(57)【要約】【課題】過渡運転時の失火の危険性を低減する、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関を提供することを目的とする。【解決手段】予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関であるエンジン１は、ＥＣＵ８を備える。ＥＣＵ８は、エンジン１が定常運転状態であるか過渡運転状態であるかを判定し、過渡運転状態である場合には、燃焼安定性を高めた過渡運転マップに基づく制御を行う。過渡運転マップは、定常運転マップと比較して、燃料供給量を多く、負のオーバーラップ量を大きく、過給圧を高く、外部ＥＧＲ量を小さくするものである。【選択図】図２
2007120330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と吸気との混合気を圧縮して自着火燃焼させる予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、
前記内燃機関は、前記内燃機関の燃焼状態を制御する制御手段と、
前記内燃機関が、前記内燃機関における機関負荷が比較的安定している定常運転状態、および、前記機関負荷が比較的急激に変化する過渡運転状態のいずれにあるかを判定する判定手段とを備え、
前記内燃機関が前記過渡運転状態にあると前記判定手段が判定した場合、前記制御手段は、前記内燃機関の燃焼状態を、前記定常運転状態における燃焼状態よりも安定性の高い燃焼状態に制御する過渡運転制御に切り替える
ことを特徴とする、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。
【請求項２】
前記内燃機関は、前記気筒内に供給される吸気を制御する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気を制御する排気弁とを備え、
前記過渡運転制御は、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの時間を長くするものである
ことを特徴とする、請求項１に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。
【請求項３】
前記内燃機関は、前記気筒内に供給される吸気の過給を行う機能を有する過給機を備え、
前記過渡運転制御は、前記過給機の過給圧を高めるものである
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。
【請求項４】
前記内燃機関は、前記気筒内から排出される排気の一部を、前記気筒内に供給される吸気の一部として循環させる、外部ＥＧＲ通路を備え、
前記外部ＥＧＲ通路を介して循環する排気の量は変更可能に制御され、
前記過渡運転制御は、前記循環する排気の量を少なくするものである
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。
【請求項５】
前記過渡運転制御は、前記燃料の供給量を増加させるものである
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。
【請求項６】
前記内燃機関は、
前記気筒内に供給される吸気を制御する吸気弁と、前記気筒内から排出される排気を制御する排気弁と、
前記気筒内に供給される吸気の過給を行う機能を有する過給機と、
前記気筒内から排出される排気の一部を、前記気筒内に供給される吸気の一部として循環させる、外部ＥＧＲ通路と
を備え、
前記制御手段は、前記燃料供給量に応じて異なる制御を行い、
前記異なる制御の基準となる区分である負荷域は、少なくとも３つ定義され、
前記負荷域は、前記燃料供給量が小さい方から順に低負荷域、中負荷域、および高負荷域を含み、
前記低負荷域における制御は、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの時間を変更し、前記過給機による過給および前記外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環は行わないものであり、
前記中負荷域における制御は、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの時間を変更し、前記過給機による過給を行い、前記外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環は行わないものであり、
前記高負荷域における制御は、前記排気弁が閉じてから前記吸気弁が開くまでの時間を変更し、前記過給機による過給を行い、前記外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環を行うものである
ことを特徴とする、請求項１に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。
【請求項７】
前記内燃機関が前記過渡運転状態にある場合、前記制御手段はさらに、前記内燃機関の筒内圧力および筒内圧力最大上昇率を、それぞれ所定値以下に抑制する制御を行う
ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関に係り、とくに過渡運転状態における制御に係る。
【背景技術】
【０００２】
予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関、たとえばガスヒートポンプに使用されるものにおいて、機関負荷の変化が小さい定常運転時と、機関負荷の変化が大きい過渡運転時とで制御方法を切り替え、より適切な運転を実現しようとする技術が知られている。このような制御の例は、特許文献１に開示される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５３４８５号公報
【０００４】
特許文献１に開示される予混合圧縮着火機関は、１気筒あたり複数の吸気ポートを持ち、それぞれの吸気ポートにおける吸気のＥＧＲ率を制御する吸気ＥＧＲ制御装置と、一方の吸気ポートの吸気弁と他方の吸気ポートの吸気弁とのリフト量および閉弁時期をそれぞれに変更する変動弁機構とを備える。
定常運転時には予め一方の吸気ポート（第１吸気弁が設けられた吸気ポート）における吸気のＥＧＲ率を他方の吸気ポート（第２吸気弁が設けられた吸気ポート）における吸気のＥＧＲ率よりも高くしておき、気筒内のＥＧＲガス量を増加させる過渡運転となったときには、所定期間だけ他方の吸気弁（第２吸気弁）のリフト量を小さくする。
このようにすることにより、ＥＧＲガス量制御の応答遅れを回避するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の予混合圧縮着火燃焼内燃機関およびその制御方法においては、定常運転状態よりも燃焼状態が比較的不安定になりやすい過渡運転時に外乱等により発生する失火に対する対策はなされておらず、失火を防げないという問題があった。
たとえば、特許文献１に開示される技術は、過渡運転時に吸気のＥＧＲ率を速やかに調整し適切な着火時期を得るものであるが、過渡運転時の失火を防ぐような制御を行うものではない。
とくにＥＧＲを利用した予混合圧縮着火機関では、圧縮自着火運転中に失火が発生すると、エンジンストールとなる可能性が高いため、運転中に失火させないことが非常に重要となる。
【０００６】
失火が発生する具体的な原因としては、たとえば、より高負荷の運転に移行する過渡運転において、燃料供給量が不足し、燃焼が不安定化することが挙げられる。また、より低負荷の運転に移行する過渡運転において、気筒内の熱量が不足し、燃焼が不安定化することが挙げられる。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、過渡運転時の失火の危険性を低減する、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の問題点を解決するため、この発明に係る予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関は、燃料と吸気との混合気を圧縮して自着火燃焼させる予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、内燃機関は、内燃機関の燃焼状態を制御する制御手段と、内燃機関が、内燃機関における機関負荷が比較的安定している定常運転状態、および、機関負荷が比較的急激に変化する過渡運転状態のいずれにあるかを判定する判定手段とを備え、内燃機関が過渡運転状態にあると判定手段が判定した場合、制御手段は、内燃機関の燃焼状態を、定常運転状態における燃焼状態よりも安定性の高い燃焼状態に制御する過渡運転制御に切り替えることを特徴とする。
これは、内燃機関が定常運転状態であるか過渡運転状態であるかを判定手段が判定し、過渡運転状態である場合には、内燃機関を制御するための制御値マップとして過渡運転マップを選択し、これによって燃焼の安定性を高めるものである。
なお、特許文献１に記載される技術は、過渡運転時における内燃機関の燃焼状態を定常運転状態と同じ燃焼状態にするように制御するものであり、本発明のように、過渡運転時における内燃機関の運転状態を、定常運転状態における燃焼状態よりも安定性の高い燃焼状態に制御するものではない。
【０００９】
内燃機関は、気筒内に供給される吸気を制御する吸気弁と、気筒内から排出される排気を制御する排気弁とを備え、過渡運転制御は、排気弁が閉じてから吸気弁が開くまでの時間を長くするものであることを特徴としてもよい。
内燃機関は、気筒内に供給される吸気の過給を行う機能を有する過給機を備え、過渡運転制御は、過給機の過給圧を高めるものであることを特徴としてもよい。
内燃機関は、気筒内から排出される排気の一部を、気筒内に供給される吸気の一部として循環させる、外部ＥＧＲ通路を備え、外部ＥＧＲ通路を介して循環する排気の量は変更可能に制御され、過渡運転制御は、循環する排気の量を少なくするものであることを特徴としてもよい。
過渡運転制御は、燃料の供給量を増加させるものであることを特徴としてもよい。
【００１０】
内燃機関は、気筒内に供給される吸気を制御する吸気弁と、気筒内から排出される排気を制御する排気弁と、気筒内に供給される吸気の過給を行う機能を有する過給機と、気筒内から排出される排気の一部を、気筒内に供給される吸気の一部として循環させる、外部ＥＧＲ通路とを備え、制御手段は、燃料供給量に応じて異なる制御を行い、異なる制御の基準となる区分である負荷域は、少なくとも３つ定義され、負荷域は、燃料供給量が小さい方から順に低負荷域、中負荷域、および高負荷域を含み、低負荷域における制御は、排気弁が閉じてから吸気弁が開くまでの時間を変更し、過給機による過給および外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環は行わないものであり、中負荷域における制御は、排気弁が閉じてから吸気弁が開くまでの時間を変更し、過給機による過給を行い、外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環は行わないものであり、高負荷域における制御は、排気弁が閉じてから吸気弁が開くまでの時間を変更し、過給機による過給を行い、外部ＥＧＲ通路を介する排気の循環を行うものであることを特徴としてもよい。
内燃機関が過渡運転状態にある場合、制御手段はさらに、内燃機関の筒内圧力および筒内圧力最大上昇率を、それぞれ所定値以下に抑制する制御を行うことを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関は、定常運転状態であるか過渡運転状態であるかを判定し、過渡運転状態である場合には、燃焼安定性を高めた過渡運転マップに切り替えるので、外乱等による失火の危険性を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この実施の形態１に係る予混合圧縮着火燃焼内燃機関である、エンジン１を示す。エンジン１は、ガスヒートポンプ用の内燃機関である。
エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２の気筒内に予混合気を供給するインテークマニホールド４と、エンジン本体２の気筒内から排出されるガスを外部に排出するエキゾーストマニホールド６と、エンジン１を制御する制御手段であるＥＣＵ（電子制御装置）８とを備える。
【００１３】
インテークマニホールド４には、吸気の過給を行う機能を有する過給機１０が設けられる。過給機１０は、ＥＣＵ８によって制御され、過給を行うかどうかと、過給を行う場合の過給圧とが変更可能である。また、エキゾーストマニホールド６には、外部ＥＧＲ量制御装置１２が接続され、この外部ＥＧＲ量制御装置１２が、エキゾーストマニホールド６からの排気の一部を、外部ＥＧＲ通路１４を介して、吸気系にある過給機１０の上流側に循環させる。外部ＥＧＲ量制御装置１２は、ＥＣＵ８によって制御され、排気の吸気側への循環を行うかどうかと、吸気における外部ＥＧＲ量、すなわち外部ＥＧＲ通路１４を介して循環する排気の量とが変更可能である。このように、ＥＣＵ８は、外部ＥＧＲ量を間接的に制御する。
【００１４】
また、エンジン１は、インテークマニホールド４内に燃料を噴射する燃料噴射装置２０を備える。燃料噴射装置２０はＥＣＵ８によって制御され、噴射される燃料の量、すなわち燃料供給量が変更可能である。
エンジン１においては、燃料噴射装置２０によって噴射される燃料と、過給機を介して供給される吸気との混合気を圧縮して自着火燃焼させる、予混合圧縮着火燃焼が行われる。
【００１５】
さらに、エンジン１は、気筒内への吸気および気筒内からの排気を制御する可変バルブ機構２２を備える。この可変バルブ機構２２は、エンジン本体２の気筒内に供給される吸気のタイミングおよび量を制御する吸気弁２４と、気筒内から排出される排気のタイミングおよび量を制御する排気弁２６とを備える。可変バルブ機構２２は、ＥＣＵ８によって制御され、吸気弁２４および排気弁２６の開閉タイミングおよび開度が変更可能である。また、これによって、排気弁２６が閉じてから吸気弁２４が開くまでの時間、すなわち負のオーバーラップ量が可変となる。
ＥＣＵ８には、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ３２が電気的に接続されており、ＥＣＵ８は回転数センサ３２から出力される検出値を入力として受け取る。
【００１６】
また、ＥＣＵ８は、エンジン１を有するガスヒートポンプの使用者による操作（室温の設定温度変更）や外気温度の変化等、図示されない入力を受け付け、これに基づいて要求される機関負荷を認識する機能を有する。機関負荷は、たとえばトルクの大きさによって表されるが、これは他の物理量を含むものであってもよい。
【００１７】
ＥＣＵ８は、機関負荷と、燃料供給量、負のオーバーラップ量、外部ＥＧＲ量、および過給圧とを対応付ける情報である制御値マップを記憶している。
図２にこの制御値マップを示す。制御値マップは、機関負荷が比較的安定している定常運転状態において使用される定常運転マップと、機関負荷が比較的急激に変化する過渡運転状態において使用される過渡運転マップとを含む。図２では、定常運転マップを実線で、過渡運転マップを破線で示す。
【００１８】
定常運転マップおよび過渡運転マップは、機関負荷が低い方から順に、３つの負荷域、すなわち、低負荷域、中負荷域、および高負荷域のマップに分けられて定義される。すなわち、ＥＣＵ８は、制御値マップとして、低負荷域定常運転マップ、中負荷域定常運転マップ、高負荷域定常運転マップ、低負荷域過渡運転マップ、中負荷域過渡運転マップ、および、高負荷域過渡運転マップという６つのマップを使用することになる。なお、それぞれの負荷域は、後述するように、異なる制御を行う区分となる。
図２においては、低負荷域・中負荷域・高負荷域の制御マップが連続して示されているが、実際にＥＣＵ８によって記憶されるデータでは、これらは負荷域ごとに独立したマップとして扱われる。また、制御値マップのそれぞれは、連続関数として記憶されるものではなく、機関負荷が取り得る値のそれぞれに対応する、燃料供給量、負のオーバーラップ量、外部ＥＧＲ量、および過給圧を、離散的な数値として含む対応表の形で記憶される。
【００１９】
定常運転マップは、事前に決まるものであれば良いが、たとえば最適燃焼を実現するように決められる。最適燃焼とは、高燃費または低エミッション、あるいはその両方を実現する燃焼状態である。また、過渡運転マップは、後述するように、定常運転マップに比較して、着火性を向上させ、燃焼の安定性を高める制御を行う内容となっている。
【００２０】
低負荷域とは、外部ＥＧＲの循環および過給を行わず、負のオーバーラップ量の変更のみを行う制御がなされる領域をいう。一般に、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、燃料供給量が比較的小さい場合は、負のオーバーラップ制御のみで最適燃焼を実現することが可能である。
図２に示す制御値マップにおいて、低負荷域では、機関負荷が増加すると負のオーバーラップが短縮されるように設定される。すなわち、図１の排気弁２６が閉じてから吸気弁２４が開くまでの時間が短縮されるように設定される。
【００２１】
中負荷域とは、外部ＥＧＲの循環を行わず、負のオーバーラップ量および過給圧の変更のみを行う制御がなされる領域をいう。一般に、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、燃料供給量がある程度以上に大きくなると、これに対応するために吸気の量を増加させる必要が生じるが、このために過給を行うのが中負荷域の制御である。
図２に示す制御値マップにおいて、中負荷域では、機関負荷が増加すると、負のオーバーラップが短縮されるとともに過給圧が上昇するように設定される。
【００２２】
高負荷域とは、負のオーバーラップ量、過給圧、および外部ＥＧＲ量すべての変更を行う制御がなされる領域をいう。一般に、予混合圧縮着火燃焼を行う内燃機関において、燃料供給量がさらに大きくなると、燃焼騒音が大きくなるので、これを抑えるために排気を吸気側に循環させて燃焼を緩慢化する必要が生じる。このために外部ＥＧＲ量の制御を行うのが高負荷域の制御である。
図２に示す制御値マップにおいて、高負荷域では、機関負荷が増加すると、負のオーバーラップが短縮され、過給圧が上昇し、また外部ＥＧＲ量が増加するように設定される。
【００２３】
また、過渡運転マップは、定常運転マップに比較して、燃焼の安定性を高める制御を行う内容となっている。
図２に示すように、過渡運転マップにおける燃料供給量は、同一の機関負荷に対応する定常運転マップにおける燃料供給量よりも大きい。このため、過渡運転マップに基づく制御では、着火性が向上し、燃焼の安定性が向上する。
過渡運転マップにおける負のオーバーラップ量は、同一の機関負荷に対応する定常運転マップにおける負のオーバーラップ量より大きい。すなわち、排気弁２６が閉じてから吸気弁２４が開くまでの時間がより長くなる。このため、過渡運転マップに基づく制御では、気筒内の温度がより高く維持され、着火性が向上する。
また、過渡運転マップにおける過給圧は、同一の機関負荷に対応する定常運転マップにおける過給圧より高い。このため、過渡運転マップに基づく制御では、供給される空気の量がより多くなり、燃焼の安定性が向上する。
さらに、過渡運転マップにおける外部ＥＧＲ量は、同一の機関負荷に対応する定常運転マップにおける外部ＥＧＲ量より小さい。このため、過渡運転マップに基づく制御では、吸気より排気に比較的多く含まれる、比熱の大きい分子（二酸化炭素等）が気筒内に存在する量がより少なくなり、気筒内の混合気の比熱がより小さくなる。これによって気筒内の温度が上昇しやすくなり、燃焼の安定性が向上する。
【００２４】
また、過渡運転マップでは、燃焼が安定するようにするために、着火時期をその負荷における定常運転時の着火時期と比較して進角するように制御している。また、適正な進角量に制御するために、内部ＥＧＲ量、外部ＥＧＲ量、過給圧、燃料噴射量等の制御量は、実験等により予め決定しておくことができる。着火時期は例えば筒内圧センサにより筒内圧を検出することで推定することができる。
【００２５】
図３を用いて、上記のように構成されるエンジン１において、ＥＣＵ８が実行する制御の流れを説明する。
まず、ＥＣＵ８は、エンジン１の現時点での運転状態が過渡運転状態であるかどうか判定する（ステップＳ１）。すなわち、エンジン１が、機関負荷が比較的安定している定常運転状態、および、機関負荷が比較的急激に変化する過渡運転状態のいずれにあるかを判定する。この判定は、回転数センサ３２によって検出される回転数と、使用者による操作（室温の設定温度変更等）や外気温度の変化等の入力および機関負荷とに基づいて行われる。具体的には、次の２つの条件のうち少なくとも１つが満たされれば、エンジン１は過渡運転状態にあると判定し、いずれも満たされなければ、エンジン１は過渡運転状態にはない、すなわち定常運転状態にあると判定する。
・条件１：使用者による操作（室温の設定温度変更等）や外気温度の変化等の入力が、所定の基準時間ΔＴ内に、所定量以上変化している。
・条件２：回転数が、所定の基準時間ΔＴ内に、所定量以上変化している。
ここで、条件１および２の基準時間ΔＴは同じ値が用いられるが、これは異なるものであってもよい。また、条件１および２において、変化の量はそれぞれ、使用者による操作（室温の設定温度変更等）や外気温度の変化等の入力および回転数の差分に基づくが、これは差分でなく比率に基づいてもよい。
なお、ここではＥＣＵ８が上記判定を行う判定手段として機能する。
【００２６】
ステップＳ１においてエンジン１が過渡運転状態にあると判定された場合、ＥＣＵ８は、機関負荷に基づき、負荷域の判定を行う（ステップＳ２）。これは、現時点の機関負荷が図２のどの負荷域に相当するかを判定することによって行われる。
次にＥＣＵ８は、ステップＳ２での判定に基づき、該当する負荷域の過渡運転マップを選択する（ステップＳ３）。すなわち、低負荷域過渡運転マップ、中負荷域過渡運転マップ、および高負荷域過渡運転マップのいずれかが制御値マップとして選択されることになる。
【００２７】
次にＥＣＵ８は、選択された制御値マップに基づいて制御を実行する（ステップＳ４）。たとえば、ステップＳ３において中負荷域過渡運転マップが制御値マップとして選択されている場合は、その時点での機関負荷に対応する負のオーバーラップ量および過給圧を中負荷域過渡運転マップから求め、それぞれの制御を行う。また、この場合、外部ＥＧＲは使用されない。すなわち、外部ＥＧＲ量はゼロである。
【００２８】
ステップＳ１においてエンジン１が過渡運転状態にないと判定された場合、ＥＣＵ８は、ステップＳ２と同様にして、機関負荷に基づき、負荷域の判定を行う（ステップＳ１２）。
次にＥＣＵ８は、ステップＳ１２での判定に基づき、該当する負荷域の定常運転マップを選択する（ステップＳ１３）。すなわち、低負荷域定常運転マップ、中負荷域定常運転マップ、および高負荷域定常運転マップのいずれかが制御値マップとして選択されることになる。
次にＥＣＵ８は、ステップＳ４と同様にして、選択された制御値マップに基づいて制御を実行する（ステップＳ１４）。
【００２９】
このように、エンジン１では、定常運転状態であるか過渡運転状態であるかを、回転数や機関負荷等に基づき、ＥＣＵ８が判定する。定常運転状態であると判定された場合は、定常運転マップに従って、機関負荷に応じた最適燃焼を実現する制御を行う。その際、機関負荷に基づいて負荷域（低・中・高）を判定し、負荷域に合った定常運転マップが選択される。
また、過渡運転状態であると判定された場合は、定常運転マップに基づく制御から過渡運転マップに基づく制御へと移行することになる。すなわち、ＥＣＵ８は、エンジン１の燃焼状態を、定常運転状態における燃焼状態よりも安定性の高い燃焼状態に制御する過渡運転制御に切り替える。その際、機関負荷に基づいて負荷域（低・中・高）を判定し、負荷域に合った過渡運転マップが選択される。
さらに、回転数や機関負荷等に基づき、エンジン１が過渡運転状態から定常運転状態に復帰したとＥＣＵ８が判定した場合は、過渡運転マップに基づく制御から定常運転マップに基づく制御へと移行することになる。
【００３０】
以上のように、エンジン１では、定常運転状態であるか過渡運転状態であるかをＥＣＵ８が判定し、過渡運転状態である場合には、燃焼安定性を高めた過渡運転マップに切り替えるので、外乱等による失火の危険性を低減することができる。
たとえば、より高負荷の運転に移行する過渡運転において燃料供給量の不足が予想される場合であっても、過渡運転マップに基づいて燃料供給量を増加させる制御が行われるので、燃焼を安定化させることができる。また、より低負荷の運転に移行する過渡運転において気筒内の熱量の不足が予想される場合であっても、過渡運転マップに基づいて負のオーバーラップ量を増加させる制御が行われるので、気筒内が比較的高温に維持され、燃焼を安定化することができる。
【００３１】
上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
実施の形態１においては、制御値マップは負荷域ごとに独立したものとなっている。変形例として、制御値マップは負荷域ごとに独立したものでなく、すべての負荷域が単一のマップに含まれるものであってもよい。この場合は、定常運転マップおよび過渡運転マップの２枚のみが制御値マップとして選択対象となる。
【００３２】
実施の形態１においては、制御値マップは、離散的な数値を含む表形式のデータとして記憶される。変形例として、これらは関数を含むものとして定義され記憶されてもよい。すなわち、ＥＣＵ８は、エンジンの負荷を一定の計算式に代入し、これを計算することによって各制御値を求めてもよい。
このような構成とすることにより、制御値マップの記憶容量を節約しつつ、きめ細かい連続的な制御を行うことができる。
【００３３】
実施の形態１においては、過渡運転マップは、定常運転マップとは独立したデータとして記憶されるものである。変形例として、過渡運転マップは、定常運転マップに含まれる値をもとにして決定されるものであってもよい。たとえば、エンジン１が過渡運転状態である場合、ＥＣＵ８は、まず定常運転状態における各制御値を求め、それらに補正を加えることによって過渡運転状態における制御値を求めてもよい。この補正の例としては、負のオーバーラップ量をより大きく、過給圧をより高く、外部ＥＧＲ量をより少なくするものが挙げられる。
このような構成とすることにより、制御値マップの記憶容量を節約することができる。
【００３４】
実施の形態１においては、エンジン１は単一種類の燃料を用い、定常運転状態と過渡運転状態においてその供給量を変化させるものである。変形例として、定常運転状態において使用される第１燃料である定常運転燃料と、過渡運転状態において使用される第２燃料である過渡運転燃料とを、図３のステップＳ１における判定結果に応じて選択的に噴射するものであってもよい。過渡運転燃料には、定常運転燃料に比べ、着火性の高い燃料（例えば、揮発性が高く自己着火温度が低いもの、オクタン価が低いもの、セタン価が高いもの、などが挙げられる）が用いられる。この場合、図１に示される燃料噴射装置２０は、それぞれの燃料に対応して２基設けられてもよい。
このような構成とすることにより、より適切な質の燃料を使用することができ、過渡運転状態における着火性をさらに向上させることができる。
【００３５】
実施の形態１においては、エンジン１はガスヒートポンプに使用されるものである。変形例として、エンジン１は車両に使用されるものであってもよく、また、予混合圧縮着火燃焼内燃機関を含む機構であればどのようなものに使用されてもよい。
このような構成とすることにより、様々な機構において失火の危険性を低減することができる。
【００３６】
実施の形態１においては、負荷域は低負荷域・中負荷域・高負荷域の３つに区分される。変形例として、区分の数は２つであってもよく、または４つ以上であってもよい。２つである場合は、負のオーバーラップ量、過給、および外部ＥＧＲのうち２つの要素のみを用いた制御が行われ、４つ以上である場合は、この３つの要素に加え、新たな要素が含まれることになる。また、負荷域を区分しなくてもよい。
このような構成とすることにより、より単純で簡素制御、またはより詳細で多様な状態に適合した制御を行うことができる。
【００３７】
実施の形態１においては、図３のステップＳ２およびＳ１２における負荷域の判定基準は、機関負荷のみである。変形例として、この判定基準は、回転数センサ３２によって検出される回転数等、他の要素を含んでもよい。
このような構成とすることにより、負荷域の判定をより適切に行うことができる。
【００３８】
実施の形態１においては、エンジン１の運転状態が過渡運転状態であるかどうかを判定する判定手段はＥＣＵ８である。変形例として、判定手段はＥＣＵ８以外の手段であってもよい。たとえば、エンジン１は、ＥＣＵ８の他に判定機能を有する装置を備え、この装置が判定手段として機能してもよい。
【００３９】
また、過渡状態であるかどうかの判定方法は、実施の形態１に記載されたものに限定されない。たとえばアクセルの踏み込み量の変化率を検出することによって決定してもよい。
【００４０】
実施の形態１においては、エンジン１は、内部ＥＧＲ、外部ＥＧＲ通路１４、過給器１０、および、燃料噴射装置２０をすべて備えるものである。変形例として、このうちの一部または全部を備えないものあってもよく、燃焼状態を変更できる機構が少なくとも１つあればよい。
【００４１】
実施の形態１においては、同じ負荷における定常状態の着火時期と比較して、過渡運転時の着火時期の進角量を決定している。変形例として、過渡運転時には、あらゆる負荷に対して一律の進角量となるように制御してもよい。
【００４２】
実施の形態１においては、すべての制御量（内部ＥＧＲ量等）について、燃焼が安定するように制御されるようにしているが、これは、燃焼が安定するような制御を少なくとも１つの機構について行うものであればよい。
【００４３】
実施の形態１においては、燃焼を安定させるために着火時期を進角させるように制御している。変形例として、ＮＯｘの排出量がある程度多いほうが燃焼が安定していると判断できるため、過渡運転時には定常運転時と比較してＮＯｘの排出量がある程度多くなるような制御量を、予め実験によって決定しておいてもよい。
【００４４】
実施の形態１においては、燃料噴射装置２０はインテークマニホールド４内に燃料を噴射する。変形例として、吸気ポート内や筒内に燃料を噴射するものであってもよい。また、ガス燃料を使用し、燃料噴射装置２０の代わりにガスミキサーによって混合気を生成するようにしてもよい。
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、さらにエンジン本体２の筒内最大圧力や筒内圧力最大上昇率を抑制する制御を含むものである。
実施の形態１における過渡運転マップでは、定常運転マップに対して燃焼安定性のみを高める設定となっている。しかしながら、燃焼安定性を高くしすぎると、過渡運転状態において燃焼騒音が増加する可能性がある。この燃焼騒音の大きさは、筒内最大圧力および筒内圧力最上昇率に依存し、さらに、筒内圧力および筒内圧力上昇率は、実施の形態１における各制御値、すなわち、燃料供給量、負のオーバーラップ量、過給圧、および外部ＥＧＲ量に応じて変動する。
【００４６】
このため、過渡運転マップにおいて、これらの制御値のマッピングを修正し、筒内圧力および筒内圧力上昇率が一定値以上とならないような過渡運転マップ、すなわち、筒内最大圧力および筒内圧力最大上昇率を所定値以下に抑制するようなものとすれば、燃焼騒音の増加を抑えることができる。実施の形態２は、このような修正を施した過渡運転マップを使用するものである。
このように、実施の形態２においては、筒内圧力および筒内圧力最大上昇率をそれぞれ所定値以下に抑制するので、失火の危険性を低減しつつ燃焼騒音の増加を抑え、失火と燃焼騒音の両方に対して有利な過渡運転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施の形態１に係るエンジンを含む構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るエンジンに係る制御値マップを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るエンジンにおける制御の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
１  内燃機関（エンジン）、８  ＥＣＵ（制御手段）、１０  過給機、１４  外部ＥＧＲ通路、２４  吸気弁、２６  排気弁。
【図１】
2007120330.tif 000003
【図２】
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【図３】
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