JPH11336600A - 火花点火式内燃機関 - Google Patents
火花点火式内燃機関Info
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- JPH11336600A JPH11336600A JP10141657A JP14165798A JPH11336600A JP H11336600 A JPH11336600 A JP H11336600A JP 10141657 A JP10141657 A JP 10141657A JP 14165798 A JP14165798 A JP 14165798A JP H11336600 A JPH11336600 A JP H11336600A
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- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
- F02D41/1461—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration of the exhaust gases emitted by the engine
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気中のＮＯx 濃度をモニタして、安定な自
己着火運転を行うことができる火花点火式内燃機関を提
供する。 【解決手段】 運転条件判定部２は、各種センサからの
信号に基づいて運転条件が自己着火または火花点火のい
ずれに適しているかを判定して、運転状態設定部４に通
知する。自己着火判定部３は、ＮＯx センサ１６の検出
する排気浄化前のＮＯx 濃度に基づいて自己着火が実際
に起きているか否かを判定し、運転状態設定部４に通知
する。運転状態設定部４は、選択的に制御が移される火
花点火用設定部５、自己着火用設定部６、状態遷移用設
定部７を備え、状態遷移用設定において、自己着火部判
定部３の判定が状態遷移先の燃焼状態が起きないと判定
したとき、元の運転状態設定に復帰する。
己着火運転を行うことができる火花点火式内燃機関を提
供する。 【解決手段】 運転条件判定部２は、各種センサからの
信号に基づいて運転条件が自己着火または火花点火のい
ずれに適しているかを判定して、運転状態設定部４に通
知する。自己着火判定部３は、ＮＯx センサ１６の検出
する排気浄化前のＮＯx 濃度に基づいて自己着火が実際
に起きているか否かを判定し、運転状態設定部４に通知
する。運転状態設定部４は、選択的に制御が移される火
花点火用設定部５、自己着火用設定部６、状態遷移用設
定部７を備え、状態遷移用設定において、自己着火部判
定部３の判定が状態遷移先の燃焼状態が起きないと判定
したとき、元の運転状態設定に復帰する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火花点火式内燃機
関に係り、特に、運転条件が許せば圧縮自己着火運転を
行って、排気中の窒素酸化物の低減及び燃費の向上がで
きる火花点火式内燃機関に関する。
関に係り、特に、運転条件が許せば圧縮自己着火運転を
行って、排気中の窒素酸化物の低減及び燃費の向上がで
きる火花点火式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、社会の環境意識が高まり、埋蔵燃
料の有効利用、地球温暖化防止のためのＣＯ2 排出量の
抑制等の市場要求が増大しており、これに対処するため
に内燃機関のさらなる燃費向上が必要となってきた。
料の有効利用、地球温暖化防止のためのＣＯ2 排出量の
抑制等の市場要求が増大しており、これに対処するため
に内燃機関のさらなる燃費向上が必要となってきた。
【０００３】ガソリンエンジンにおける燃費の向上は、
理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）より空燃比が大である
リーンバーン領域で稼働割合を増加させることにより実
現されるが、リーンバーン領域では、一般的に濃混合比
に比べ排気中にＮＯ、ＮＯ2等の窒素酸化物（以下、Ｎ
Ｏx と略す）が増加する。
理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．７）より空燃比が大である
リーンバーン領域で稼働割合を増加させることにより実
現されるが、リーンバーン領域では、一般的に濃混合比
に比べ排気中にＮＯ、ＮＯ2等の窒素酸化物（以下、Ｎ
Ｏx と略す）が増加する。
【０００４】排気中のＮＯx の低減と燃費の向上を両立
させる技術として、排気の一部を燃焼室に戻す排気還流
（以下、ＥＧＲと略す）技術が知られている。このＥＧ
ＲによるＮＯx 低減の原理は、不活性なガスである排気
を新気に混合することにより、最高燃焼温度を低下さ
せ、窒素の酸化を低減するものである。
させる技術として、排気の一部を燃焼室に戻す排気還流
（以下、ＥＧＲと略す）技術が知られている。このＥＧ
ＲによるＮＯx 低減の原理は、不活性なガスである排気
を新気に混合することにより、最高燃焼温度を低下さ
せ、窒素の酸化を低減するものである。
【０００５】また、通常のガソリンエンジンにおいて
は、点火プラグによる火花が燃焼を開始させるが、ＥＧ
Ｒを行うエンジンでは、排気中の化学活性に富む遊離基
（ラジカル）がガソリンの分解・酸化を促進すること、
及び排気の持つ熱量が新気に加えられるので圧縮端温度
が上昇することにより自己着火燃焼が生じる運転領域が
ある。
は、点火プラグによる火花が燃焼を開始させるが、ＥＧ
Ｒを行うエンジンでは、排気中の化学活性に富む遊離基
（ラジカル）がガソリンの分解・酸化を促進すること、
及び排気の持つ熱量が新気に加えられるので圧縮端温度
が上昇することにより自己着火燃焼が生じる運転領域が
ある。
【０００６】このようなＥＧＲを利用して自己着火を行
う内燃機関として、例えば特開平６−１９３４４７号公
報記載の技術が知られている。この従来技術によれば、
エンジンの運転条件が中低負荷であることを判定して、
排気還流路の流量調整バルブを開き、排気の一部を燃焼
室に導いて自己着火条件を整えるものである。
う内燃機関として、例えば特開平６−１９３４４７号公
報記載の技術が知られている。この従来技術によれば、
エンジンの運転条件が中低負荷であることを判定して、
排気還流路の流量調整バルブを開き、排気の一部を燃焼
室に導いて自己着火条件を整えるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、機関回転数やスロットル開度等のエン
ジン運転条件に従って、点火時期、燃料噴射量、ＥＧＲ
量等の運転状態設定を切換えた後は、自己着火運転の開
始は自然発生に任せることになっていた。このため、個
々の製品のばらつきや、経年変化、環境条件等の変化に
より自己着火が起こらない場合には、大量のＥＧＲによ
り燃焼が不安定になったり、最悪の場合にはエンジンの
運転自体が継続できないことが起きるという問題点があ
った。
来技術によれば、機関回転数やスロットル開度等のエン
ジン運転条件に従って、点火時期、燃料噴射量、ＥＧＲ
量等の運転状態設定を切換えた後は、自己着火運転の開
始は自然発生に任せることになっていた。このため、個
々の製品のばらつきや、経年変化、環境条件等の変化に
より自己着火が起こらない場合には、大量のＥＧＲによ
り燃焼が不安定になったり、最悪の場合にはエンジンの
運転自体が継続できないことが起きるという問題点があ
った。
【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、運転状態設定の火花点
火用設定と自己着火用設定との相互の切換において、火
花点火しているか自己着火しているかを監視し、安定し
た運転状態を実現できる火花点火式内燃機関を提供する
ことにある。
ので、その目的とするところは、運転状態設定の火花点
火用設定と自己着火用設定との相互の切換において、火
花点火しているか自己着火しているかを監視し、安定し
た運転状態を実現できる火花点火式内燃機関を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】（特許請求の範囲に対応
した修正）上記目的を達成するため、請求項１記載の発
明は、運転条件に基づいて自己着火条件が成立するか否
かを判定する運転条件判定手段と、排気処理される前の
機関から排出された直後の排気中の窒素酸化物濃度を検
出するＮＯx センサと、前記運転条件判定手段による判
定及び前記ＮＯx センサが検出した窒素酸化物濃度に基
づいて、火花点火用運転状態と自己着火用運転状態と遷
移用運転状態との間で機関の運転状態を相互に切り換え
る運転状態設定手段と、を備えたことを要旨とする火花
点火式内燃機関である。
した修正）上記目的を達成するため、請求項１記載の発
明は、運転条件に基づいて自己着火条件が成立するか否
かを判定する運転条件判定手段と、排気処理される前の
機関から排出された直後の排気中の窒素酸化物濃度を検
出するＮＯx センサと、前記運転条件判定手段による判
定及び前記ＮＯx センサが検出した窒素酸化物濃度に基
づいて、火花点火用運転状態と自己着火用運転状態と遷
移用運転状態との間で機関の運転状態を相互に切り換え
る運転状態設定手段と、を備えたことを要旨とする火花
点火式内燃機関である。
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記運転状態が前記火花点火用運転状態に
おいて、前記運転条件判定手段により前記自己着火条件
が成立すると判定されたとき、前記運転状態を前記遷移
用運転状態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出す
る窒素酸化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視
し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合に
は、前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記自己着
火用運転状態に変更し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度
変化が生じない場合には、前記運転状態を前記遷移用運
転状態から前記火花点火用運転状態に戻すことを要旨と
する。
明において、前記運転状態が前記火花点火用運転状態に
おいて、前記運転条件判定手段により前記自己着火条件
が成立すると判定されたとき、前記運転状態を前記遷移
用運転状態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出す
る窒素酸化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視
し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合に
は、前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記自己着
火用運転状態に変更し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度
変化が生じない場合には、前記運転状態を前記遷移用運
転状態から前記火花点火用運転状態に戻すことを要旨と
する。
【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記運転状態が前記自己着火用運転状態に
おいて、前記運転条件判定手段により前記自己着火条件
が成立しないと判定されたとき、前記運転状態を前記遷
移用運転状態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出
する窒素酸化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視
し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合に
は、前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記火花点
火用運転状態に変更し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度
変化が生じない場合には、前記運転状態を前記遷移用運
転状態から前記自己着火用運転状態に戻すことを要旨と
する。
明において、前記運転状態が前記自己着火用運転状態に
おいて、前記運転条件判定手段により前記自己着火条件
が成立しないと判定されたとき、前記運転状態を前記遷
移用運転状態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出
する窒素酸化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視
し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合に
は、前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記火花点
火用運転状態に変更し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度
変化が生じない場合には、前記運転状態を前記遷移用運
転状態から前記自己着火用運転状態に戻すことを要旨と
する。
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記運転状態が前記自己着火用運転状態に
おいて、前記運転条件判定手段により前記自己着火条件
が成立しないと判定されたとき、前記運転状態を前記遷
移用運転状態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出
する窒素酸化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視
し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合に
は、前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記火花点
火用運転状態に変更し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度
変化が生じない場合には、自己着火の解除条件不足と判
定して、さらに火花点火誘発側へ運転状態設定を変化さ
せることを要旨とする。
明において、前記運転状態が前記自己着火用運転状態に
おいて、前記運転条件判定手段により前記自己着火条件
が成立しないと判定されたとき、前記運転状態を前記遷
移用運転状態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出
する窒素酸化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視
し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合に
は、前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記火花点
火用運転状態に変更し、該窒素酸化物濃度に所定の濃度
変化が生じない場合には、自己着火の解除条件不足と判
定して、さらに火花点火誘発側へ運転状態設定を変化さ
せることを要旨とする。
【００１３】請求項５記載の発明は、請求項２ないし請
求項４のいずれか１項記載の発明において、前記窒素酸
化物濃度の所定の濃度変化とは、濃度変化量または濃度
変化割合または濃度の時間変化率であることを要旨とす
る。
求項４のいずれか１項記載の発明において、前記窒素酸
化物濃度の所定の濃度変化とは、濃度変化量または濃度
変化割合または濃度の時間変化率であることを要旨とす
る。
【００１４】請求項６記載の発明は、前記窒素酸化物濃
度の濃度変化量または濃度変化割合または濃度の時間変
化率の判定基準を運転条件毎に備えたことを要旨とす
る。
度の濃度変化量または濃度変化割合または濃度の時間変
化率の判定基準を運転条件毎に備えたことを要旨とす
る。
【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１ないし請
求項６のいずれか１項記載の発明において、前記運転条
件判定手段における自己着火条件の判定基準を前記窒素
酸化物濃度の監視結果に基づいて更新することを要旨と
する。
求項６のいずれか１項記載の発明において、前記運転条
件判定手段における自己着火条件の判定基準を前記窒素
酸化物濃度の監視結果に基づいて更新することを要旨と
する。
【００１６】請求項８記載の発明は、請求項１ないし請
求項７のいずれか１項記載の発明において、前記火花点
火用運転状態と前記自己着火用運転状態と前記状態遷移
用運転状態との各運転状態の相違によりそれぞれ異なる
値に制御される運転状態パラメータとして、点火時期、
ＥＧＲ量、燃料噴射量のいずれか、又はこれらの少なく
とも２者の組合せであることを要旨とする。
求項７のいずれか１項記載の発明において、前記火花点
火用運転状態と前記自己着火用運転状態と前記状態遷移
用運転状態との各運転状態の相違によりそれぞれ異なる
値に制御される運転状態パラメータとして、点火時期、
ＥＧＲ量、燃料噴射量のいずれか、又はこれらの少なく
とも２者の組合せであることを要旨とする。
【００１７】
【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、火花
点火用運転状態と自己着火用運転状態との２つの運転状
態に加えて、過渡的な遷移用運転状態を設け、運転条件
判定手段の判定に基づいて火花点火用運転状態と自己着
火用運転状態との相互の運転状態を切り換えるに際し、
一旦運転状態を遷移用運転状態に変更するとともに、Ｎ
Ｏx センサが検出した排気中の窒素酸化物濃度を監視
し、実際に自己着火運転が実現できる領域においてのみ
自己着火用運転状態を設定することができるので、燃焼
が不安定になることを防止し、安定した運転状態を継続
することができるという効果を奏する。
点火用運転状態と自己着火用運転状態との２つの運転状
態に加えて、過渡的な遷移用運転状態を設け、運転条件
判定手段の判定に基づいて火花点火用運転状態と自己着
火用運転状態との相互の運転状態を切り換えるに際し、
一旦運転状態を遷移用運転状態に変更するとともに、Ｎ
Ｏx センサが検出した排気中の窒素酸化物濃度を監視
し、実際に自己着火運転が実現できる領域においてのみ
自己着火用運転状態を設定することができるので、燃焼
が不安定になることを防止し、安定した運転状態を継続
することができるという効果を奏する。
【００１８】請求項２に記載の本発明によれば、請求項
１記載の発明の効果の加えて、火花点火用運転状態から
自己着火用運転状態に移る際の遷移用運転状態におい
て、ＮＯx センサにより監視される排気中の窒素酸化物
濃度に所定の濃度変化が生じた場合に、自己着火が成功
したと判定して遷移用運転状態から自己着火用運転状態
に運転状態を変更し、所定の濃度変化が生じない場合
に、自己着火失敗と判定して遷移用運転状態から火花点
火用運転状態に復帰することにより、外部環境変化等に
より自己着火が実際に起こらない場合に迅速に火花点火
用運転状態に復帰することができるので、更に安定した
運転状態を継続することができる。
１記載の発明の効果の加えて、火花点火用運転状態から
自己着火用運転状態に移る際の遷移用運転状態におい
て、ＮＯx センサにより監視される排気中の窒素酸化物
濃度に所定の濃度変化が生じた場合に、自己着火が成功
したと判定して遷移用運転状態から自己着火用運転状態
に運転状態を変更し、所定の濃度変化が生じない場合
に、自己着火失敗と判定して遷移用運転状態から火花点
火用運転状態に復帰することにより、外部環境変化等に
より自己着火が実際に起こらない場合に迅速に火花点火
用運転状態に復帰することができるので、更に安定した
運転状態を継続することができる。
【００１９】請求項３に記載の本発明によれば、請求項
１記載の発明の効果の加えて、自己着火用運転状態から
火花点火用運転状態に移る際の遷移用運転状態におい
て、ＮＯx センサにより監視される排気中の窒素酸化物
濃度に所定の濃度変化が生じた場合に、自己着火からの
離脱が成功したと判定して遷移用運転状態から火花点火
用運転状態に運転状態を変更し、所定の濃度変化が生じ
ない場合に、自己着火離脱失敗と判定して遷移用運転状
態から自己着火用運転状態に運転状態を復帰することに
より、自己着火運転が実際に継続する限り自己着火運転
を続けることができるので、排気中の窒素酸化物の低減
及び燃費の低減を更に行うことができる。
１記載の発明の効果の加えて、自己着火用運転状態から
火花点火用運転状態に移る際の遷移用運転状態におい
て、ＮＯx センサにより監視される排気中の窒素酸化物
濃度に所定の濃度変化が生じた場合に、自己着火からの
離脱が成功したと判定して遷移用運転状態から火花点火
用運転状態に運転状態を変更し、所定の濃度変化が生じ
ない場合に、自己着火離脱失敗と判定して遷移用運転状
態から自己着火用運転状態に運転状態を復帰することに
より、自己着火運転が実際に継続する限り自己着火運転
を続けることができるので、排気中の窒素酸化物の低減
及び燃費の低減を更に行うことができる。
【００２０】請求項４に記載の本発明によれば、請求項
１記載の発明の効果の加えて、自己着火用運転状態から
火花点火用運転状態に移る際の遷移用運転状態におい
て、ＮＯx センサにより監視される排気中の窒素酸化物
濃度に所定の濃度変化が生じた場合に、自己着火からの
離脱が成功したと判定して遷移用運転状態から火花点火
用運転状態に運転状態を変更し、所定の濃度変化が生じ
ない場合に、自己着火の解除条件不足と判定して、さら
に火花点火誘発側へ運転状態設定を変化させることによ
り、確実な自己着火離脱を実現することができる。
１記載の発明の効果の加えて、自己着火用運転状態から
火花点火用運転状態に移る際の遷移用運転状態におい
て、ＮＯx センサにより監視される排気中の窒素酸化物
濃度に所定の濃度変化が生じた場合に、自己着火からの
離脱が成功したと判定して遷移用運転状態から火花点火
用運転状態に運転状態を変更し、所定の濃度変化が生じ
ない場合に、自己着火の解除条件不足と判定して、さら
に火花点火誘発側へ運転状態設定を変化させることによ
り、確実な自己着火離脱を実現することができる。
【００２１】請求項５に記載の本発明によれば、窒素酸
化物濃度の所定の濃度変化とは、濃度変化量または濃度
変化割合または濃度の時間変化率とすることにより、よ
り精密に自己着火の確認を行うことができる。
化物濃度の所定の濃度変化とは、濃度変化量または濃度
変化割合または濃度の時間変化率とすることにより、よ
り精密に自己着火の確認を行うことができる。
【００２２】請求項６に記載の本発明によれば、窒素酸
化物濃度の濃度変化量または濃度変化割合または濃度の
時間変化率の判定基準を運転条件毎に備えたことによ
り、運転条件の変動があっても正確な自己着火を判定を
行うことができる。
化物濃度の濃度変化量または濃度変化割合または濃度の
時間変化率の判定基準を運転条件毎に備えたことによ
り、運転条件の変動があっても正確な自己着火を判定を
行うことができる。
【００２３】請求項７に記載の本発明によれば、前記運
転条件判定手段の判定基準を前記窒素酸化物濃度の監視
結果に基づいて更新することにより、個々の内燃機関の
特性のばらつきや経年変化、使用燃料の特性変化、その
他運転環境の変化に適応した自己着火運転領域の設定を
行うことができる。
転条件判定手段の判定基準を前記窒素酸化物濃度の監視
結果に基づいて更新することにより、個々の内燃機関の
特性のばらつきや経年変化、使用燃料の特性変化、その
他運転環境の変化に適応した自己着火運転領域の設定を
行うことができる。
【００２４】請求項８に記載の本発明によれば、運転状
態制御パラメータとして、点火時期、ＥＧＲ量、燃料噴
射量のいずれか、又はこれらの少なくとも２者の組合せ
とすることにより、従来の火花点火式内燃機関の制御プ
ログラムを変更することで容易に自己着火運転可能とす
ることができる。
態制御パラメータとして、点火時期、ＥＧＲ量、燃料噴
射量のいずれか、又はこれらの少なくとも２者の組合せ
とすることにより、従来の火花点火式内燃機関の制御プ
ログラムを変更することで容易に自己着火運転可能とす
ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に図面を参照して、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る火花
点火式内燃機関を乗用車用ガソリンエンジン（以下、エ
ンジンと略す）に適用した実施形態の構成を示すシステ
ム構成図である。なお、本発明の説明のために必要な構
成要素以外の通常のエンジンに含まれる構成要素は、説
明を簡単化するために図示を省略するか或いは図示して
も符号の付与を省略している。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る火花
点火式内燃機関を乗用車用ガソリンエンジン（以下、エ
ンジンと略す）に適用した実施形態の構成を示すシステ
ム構成図である。なお、本発明の説明のために必要な構
成要素以外の通常のエンジンに含まれる構成要素は、説
明を簡単化するために図示を省略するか或いは図示して
も符号の付与を省略している。
【００２６】図１に示すように、エンジンは、マイクロ
コンピュータ等を備えたエンジン制御ユニット１と、吸
入空気量を測定するエアフローメータ８、スロットル開
度を測定するスロットルセンサ９、気筒毎に設けられた
燃料噴射バルブ１０、冷却水温度を測定する水温センサ
１１、異常燃焼によるシリンダ振動に基づいてノッキン
グを検出するノックセンサ１２、気筒毎に設けられた点
火プラグ１３、ＥＧＲ経路を開閉するＥＧＲバルブ１
４、排気中の酸素濃度を測定するＯ2 センサ１５、排気
浄化処理前の排気中のＮＯx 濃度を測定するＮＯx セン
サ１６、Ｏ2 センサ１５及びＮＯx センサ１６の下流に
設けられた排気浄化用の三元触媒１７、ディストリビュ
ータ１８とを備えている。
コンピュータ等を備えたエンジン制御ユニット１と、吸
入空気量を測定するエアフローメータ８、スロットル開
度を測定するスロットルセンサ９、気筒毎に設けられた
燃料噴射バルブ１０、冷却水温度を測定する水温センサ
１１、異常燃焼によるシリンダ振動に基づいてノッキン
グを検出するノックセンサ１２、気筒毎に設けられた点
火プラグ１３、ＥＧＲ経路を開閉するＥＧＲバルブ１
４、排気中の酸素濃度を測定するＯ2 センサ１５、排気
浄化処理前の排気中のＮＯx 濃度を測定するＮＯx セン
サ１６、Ｏ2 センサ１５及びＮＯx センサ１６の下流に
設けられた排気浄化用の三元触媒１７、ディストリビュ
ータ１８とを備えている。
【００２７】ＮＯx センサ１６には、例えば、β型Ｎｂ
2Ｏ5（酸化ニオブ）を主成分として薄膜に成形した薄膜
状半導体ＮＯx センサや、ＺｒＯ2 （ジルコニア）等の
酸素イオン伝導性固体電解質を用いたＮＯx センサを利
用することができる。
2Ｏ5（酸化ニオブ）を主成分として薄膜に成形した薄膜
状半導体ＮＯx センサや、ＺｒＯ2 （ジルコニア）等の
酸素イオン伝導性固体電解質を用いたＮＯx センサを利
用することができる。
【００２８】エンジン制御ユニット１は、後述されるエ
ンジン回転数や負荷等の各種センサ出力信号を読み込み
運転条件を判定する運転条件判定部２と、ＮＯx センサ
１６の測定信号に基づいて自己着火を判定する自己着火
判定部３と、運転条件判定部２及び自己着火判定部３の
判定結果に基づいて、運転条件に応じた運転状態設定を
行う運転状態設定部４を備えている。
ンジン回転数や負荷等の各種センサ出力信号を読み込み
運転条件を判定する運転条件判定部２と、ＮＯx センサ
１６の測定信号に基づいて自己着火を判定する自己着火
判定部３と、運転条件判定部２及び自己着火判定部３の
判定結果に基づいて、運転条件に応じた運転状態設定を
行う運転状態設定部４を備えている。
【００２９】運転条件判定部２は、エアフローメータ８
からの吸入空気量信号、スロットルセンサ９からのスロ
ットル開度信号、水温センサ１１からの水温信号、ノッ
クセンサ１２からのノックセンサ信号、Ｏ2 センサ１５
からのＯ2 センサ信号、ディストリビュータ１８からの
回転信号等の運転条件を示す信号をそれぞれ入力し、こ
れらの入力信号に基づいて、エンジンの運転条件が自己
着火条件を満足しているか否かを判定し、判定結果を運
転状態設定部４に通知する。
からの吸入空気量信号、スロットルセンサ９からのスロ
ットル開度信号、水温センサ１１からの水温信号、ノッ
クセンサ１２からのノックセンサ信号、Ｏ2 センサ１５
からのＯ2 センサ信号、ディストリビュータ１８からの
回転信号等の運転条件を示す信号をそれぞれ入力し、こ
れらの入力信号に基づいて、エンジンの運転条件が自己
着火条件を満足しているか否かを判定し、判定結果を運
転状態設定部４に通知する。
【００３０】自己着火判定部３は、ＮＯx センサ１６か
らのＮＯx センサ信号に基づいて、エンジンの実際の燃
焼状態が火花点火燃焼か或いは自己着火燃焼かを判定
し、この判定結果を運転状態設定部４に通知する。
らのＮＯx センサ信号に基づいて、エンジンの実際の燃
焼状態が火花点火燃焼か或いは自己着火燃焼かを判定
し、この判定結果を運転状態設定部４に通知する。
【００３１】運転状態設定部４は、運転条件判定部２及
び自己着火判定部３の判定結果に基づいて、選択的に制
御が移される火花点火用設定部５、自己着火用設定部
６、状態遷移用設定部７を備えていて、これらの各設定
部５、６、７からの出力によりＥＧＲバルブ１４の開
閉、燃料噴射バルブ１０から噴射される燃料の量、ディ
ストリビュータ１８へ供給される点火時期制御信号をそ
れぞれ制御する。
び自己着火判定部３の判定結果に基づいて、選択的に制
御が移される火花点火用設定部５、自己着火用設定部
６、状態遷移用設定部７を備えていて、これらの各設定
部５、６、７からの出力によりＥＧＲバルブ１４の開
閉、燃料噴射バルブ１０から噴射される燃料の量、ディ
ストリビュータ１８へ供給される点火時期制御信号をそ
れぞれ制御する。
【００３２】図２は、図１のエンジンの各運転状態設定
における特性を説明するタイムチャートであり、（ａ）
運転状態設定、（ｂ）自己着火現象、（ｃ）ＮＯx 濃
度、（ｄ）点火時期、（ｅ）ＥＧＲバルブの開閉、
（ｆ）燃料噴射量、それぞれの時間的変化の例を示すも
のである。
における特性を説明するタイムチャートであり、（ａ）
運転状態設定、（ｂ）自己着火現象、（ｃ）ＮＯx 濃
度、（ｄ）点火時期、（ｅ）ＥＧＲバルブの開閉、
（ｆ）燃料噴射量、それぞれの時間的変化の例を示すも
のである。
【００３３】まず最初は、運転状態設定部４の火花点火
用設定部５の制御により、火花点火用設定に応じた制御
が行われているものとする。火花点火用設定において
は、点火時期は回転数と負荷とに応じた一般的制御法で
ある点火進角とする標準点火時期であり、ＥＧＲバルブ
１４は閉じられ排気還流を行わない状態、燃料噴射量は
標準噴射量である。
用設定部５の制御により、火花点火用設定に応じた制御
が行われているものとする。火花点火用設定において
は、点火時期は回転数と負荷とに応じた一般的制御法で
ある点火進角とする標準点火時期であり、ＥＧＲバルブ
１４は閉じられ排気還流を行わない状態、燃料噴射量は
標準噴射量である。
【００３４】次いで、運転条件判定部２が自己着火条件
が満足される運転条件であると判定したとき、この判定
が運転状態設定部４に通知され、火花点火用設定部５か
ら状態遷移用設定部７に制御を移行させ、ある時刻ｔａ
で火花点火用設定から自己着火用設定への状態遷移のた
めの状態遷移Ａ用設定（以下、遷移Ａ設定と省略）に運
転状態設定を変更したとする。
が満足される運転条件であると判定したとき、この判定
が運転状態設定部４に通知され、火花点火用設定部５か
ら状態遷移用設定部７に制御を移行させ、ある時刻ｔａ
で火花点火用設定から自己着火用設定への状態遷移のた
めの状態遷移Ａ用設定（以下、遷移Ａ設定と省略）に運
転状態設定を変更したとする。
【００３５】この遷移Ａ設定では、点火時期は火花点火
用設定より進角とし、ＥＧＲバルブを開いて排気還流を
行い、燃料噴射量は標準噴射量を維持する。この遷移Ａ
の状態で、電磁機械的アクチュエータによる制御遅れと
排気還流路の通過遅れ時間があるもののＥＧＲ量の増加
に伴って、火花点火動作を行いながら少しＮＯx が増加
しつつ、エンジンは点火時期の進角によりノッキングを
起こすようになる。
用設定より進角とし、ＥＧＲバルブを開いて排気還流を
行い、燃料噴射量は標準噴射量を維持する。この遷移Ａ
の状態で、電磁機械的アクチュエータによる制御遅れと
排気還流路の通過遅れ時間があるもののＥＧＲ量の増加
に伴って、火花点火動作を行いながら少しＮＯx が増加
しつつ、エンジンは点火時期の進角によりノッキングを
起こすようになる。
【００３６】そしてノッキングが生じると、これを引き
金として図２（ｂ）に示すように、自己着火現象が発生
する。この自己着火現象の発生とともに、図２（ｃ）に
示すように、ＮＯx 濃度は急激に低下する。一般に、こ
のＮＯx 濃度の低下量は数百ｐｐｍ程度、あるいは火花
点火燃焼時のＮＯx 濃度に対して９０％以上低下した値
となる。
金として図２（ｂ）に示すように、自己着火現象が発生
する。この自己着火現象の発生とともに、図２（ｃ）に
示すように、ＮＯx 濃度は急激に低下する。一般に、こ
のＮＯx 濃度の低下量は数百ｐｐｍ程度、あるいは火花
点火燃焼時のＮＯx 濃度に対して９０％以上低下した値
となる。
【００３７】自己着火判定部３は、ＮＯx センサ１６か
らの測定信号をＡ／Ｄ変換した信号と、例えば図示しな
い内蔵ＲＯＭに記憶された自己着火判定用のＮＯx 濃度
変化基準とを比較して、所定の濃度低下量（例えば３０
０ｐｐｍ）、または所定の濃度低下割合（濃度低下率、
例えば９０％）、または所定の濃度の時間変化率（例え
ば、１００ｐｐｍ／０．１ｓｅｃ）が達成されたとき
に、自己着火現象が発生したと判定し、運転状態設定部
４に自己着火成功の通知をする。
らの測定信号をＡ／Ｄ変換した信号と、例えば図示しな
い内蔵ＲＯＭに記憶された自己着火判定用のＮＯx 濃度
変化基準とを比較して、所定の濃度低下量（例えば３０
０ｐｐｍ）、または所定の濃度低下割合（濃度低下率、
例えば９０％）、または所定の濃度の時間変化率（例え
ば、１００ｐｐｍ／０．１ｓｅｃ）が達成されたとき
に、自己着火現象が発生したと判定し、運転状態設定部
４に自己着火成功の通知をする。
【００３８】自己着火成功の通知を受けた運転状態設定
部４は、状態遷移用設定部７から自己着火用設定部６に
制御を移行し、自己着火用の運転状態設定を出力する
（時刻ｔｂ）。この自己着火用設定では、点火時期を標
準に戻し、ＥＧＲバルブ開の状態を維持し、燃料噴射量
は標準噴射量から例えばその９０％に低下させる。
部４は、状態遷移用設定部７から自己着火用設定部６に
制御を移行し、自己着火用の運転状態設定を出力する
（時刻ｔｂ）。この自己着火用設定では、点火時期を標
準に戻し、ＥＧＲバルブ開の状態を維持し、燃料噴射量
は標準噴射量から例えばその９０％に低下させる。
【００３９】もし、遷移Ａ設定において、所定のＮＯx
濃度低下が所定時間（例えば、ｔ１＝０．２〜０．３
秒）以内に生じなければ、自己着火失敗と判定して、火
花点火用設定へ復帰させるべく、状態遷移用設定部７か
ら火花点火用設定部５に制御を移行させる。
濃度低下が所定時間（例えば、ｔ１＝０．２〜０．３
秒）以内に生じなければ、自己着火失敗と判定して、火
花点火用設定へ復帰させるべく、状態遷移用設定部７か
ら火花点火用設定部５に制御を移行させる。
【００４０】次に、自己着火用設定において、運転条件
判定部２が自己着火条件を満足しない運転条件になった
ことを判定したとき、その旨が運転状態設定部４に通知
され、運転状態設定部４は、自己着火用設定部６から状
態遷移用設定部７に制御を移行し、状態遷移Ｂ用設定
（以下、遷移Ｂ設定と省略）を出力する（時刻ｔｃ）。
判定部２が自己着火条件を満足しない運転条件になった
ことを判定したとき、その旨が運転状態設定部４に通知
され、運転状態設定部４は、自己着火用設定部６から状
態遷移用設定部７に制御を移行し、状態遷移Ｂ用設定
（以下、遷移Ｂ設定と省略）を出力する（時刻ｔｃ）。
【００４１】遷移Ｂ設定では、標準の点火時期を維持す
るとともに、ＥＧＲバルブは閉じてＥＧＲを停止させ、
燃料噴射量は標準噴射量に復帰させる。この遷移Ｂ設定
において、自己着火判定部３は、ＮＯx センサ１６から
の測定信号をＡ／Ｄ変換した信号と、例えば図示しない
内蔵ＲＯＭに記憶された自己着火離脱判定用のＮＯx 濃
度変化基準とを比較して、所定の濃度上昇量、または所
定の濃度上昇割合（濃度上昇率）、または所定の濃度の
時間変化率が達成されたときに、自己着火離脱成功と判
定し、運転状態設定部４に自己着火離脱成功の通知をす
る。
るとともに、ＥＧＲバルブは閉じてＥＧＲを停止させ、
燃料噴射量は標準噴射量に復帰させる。この遷移Ｂ設定
において、自己着火判定部３は、ＮＯx センサ１６から
の測定信号をＡ／Ｄ変換した信号と、例えば図示しない
内蔵ＲＯＭに記憶された自己着火離脱判定用のＮＯx 濃
度変化基準とを比較して、所定の濃度上昇量、または所
定の濃度上昇割合（濃度上昇率）、または所定の濃度の
時間変化率が達成されたときに、自己着火離脱成功と判
定し、運転状態設定部４に自己着火離脱成功の通知をす
る。
【００４２】自己着火離脱成功の通知を受けた運転状態
設定部４は、状態遷移用設定部７から火花点火用設定部
５に制御を移行し、火花点火用の運転状態設定を出力す
る（時刻ｔｄ）。
設定部４は、状態遷移用設定部７から火花点火用設定部
５に制御を移行し、火花点火用の運転状態設定を出力す
る（時刻ｔｄ）。
【００４３】もし、遷移Ａ設定において、所定のＮＯx
濃度上昇が所定時間（例えば、ｔ２＝０．１秒）以内に
生じなければ、自己着火離脱失敗と判定して、自己着火
用設定へ復帰させるべく、状態遷移用設定部７から自己
着火用設定部６に制御を移行する。
濃度上昇が所定時間（例えば、ｔ２＝０．１秒）以内に
生じなければ、自己着火離脱失敗と判定して、自己着火
用設定へ復帰させるべく、状態遷移用設定部７から自己
着火用設定部６に制御を移行する。
【００４４】尚、遷移Ａ設定において、所定のＮＯx 濃
度上昇が所定時間以内に生じなければ、より積極的に自
己着火運転から離脱するため、制御パラメータをさらに
火花点火誘発側へ変化させるように制御してもよい。こ
の場合、例えば空燃比が更に濃くなるように燃料噴射量
を増加させればよい。
度上昇が所定時間以内に生じなければ、より積極的に自
己着火運転から離脱するため、制御パラメータをさらに
火花点火誘発側へ変化させるように制御してもよい。こ
の場合、例えば空燃比が更に濃くなるように燃料噴射量
を増加させればよい。
【００４５】以上、運転条件判定部２、自己着火判定部
３、及び運転状態設定部４の連携した動作を説明した
が、これら各部を区別することなく統一的に制御するこ
とも本発明の範囲内である。
３、及び運転状態設定部４の連携した動作を説明した
が、これら各部を区別することなく統一的に制御するこ
とも本発明の範囲内である。
【００４６】次に示す図３及び図４のフローチャート
は、エンジン制御ユニットの内部を統合してソフトウェ
アによる制御を行った場合の動作を説明するものであ
る。
は、エンジン制御ユニットの内部を統合してソフトウェ
アによる制御を行った場合の動作を説明するものであ
る。
【００４７】まず、図３、４にフローチャートを示した
エンジン制御ユニットは、火花点火、自己着火、遷移
Ａ、遷移Ｂからなる４つの制御モードを持つものとす
る。そして、４つの制御モードに共通な制御サイクルと
して、運転条件読込、各種条件判断、条件判断に応じて
必要な場合のモード変更、各モードに応じた運転状態設
定出力、を繰り返すことにより、時事刻々変化する運転
条件に対応するものとする。
エンジン制御ユニットは、火花点火、自己着火、遷移
Ａ、遷移Ｂからなる４つの制御モードを持つものとす
る。そして、４つの制御モードに共通な制御サイクルと
して、運転条件読込、各種条件判断、条件判断に応じて
必要な場合のモード変更、各モードに応じた運転状態設
定出力、を繰り返すことにより、時事刻々変化する運転
条件に対応するものとする。
【００４８】さて、図３において、イグニッション・キ
ーがＯＮとなったとき、モードフラグに火花点火を設定
し（ステップＳ１０）、運転条件の読み込みを行う（ス
テップＳ１２）。この運転条件の読み込みは、例えば回
転数及びエンジン負荷を含む各種センサの出力を読み込
む動作であり、図１に示したようなセンサ類の出力信号
を読み込んでもよいし、本発明を適用しようとするエン
ジンの火花点火に適した運転領域と、自己着火に適した
運転領域とを区別する条件を判定できるものなら特に限
定されることはない。
ーがＯＮとなったとき、モードフラグに火花点火を設定
し（ステップＳ１０）、運転条件の読み込みを行う（ス
テップＳ１２）。この運転条件の読み込みは、例えば回
転数及びエンジン負荷を含む各種センサの出力を読み込
む動作であり、図１に示したようなセンサ類の出力信号
を読み込んでもよいし、本発明を適用しようとするエン
ジンの火花点火に適した運転領域と、自己着火に適した
運転領域とを区別する条件を判定できるものなら特に限
定されることはない。
【００４９】次いで、ＮＯx センサの出力を読み込み
（ステップＳ１４）、ＮＯx 濃度変化を検出し、後の判
定のために記憶する（ステップＳ１６）。次いで、低水
温フラグＣＯＬＤを判定し（ステップＳ１８）、ＣＯＬ
Ｄ＝１なら暖機中であるので、燃焼室温度が低く自己着
火運転に適さないので、火花点火用設定を出力し（ステ
ップＳ３６）、次いでエラーが有るか否かを判定し（ス
テップＳ６２）、エラーが無ければイグニッションＯＦ
Ｆか否かを判定し（ステップＳ６４）、ＯＦＦでなけれ
ば、ステップＳ１２へ戻って次のサイクルを繰り返す。
（ステップＳ１４）、ＮＯx 濃度変化を検出し、後の判
定のために記憶する（ステップＳ１６）。次いで、低水
温フラグＣＯＬＤを判定し（ステップＳ１８）、ＣＯＬ
Ｄ＝１なら暖機中であるので、燃焼室温度が低く自己着
火運転に適さないので、火花点火用設定を出力し（ステ
ップＳ３６）、次いでエラーが有るか否かを判定し（ス
テップＳ６２）、エラーが無ければイグニッションＯＦ
Ｆか否かを判定し（ステップＳ６４）、ＯＦＦでなけれ
ば、ステップＳ１２へ戻って次のサイクルを繰り返す。
【００５０】ステップＳ３６の火花点火用設定出力は、
例えば、点火時期を標準とし、ＥＧＲバルブを閉じ、燃
料噴射量を標準とするものである。
例えば、点火時期を標準とし、ＥＧＲバルブを閉じ、燃
料噴射量を標準とするものである。
【００５１】ステップＳ１８の判定において、ＣＯＬＤ
＝１でなければ、暖機終了であるので、モードを判定し
（ステップＳ２０）、モードが火花点火であれば、ステ
ップＳ１２で読み込んだ運転条件が自己着火条件を満た
すものかどうか判定する（ステップＳ２２）。自己着火
条件が成立していなければ、ステップＳ３６へ移る。
＝１でなければ、暖機終了であるので、モードを判定し
（ステップＳ２０）、モードが火花点火であれば、ステ
ップＳ１２で読み込んだ運転条件が自己着火条件を満た
すものかどうか判定する（ステップＳ２２）。自己着火
条件が成立していなければ、ステップＳ３６へ移る。
【００５２】ステップＳ２２で自己着火条件が成立して
いれば、モードを遷移Ａに変更し（ステップＳ２４）、
時間監視用のタイマをｔ１に設定して時間監視を始め
（ステップＳ２６）、遷移Ａ用設定を出力し（ステップ
Ｓ２８）、ステップＳ６２へ移る。
いれば、モードを遷移Ａに変更し（ステップＳ２４）、
時間監視用のタイマをｔ１に設定して時間監視を始め
（ステップＳ２６）、遷移Ａ用設定を出力し（ステップ
Ｓ２８）、ステップＳ６２へ移る。
【００５３】ステップＳ２８の遷移Ａ用設定出力は、例
えば、点火時期を標準より進め、ＥＧＲバルブを開き、
燃料噴射量を標準とするものである。
えば、点火時期を標準より進め、ＥＧＲバルブを開き、
燃料噴射量を標準とするものである。
【００５４】ステップＳ２０のモード判定において、遷
移ＡであればステップＳ３０へ制御を移し、ＮＯx 濃度
と予め記憶した規定値とを比較する（ステップＳ３
０）。この比較でＮＯx 濃度が規定値以下であれば、自
己着火成功と判定して、モードを自己着火に変更し（ス
テップＳ３８）、タイマを停止させて（ステップＳ４
０）、自己着火用設定を出力し（ステップＳ４２）、次
いでステップＳ６２へ移る。ステップＳ４２の自己着火
用設定出力は、例えば、点火時期を標準に復帰し、ＥＧ
Ｒバルブの開状態を保持し、燃料噴射量を標準の例えば
０．９倍とするものである。
移ＡであればステップＳ３０へ制御を移し、ＮＯx 濃度
と予め記憶した規定値とを比較する（ステップＳ３
０）。この比較でＮＯx 濃度が規定値以下であれば、自
己着火成功と判定して、モードを自己着火に変更し（ス
テップＳ３８）、タイマを停止させて（ステップＳ４
０）、自己着火用設定を出力し（ステップＳ４２）、次
いでステップＳ６２へ移る。ステップＳ４２の自己着火
用設定出力は、例えば、点火時期を標準に復帰し、ＥＧ
Ｒバルブの開状態を保持し、燃料噴射量を標準の例えば
０．９倍とするものである。
【００５５】ステップＳ３０の比較でＮＯx 濃度が規定
値を超えていれば、タイマを参照して監視開始からｔ１
経過したかどうかを判定し（ステップＳ３２）、まだｔ
１経過してなければ、ステップＳ２８へ移る。
値を超えていれば、タイマを参照して監視開始からｔ１
経過したかどうかを判定し（ステップＳ３２）、まだｔ
１経過してなければ、ステップＳ２８へ移る。
【００５６】ステップＳ３２の判定で、すでにｔ１経過
していれば、監視時間中に所定のＮＯx 濃度変化が生じ
なかったので、自己着火失敗と判定し、モードを火花点
火に変更し（ステップＳ３４）、ステップＳ３６へ移
る。
していれば、監視時間中に所定のＮＯx 濃度変化が生じ
なかったので、自己着火失敗と判定し、モードを火花点
火に変更し（ステップＳ３４）、ステップＳ３６へ移
る。
【００５７】ステップＳ２０の判定でモードが自己着火
であれば、ステップＳ１２で読み込んだ運転条件が自己
着火離脱条件を満たすものかどうか判定する（ステップ
Ｓ４４）。自己着火離脱条件が成立していなければ、ス
テップＳ４２へ移る。
であれば、ステップＳ１２で読み込んだ運転条件が自己
着火離脱条件を満たすものかどうか判定する（ステップ
Ｓ４４）。自己着火離脱条件が成立していなければ、ス
テップＳ４２へ移る。
【００５８】ステップＳ４４で自己着火離脱条件が成立
していれば、モードを遷移Ｂに変更し（ステップＳ４
６）、時間監視用のタイマをｔ２に設定して時間監視を
始め（ステップＳ４８）、遷移Ｂ用設定を出力し（ステ
ップＳ５０）、次いでステップＳ６２へ移る。
していれば、モードを遷移Ｂに変更し（ステップＳ４
６）、時間監視用のタイマをｔ２に設定して時間監視を
始め（ステップＳ４８）、遷移Ｂ用設定を出力し（ステ
ップＳ５０）、次いでステップＳ６２へ移る。
【００５９】ステップＳ５０の遷移Ａ用設定出力は、例
えば、点火時期の標準を保持し、ＥＧＲバルブを閉じ、
燃料噴射量を標準に復帰させるものである。
えば、点火時期の標準を保持し、ＥＧＲバルブを閉じ、
燃料噴射量を標準に復帰させるものである。
【００６０】ステップＳ２０のモード判定において、遷
移ＢであればステップＳ５２へ制御を移し、ＮＯx 濃度
と予め記憶した規定値とを比較する（ステップＳ５
２）。この比較でＮＯx 濃度が規定値を超えていれば、
自己着火離脱成功と判定して、モードを火花点火に変更
し（ステップＳ５８）、タイマを停止させて（ステップ
Ｓ６０）、ステップＳ３６へ移る。
移ＢであればステップＳ５２へ制御を移し、ＮＯx 濃度
と予め記憶した規定値とを比較する（ステップＳ５
２）。この比較でＮＯx 濃度が規定値を超えていれば、
自己着火離脱成功と判定して、モードを火花点火に変更
し（ステップＳ５８）、タイマを停止させて（ステップ
Ｓ６０）、ステップＳ３６へ移る。
【００６１】ステップＳ５２の比較でＮＯx 濃度が規定
値以下であれば、タイマを参照して監視開始からｔ２経
過したかどうかを判定し（ステップＳ５４）、まだｔ２
経過してなければ、ステップＳ５０へ移る。
値以下であれば、タイマを参照して監視開始からｔ２経
過したかどうかを判定し（ステップＳ５４）、まだｔ２
経過してなければ、ステップＳ５０へ移る。
【００６２】ステップＳ５４の判定で、すでにｔ２経過
していれば、監視時間中に所定のＮＯx 濃度変化が生じ
なかったので、さらに燃料噴射量を増加させて火花点火
誘発側に制御パラメータを変化させ（ステップＳ５
６）、ステップＳ５２へ移る。
していれば、監視時間中に所定のＮＯx 濃度変化が生じ
なかったので、さらに燃料噴射量を増加させて火花点火
誘発側に制御パラメータを変化させ（ステップＳ５
６）、ステップＳ５２へ移る。
【００６３】以上のようにして、エンジンの運転状態設
定を火花点火用設定と自己着火用設定との間で相互に切
り換える際に、一旦状態遷移用設定に移行し、この状態
遷移用設定中にＮＯx センサが検出する排気浄化前のＮ
Ｏx 濃度を監視し、所定の濃度変化が生じた場合、状態
遷移用設定から目的の設定に移行し、所定の濃度変化が
生じない場合、状態遷移用設定から元の設定に復帰する
ので、確実な運転状態設定の切換が行われ、不安定な運
転状態に陥ることを回避し、安定な運転状態を継続する
ことができる。
定を火花点火用設定と自己着火用設定との間で相互に切
り換える際に、一旦状態遷移用設定に移行し、この状態
遷移用設定中にＮＯx センサが検出する排気浄化前のＮ
Ｏx 濃度を監視し、所定の濃度変化が生じた場合、状態
遷移用設定から目的の設定に移行し、所定の濃度変化が
生じない場合、状態遷移用設定から元の設定に復帰する
ので、確実な運転状態設定の切換が行われ、不安定な運
転状態に陥ることを回避し、安定な運転状態を継続する
ことができる。
【００６４】図５は、自己着火が成功したか否かを判定
するためのＮＯx 濃度変化量の基準値を運転状態毎に設
ける場合の例を示すグラフである。同図において横軸は
エンジン回転数であり、縦軸は負荷である。低回転かつ
低負荷の領域２１は、ＮＯx濃度低下量３００ｐｐｍ、
中回転・中負荷の領域２２は、ＮＯx 濃度低下量４００
ｐｐｍ、である。高回転または高負荷の領域２３は、エ
ンジンのトルク及びパワーが要求されるので、自己着火
対象外としている。
するためのＮＯx 濃度変化量の基準値を運転状態毎に設
ける場合の例を示すグラフである。同図において横軸は
エンジン回転数であり、縦軸は負荷である。低回転かつ
低負荷の領域２１は、ＮＯx濃度低下量３００ｐｐｍ、
中回転・中負荷の領域２２は、ＮＯx 濃度低下量４００
ｐｐｍ、である。高回転または高負荷の領域２３は、エ
ンジンのトルク及びパワーが要求されるので、自己着火
対象外としている。
【００６５】また同様に、自己着火判定用のＮＯx 濃度
低下率を一律の値ではなく、例えば、９０％、８５％、
８０％というように、運転状態毎に判定用ＮＯx 濃度低
下率を変えて、自己着火の判定に利用してもよい。
低下率を一律の値ではなく、例えば、９０％、８５％、
８０％というように、運転状態毎に判定用ＮＯx 濃度低
下率を変えて、自己着火の判定に利用してもよい。
【００６６】図５のようなグラフをマップまたはそれぞ
れの境界値として、書換可能な不揮発性メモリに記憶
し、実際に自己着火運転が成功したときの運転状態によ
り、このメモリを書き換えるようにすれば、エンジン特
性の変化や外的な条件の変化に応じて、自己着火運転を
適当と判断する運転領域を動的に変更する学習を実現で
き、学習効果により自己着火失敗することが少なくな
り、運転特性の安定化、燃費の向上、排気の浄化等に対
して更に効果がある。
れの境界値として、書換可能な不揮発性メモリに記憶
し、実際に自己着火運転が成功したときの運転状態によ
り、このメモリを書き換えるようにすれば、エンジン特
性の変化や外的な条件の変化に応じて、自己着火運転を
適当と判断する運転領域を動的に変更する学習を実現で
き、学習効果により自己着火失敗することが少なくな
り、運転特性の安定化、燃費の向上、排気の浄化等に対
して更に効果がある。
【００６７】尚、排気還流については、外部ＥＧＲ制御
方式を実施形態としたが、無論これに限定されず、可変
動弁装置を適用した吸気弁／排気弁の各バルブタイミン
グを制御することによってＥＧＲ量を制御する、いわゆ
る内部ＥＧＲ制御方式を適用しても同様の効果が得られ
るものである。
方式を実施形態としたが、無論これに限定されず、可変
動弁装置を適用した吸気弁／排気弁の各バルブタイミン
グを制御することによってＥＧＲ量を制御する、いわゆ
る内部ＥＧＲ制御方式を適用しても同様の効果が得られ
るものである。
【図１】本発明に係る火花点火式内燃機関の実施形態の
システム構成を示す図である。
システム構成を示す図である。
【図２】本発明に係る火花点火式内燃機関の動作を説明
するタイムチャートである。
するタイムチャートである。
【図３】本発明に係る火花点火式内燃機関の動作を説明
するフローチャートである。
するフローチャートである。
【図４】本発明に係る火花点火式内燃機関の動作を説明
するフローチャートである。
するフローチャートである。
【図５】火花点火状態か自己着火状態かの判定基準をエ
ンジンの運転条件毎に備える場合の例を示すグラフであ
る。
ンジンの運転条件毎に備える場合の例を示すグラフであ
る。
１ エンジン制御ユニット ２ 運転条件判定部 ３ 自己着火判定部 ４ 運転状態設定部 ５ 火花点火用設定部 ６ 自己着火用設定部 ７ 状態遷移用設定部 １０ 燃料噴射バルブ １４ ＥＧＲバルブ １６ ＮＯx センサ １８ ディストリビュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 漆原 友則 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 運転条件に基づいて自己着火条件が成立
するか否かを判定する運転条件判定手段と、 排気処理される前の機関から排出された直後の排気中の
窒素酸化物濃度を検出するＮＯx センサと、 前記運転条件判定手段による判定及び前記ＮＯx センサ
が検出した窒素酸化物濃度に基づいて、火花点火用運転
状態と自己着火用運転状態と遷移用運転状態との間で機
関の運転状態を相互に切り換える運転状態設定手段と、 を備えたことを特徴とする火花点火式内燃機関。 - 【請求項２】 前記運転状態が前記火花点火用運転状態
において、 前記運転条件判定手段により前記自己着火条件が成立す
ると判定されたとき、前記運転状態を前記遷移用運転状
態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出する窒素酸
化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視し、 該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合には、
前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記自己着火用
運転状態に変更し、 該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じない場合に
は、前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記火花点
火用運転状態に戻すことを特徴とする請求項１記載の火
花点火式内燃機関。 - 【請求項３】 前記運転状態が前記自己着火用運転状態
において、 前記運転条件判定手段により前記自己着火条件が成立し
ないと判定されたとき、前記運転状態を前記遷移用運転
状態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出する窒素
酸化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視し、 該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合には、
前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記火花点火用
運転状態に変更し、 該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じない場合に
は、前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記自己着
火用運転状態に戻すことを特徴とする請求項１記載の火
花点火式内燃機関。 - 【請求項４】 前記運転状態が前記自己着火用運転状態
において、 前記運転条件判定手段により前記自己着火条件が成立し
ないと判定されたとき、前記運転状態を前記遷移用運転
状態に変更すると共に前記ＮＯx センサが検出する窒素
酸化物濃度に所定の変化が生じるか否かを監視し、 該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じた場合には、
前記運転状態を前記遷移用運転状態から前記火花点火用
運転状態に変更し、 該窒素酸化物濃度に所定の濃度変化が生じない場合に
は、自己着火の解除条件不足と判定して、さらに火花点
火誘発側へ運転状態設定を変化させることを特徴とする
請求項１記載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項５】 前記窒素酸化物濃度の所定の濃度変化と
は、濃度変化量または濃度変化割合または濃度の時間変
化率であることを特徴とする請求項２ないし請求項４の
いずれか１項記載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項６】 前記窒素酸化物濃度の濃度変化量または
濃度変化割合または濃度の時間変化率の判定基準を運転
条件毎に備えたことを特徴とする請求項５記載の火花点
火式内燃機関。 - 【請求項７】 前記運転条件判定手段における自己着火
条件の判定基準を前記窒素酸化物濃度の監視結果に基づ
いて更新することを特徴とする請求項１ないし請求項６
のいずれか１項記載の火花点火式内燃機関。 - 【請求項８】 前記火花点火用運転状態と前記自己着火
用運転状態と前記状態遷移用運転状態との各運転状態の
相違によりそれぞれ異なる値に制御される運転状態パラ
メータとして、点火時期、ＥＧＲ量、燃料噴射量のいず
れか、又はこれらの少なくとも２者の組合せであること
を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記
載の火花点火式内燃機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10141657A JPH11336600A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 火花点火式内燃機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10141657A JPH11336600A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 火花点火式内燃機関 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11336600A true JPH11336600A (ja) | 1999-12-07 |
Family
ID=15297149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10141657A Pending JPH11336600A (ja) | 1998-05-22 | 1998-05-22 | 火花点火式内燃機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11336600A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002242730A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの燃焼制御装置 |
| EP1298292A2 (en) | 2001-09-28 | 2003-04-02 | Hitachi, Ltd. | Controller of compression-ignition engine |
| EP1365134A2 (en) | 2002-05-22 | 2003-11-26 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling direct gasoline injection type internal combustion engine with turbocharger and internal combustion engine thereof |
| EP1389679A4 (en) * | 2001-05-22 | 2005-04-13 | Hitachi Ltd | COMBUSTION ENGINE WITH OWN IGNITION |
| US7062902B2 (en) | 2000-08-02 | 2006-06-20 | Hitachi, Ltd. | Engine control equipment |
| JP2007107486A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンシステムおよびそれを備える車両 |
| EP2058499A2 (en) | 2007-11-08 | 2009-05-13 | Hitachi Ltd. | Apparatus and method for controlling a homogeneous charge compression-ignited internal-combustion engine |
| WO2011131480A1 (de) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum betreiben eines verbrennungsmotors |
| CN102865151A (zh) * | 2011-07-06 | 2013-01-09 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行内燃机的方法和设备 |
| EP1936168A3 (en) * | 2006-12-18 | 2014-07-16 | Hitachi, Ltd. | Controller of internal combusion engine of compression ignition combustion type |
| US9810139B2 (en) | 2014-10-06 | 2017-11-07 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Method for operating a compression ignition engine |
-
1998
- 1998-05-22 JP JP10141657A patent/JPH11336600A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6966295B2 (en) | 2001-05-22 | 2005-11-22 | Hitachi, Ltd. | Compression ignition internal combustion engine |
| US7055495B2 (en) | 2001-05-22 | 2006-06-06 | Hitachi, Ltd. | Compression ignition internal combustion engine |
| EP1298292A2 (en) | 2001-09-28 | 2003-04-02 | Hitachi, Ltd. | Controller of compression-ignition engine |
| EP1298292A3 (en) * | 2001-09-28 | 2006-10-11 | Hitachi, Ltd. | Controller of compression-ignition engine |
| US6772585B2 (en) | 2001-09-28 | 2004-08-10 | Hitachi, Ltd. | Controller of compression-ignition engine |
| EP1365134A2 (en) | 2002-05-22 | 2003-11-26 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling direct gasoline injection type internal combustion engine with turbocharger and internal combustion engine thereof |
| US6880518B2 (en) | 2002-05-22 | 2005-04-19 | Hitachi, Ltd. | Method of controlling direct gasoline injection type internal combustion engine with turbocharger and direct gasoline injection type internal combustion engine with turbocharger |
| JP2007107486A (ja) * | 2005-10-14 | 2007-04-26 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジンシステムおよびそれを備える車両 |
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| EP2058499A2 (en) | 2007-11-08 | 2009-05-13 | Hitachi Ltd. | Apparatus and method for controlling a homogeneous charge compression-ignited internal-combustion engine |
| US7769525B2 (en) | 2007-11-08 | 2010-08-03 | Hitachi, Ltd. | Apparatus and method for controlling a homogeneous charge compression-ignited internal-combustion engine |
| JP2009115025A (ja) * | 2007-11-08 | 2009-05-28 | Hitachi Ltd | 圧縮自己着火式内燃機関の制御装置および制御方法 |
| WO2011131480A1 (de) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum betreiben eines verbrennungsmotors |
| CN102865151A (zh) * | 2011-07-06 | 2013-01-09 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行内燃机的方法和设备 |
| CN102865151B (zh) * | 2011-07-06 | 2017-07-14 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行内燃机的方法和设备 |
| US9810139B2 (en) | 2014-10-06 | 2017-11-07 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Method for operating a compression ignition engine |
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