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JP7661920B2 - Engine Control Unit - Google Patents
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

この発明は、エンジンの制御装置に関する。 This invention relates to an engine control device.

従来から、理論空燃比よりも燃料の比率が薄い(燃料に対して空気が過剰な)混合気を燃焼させる、リーン燃焼方式のエンジンが提案されている。また、そのリーンな混合気をより良好に燃焼させるために、燃焼室として主室と副室を備えた副室式エンジンが提案されている。副室式エンジンでは、主室と副室とを隔てる隔壁に連通路が設けられ、主室に噴射された燃料によって形成された混合気が連通路を介して副室内に供給され、副室内で点火プラグによって点火される。副室内で火炎が形成されると、その火炎は、連通路を介して主室に伝播して主室の混合気を着火する。これにより、より希薄な空燃比での運転が可能となり、燃費が向上するとされている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。 Lean-burn engines have been proposed in the past, which burn a mixture with a leaner fuel ratio (excess air relative to fuel) than the theoretical air-fuel ratio. In order to better burn this lean mixture, a pre-chamber engine has been proposed, which has a main chamber and a pre-chamber as combustion chambers. In a pre-chamber engine, a communication passage is provided in the partition wall separating the main chamber and the pre-chamber, and the mixture formed by fuel injected into the main chamber is supplied to the pre-chamber through the communication passage, where it is ignited by a spark plug. When a flame is formed in the pre-chamber, the flame propagates through the communication passage to the main chamber and ignites the mixture in the main chamber. This allows operation with a leaner air-fuel ratio, which is said to improve fuel efficiency (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許第4389777号公報Patent No. 4389777 国際公開第2020/196206号公報International Publication No. 2020/196206

ところで、一般的なエンジンでは、高負荷でノッキングが発生すると点火時期をリタード(遅角)させて、筒内圧力を低下させることで、ノッキングを回避している。しかし、副室式エンジンの場合、点火時期をリタードさせると副室内がリーンな環境になってしまい、副室内での混合気への点火が不安定になりやすくなるという問題がある。また、刻々と変化する様々な運転状況下で、いかにしてノッキングを回避しつつ良好な燃焼を確保するかが求められている。 In general engines, when knocking occurs under high load, the ignition timing is retarded to reduce the pressure inside the cylinder and prevent knocking. However, in the case of pre-chamber engines, retarding the ignition timing creates a lean environment in the pre-chamber, which can make ignition of the air-fuel mixture in the pre-chamber unstable. There is also a need for ways to avoid knocking and ensure good combustion under a variety of constantly changing operating conditions.

そこで、この発明の課題は、様々な運転状況下で良好な燃焼を確保することである。 Therefore, the objective of this invention is to ensure good combustion under various operating conditions.

上記の課題を解決するために、この発明は、シリンダの内周面、シリンダヘッドの内面及びピストンの頂面に囲まれて形成される主室と、前記主室と隔壁によって隔てられ前記主室の前記シリンダヘッド側の端部に形成される副室と、前記隔壁に設けられ前記主室と前記副室とを連通する連通路とを備えた燃焼室と、前記燃焼室に燃料を供給する噴射装置と、前記副室内に臨み前記副室内の混合気に点火を行う点火装置と、を備えたエンジンと、前記エンジンにおけるノッキングの発生を検出又は予測する手段と、前記ノッキングを回避する制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ノッキングの発生が検出又は予測された際に、前記噴射装置により前記副室へ燃料を供給する副室噴射の燃料噴射量を低減する燃料噴射低減制御を行い、且つ、前記点火装置による前記混合気への点火エネルギを増大させる点火エネルギ増大制御を行うエンジンの制御装置を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention provides an engine including a combustion chamber having a main chamber surrounded by the inner circumferential surface of the cylinder, the inner surface of the cylinder head, and the top surface of the piston, a sub-chamber separated from the main chamber by a partition and formed at the end of the main chamber on the cylinder head side, a communication passage provided in the partition that connects the main chamber to the sub-chamber, an injection device that supplies fuel to the combustion chamber, and an ignition device facing the sub-chamber and igniting the mixture in the sub-chamber, a means for detecting or predicting the occurrence of knocking in the engine, and a control means for controlling to avoid the knocking, and the control means employs an engine control device that performs fuel injection reduction control to reduce the amount of fuel injection of the sub-chamber injection that supplies fuel to the sub-chamber by the injection device when the occurrence of knocking is detected or predicted, and performs ignition energy increase control to increase the ignition energy of the mixture by the ignition device.

ここで、前記制御手段は、前記ノッキングの発生が検出又は予測された際に、前記点火装置による前記混合気への点火時期をリタードさせる点火時期遅角制御を行う構成を採用できる。 Here, the control means may be configured to perform ignition timing retard control to retard the ignition timing of the ignition device to the air-fuel mixture when the occurrence of knocking is detected or predicted.

このとき、前記点火エネルギ増大制御は、前記点火時期遅角制御における点火時期のリタード量が大きいほど、点火エネルギの増大量を大きく設定する構成を採用できる。 In this case, the ignition energy increase control can be configured to set a larger increase in ignition energy the greater the amount of retardation of the ignition timing in the ignition timing retard control.

また、前記点火時期遅角制御を行う際は、前記噴射装置による前記副室噴射の噴射時期をリタードさせる噴射時期遅角制御を行う構成を採用できる。 When performing the ignition timing retard control, a configuration can be adopted in which injection timing retard control is performed to retard the injection timing of the pre-chamber injection by the injection device.

これらの各態様において、前記エンジンにおけるトルク変動又は燃焼変動を検出する手段を備え、前記点火エネルギ増大制御は、前記トルク変動又は前記燃焼変動が所定値を超えた場合にのみ行われる構成を採用できる。 In each of these aspects, a means for detecting torque fluctuations or combustion fluctuations in the engine can be provided, and the ignition energy increase control can be performed only when the torque fluctuations or combustion fluctuations exceed a predetermined value.

これらの各態様において、前記主室内の空燃比を検出又は推定する空燃比検出手段を備え、前記制御手段は、前記ノッキングの発生が検出又は予測された際に、前記空燃比が所定値よりも燃料が濃い状態であれば、前記点火時期遅角制御を行うとともに前記点火エネルギ増大制御は行わず、前記噴射装置から前記主室へ燃料を供給する主室噴射の燃料噴射量を低減し、さらに前記ノッキングの発生の検出又は予測が継続する場合は、さらなる前記点火時期遅角制御を行うとともに前記点火エネルギ増大制御を行う構成を採用できる。 In each of these aspects, an air-fuel ratio detection means is provided for detecting or estimating the air-fuel ratio in the main chamber, and the control means, if the occurrence of knocking is detected or predicted and the air-fuel ratio is richer than a predetermined value, performs the ignition timing retard control and does not perform the ignition energy increase control, but reduces the amount of fuel injection of the main chamber injection that supplies fuel from the injection device to the main chamber, and if the detection or prediction of the occurrence of knocking continues, further performs the ignition timing retard control and performs the ignition energy increase control.

この発明によれば、様々な運転状況下で良好な燃焼を確保できる。 This invention ensures good combustion under a variety of operating conditions.

副室式エンジンの縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a pre-combustion chamber engine. 図1のII-II断面図である。This is a cross-sectional view of FIG. 副室式エンジンの燃焼状態を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the combustion state of a pre-combustion chamber engine. 副室式エンジンの燃焼状態を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the combustion state of a pre-combustion chamber engine. 副室式エンジンの燃焼状態を示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the combustion state of a pre-combustion chamber engine. 通常の運転状態での制御を示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing control under normal operating conditions. この発明の制御を示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing the control of the present invention. この発明の制御を示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing the control of the present invention. この発明に係る車両の一例を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an example of a vehicle according to the present invention;

この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態はハイブリッド車両60(以下、単に車両60と称する)であり、その車両60が搭載するエンジン10の要部を図1及び図2に示す。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is a hybrid vehicle 60 (hereinafter simply referred to as vehicle 60), and the main parts of the engine 10 mounted on the vehicle 60 are shown in Figures 1 and 2.

車両60は、主として走行用の電源として用いるバッテリ50と、二つの回転電機30,40とを備えている。一方の回転電機30(以下、第1回転電機30と称する)はスタータとして機能し、その第1回転電機30の動作によりエンジン10が始動する。他方の回転電機40(以下、第2回転電機40と称する)は、走行用の駆動力を供給するモータである。また、第1回転電機30は、エンジン10の駆動力によって発電するジェネレータとしても機能する(図7参照)。 The vehicle 60 is equipped with a battery 50 that is used primarily as a power source for traveling, and two rotating electric machines 30, 40. One rotating electric machine 30 (hereinafter referred to as the first rotating electric machine 30) functions as a starter, and the engine 10 starts when the first rotating electric machine 30 operates. The other rotating electric machine 40 (hereinafter referred to as the second rotating electric machine 40) is a motor that supplies driving force for traveling. The first rotating electric machine 30 also functions as a generator that generates electricity using the driving force of the engine 10 (see FIG. 7).

車両60は、電動走行モード(EVモード)・シリーズ走行モード・パラレル走行モードの3種類の走行モードが設定されているハイブリッド車両である。車両60が備える電子制御ユニット(Electronic Control Unit)20が、その時点での車両60の状態や走行状態、運転者の要求等に応じて最適な走行モードを選択する。選択された走行モードに応じて、エンジン10、第1回転電機30、及び第2回転電機40等が制御される。実施形態では、車両60として、家庭用コンセント等から差込プラグを用いて直接、バッテリ50に充電できるプラグインハイブリッドカー(plug-in hybrid car/PHEV車両)を想定している。 The vehicle 60 is a hybrid vehicle that has three drive modes: an electric drive mode (EV mode), a series drive mode, and a parallel drive mode. An electronic control unit (Electronic Control Unit) 20 provided in the vehicle 60 selects the optimal drive mode depending on the state and drive state of the vehicle 60 at that time, the driver's request, etc. The engine 10, the first rotating electric machine 30, the second rotating electric machine 40, etc. are controlled depending on the selected drive mode. In the embodiment, the vehicle 60 is assumed to be a plug-in hybrid car (PHEV vehicle) that can charge the battery 50 directly using a plug from a household outlet, etc.

第1回転電機30は、電動機(モータ)としての機能と、発電機(ジェネレータ)としての機能を併せ持つ、電動発電機(モータ・ジェネレータ)である。第1回転電機30は、エンジン10を始動させる際に、スタータ用の電動機として機能する。このとき、バッテリ50、又は、別途搭載された補助バッテリからの電力を利用する。また、エンジン10の稼働時には、エンジン10の駆動力によって発電する機能を発揮する。第1回転電機30によって発電された電力は、第2回転電機40及びバッテリ50等に供給されるようになっている。第1回転電機30の回転軸は、ベルト等の無端状部材やギヤ等を介して、エンジン10のクランクシャフトに接続されている。第1回転電機30は、エンジン10の稼働中は、通常はクランクシャフトの回転に伴って連れ回される状態となる。 The first rotating electric machine 30 is a motor-generator that functions both as an electric motor (motor) and as a generator. When starting the engine 10, the first rotating electric machine 30 functions as a starter motor. At this time, it uses power from the battery 50 or a separately installed auxiliary battery. In addition, when the engine 10 is running, it performs the function of generating power using the driving force of the engine 10. The power generated by the first rotating electric machine 30 is supplied to the second rotating electric machine 40 and the battery 50, etc. The rotating shaft of the first rotating electric machine 30 is connected to the crankshaft of the engine 10 via an endless member such as a belt or a gear. When the engine 10 is running, the first rotating electric machine 30 is usually rotated along with the rotation of the crankshaft.

第2回転電機40は、車両60の走行用の駆動源として設けられている。第2回転電機40は、バッテリ50に蓄電されている電力や第1回転電機30で発電された電力を使用して駆動される。第2回転電機40は、図6に示すように、フロント側に一つのみ配置された例もあるし、フロント側及びリア側のそれぞれに設けられている例もあり、その設置数や設置箇所は様々である。また、第2回転電機40は、主に惰行時に回生電力を発生させる発電機としても機能する。 The second rotating electric machine 40 is provided as a drive source for driving the vehicle 60. The second rotating electric machine 40 is driven using the electric power stored in the battery 50 and the electric power generated by the first rotating electric machine 30. As shown in FIG. 6, there are examples where only one second rotating electric machine 40 is provided on the front side, and examples where one is provided on the front side and one on the rear side, and the number and locations of the second rotating electric machines 40 vary. The second rotating electric machine 40 also functions as a generator that generates regenerative electric power mainly during coasting.

第1回転電機30及び第2回転電機40と電子制御ユニット20との間には、直流電流と交流電流とを変換するインバータを備えたコントロールユニット(図示せず)が設けられている。第1回転電機30及び第2回転電機40の駆動時における回転速度は、インバータを介して電子制御ユニット20によって制御される。 A control unit (not shown) equipped with an inverter that converts DC and AC currents is provided between the first rotating electric machine 30 and the second rotating electric machine 40 and the electronic control unit 20. The rotational speeds of the first rotating electric machine 30 and the second rotating electric machine 40 when they are driven are controlled by the electronic control unit 20 via the inverter.

エンジン10は、ガソリンエンジンである。エンジン10のクランクシャフトの回転は、走行モードに応じて、トルクコンバータ、連続可変トランスミッション(Continuously Variable Transmission)、クラッチ、ディファレンシャル等を介して駆動輪に伝達される状態と、その伝達が遮断された状態とに切り替えられる。 Engine 10 is a gasoline engine. Depending on the driving mode, the rotation of the crankshaft of engine 10 is switched between a state in which it is transmitted to the drive wheels via a torque converter, a continuously variable transmission, a clutch, a differential, etc., and a state in which the transmission is cut off.

バッテリ50は、第1回転電機30による発電電力及び第2回転電機40による回生電力の蓄電(充電)と、その蓄電された電力の放電が可能な高電圧電源である。バッテリ50は、主として走行用の電力を供給する電源として使用される。この実施形態では、バッテリ50は、プラグインハイブリッドカー(PHEV車両)に対応して、車両外部の電源、例えば、家庭用交流電源からの充電(普通充電)や、高圧直流電源からの充電(急速充電)等の外部充電が可能となっている。 The battery 50 is a high-voltage power source that can store (charge) the power generated by the first rotating electric machine 30 and the regenerated power by the second rotating electric machine 40, and can discharge the stored power. The battery 50 is mainly used as a power source that supplies power for driving. In this embodiment, the battery 50 is compatible with a plug-in hybrid car (PHEV vehicle) and can be externally charged, such as from a power source outside the vehicle, for example, a household AC power source (normal charging) or from a high-voltage DC power source (fast charging).

車両60には、ドライバが操作するステアリング、ブレーキペダル及びアクセルペダル等が備えられている。ブレーキペダルには、ドライバによるブレーキペダルの踏み込み力を検知するブレーキセンサが設けられている。また、アクセルペダルには、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量を検知するアクセルポジションセンサが設けられている。ブレーキセンサによって検知されたブレーキ情報、及び、アクセルポジションセンサによって検知されたアクセル情報は、電子制御ユニット20に送られる。また、車両60は、車軸等に設けられて車両60の走行速度を検知する車速センサを備えている。車速センサによって検知された車速情報も、電子制御ユニット20に送られる。 The vehicle 60 is equipped with a steering wheel, a brake pedal, an accelerator pedal, and the like that are operated by the driver. The brake pedal is provided with a brake sensor that detects the force with which the driver presses the brake pedal. The accelerator pedal is provided with an accelerator position sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal by the driver. Brake information detected by the brake sensor and accelerator information detected by the accelerator position sensor are sent to the electronic control unit 20. The vehicle 60 is also equipped with a vehicle speed sensor that is provided on the axle or the like and detects the traveling speed of the vehicle 60. Vehicle speed information detected by the vehicle speed sensor is also sent to the electronic control unit 20.

また、車両60には、エンジン10の回転数を検出するエンジン回転数センサと、第1回転電機30、第2回転電機40の回転数をそれぞれ検出する回転数センサと、バッテリ50のセル電圧を検出する電圧センサと、バッテリ50の電流を検出する電流センサ等が設けられている。また、車両60は、エンジン10の冷却水の温度を検出する水温センサや、エンジンオイルの温度を検出する油温センサを備えている。これらのセンサ類からの情報も電子制御ユニット20に送られる。 The vehicle 60 is also provided with an engine speed sensor that detects the speed of the engine 10, speed sensors that detect the speeds of the first rotating electric machine 30 and the second rotating electric machine 40, a voltage sensor that detects the cell voltage of the battery 50, and a current sensor that detects the current of the battery 50. The vehicle 60 is also provided with a water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water for the engine 10, and an oil temperature sensor that detects the temperature of the engine oil. Information from these sensors is also sent to the electronic control unit 20.

電子制御ユニット20は、主としてエンジン10を制御するエンジン制御部21と、ハイブリッド車両全体の動作を制御する車両制御部22とを備えている。電子制御ユニット20は、車両60が備える各種装置を制御する電子制御装置(コンピュータ)の集合である。その内部には、バスを介して互いに接続されたインターフェイス、プロセッサ,メモリ等が内蔵されている。エンジン制御部21及び車両制御部22で実行される制御の内容は予めメモリに保存されており、また制御の進行とともに新たなデータが保存されて、それらのデータが以後の制御に活用されている。電子制御ユニット20は、ドライバの各種操作に基づく信号や、その時点での運転状態に対応して、電動走行モード(第2回転電機40の駆動力のみで走行するモード)、シリーズ走行モード(エンジン10の駆動力で第1回転電機30を作動させて発電しながら、その発電した電力を用いて、第2回転電機40の駆動力のみで走行するモード)、パラレル走行モード(エンジン10の駆動力で車両60を走行させ、必要に応じて第2回転電機40の駆動力で車両60の走行をアシストするモード)等の走行モードの選択、及び切り替えを行っている。 The electronic control unit 20 comprises an engine control unit 21 that mainly controls the engine 10, and a vehicle control unit 22 that controls the operation of the entire hybrid vehicle. The electronic control unit 20 is a collection of electronic control devices (computers) that control various devices equipped in the vehicle 60. Inside it are built-in interfaces, processors, memories, etc. that are connected to each other via a bus. The contents of the controls executed by the engine control unit 21 and the vehicle control unit 22 are stored in advance in memory, and new data is stored as the control progresses, and this data is used for future control. The electronic control unit 20 selects and switches between driving modes such as electric driving mode (a mode in which the vehicle runs only on the driving force of the second rotating electric machine 40), series driving mode (a mode in which the vehicle runs only on the driving force of the second rotating electric machine 40 using the driving force of the engine 10 to operate the first rotating electric machine 30 to generate electricity, and a parallel driving mode (a mode in which the vehicle 60 runs on the driving force of the engine 10 and, as necessary, the driving force of the second rotating electric machine 40 assists the vehicle 60 in running).

エンジン10は、副室式エンジンである。図1及び図2は、エンジン10の1つのシリンダ(気筒)2の要部を示している。その構成は、燃焼室C内に空気を送り込む吸気通路(吸気ポート)5、燃焼室Cから引き出された排気通路(排気ポート)6、燃焼室Cに燃料を供給する噴射装置9等を備えている。吸気通路5の燃焼室Cへの開口5aは、吸気バルブ7によって開閉する。また、排気通路6の燃焼室Cへの開口6aは、排気バルブ8によって開閉する。実施形態では、噴射装置9として、燃焼室C内に直接燃料を噴射する直噴式燃料噴射装置9aと、吸気通路5内に燃料を噴射するポート噴射式燃料噴射装置9bの両方を備えている。図では、この発明に直接関係する部材、手段のみを示し、他の部材等については図示省略している。エンジン10が備える気筒の数は、車両60やエンジン10の仕様に応じて自由に設定でき、例えば、3気筒、4気筒、また、それ以外の気筒数であってもよい。 The engine 10 is a sub-chamber type engine. Figures 1 and 2 show the main parts of one cylinder 2 of the engine 10. The engine 10 is equipped with an intake passage (intake port) 5 that feeds air into the combustion chamber C, an exhaust passage (exhaust port) 6 drawn from the combustion chamber C, an injection device 9 that supplies fuel to the combustion chamber C, and the like. The opening 5a of the intake passage 5 to the combustion chamber C is opened and closed by an intake valve 7. The opening 6a of the exhaust passage 6 to the combustion chamber C is opened and closed by an exhaust valve 8. In the embodiment, the injection device 9 is equipped with both a direct injection type fuel injection device 9a that directly injects fuel into the combustion chamber C and a port injection type fuel injection device 9b that injects fuel into the intake passage 5. In the figures, only the members and means directly related to this invention are shown, and other members, etc. are omitted. The number of cylinders that the engine 10 has can be freely set according to the specifications of the vehicle 60 and the engine 10, and may be, for example, three cylinders, four cylinders, or any other number of cylinders.

図1に示すように、燃焼室Cは、シリンダ(シリンダブロック)2の内周面2a、シリンダヘッド13の内面(下面)、及び、ピストン3の頂面3aに囲まれて形成される主室1と、主室1と隔てられ主室1のシリンダヘッド13側の端部に形成される副室11とを備えている。また、燃焼室Cは、主室1と副室11とを隔てる隔壁14と、その隔壁14を貫通する細孔からなる連通路12を備えている。連通路12によって、主室1の空間と副室11の空間とが連通している。また、副室11には、電気火花を飛ばすことでその副室11内の混合気を着火させる点火装置4が設けられている。 As shown in FIG. 1, the combustion chamber C includes a main chamber 1 surrounded by the inner peripheral surface 2a of the cylinder (cylinder block) 2, the inner surface (lower surface) of the cylinder head 13, and the top surface 3a of the piston 3, and an auxiliary chamber 11 separated from the main chamber 1 and formed at the end of the main chamber 1 on the cylinder head 13 side. The combustion chamber C also includes a partition wall 14 separating the main chamber 1 from the auxiliary chamber 11, and a communication passage 12 consisting of a small hole penetrating the partition wall 14. The communication passage 12 connects the space of the main chamber 1 to the space of the auxiliary chamber 11. The auxiliary chamber 11 is also provided with an ignition device 4 that ignites the mixture in the auxiliary chamber 11 by producing an electric spark.

エンジン10の稼働状態を説明すると、まず、図3Aに示すように、吸気通路5から主室1内に空気が導入され、噴射装置9からの燃料の噴射によって主室1内にリーンな混合気が形成される。リーンな混合気は、図3Bに示すように、ピストン3が上昇する圧縮行程時に、主室1から副室11内へと押し込まれる。ここで、図3Cに示すように、点火装置4の電極4aでスパークが生じることで、副室11に導入された混合気が着火する。副室11内での混合気の着火により、その火炎は、連通路12を通じて主室1側へ噴射され、高速のジェット火炎となる。このジェット火炎により、混合気がリーンな状態(大量の排気還流ガス導入時を含む)においても、その燃焼が促進される。燃焼後のガスは、排気通路6を通じて外部へ排出される。なお、実施形態では、1燃焼サイクル中に、2度の燃料噴射が行われている。すなわち、主に主室1へ燃料を供給するための1回目の噴射と、主に副室11に燃料を供給するための2回目の噴射が行われている。1回目の燃料噴射は吸気行程に行われ、これを以下、主室噴射と称する。2回目の燃料噴射は圧縮行程に行われ、これを以下、副室噴射と称する。実施形態では、主室噴射は主としてポート噴射式燃料噴射装置9bによって、副室噴射は主として直噴式燃料噴射装置9aによって行われる。 To explain the operating state of the engine 10, first, as shown in FIG. 3A, air is introduced into the main chamber 1 from the intake passage 5, and a lean mixture is formed in the main chamber 1 by the injection of fuel from the injector 9. The lean mixture is pushed from the main chamber 1 into the auxiliary chamber 11 during the compression stroke when the piston 3 rises, as shown in FIG. 3B. Here, as shown in FIG. 3C, a spark is generated at the electrode 4a of the ignition device 4, and the mixture introduced into the auxiliary chamber 11 is ignited. When the mixture is ignited in the auxiliary chamber 11, the flame is injected to the main chamber 1 side through the connecting passage 12, becoming a high-speed jet flame. This jet flame promotes the combustion of the mixture even when it is lean (including when a large amount of exhaust gas is introduced). The gas after combustion is discharged to the outside through the exhaust passage 6. In the embodiment, fuel is injected twice during one combustion cycle. That is, a first injection is performed to supply fuel mainly to the main chamber 1, and a second injection is performed to supply fuel mainly to the auxiliary chamber 11. The first fuel injection is performed during the intake stroke, which will be referred to as the main chamber injection below. The second fuel injection is performed during the compression stroke, which will be referred to as the auxiliary chamber injection below. In this embodiment, the main chamber injection is mainly performed by the port injection type fuel injection device 9b, and the auxiliary chamber injection is mainly performed by the direct injection type fuel injection device 9a.

ここで、前述のように、一般的なエンジンでは、高負荷でノッキングが発生すると点火時期をリタード(遅角)させて、筒内圧力を低下させることで、ノッキングを回避していた。しかし、副室式エンジンでは、燃焼室C内における火炎の伝播が速いため、ノッキングの発生はエンジン回転数の大小にはあまり影響されず、エンジン負荷の大小による影響が大きい。例えば、エンジン負荷が小さい領域では、エンジン回転数の大小に関わらず燃焼サイクル変動が大きくなる傾向がある。このため、燃料の噴射量(実施形態では、直噴式燃料噴射装置9aとポート噴射式燃料噴射装置9bの両方を備えているので、特に、直噴式燃料噴射装置9aによる燃料噴射量)を増大させることで対応している。また、例えば、エンジン負荷が大きい領域では、エンジン回転数の大小に関わらずノッキングの発生が顕著になる傾向がある。このため、燃料の噴射量(実施形態では、直噴式燃料噴射装置9aとポート噴射式燃料噴射装置9bの両方を備えているので、特に、直噴式燃料噴射装置9aによる燃料噴射量)を減少させることで対応している。 As mentioned above, in a typical engine, when knocking occurs under high load, the ignition timing is retarded to reduce the pressure inside the cylinder, thereby preventing knocking. However, in a pre-chamber engine, the flame propagates quickly in the combustion chamber C, so the occurrence of knocking is not affected much by the engine speed, but is affected more by the engine load. For example, in a region where the engine load is low, the combustion cycle fluctuations tend to be large regardless of the engine speed. For this reason, the amount of fuel injected (in the embodiment, both the direct fuel injection device 9a and the port fuel injection device 9b are provided, so the amount of fuel injected by the direct fuel injection device 9a in particular) is increased. Also, for example, in a region where the engine load is high, knocking tends to occur more prominently regardless of the engine speed. For this reason, the amount of fuel injected (in the embodiment, both the direct fuel injection device 9a and the port fuel injection device 9b are provided, so the amount of fuel injected by the direct fuel injection device 9a in particular) is reduced.

なお、電子制御ユニット20は、その時点でのエンジン10の回転数とエンジン負荷との関係から、ノッキングの発生を検出又は予測する手段を備えている。このようなノッキングの発生を検出又は予測する手段を、以下、ノッキング検出予測手段と称する。ノッキング検出予測手段としては、他にも、エンジン10の振動や筒内圧の変化、又は、クランクシャフトの回転角速度の変化等によってトルク変動又は燃焼変動を検出することで、ノッキングの発生を検出又は予測する装置を採用してもよい。ノッキングの発生が検出又は予測される運転領域を、以下、ノッキング発生領域と称する。 The electronic control unit 20 is provided with a means for detecting or predicting the occurrence of knocking based on the relationship between the engine 10 speed and engine load at that time. Such a means for detecting or predicting the occurrence of knocking is hereinafter referred to as a knocking detection and prediction means. As the knocking detection and prediction means, a device that detects or predicts the occurrence of knocking by detecting torque fluctuations or combustion fluctuations due to vibrations of the engine 10, changes in cylinder pressure, or changes in the rotational angular velocity of the crankshaft, etc., may also be used. The operating region in which the occurrence of knocking is detected or predicted is hereinafter referred to as a knocking occurrence region.

実施形態のエンジン10は、理論空燃比(A/F=14.7)よりも燃料の比率が低い(燃料が薄い)リーンな混合気を基本としている。その基本となるリーンな混合気の空燃比を、初期値とする。なお、空燃比とは、Air/fuel ratioであり、空気質量を燃料質量で割った無次元量で表される。電子制御ユニット20は、エンジン10周囲のセンサ類からの情報に基づいて、副室11内の空燃比、及び、燃焼室C全体の空燃比等を推定する機能を有している。 The engine 10 of this embodiment is based on a lean mixture with a lower fuel ratio (lean fuel) than the theoretical air-fuel ratio (A/F = 14.7). The air-fuel ratio of this lean mixture is the initial value. The air-fuel ratio is the air/fuel ratio, which is a dimensionless quantity obtained by dividing the air mass by the fuel mass. The electronic control unit 20 has the function of estimating the air-fuel ratio in the auxiliary chamber 11 and the air-fuel ratio of the entire combustion chamber C, etc., based on information from sensors around the engine 10.

ノッキングの発生領域では、電子制御ユニット20が備える制御手段が、ノッキングを回避する制御を行う。制御手段は、まずは、ノッキングの発生領域に入った際に(ノッキングの発生が検出又は予測された際に)、直噴式燃料噴射装置9aによる副室噴射の燃料の噴射量を低減する燃料噴射低減制御を行い、ノッキングを回避する。しかし、燃料の噴射量を低減すると、燃焼室C内、副室11内がリーンな環境になってしまい、点火時期の設定可能な時期が非常に限定されてしまう。 In the knocking occurrence region, the control means provided in the electronic control unit 20 performs control to avoid knocking. The control means first performs fuel injection reduction control to reduce the amount of fuel injected by the direct fuel injection device 9a in the auxiliary chamber when the knocking occurrence region is entered (when the occurrence of knocking is detected or predicted), thereby avoiding knocking. However, reducing the amount of fuel injected creates a lean environment in the combustion chamber C and the auxiliary chamber 11, and the period during which the ignition timing can be set is extremely limited.

図4は、燃料の噴射量を低減する前の空燃比の変化を示す空燃比曲線Gと、燃料の噴射量を低減した後の空燃比の変化を示す低減後空燃比曲線F、(直噴による)燃料の噴射時期C、最適点火時期Dを示している。空燃比曲線Gは、1燃焼サイクル中の経過で噴射時期Cから副室11内の空燃比が減少(燃料量が増加)し始め、おおよそ最適点火時期Dで空燃比が最小値(燃料量が最大値)となり、ピストン3が上死点Eに近づくにつれて、どんどん空燃比が増大(燃料量が減少)していく。ここで、副室11内の空燃比が最小値(最もリッチ)となる地点が、最適点火時期Dである。点火可能な副室内燃料量の上限ラインAと、副室11内の空燃比曲線Gで囲まれた範囲、すなわち、点sから点aの範囲Lでのみ、安定した点火が確保される。しかし、燃料の噴射量が低減されて、空燃比曲線Gから低減後空燃比曲線Fに移行すると、良好な燃焼が実現する適切な点火時期の範囲、すなわち、点sから点aの範囲Lはますます縮小し、燃焼が安定しない事態が生じやすくなる。 4 shows an air-fuel ratio curve G showing the change in the air-fuel ratio before the fuel injection amount is reduced, a post-reduction air-fuel ratio curve F showing the change in the air-fuel ratio after the fuel injection amount is reduced, a fuel injection timing C (by direct injection), and an optimal ignition timing D. The air-fuel ratio curve G shows that the air-fuel ratio in the auxiliary chamber 11 starts to decrease (the amount of fuel increases) from the injection timing C during one combustion cycle, and the air-fuel ratio becomes minimum (the amount of fuel becomes maximum) at approximately the optimal ignition timing D. As the piston 3 approaches the top dead center E, the air-fuel ratio increases (the amount of fuel decreases). Here, the point where the air-fuel ratio in the auxiliary chamber 11 becomes minimum (richest) is the optimal ignition timing D. Stable ignition is ensured only in the range surrounded by the upper limit line A of the amount of fuel in the auxiliary chamber that can be ignited and the air-fuel ratio curve G in the auxiliary chamber 11, that is, the range L A from point s to point a. However, when the amount of fuel injection is reduced and the air-fuel ratio curve G shifts to the post-reduced air-fuel ratio curve F, the range of appropriate ignition timing for achieving good combustion, i.e., the range LA from point s to point a, becomes increasingly narrow, making it more likely that the combustion will become unstable.

そこで、制御手段は、ノッキングの発生領域に入った際に(ノッキングの発生が検出又は予測された際に)、燃料噴射低減制御とともに、点火装置4による混合気への点火エネルギを増大させる点火エネルギ増大制御を行うようにしている。点火エネルギを増大させると、点火可能な副室内空燃比の上限ラインAは、グラフ上で上限ラインAよりもリーン側(下方側)にある修正上限ラインBに移行する。このため、良好な燃焼が実現する適切な点火時期の範囲を、修正上限ラインBと低減後空燃比曲線Fで囲まれる範囲、すなわち、点s’から点a’までの範囲Lに拡大でき、点火の安定性を確保できる。また、点火時期を設定できる範囲も拡大する。 Therefore, when the knocking occurrence region is entered (when the occurrence of knocking is detected or predicted), the control means performs the fuel injection reduction control as well as the ignition energy increase control for increasing the ignition energy to the mixture by the ignition device 4. When the ignition energy is increased, the upper limit line A of the pre-chamber air-fuel ratio at which ignition is possible shifts to the modified upper limit line B which is on the leaner side (lower side) than the upper limit line A on the graph. Therefore, the range of appropriate ignition timing at which good combustion is realized can be expanded to the range surrounded by the modified upper limit line B and the reduced air-fuel ratio curve F, that is, the range L B from point s' to point a', and the stability of ignition can be ensured. In addition, the range in which the ignition timing can be set is also expanded.

従来は、いかなる点火時期(クランク角)に対しても、点火エネルギは一定であった。しかし、この発明では、ノッキング回避のために燃料の噴射量を低減する際に、点火エネルギを増大させることで、良好な燃焼を安定的に確保できるようになる。ただし、点火エネルギを常時増大させると点火装置4(点火プラグ)が溶損したり、電気を多く使うことで、エンジン10の熱効率が低下することが考えられる。このため、点火エネルギを増大する際には、必要最低限のエネルギ増強に留める必要がある。 Conventionally, ignition energy was constant regardless of the ignition timing (crank angle). However, with this invention, when the amount of fuel injected is reduced to avoid knocking, the ignition energy is increased, making it possible to ensure good and stable combustion. However, constantly increasing the ignition energy may cause the ignition device 4 (spark plug) to melt, or may use too much electricity, reducing the thermal efficiency of the engine 10. For this reason, when increasing the ignition energy, it is necessary to limit the increase in energy to the minimum necessary.

点火エネルギ増大制御は、制御開始前の定常状態での点火エネルギC1(第1点火エネルギC1と称する。)に対し、制御開始後に相当する点火エネルギC2(第2点火エネルギC2と称する。)を相対的に大きく設定する。ここで、
(第2点火エネルギC2)=(第1点火エネルギC1)×α
とした場合に、α>1であり、例えば、そのαの値をそれぞれ、1.1、1.2、1.3、1.4,・・・等として、運転状態に応じた必要最小限の数値に設定することができる。
In the ignition energy increase control, an ignition energy C2 (referred to as a second ignition energy C2) corresponding to the start of the control is set to be relatively large compared to an ignition energy C1 (referred to as a first ignition energy C1) in a steady state before the start of the control. Here,
(Second ignition energy C2)=(First ignition energy C1)×α
In this case, α>1, and the value of α can be set to, for example, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, . . . , or the like, which is the minimum required value according to the operating state.

ここで、点火時期を設定できる範囲が、点s’から点a’までの範囲Lに拡大したことから、制御手段は、点火装置4による混合気への点火時期をリタードさせる点火時期遅角制御を行うことができる。点火時期遅角制御を行うことで、ノッキングの回避がさらに確実である。 Here, since the range in which the ignition timing can be set is expanded to the range L B from point s' to point a', the control means can perform ignition timing retard control to retard the timing of ignition of the air-fuel mixture by the ignition device 4. By performing ignition timing retard control, knocking can be avoided more reliably.

点火時期遅角制御では、点火時期を、制御開始前の定常状態での点火時期B1(第1点火時期B1と称する)から、制御開始後に相当する点火時期B2(第2点火時期B2と称する)に遅角させる。第1点火時期B1は、図5に示すs点とa点との間、すなわち、副室11内の空燃比が、上限ラインAの数値を下回り(グラフ上でラインAよりもリッチ側(上方側)であり)、混合気への着火が円滑である時期であればよい。通常は、第1点火時期B1は、副室11内の空燃比が最もリッチとなる時期D(最適点火時期D)に一致させて熱効率を向上させている。第1点火時期B1は、できる限り最適点火時期Dに近いことが望ましい。第2点火時期B2は、図5に示すs’点とa’点との間、すなわち、副室11内の空燃比が、修正上限ラインBの数値を下回り(グラフ上でラインBよりもリッチ側(上方側)であり)、混合気への着火が円滑である時期であればよい。 In the ignition timing retard control, the ignition timing is retarded from the ignition timing B1 (referred to as the first ignition timing B1) in the steady state before the start of the control to the ignition timing B2 (referred to as the second ignition timing B2) corresponding to the start of the control. The first ignition timing B1 may be between points s and a shown in FIG. 5, that is, a timing when the air-fuel ratio in the auxiliary chamber 11 is below the numerical value of the upper limit line A (richer side (upper side) than line A on the graph) and the mixture is smoothly ignited. Usually, the first ignition timing B1 is set to coincide with the timing D (optimum ignition timing D) when the air-fuel ratio in the auxiliary chamber 11 is the richest, improving the thermal efficiency. It is desirable that the first ignition timing B1 is as close to the optimal ignition timing D as possible. The second ignition timing B2 may be between points s' and a' shown in FIG. 5, that is, a timing when the air-fuel ratio in the auxiliary chamber 11 falls below the value of the modified upper limit line B (is on the richer side (above) line B on the graph) and the mixture is smoothly ignited.

さらに、点火時期遅角制御を行う際は、噴射装置9(特に、直噴式燃料噴射装置9a)による燃料の噴射時期をリタードさせる噴射時期遅角制御を併せて行うようにしてもよい。例えば、点火時期をクランク角で5(deg)だけリタードする場合に、燃料の噴射時期もクランク角で5(deg)だけリタードする等、点火時期のリタード量と同じ角度だけ、燃料の噴射時期をリタードする手法がある。また、点火時期のリタード量よりも少ない角度だけ、燃料の噴射時期をリタードする手法、あるいは、点火時期のリタード量よりも多い角度だけ、燃料の噴射時期をリタードする手法もある。これにより、点火時期における点火装置4周辺への燃料の残存量を多くすることができる。 Furthermore, when performing ignition timing retard control, injection timing retard control may also be performed to retard the fuel injection timing by the injector 9 (particularly the direct injection fuel injector 9a). For example, when retarding the ignition timing by 5 degrees of crank angle, there is a method of retarding the fuel injection timing by the same angle as the amount of retardation of the ignition timing, such as retarding the fuel injection timing by 5 degrees of crank angle. There is also a method of retarding the fuel injection timing by an angle smaller than the amount of retardation of the ignition timing, or a method of retarding the fuel injection timing by an angle larger than the amount of retardation of the ignition timing. This makes it possible to increase the amount of fuel remaining around the ignition device 4 at the ignition timing.

また、点火時期遅角制御を行う際は、その点火時期のリタード量が大きいほど、点火エネルギ増大制御における点火エネルギの増大量を大きく設定する手法を採用してもよい。図6は、設定される点火時期と、その点火時期に対応して設定される点火エネルギの大きさを示している。点火エネルギの大きさを示すグラフHは、空燃比曲線Gの頂部b点(最適点火時期D)付近又はその遅角側に位置する基準点cで最小値となり、それよりも遅角側、進角側へ点火時期が異動するにつれて、点火エネルギが大きくなるように設定されている。また、例えば、点火時期をクランク角で5(deg)だけリタードする場合に、点火エネルギの増大の係数α=1.05とし、点火時期をクランク角で7.5(deg)だけリタードする場合に、点火エネルギの増大の係数α=1.075とする等、点火エネルギ増大量の元の点火エネルギに対する比率(%)を、クランク角のリタード量(deg)に比例させる手法を採用してもよい。 In addition, when performing ignition timing retard control, a method may be adopted in which the increase in ignition energy in ignition energy increase control is set to a larger amount as the retard amount of the ignition timing increases. Figure 6 shows the set ignition timing and the magnitude of ignition energy set corresponding to the ignition timing. Graph H showing the magnitude of ignition energy is set to a minimum value at reference point c located near or on the retard side of the apex b (optimum ignition timing D) of the air-fuel ratio curve G, and is set so that the ignition energy increases as the ignition timing is shifted further toward the retard side or advance side. Also, for example, if the ignition timing is retarded by 5 (deg) of crank angle, the coefficient of increase in ignition energy α is set to 1.05, and if the ignition timing is retarded by 7.5 (deg) of crank angle, the coefficient of increase in ignition energy α is set to 1.075. A method may be adopted in which the ratio (%) of the increase in ignition energy to the original ignition energy is proportional to the retard amount (deg) of the crank angle.

さらに、この車両60が、エンジン10におけるトルク変動又は燃焼変動を検出する手段(前述のノッキング検出予測手段がトルク変動又は燃焼変動を検出するものである場合はそれを用いてもよい)を備えている場合には、そのトルク変動又は燃焼変動の情報を用いて、点火エネルギ増大制御を行うかどうか、また、点火エネルギ増大制御を行う場合にはその増大の程度を決定する手法を採用してもよい。例えば、点火エネルギ増大制御を、トルク変動又は燃焼変動が所定値を超えた場合にのみ行う手法が考えられる。ここで所定値とは、燃焼室C内における混合気の燃焼が不安定であると認識できる下限のトルク変動又は燃焼変動の数値とし、事前のシミュレーション等でその数値を得ておく手法がある。また、その時点でのトルク変動又は燃焼変動の数値に基づいて、各数値と所定値との差(各数値>所定値)に基づいて、その差が大きいほど、点火エネルギの増大の係数αを大きくする手法がある。 Furthermore, if the vehicle 60 is equipped with a means for detecting torque fluctuation or combustion fluctuation in the engine 10 (if the knocking detection and prediction means described above detects torque fluctuation or combustion fluctuation, it may be used), a method may be adopted in which the information on the torque fluctuation or combustion fluctuation is used to determine whether or not to perform ignition energy increase control, and if so, the degree of increase. For example, a method may be considered in which ignition energy increase control is performed only when the torque fluctuation or combustion fluctuation exceeds a predetermined value. Here, the predetermined value is the lower limit of the torque fluctuation or combustion fluctuation value at which it is possible to recognize that the combustion of the mixture in the combustion chamber C is unstable, and this value is obtained in advance by a simulation or the like. Another method is to increase the coefficient α of the increase in ignition energy based on the difference between each value and a predetermined value (each value > predetermined value) based on the torque fluctuation or combustion fluctuation value at that time, and the larger the difference, the larger the coefficient α of the increase in ignition energy.

また、点火時期遅角制御の際に、点火パターンを変更することで、リタード後の点火時期において失火を防止する手法も考えられる。点火パターンの変更とは、例えば、1燃焼サイクル中に複数回の点火を行うことで着火を促進する手法、1燃焼サイクル中に1回の放電があった後に別のコイルを用いて再放電を行うことでスパークを重ねる手法(ブースト)、点火装置4における放電時間を短縮することでより電流値の高い状態を作り出し着火を促進する手法等のように、1燃焼サイクル中のトータルとして点火エネルギを増大させる手法が挙げられる。 In addition, a method of preventing misfires at the ignition timing after retarding by changing the ignition pattern during ignition timing retard control is also conceivable. Examples of changing the ignition pattern include a method of promoting ignition by performing multiple ignitions during one combustion cycle, a method of overlapping sparks by performing another discharge using a different coil after one discharge during one combustion cycle (boost), and a method of creating a state with a higher current value by shortening the discharge time in the ignition device 4 to promote ignition, and other methods that increase the total ignition energy during one combustion cycle.

また、制御手段は、ノッキング発生領域に入った際に(ノッキングの発生が検出又は予測された際に)、主室1内の空燃比が所定値よりも燃料が濃いリッチな状態であれば、点火時期遅角制御を行うとともに点火エネルギ増大制御は行わず、ポート噴射式燃料噴射装置9bから主室1へ燃料を供給する主室噴射の燃料噴射量を低減し、さらにノッキングの発生の検出又は予測が継続する場合は、さらなる点火時期遅角制御を行うとともに点火エネルギ増大制御を行う。ここで、所定値は主室1内がリッチであると認定できる任意の数値としてよいが、例えば、理論空燃比の値としてもよい。主室1内が比較的リッチな環境である場合には、まずは、点火時期遅角制御と主室噴射の燃料噴射量の低減に留めてノッキングが回避できるかどうかの様子を見るようにすることで、点火エネルギの増大制御の機会を最小限に抑えるようにするものである。 In addition, when the knocking region is entered (when the occurrence of knocking is detected or predicted), if the air-fuel ratio in the main chamber 1 is richer than a predetermined value, the control means performs ignition timing retard control and does not perform ignition energy increase control, but reduces the amount of fuel injected from the port injection type fuel injection device 9b to the main chamber 1, and if the detection or prediction of the occurrence of knocking continues, performs further ignition timing retard control and ignition energy increase control. Here, the predetermined value may be any value that can determine that the main chamber 1 is rich, but may also be the theoretical air-fuel ratio value, for example. When the environment in the main chamber 1 is relatively rich, the control means first observes whether knocking can be avoided by limiting the ignition timing retard control and reducing the amount of fuel injected from the main chamber, thereby minimizing the opportunity for ignition energy increase control.

このとき、燃料の噴射量の低減の対象を(主としてポート噴射式燃料噴射装置9bによる)主室噴射のみとしたのは、直噴式燃料噴射装置9aとポート噴射式燃料噴射装置9bの両方を備える場合、直噴式燃料噴射装置9aからの燃料の噴射割合は全体の5~10%程度であり、直噴式燃料噴射装置9aは主室1内のリッチな環境づくりにあまり寄与していないからである。ここで、さらにノッキングの発生の検出又は予測が継続する場合は、さらなる点火時期遅角制御を行うとともに、点火エネルギ増大制御を行うことで、ノッキングを確実に回避するようにするものである。 The reason why the reduction in fuel injection amount is limited to main chamber injection (mainly by port injection fuel injection device 9b) is that when both direct injection fuel injection device 9a and port injection fuel injection device 9b are installed, the proportion of fuel injected from direct injection fuel injection device 9a is about 5-10% of the total, and direct injection fuel injection device 9a does not contribute much to creating a rich environment in the main chamber 1. If the detection or prediction of the occurrence of knocking continues, further ignition timing retard control is performed and ignition energy increase control is performed to reliably avoid knocking.

上記の実施形態では、噴射装置9として、直噴式燃料噴射装置9aとポート噴射式燃料噴射装置9bの両方を備えた構成としたが、この実施形態には限定されず、噴射装置9として直噴式燃料噴射装置9aのみを備えた構成も考えられる。また、噴射装置9として、直噴式燃料噴射装置9aとポート噴射式燃料噴射装置9bの両方を備えた構成とする場合は、直噴式燃料噴射装置9aは、主室1内又は副室11内の何れに配置されても良い。また、上記の実施形態では、車両60として、少なくとも電動走行モード、シリーズ走行モード、パラレル走行モードの3種類の走行モードを備えたプラグインハイブリッド車両を採用したが、他の形式のハイブリッド車両や、ハイブリッド車両以外の一般的なエンジン搭載車両においても、この発明を適用できる。 In the above embodiment, the injection device 9 is configured to include both the direct injection fuel injection device 9a and the port injection fuel injection device 9b, but the present invention is not limited to this embodiment, and the injection device 9 may be configured to include only the direct injection fuel injection device 9a. In addition, when the injection device 9 is configured to include both the direct injection fuel injection device 9a and the port injection fuel injection device 9b, the direct injection fuel injection device 9a may be disposed in either the main chamber 1 or the auxiliary chamber 11. In addition, in the above embodiment, a plug-in hybrid vehicle having at least three types of driving modes, namely, an electric driving mode, a series driving mode, and a parallel driving mode, is used as the vehicle 60, but the present invention can also be applied to other types of hybrid vehicles and general engine-equipped vehicles other than hybrid vehicles.

1 主室
2 シリンダ
3 ピストン
4 点火装置
9 噴射装置
10 エンジン
11 副室
12 連通路
20 電子制御ユニット
30 第1回転電機
40 第2回転電機
50 バッテリ
60 ハイブリッド車両(車両)
C 燃焼室
Reference Signs List 1 Main chamber 2 Cylinder 3 Piston 4 Ignition device 9 Injection device 10 Engine 11 Sub-chamber 12 Communication passage 20 Electronic control unit 30 First rotating electric machine 40 Second rotating electric machine 50 Battery 60 Hybrid vehicle (vehicle)
C. Combustion chamber

Claims (6)

シリンダの内周面、シリンダヘッドの内面及びピストンの頂面に囲まれて形成される主室と、前記主室と隔壁によって隔てられ前記主室の前記シリンダヘッド側の端部に形成される副室と、前記隔壁に設けられ前記主室と前記副室とを連通する連通路とを備えた燃焼室と、
前記室に燃料を供給する噴射装置と、
前記副室内に臨み前記副室内の混合気に点火を行う点火装置と、を備えたエンジンと、
前記エンジンにおけるノッキングの発生を検出又は予測する手段と、
前記ノッキングを回避する制御を行う制御手段と、
を備え、
前記主室へ供給された燃料は圧縮工程により前記副室に押し込まれ、前記制御手段は、前記ノッキングの発生が検出又は予測された際に、前記噴射装置により前記副室へ燃料を供給する副室噴射の燃料噴射量を低減する燃料噴射低減制御を行い、且つ、前記点火装置による前記混合気への点火エネルギを増大させる点火エネルギ増大制御を行うエンジンの制御装置。
a combustion chamber including: a main chamber defined by an inner peripheral surface of a cylinder, an inner surface of a cylinder head, and a top surface of a piston; an auxiliary chamber defined at an end of the main chamber on the cylinder head side and separated from the main chamber by a partition; and a communication passage defined in the partition for communicating the main chamber with the auxiliary chamber;
an injector for supplying fuel to the main chamber;
an engine having an ignition device facing the pre-chamber and igniting the air-fuel mixture in the pre-chamber;
A means for detecting or predicting the occurrence of knocking in the engine;
A control means for performing control to avoid the knocking;
Equipped with
The fuel supplied to the main chamber is forced into the auxiliary chamber by the compression stroke, and the control means, when the occurrence of knocking is detected or predicted, performs fuel injection reduction control to reduce the amount of fuel injection of the auxiliary chamber injection that supplies fuel to the auxiliary chamber by the injection device, and performs ignition energy increase control to increase ignition energy to the mixture by the ignition device.
前記制御手段は、前記ノッキングの発生が検出又は予測された際に、前記点火装置による前記混合気への点火時期をリタードさせる点火時期遅角制御を行う請求項1に記載のエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 1, wherein the control means performs ignition timing retard control to retard the ignition timing of the ignition device to the mixture when the occurrence of knocking is detected or predicted. 前記点火エネルギ増大制御は、前記点火時期遅角制御における点火時期のリタード量が大きいほど、点火エネルギの増大量を大きく設定する請求項2に記載のエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 2, wherein the ignition energy increase control sets the increase in ignition energy to a larger amount the greater the amount of retardation of the ignition timing in the ignition timing retard control. 前記点火時期遅角制御を行う際は、前記噴射装置による前記副室噴射の噴射時期をリタードさせる噴射時期遅角制御を行う請求項2又は3に記載のエンジンの制御装置。 The engine control device according to claim 2 or 3, wherein when the ignition timing retard control is performed, an injection timing retard control is performed to retard the injection timing of the pre-chamber injection by the injection device. 前記エンジンにおけるトルク変動又は燃焼変動を検出する手段を備え、
前記点火エネルギ増大制御は、前記トルク変動又は前記燃焼変動が所定値を超えた場合に行われる請求項1から4の何れか1項に記載のエンジンの制御装置。
means for detecting torque fluctuations or combustion fluctuations in the engine;
5. The engine control device according to claim 1, wherein the ignition energy increase control is performed when the torque fluctuation or the combustion fluctuation exceeds a predetermined value.
前記主室内の空燃比を検出又は推定する空燃比検出手段を備え、
前記制御手段は、前記ノッキングの発生が検出又は予測された際に、前記空燃比が所定値よりも燃料が濃い状態であれば、前記点火時期遅角制御を行うとともに前記点火エネルギ増大制御は行わず、前記噴射装置から前記主室へ燃料を供給する主室噴射の燃料噴射量を低減し、さらに前記ノッキングの発生の検出又は予測が継続する場合は、さらなる前記点火時期遅角制御を行うとともに前記点火エネルギ増大制御を行う請求項2から4のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置。
an air-fuel ratio detection means for detecting or estimating an air-fuel ratio in the main chamber;
5. The engine control device according to claim 2, wherein, when the occurrence of knocking is detected or predicted, if the air-fuel ratio is richer than a predetermined value, the control means performs the ignition timing retard control and does not perform the ignition energy increase control, but reduces the fuel injection amount of main chamber injection that supplies fuel from the injection device to the main chamber, and if the detection or prediction of the occurrence of knocking continues, further performs the ignition timing retard control and performs the ignition energy increase control.
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