼ガス温度を演算により推定しているが、実際の排気温度をセンサなどを用いて、直接検出してもよい。また、実施形態のエンジン２は、燃料を燃焼室２ｃ内に直接、噴射する直噴タイプのものであるが、本発明を吸気管４に燃料を噴射するポート噴射タイプの内燃機関に適用してもよい。また、本発明の制御装置は、車両に搭載した圧縮着火式内燃機関に限らず、クランクシャフトを鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンなどを含む、様々な産業用の圧縮着火式内燃機関に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、変更することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の圧縮着火式内燃機関の制御装置は、内燃機関が低負荷状態や冷機状態にある場合においても、圧縮着火による燃焼の安定性を確保することにより、内燃機関の失火やエンジンストールを防止するとともに、圧縮着火の実行領域の拡大によって排気ガス特性および燃費を向上させ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】本発明の実施形態による制御装置を適用した圧縮着火式内燃機関の構成を示す図である。
【図２】付加燃料噴射の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】図２の処理で用いられるＰＳＥテーブルの一例である。
【図４】図２の処理で用いられる付加燃料噴射の燃料噴射量マップの一例である。
【図５】図２の処理で用いられる付加燃料噴射の燃料噴射時期テーブルの一例である。
【図６】推定燃焼ガス温度の算出処理を示すフローチャートである。
【図７】圧縮開始時における作動ガス温度の推定処理を示すフローチャートである。
【図８】目標充填効率の算出処理を示すフローチャートである。
【図９】ＣＩ燃焼モードのときの吸気弁および排気弁の開閉、ならびにメイン噴射および付加燃料噴射のタイミングの一例を示す図である。
【符号の説明】
１制御装置
２内燃機関
２ｃ燃焼室
３ＥＣＵ（負荷検出手段、低負荷時付加燃料噴射手段、冷機状態パラメータ検出手段、冷機時付加燃料噴射手段、排気温度検出手段、付加燃料噴射時期決定手段、吸入空気温度検出手段、機関温度検出手段および付加燃料噴射量決定手段）
３ａ始動後タイマ（冷機状態パラメータ検出手段）
１１吸気温センサ（吸入空気検出手段）
１２エンジン水温センサ（冷機状態パラメータ検出手段、機関温度検出手段）
１４アクセル開度センサ（負荷検出手段）
１５エンジン油温センサ（冷機状態パラメータ検出手段、機関温度検出手段）
１６排気温センサ（排気温度検出手段）
ＰＭＥＣＭＤ要求トルク
θＡＣＣアクセル開度
ＴＷエンジン水温（水温）
ＴＯＩＬエンジン油温（油温）
ＴＭＡＳＴ始動後時間（始動後の経過時間）
ＰＭＥＪＵＤ所定トルク（所定値）
ＡＣＣＪＵＤ所定開度（所定値）
ＴＷＪＵＤ所定水温（所定値）
ＴＯＩＬＪＵＤ所定油温（所定値）
ＴＭＡＳＴＪＵＤ所定時間（所定値）
ＴＥＸＧＡＳ推定燃焼ガス温度（排気温度）
Ｐｏｓｔ＿Ｉｎｊ＿θ 付加燃料噴射時期
ＴＡ吸気温（吸入空気温度）
Ｐｏｓｔ＿ｑ付加燃料噴射量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compression ignition type internal combustion engine configured to be able to switch a combustion mode between a compression ignition combustion mode in which an air-fuel mixture supplied to a combustion chamber is combusted by compression ignition and a spark ignition combustion mode in which combustion is performed by spark ignition. The present invention relates to a control device.
[0002]
[Prior art]
In a compression ignition type internal combustion engine, in general, good fuel efficiency and exhaust gas characteristics can be obtained by performing combustion by compression ignition at a higher compression ratio and a larger air-fuel ratio than in the case of combustion by spark ignition. As a conventional control device for such a compression ignition type internal combustion engine, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. This internal combustion engine is configured to be switchable between a spark ignition combustion mode and a compression ignition combustion mode, and the compression ignition combustion mode is executed in a low load operation state, while the spark ignition is performed in other operation states. The combustion mode is executed. In this internal combustion engine, the opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve are configured to be variable.
[0003]
In this control device, when switching from the spark ignition combustion mode to the compression ignition combustion mode, instead of immediately stopping the combustion by the spark ignition, the spark ignition is performed while gradually increasing the compression ratio and the temperature of the working gas in the combustion chamber. After continuing, the mode shifts to the compression ignition combustion mode. This is because immediately after switching from the spark ignition combustion mode to the compression ignition combustion mode, the temperature of the working gas in the combustion chamber increases because the temperature in the combustion chamber is not high enough to perform compression ignition immediately after that. This is because it is easy to cause combustion due to compression ignition by making it high temperature.
[0004]
Specifically, when switching from the spark ignition combustion mode to the compression ignition combustion mode, by setting the intake valve closing timing earlier, the compression ratio is increased and the exhaust valve closing timing is made earlier. By setting, a part of the combustion gas remains in the combustion chamber. Further, additional fuel injection is executed in the expansion stroke. As a result, the temperature of the combustion gas in the combustion chamber rises, the working gas in the next cycle is warmed by the heat of the combustion gas, and the temperature is increased, whereby combustion due to compression ignition is likely to occur. Then, when the compression ratio is increased to such an extent that combustion by compression ignition can be performed, the transition from the spark ignition combustion mode to the compression ignition combustion mode is completed by stopping the spark ignition and the additional fuel injection. As described above, when switching from the spark ignition combustion mode to the compression ignition combustion mode, by gradually increasing the compression ratio and the temperature of the working gas in the combustion chamber, by ensuring the ignition during the switching, by the compression ignition Combustion is performed stably.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-192828 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the control apparatus for the conventional compression ignition type internal combustion engine described above, additional fuel injection is only executed to ensure ignition when switching from the spark ignition combustion mode to the compression ignition combustion mode. For this reason, in this control device, for example, when the combustion in the compression ignition combustion mode is performed when the internal combustion engine is in a low load state such as during idle operation or in a cold state immediately after starting, the combustion is performed. If the temperature of the working gas in the room is lowered, it may be difficult to ignite. For this reason, combustion due to compression ignition becomes unstable, resulting in misfire or engine stall.
[0007]
The present invention has been made to solve such a problem. Even when the internal combustion engine is in a low load state or a cold state, the combustion stability of the internal combustion engine is ensured by ensuring the stability of combustion by compression ignition. An object of the present invention is to provide a control device for a compression ignition type internal combustion engine that can prevent misfire and engine stall and improve exhaust gas characteristics and fuel consumption by expanding the execution region of compression ignition.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 includes a combustion mode in a compression ignition combustion mode in which the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 2c is combusted by compression ignition, and a spark ignition combustion mode in which combustion is performed by spark ignition. Is a control device 1 for a compression ignition type internal combustion engine 2 configured to be able to switch between the ECU 3 and the accelerator opening sensor in the embodiment (hereinafter the same in this section) for detecting the load of the internal combustion engine 2. 14, when the combustion mode is the compression ignition combustion mode and when the detected load of the internal combustion engine 2 is lower than a predetermined load, fuel is additionally supplied to the combustion chamber 2c. Low load additional fuel injection means (ECU 3,

steps

7 and 8 in FIG. 2) for performing additional fuel injection to be injected.
[0009]
According to this configuration, the combustion mode of the internal combustion engine is switched between the compression ignition combustion mode and the spark ignition combustion mode. Further, when the load of the internal combustion engine detected by the load detecting means is lower than a predetermined load during the execution of the combustion in the compression ignition combustion mode, that is, when the internal combustion engine is in a low load state, the additional fuel injection at low load is performed. By means, additional fuel injection into the combustion chamber is performed. As described above, when the internal combustion engine is in a low load state such as during idling, the temperature of the working gas in the combustion chamber becomes low, and combustion due to compression ignition becomes unstable. Therefore, by executing the additional fuel injection when the internal combustion engine is in a low load state, the temperature of the combustion gas can be increased, and the working gas of the next cycle can be warmed by the heat to increase the temperature. Thereby, by ensuring the stability of combustion by compression ignition, misfire of the internal combustion engine and engine stall can be prevented. As a result, the execution region of compression ignition can be expanded to the low load side, thereby improving exhaust gas characteristics and fuel consumption.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the control device 1 for the compression ignition internal combustion engine 2 according to the first aspect, the load detecting means uses at least one of the required torque PMECMD and the accelerator opening degree θACC for the internal combustion engine 2 as a load. The low load additional fuel injection means detects the additional fuel injection when at least one of the detected required torque PMECMD and the accelerator opening θACC is smaller than a predetermined value (predetermined torque PMEJUD, predetermined opening ACCJUD). It is characterized by doing.
[0011]
According to this configuration, at least one of the required torque and the accelerator opening is used as a parameter representing the load of the internal combustion engine, and the additional fuel injection is executed when the detected value is smaller than the predetermined value. Additional fuel injection can be appropriately performed in a load state.
[0012]
In the invention according to claim 3 of the present invention, the combustion mode can be switched between a compression ignition combustion mode in which the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 2c is combusted by compression ignition and a spark ignition combustion mode in which combustion is performed by spark ignition. Is a control device 1 for a compression ignition type internal combustion engine 2 configured as follows: a cold state parameter detecting means (ECU 3, a post-start timer 3a, an engine water temperature sensor 12, a cold state parameter for detecting a cold state state of the internal combustion engine 2; In the case where the engine oil temperature sensor 15, steps 4 and 5) in FIG. 2 and the combustion mode is the compression ignition combustion mode, when the detected cold state parameter represents the cold state of the internal combustion engine 2, the combustion chamber 2 c is entered. And additional fuel injection means (ECU 3,

steps

7 and 8 in FIG. 2) for performing additional fuel injection for additionally injecting fuel. And butterflies.
[0013]
According to this configuration, the combustion mode of the internal combustion engine is switched between the compression ignition combustion mode and the spark ignition combustion mode. Further, during the execution of the combustion in the compression ignition combustion mode, when the cold state parameter detected by the cold state detection parameter means indicates the cold state of the internal combustion engine, the additional fuel to the combustion chamber is added by the cold time additional fuel injection means. Perform injection. As described above, when the internal combustion engine is in a cold state, such as immediately after start-up, the temperature of the working gas in the combustion chamber becomes low, and combustion due to compression ignition becomes unstable. Therefore, by executing the additional fuel injection when the internal combustion engine is in the cold state, the temperature of the combustion gas can be increased and the temperature of the working gas can be increased. Thereby, by ensuring the stability of combustion due to compression ignition, misfire and engine stall of the internal combustion engine can be prevented. As a result, compression ignition can be executed stably even in the cold state, and the exhaust gas characteristics and fuel consumption can be improved accordingly.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the control device 1 for the compression ignition internal combustion engine 2 according to the third aspect, the cold machine state parameter detecting means includes a water temperature (engine water temperature TW) of the internal combustion engine 2 and an oil as the cold machine state parameter. At least one of a temperature (engine oil temperature TOIL) and an elapsed time after starting (post-starting time TMAST), and the cold fuel addition fuel injection means detects at least one of the detected water temperature, oil temperature, and elapsed time after starting. When one is smaller than a predetermined value (predetermined water temperature TWJUD, predetermined oil temperature TOILJUD, predetermined time TMASTJUD), additional fuel injection is executed.
[0015]
According to this configuration, at least one of the water temperature, the oil temperature, or the elapsed time after starting is used as the cold state parameter, and the additional fuel injection is executed when the detected value is smaller than the predetermined value. Additional fuel injection can be optimally performed when the engine is cold.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the control device 1 for the compression ignition type internal combustion engine 2 according to any one of the first to fourth aspects, an exhaust gas temperature detection for detecting an exhaust gas temperature (estimated combustion gas temperature TEXGAS) of the internal combustion engine 2. Means (ECU 3, step 14 in FIG. 6) and additional fuel injection timing determining means (ECU 3, step 8 in FIG. 2) for determining the injection timing Post_Inj_θ of the additional fuel injection according to the detected exhaust gas temperature. It is characterized by.
[0017]
When the exhaust gas temperature, that is, the temperature of the combustion gas is low, the degree of increase in the temperature of the working gas heated by the combustion gas when the additional fuel injection is executed is low. Therefore, the degree of increase in the temperature of the combustion gas can be increased by determining the injection timing of the additional fuel injection in accordance with the exhaust gas temperature, for example, so that the lower the exhaust gas temperature, the faster the combustion gas temperature increases. The temperature can be increased appropriately.
[0018]
The invention according to claim 6 detects the temperature of the intake air (intake air temperature TA) sucked into the combustion chamber 2c in the control device 1 for the compression ignition internal combustion engine 2 according to any one of claims 1 to 5. Intake air temperature detection means (ECU 3, intake air temperature sensor 11) and engine temperature detection means (ECU 3, engine water temperature sensor 12) for detecting one of the water temperature (engine water temperature TW) and oil temperature (engine oil temperature TOIL) of the internal combustion engine 2 , Engine oil temperature sensor 15) and additional fuel injection amount determining means (ECU 3, FIG. 2) for determining the injection amount Post_q of the additional fuel injection according to the detected intake air temperature and one of the water temperature and the oil temperature. 7) is further provided.
[0019]
The temperature of the working gas depends on the temperature of the intake air and the temperature of the internal combustion engine. Therefore, the injection amount of the additional fuel injection depends on the water temperature or the oil temperature as a parameter representing the temperature of the intake air and the temperature of the internal combustion engine, for example, the lower the temperature of the intake air and the lower the water temperature or oil temperature, the more By deciding to increase, the combustion gas can be raised appropriately according to the actual working gas temperature, so that the working gas temperature can be raised appropriately according to the actual temperature condition before the combustion. Can be raised.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a compression ignition type internal combustion engine to which a control device 1 according to an embodiment of the present invention is applied. The internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 2 is, for example, a four-cylinder four-cycle engine mounted on a vehicle (not shown).
[0021]
As shown in the figure, the engine 2 includes a piston 2a and a cylinder head 2b for each cylinder (only one is shown), and a combustion chamber 2c is formed between the piston 2a and the cylinder head 2b. A recess 2d is formed at the center of the upper surface of the piston 2a. An intake pipe 4 and an exhaust pipe 5 are connected to the cylinder head 2b, and a fuel injection valve (hereinafter referred to as “injector”) 6 and a spark plug 7 are attached so as to face the combustion chamber 2c.
[0022]
The injector 6 is of a direct injection type in which fuel supplied from a fuel pump (not shown) is directly injected into the combustion chamber 2c, and the fuel injection time (fuel injection amount) and timing will be described later. It is controlled by a drive signal from the ECU 3.
[0023]
A high voltage is applied to the spark plug 7 at a timing corresponding to the ignition timing by a drive signal from the ECU 3, and then it is discharged by being shut off, whereby the mixture is ignited in each cylinder. In the engine 2, the air-fuel mixture supplied into the combustion chamber 2 c is ignited by sparks of the spark plug 7 (hereinafter referred to as “SI combustion”) and compression ignition combustion (hereinafter referred to as “SI combustion”) is ignited by compression ignition. "CI combustion") is performed by switching, and the switching is controlled by the ECU 3.
[0024]
The intake pipe 4 and the exhaust pipe 5 of the engine 2 are respectively provided with an intake valve 8 and an exhaust valve 9. The intake valve 8 and the exhaust valve 9 are driven by

electromagnetic valve mechanisms

10 and 10, respectively. Each electromagnetic valve mechanism 10 includes two electromagnets (not shown). By controlling the excitation / de-excitation timing of these electromagnets by a drive signal from the ECU 3, the intake valve 8 and the exhaust gas are controlled. The valve 9 is driven to open and close, and the opening and closing timing thereof is freely controlled. Further, by controlling the exhaust valve 9 to close earlier than usual and to open the intake valve 8 later than usual, the combustion gas remains in the combustion chamber 2c (hereinafter, “ It is possible to control the residual amount, that is, the amount of internal EGR.
[0025]
An intake air temperature sensor 11 is attached to the intake pipe 4. The intake air temperature sensor 11 detects the temperature of intake air (hereinafter referred to as “intake air temperature”) TA taken into the intake pipe 4 and outputs a detection signal to the ECU 3.
[0026]
An engine water temperature sensor 12 and a crank angle sensor 13 are attached to the main body of the engine 2. The engine water temperature sensor 12 detects the temperature (hereinafter referred to as “engine water temperature”) TW of cooling water circulating in a cylinder block (not shown) of the engine 2 and outputs a detection signal to the ECU 3. As the crankshaft (not shown) of the engine 2 rotates, the crank angle sensor 13 outputs a CRK signal and a TDC signal that are pulse signals to the ECU 3 for each predetermined crank angle. The ECU 3 obtains the engine speed (hereinafter referred to as “engine speed”) NE of the engine 2 based on the CRK signal. Furthermore, the TDC signal is a signal indicating that the piston 2a of each cylinder is at a predetermined crank angle position near the TDC (top dead center) at the start of the intake stroke. In the present example where the engine 2 is a 4-cylinder type, Output every 180 degrees.
[0027]
A detection signal representing the amount of depression (hereinafter referred to as “accelerator opening”) θACC of an accelerator pedal (both not shown) of the vehicle on which the engine 2 is mounted is sent from the accelerator opening sensor 14 to the ECU 3. Therefore, detection signals representing the temperature of the lubricating oil of the engine 2 (hereinafter referred to as “engine oil temperature”) TOIL are output.
[0028]
In the present embodiment, the ECU 3 includes a load detection unit, a low load additional fuel injection unit, a cold state parameter detection unit, a cold state additional fuel injection unit, an exhaust temperature detection unit, an additional fuel injection timing determination unit, and an intake air temperature detection unit. The engine temperature detecting means and the additional fuel injection amount determining means are configured by a microcomputer including an I / O interface, a CPU, a RAM, a ROM, and the like, and an elapsed time after the engine 2 is started. A post-startup timer 3a for measuring TMAST (hereinafter referred to as “time after start-up”) is provided. The detection signals of the various sensors 11 to 15 are input to a CPU described later via an I / O interface.
[0029]
The CPU discriminates the operating state of the engine 2 based on the detection signals detected by the various sensors 11 to 15 according to a program stored in the ROM and the like, and according to the discriminated operating state, the following various types are performed. Execute control processing.
[0030]
First, the CPU determines whether the combustion mode of the engine 2 is set to the SI combustion mode or the CI combustion mode. Specifically, when the engine 2 is in a low to medium load state and the engine speed NE is in the low to medium rotation region, the combustion mode is determined to be the CI combustion mode, and otherwise it is determined to be the SI combustion mode. To do.
[0031]
Further, when the combustion mode is the CI combustion mode, control of additional fuel injection or the like is executed according to the operating state of the engine 2. In addition to the main injection that injects fuel from the exhaust stroke to the compression stroke, this additional fuel injection is additionally injected in the expansion stroke in order to increase the temperature of the combustion gas in order to stably perform combustion by compression ignition. To do. FIG. 9 shows the timing of opening and closing of the intake valve 8 and the exhaust valve 9 and the main injection and additional fuel injection when the combustion mode is the CI combustion mode.
[0032]
As shown in the figure, in the CI combustion mode, the opening timing of the exhaust valve 9 is uniformly set to a predetermined crank angle (for example, 30 deg before bottom dead center), and the closing timing is the same as that at the start of the intake stroke. With the top dead center as a reference, the lower the combustion gas temperature, the earlier the timing. Then, the first main injection is executed between immediately before the end of closing of the exhaust valve 9 and near the start of the intake stroke.
[0033]
The opening timing of the intake valve 8 is set to a later timing as the temperature of the combustion gas is lower with reference to the top dead center at the start of the intake stroke. The closing timing of the intake valve 8 is uniformly set to a predetermined crank angle (for example, 30 deg before bottom dead center). Thereby, the intake valve 8 is completely closed at a predetermined crank angle thereafter (for example, 30 deg after bottom dead center). Then, the second main injection is executed between the vicinity of the closing end of the intake valve 8 and the middle of the compression stroke. As described above, when the temperature of the combustion gas is low, the closing timing of the exhaust valve 9 is advanced and the opening timing of the intake valve 8 is delayed, thereby increasing the internal EGR amount. Increase the temperature of the working gas and ensure the stability of combustion by compression ignition.
[0034]
Further, when the execution condition of the additional fuel injection described later is satisfied, the additional fuel injection is executed in order to increase the temperature of the combustion gas so as to stably perform the combustion by the compression ignition in the expansion stroke. The timing of additional fuel injection at this time is set according to the temperature of the combustion gas, as will be described later.
[0035]
FIG. 2 shows this additional fuel injection control process. This process is executed in synchronization with the generation of the TDC signal. As shown in the figure, first, in step 1 (shown as “S1”, the same applies hereinafter), the required torque PMECMD for the engine 2 is calculated by the following equation (1) using the engine speed NE or the like.
PMECMD = CONST · PSE / NE (1)
Here, CONST is a constant, and PSE is a required output of the engine 2. This required output PSE is set according to the detected accelerator opening θACC and engine speed NE based on the PSE table shown in FIG. This PSE table is composed of a plurality of tables set for each predetermined accelerator opening θACC within a range of 0% to 100%, and when the accelerator opening θACC indicates an intermediate value thereof, a request is made. The output PSE is obtained by interpolation calculation. In these tables, the required output PSE is set to a larger value as the engine speed NE is larger and the accelerator opening θACC is larger.
[0036]
Returning to FIG. 2, in step 2 following step 1, it is determined whether or not the combustion mode flag F_HCCI is “1”. The combustion mode flag F_HCCI is set to “1” when the combustion mode of the engine 2 is in the CI combustion mode, and is set to “0” when in the SI combustion mode.
[0037]
When the determination result is NO and the combustion mode is the SI combustion mode, it is determined that the additional fuel injection is not executed, the process proceeds to step 6, the additional fuel injection amount Post_q is set to 0, and the present process is terminated.
[0038]
On the other hand, if the determination result in step 2 is YES and the combustion mode is the CI combustion mode, the process proceeds to step 3 to determine whether the required torque PMECMD calculated in step 1 is smaller than a predetermined torque PMEJUD, or the accelerator opening degree. It is determined whether or not θACC is smaller than a predetermined opening ACCJUD.
[0039]
When the determination result is NO, PMECMD ≧ PMEJUD, and θACC ≧ ACCJUD, it is determined that the engine water temperature TW is lower than a predetermined water temperature TWJUD (for example, 60 ° C.) or the engine oil, assuming that the engine 2 is not in a low load state. It is determined whether or not the temperature TOIL is lower than a predetermined oil temperature TOILJUD (for example, 60 ° C.) (step 4). If the determination result is NO, and TW ≧ TWJUD and TOIL ≧ TOILJUD, it is determined that the engine 2 is not in the cold state, and the process proceeds to step 5. In this step 5, it is determined whether or not the post-start time TMAST is shorter than a predetermined time TMASTJUD (for example, 240 sec). This is to avoid the combustion immediately after starting the engine 2 due to the low temperature of the working gas in the combustion chamber 2c, which may cause unstable combustion due to compression ignition.
[0040]
If the determination result is NO, that is, if the predetermined time TMASTJUD has elapsed after the engine 2 is started, it is determined that the condition for executing the additional fuel injection is not satisfied because the predetermined cold machine state is not established, The process ends.
[0041]
When the determination result of step 3 is YES and PMECMD <PMEJUD or θACC <ACCJUD, that is, when the engine 2 is in a low load state, or the determination result of

step

4 or 5 is YES, TW <TWJUD, TOIL < When TOILJUD or TMAST <TMASTJUD, that is, when the engine 2 is in the cold state, it is determined that the additional fuel injection execution condition is satisfied, and the process proceeds to

steps

7 and 8. In step 7, the additional fuel injection amount Post_q is calculated by searching the fuel injection amount map shown in FIG. 4 according to the intake air temperature TA and the engine water temperature TW.
[0042]
In this fuel injection amount map, the additional fuel injection amount Post_q is set to a value of 0 when the intake air temperature TA is equal to or higher than a predetermined intake air temperature TAJUD (for example, 30 ° C.) or when the engine water temperature TW is equal to or higher than the predetermined water temperature TWJUD. ing. In this map, the additional fuel injection amount Post_q is set to a larger value as the intake air temperature TA is lower and the engine coolant temperature TW is lower. This is because the temperature of the working gas in the combustion chamber 2c depends on the temperature of the engine 2 represented by the intake air temperature TA and the engine water temperature TW, so that the temperature of the working gas depends on the actual temperature state before combustion. This is to raise it optimally. As shown in parentheses in FIG. 4, the engine fuel temperature TOIL may be used instead of the engine water temperature TW as a parameter representing the temperature of the engine 2, and the additional fuel injection amount Post_q may be obtained in the same manner.
[0043]
Returning to FIG. 2, in step 8 following step 7, the additional fuel injection timing Post_Inj_θ is calculated by searching the fuel injection timing table shown in FIG. 5 according to the estimated combustion gas temperature TEXGAS, and this processing is terminated. . The estimated combustion gas temperature TEXGAS is an estimation of the temperature of the combustion gas generated by combustion in the combustion chamber 2c, and details of the calculation will be described later.
[0044]
In this fuel injection timing table, the additional fuel injection timing Post_Inj_θ is set to a more advanced side as the estimated combustion gas temperature TEXGAS is lower. This is because the lower the estimated combustion gas temperature TEXGAS is, the lower the degree of increase in the temperature of the working gas warmed by the combustion gas when the additional fuel injection is performed. It is for raising to. Further, the additional fuel injection timing Post_Inj_θ converges to a predetermined crank angle (for example, 90 deg after top dead center) when the estimated combustion gas temperature TEXGAS is equal to or higher than the predetermined exhaust gas temperature TEXJUD. This is to avoid the additional fuel injection timing Post_Inj_θ being too late, because the temperature of the combustion gas is difficult to rise and the temperature rise effect of the working gas is difficult to obtain.
[0045]
FIG. 6 shows a process for calculating the estimated combustion gas temperature TEXGAS, and this process is interrupted in synchronization with the generation of the TDC signal.
[0046]
In this process, first, in step 11, the current estimated combustion gas temperature TEXGAS is set as its previous value TEXGASZ. The previous value TEXGASZ is set to a predetermined temperature (for example, 150 ° C.) when the engine 2 is started.
[0047]
In step 12 following step 11, it is determined whether or not the fuel cut flag F_FC is “1”. The fuel cut flag F_FC is set to “1” when the fuel cut (hereinafter referred to as “F / C”) is executed, and to “0” when the F / C is not executed. is there.
[0048]
When the determination result is YES, that is, when F / C is being executed, the combustion gas temperature provisional value TEXGAST is set to a predetermined value TCYLWAL (step 13). This predetermined value TCYLWAL corresponds to the temperature of the cylinder block heated by the combustion up to that time when combustion is not performed by F / C, and is 80 ° C., for example.
[0049]
Next, the present estimated combustion gas temperature TEXGAS is calculated by the following equation (2) using the previous value TEXGASZ, the set combustion gas temperature provisional value TEXGAST, and the like (step 14), and this process is terminated.
TEXGAS = TEXGAST · (1-TDTGAS) + TEXGASZ · TDTGAS (2)
Here, TDTGAS is a predetermined smoothing coefficient (for example, 0.9) having a value less than 1.0.
[0050]
On the other hand, when the determination result of step 12 is NO and F_FC = 0, that is, when F / C is not executed, it is determined whether or not the combustion mode flag F_HCCI is “1” (step 15). When the determination result is NO and the combustion mode is the SI combustion mode, the process proceeds to step 16 and a map is obtained by searching a TEXGASSIM map (not shown) for the SI combustion mode according to the intake air temperature TA and the required torque PMECMD. The value TEXGASSIM is obtained and set as the combustion gas temperature intermediate value TEXGASα. This intermediate combustion gas temperature value TEXGASα corresponds to the temperature of the combustion gas that is obtained directly by combustion of the working gas (assuming no influence from the outside). In this map, the map value TEXGASSIM is set to a larger value as the intake air temperature TA is higher and the required torque PMECMD is larger.
[0051]
On the other hand, if the determination result in step 15 is YES and the combustion mode is the CI combustion mode, the process proceeds to step 17 where the TEXGASCIM map for the CI combustion mode (see FIG. 5) according to the estimated working gas temperature TCYLGAS and the required torque PMECMD described later. The map value TEXGASCIM is obtained by searching (not shown), and set as the combustion gas temperature intermediate value TEXGASα. In this map, the map value TEXGASCIM is set to a larger value as the required torque PMECMD is larger and the estimated working gas temperature TCYLGAS is higher.
[0052]
In Step 18 following

Step

16 or 17, the temporary combustion gas temperature value TEXGAST is set using the combustion gas temperature intermediate value TEXGASα set in

Step

16 or 17 and the predetermined value TCYLWAL used in Step 13 or the like. While calculating by Formula (3), the said step 14 is performed and this process is complete | finished.

Here, KTEXGME is a predetermined smoothing coefficient (for example, 0.01) having a value less than 1.0, and TDME is the current period of the TDC signal. Further, TDMEα is set to the period of the TDC signal when the engine speed NE is at a limit speed (for example, 6000 rpm) at which the high speed F / C is executed.
[0053]
The first term on the right side of the above equation (3) corresponds to the temperature of the combustion gas directly obtained by the combustion of the working gas, and the second term is the influence of the temperature of the cylinder block on the temperature of the combustion gas. Equivalent to. Further, as apparent from the equation (3), the ratio of the second term in the right side is larger as the period TDME of the TDC signal is longer. This is because the longer the time period TDME of the TDC signal, the longer the time interval between combustion cycles, and the greater the degree of decrease in the temperature of the working gas after the combustion gas is generated until the start of the next compression stroke. This is because the temperature of the combustion gas generated by the combustion is lower.
[0054]
FIG. 7 shows a calculation process of the estimated working gas temperature TCYLGAS used in step 17 of FIG. This process is executed only during the CI combustion mode, and interrupted in synchronization with the generation of the TDC signal.
[0055]
As shown in the figure, in step 21, the estimated working gas temperature TCYLGAS is calculated by the following equation (4) using the previous value TEXGASZ, the intake air temperature TA, the target charging efficiency ETACC described later, and the like.
TCYLGAS = (TEXGASZ-TA) / NEGR / ETACC / NTCYLMAX + TA (4)
Here, NEGR is an estimated EGR gas amount estimated by searching a map (not shown) in accordance with the actual valve closing timing of the exhaust valve 9 and the required torque PMEMCMD, and NTCYLMAX is the amount of the combustion chamber 2c. It is the sum of volume and stroke volume.
[0056]
(TEXGASZ-TA) on the right side of the equation (4) represents the temperature difference between the combustion gas and fresh air, and NEGR / ETACC · NTCYLMAX represents the proportion of EGR gas in the working gas. Therefore, the product of both, that is, the first term represents the increase in the temperature of the working gas due to the EGR gas, and is the actual working gas temperature at the start of the compression stroke by adding the intake air temperature TA to it. The estimated working gas temperature TCYLGAS can be calculated appropriately.
[0057]
FIG. 8 shows a calculation process of the target filling efficiency ETACC used in step 21 of FIG. 7, and this process is executed every predetermined time (for example, 10 msec). First, in step 31, it is determined whether or not the combustion mode flag F_HCCI is “1”. When the determination result is NO and the combustion mode is the SI combustion mode, the present process is ended as it is.
[0058]
On the other hand, when the determination result in step 31 is YES and the combustion mode is the CI combustion mode, the target working gas is searched in step 32 by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the required torque PMECMD. Determine the temperature TCYLGASC. This target working gas temperature TCYLGASC is set to control the temperature of the working gas at the start of the compression stroke to a temperature at which self-ignition is likely to occur. In this map, the target working gas temperature TCYLGASC is set to a larger value as the engine speed NE is lower and the required torque PMECMD is smaller.
[0059]
Next, based on the obtained target working gas temperature TCYLGASC, a target filling efficiency ETACC (filling amount of air-fuel mixture including EGR gas) is obtained by searching a table (not shown) (step 33), and this process is terminated. To do. The target charging efficiency ETACC is a target value of the working gas filling efficiency (ratio of the working gas filling amount to the sum of the combustion chamber 2c volume and the stroke volume). In this table, the target charging efficiency ETACC is set to a larger value as the target working gas temperature TCYLGASC is higher.
[0060]
As described above, according to the present embodiment, the required torque PMECMD and the accelerator opening degree θACC are used as parameters for detecting the load state of the engine 2, and these values are smaller than the predetermined torque PMEJUD or the predetermined opening degree ACCJUD. Since additional fuel injection is sometimes performed, when the engine 2 is in a low load state, by raising the temperature of the combustion gas in the combustion chamber 2c, the working gas of the next cycle is warmed by the heat and the temperature is increased. Can be made. Thereby, misfire of the engine 2 and engine stall can be prevented by ensuring the stability of combustion by compression ignition. As a result, the execution region of compression ignition can be expanded to the low load side, thereby improving exhaust gas characteristics and fuel consumption.
[0061]
Further, the engine water temperature TW, the engine oil temperature TOIL, and the post-start time TMAST are used as the cold state parameters of the engine 2 and are added when those values are smaller than the predetermined water temperature TWJUD, the predetermined oil temperature TOILJUD, or the predetermined time TMASTJUD. Since fuel injection is performed, when the engine 2 is in a cold state, the temperature of the combustion gas in the combustion chamber 2c can be increased and the temperature of the working gas can be increased. Thereby, the compression ignition can be stably executed even in the cold state, and the exhaust gas characteristics and the fuel consumption can be improved correspondingly.
[0062]
Further, since the additional fuel injection timing Post_Inj_θ is determined according to the estimated combustion gas temperature TEXGAS, the degree of increase in the temperature of the combustion gas can be increased accordingly, and thereby the temperature of the working gas can be appropriately increased. it can.
[0063]
Further, since the additional fuel injection amount Post_q is determined according to the intake air temperature TA and the engine water temperature TW or the engine oil temperature TOIL representing the temperature of the engine 2, the temperature of the combustion gas is determined according to the actual temperature of the working gas. The temperature of the working gas can be appropriately increased depending on the actual temperature state before the combustion.
[0064]
In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to embodiment described. For example, in the embodiment described above, the combustion gas temperature is estimated by calculation as the exhaust gas temperature, but the actual exhaust gas temperature may be directly detected using a sensor or the like. The engine 2 of the embodiment is of a direct injection type in which fuel is directly injected into the combustion chamber 2c. However, the present invention is applied to a port injection type internal combustion engine in which fuel is injected into the intake pipe 4. Also good. The control device of the present invention is not limited to a compression ignition type internal combustion engine mounted on a vehicle, but includes various industrial engines including a ship propulsion engine such as an outboard motor having a crankshaft arranged in a vertical direction. It is possible to apply to the compression ignition type internal combustion engine. In addition, the detailed configuration can be changed as appropriate within the scope of the gist of the present invention.
[0065]
【The invention's effect】
As described above in detail, the control apparatus for a compression ignition internal combustion engine of the present invention ensures the stability of combustion by compression ignition even when the internal combustion engine is in a low load state or a cold state, thereby In addition to preventing misfire and engine stall, it is possible to improve exhaust gas characteristics and fuel efficiency by expanding the execution region of compression ignition.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a compression ignition internal combustion engine to which a control device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart showing a control process of additional fuel injection.
3 is an example of a PSE table used in the processing of FIG.
4 is an example of a fuel injection amount map of additional fuel injection used in the process of FIG.
FIG. 5 is an example of a fuel injection timing table for additional fuel injection used in the process of FIG. 2;
FIG. 6 is a flowchart showing a process for calculating an estimated combustion gas temperature.
FIG. 7 is a flowchart showing a process for estimating a working gas temperature at the start of compression.
FIG. 8 is a flowchart showing a target filling efficiency calculation process.
FIG. 9 is a diagram showing an example of timings of opening / closing of intake valves and exhaust valves, and main injection and additional fuel injection in the CI combustion mode.
[Explanation of symbols]
1 Control device
2 Internal combustion engine
2c Combustion chamber
3 ECU (load detection means, low load additional fuel injection means, cold state parameter detection means, cold time additional fuel injection means, exhaust temperature detection means, additional fuel injection timing determination means, intake air temperature detection means, engine temperature detection means And additional fuel injection amount determining means)
3a Timer after starting (Cooling condition parameter detection means)
11 Intake air temperature sensor (intake air detection means)
12 Engine water temperature sensor (cooling state parameter detection means, engine temperature detection means)
14 Accelerator opening sensor (load detection means)
15 Engine oil temperature sensor (cold state parameter detection means, engine temperature detection means)
16 Exhaust temperature sensor (exhaust temperature detection means)
PMECMD Required torque
θACC accelerator opening
TW engine water temperature (water temperature)
TOIL Engine oil temperature (oil temperature)
Time after TMAST start (elapsed time after start)
PMEJUD Predetermined torque (predetermined value)
ACCJUD Predetermined opening (predetermined value)
TWJUD Predetermined water temperature (predetermined value)
TOILJUD Predetermined oil temperature (predetermined value)
TMASTJUD Predetermined time (predetermined value)
TEXGAS Estimated combustion gas temperature (exhaust temperature)
Post_Inj_θ Additional fuel injection timing
TA intake temperature (intake air temperature)
Post_q Additional fuel injection amount

Claims

This is a control device for a compression ignition internal combustion engine configured to be able to switch between a combustion mode in which the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is combusted by compression ignition and a spark ignition combustion mode in which combustion is performed by spark ignition. And
Load detecting means for detecting a load of the internal combustion engine;
In the case where the combustion mode is the compression ignition combustion mode, when the detected load of the internal combustion engine is lower than a predetermined load, low fuel injection is performed to additionally inject fuel into the combustion chamber. Additional fuel injection means during loading;
A control apparatus for a compression ignition type internal combustion engine.

The load detection means detects at least one of a required torque for the internal combustion engine and an accelerator opening as the load,
2. The additional fuel injection unit according to claim 1, wherein the low-load additional fuel injection unit performs the additional fuel injection when the at least one of the detected required torque and accelerator opening is smaller than a predetermined value. Control device for compression ignition type internal combustion engine.

This is a control device for a compression ignition internal combustion engine configured to be able to switch between a combustion mode in which the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is combusted by compression ignition and a spark ignition combustion mode in which combustion is performed by spark ignition. And
Cold state parameter detection means for detecting a cold state parameter representing the cold state of the internal combustion engine;
When the combustion mode is the compression ignition combustion mode, additional fuel injection is performed to additionally inject fuel into the combustion chamber when the detected cold state parameter represents the cold state of the internal combustion engine. Cold fuel additional fuel injection means,
A control apparatus for a compression ignition type internal combustion engine.

The cold state parameter detection means detects at least one of a water temperature, an oil temperature and an elapsed time after starting as the cold state parameter,
The cold fuel addition fuel injection means performs the additional fuel injection when the at least one of the detected water temperature, oil temperature, and elapsed time after startup is smaller than a predetermined value. 3. A control device for a compression ignition type internal combustion engine according to 3.

Exhaust temperature detecting means for detecting the exhaust temperature of the internal combustion engine;
An additional fuel injection timing determining means for determining an injection timing of the additional fuel injection according to the detected exhaust gas temperature;
The control device for a compression ignition type internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising:

Intake air temperature detection means for detecting the temperature of intake air sucked into the combustion chamber;
Engine temperature detecting means for detecting one of a water temperature and an oil temperature of the internal combustion engine;
An additional fuel injection amount determining means for determining an injection amount of the additional fuel injection according to the detected temperature of the intake air and the one of the water temperature and the oil temperature;
The control apparatus for a compression ignition type internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, further comprising: