JP2006207429A - エンジン - Google Patents
エンジン Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006207429A JP2006207429A JP2005018600A JP2005018600A JP2006207429A JP 2006207429 A JP2006207429 A JP 2006207429A JP 2005018600 A JP2005018600 A JP 2005018600A JP 2005018600 A JP2005018600 A JP 2005018600A JP 2006207429 A JP2006207429 A JP 2006207429A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mixing
- state
- combustion chamber
- intake passage
- air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
Landscapes
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
【解決手段】 吸気路8において燃料ガスGの混合を促進する混合促進状態と、吸気路8において燃料ガスの混合を抑制する混合抑制状態とを切り換え自在な混合状態切換手段21と、燃焼室1において低当量比の混合気を点火プラグ2により点火して燃焼させるリーン燃焼領域において、混合状態切換手段21を混合促進状態とし、燃焼室1において高当量比の混合気を点火プラグにより点火して燃焼させるリッチ燃焼領域において、混合状態切換手段21を混合抑制状態とする形態で、混合状態切換手段21を当量比に基づいて制御する混合状態制御手段22を備えた。
【選択図】 図1
Description
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気路に形成される混合気における燃料ガスの混合状態をエンジンの運転状態に合わせて調整することで、NOxの排出を抑制すると共に安定した燃焼状態を実現してCO及びTHCの排出を抑制できるエンジンを提供する点にある。
前記燃焼室において低当量比の混合気を前記点火プラグにより点火して燃焼させるリーン燃焼領域において、前記混合状態切換手段を前記混合促進状態とし、前記燃焼室において高当量比の混合気を前記点火プラグにより点火して燃焼させるリッチ燃焼領域において、前記混合状態切換手段を前記混合抑制状態とする形態で、前記混合状態切換手段を当量比に基づいて制御する混合状態制御手段を備えた点にある。
一方、上記混合状態制御手段により、燃焼室において例えば0.67以上の高当量比(低空気比)の混合気を点火プラグにより点火して燃焼させるリッチ燃焼領域においては、上記混合状態切換手段を混合抑制状態として、燃料ガスの混合が抑制された混合気を燃焼室に吸気して燃焼させることで、燃料ガスが希薄となる淡部を形成して、その淡部に起因して燃焼速度を適切に低下させることができるので、燃焼室において高当量比の混合気を比較的緩慢に燃焼させて、NOxの排出を抑制することができる。
従って、本発明により、吸気路に形成される混合気における燃料ガスの混合状態をエンジンの運転状態として当量比に合わせて調整することで、NOxの排出を抑制すると共に安定した燃焼状態を実現してCO及びTHCの排出を抑制できるエンジンを実現することができる。
前記NOx濃度検出手段で検出されるNOx濃度が許容範囲内となるように前記点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えた点にある。
また、このように点火時期を制御すれば、リーン燃焼領域においては、混合状態切換手段が混合促進状態とされることから、混合気の燃焼速度が比較的早くなることから、熱効率の低下を抑制しながら、点火時期を比較的遅角側に設定してNOxの排出を抑制することができる。一方、リッチ燃焼領域においては、混合状態切換手段が混合抑制状態とされることから、混合気の燃焼速度が比較的遅くなることから、NOxの排出を抑制しながら、点火時期を比較的進角側に設定して熱効率の向上を図ることができる。
前記混合状態切換手段が、前記絞り弁の開度を小さい側に設定して前記混合促進状態とし、前記絞り弁の開度を大きい側に設定して前記混合抑制状態とする点にある。
一方、上記混合状態切換手段により、上記絞り弁の開度を大きい側に設定すれば、吸気路において空気の脈動を減衰することなく適切に発生させることができるので、その脈動している空気に対して、混合部から所定の供給圧で燃料ガスを供給することにより、吸気路に高当量比の濃混合気と低当量比の淡混合気とからなる濃淡分布を形成して、吸気路において燃料ガスの混合を抑制する混合抑制状態とすることができる。
前記混合状態制御手段が、前記吸気圧力検出手段で検出される吸気圧力の変動状態に基づいて前記絞り弁の開度を設定する点にある。
前記混合状態切換手段が、前記混合部位置変更手段により前記混合部の位置を前記燃焼室に対して遠い側に設定して前記混合促進状態とし、前記混合部位置変更手段におり前記混合部の位置を前記燃焼室に対して近い側に設定して前記混合抑制状態とする点にある。
エンジンには、図1等に示すように、シリンダ3の内面とシリンダヘッド4の下面とピストン5の頂面とで規定され、上部に点火プラグ2を有する燃焼室1と、吸気弁6を介して接続され、燃焼室1に吸気される混合気Mが流通する吸気路8と、燃焼室1に排気弁7を介して接続され、燃焼室1から排出された排ガスEが流通する排気路9とが設けられている。
一方、上記混合状態切換手段21は、その絞り弁20の開度を大きい側に設定して吸気路8の基端側を開放することで、吸気路8において空気Aの脈動が減衰されることなく発生するので、その脈動に起因する混合気Mの濃淡分布は発生し易くなり、結果、上記混合促進状態とすることができる。
混合状態制御手段22は、その酸素濃度センサ17の計測結果から燃焼室1で燃焼する混合気Mの当量比を検出して、上記リーン燃焼領域か上記リッチ燃焼領域かを判定し、その判定結果から混合状態切換手段21を制御する。
即ち、混合状態制御手段22は、リーン燃焼領域において混合促進状態とする場合には、吸気路8における脈動状態、即ち吸気圧力の変動状態を十分に減衰し得る程度に上記絞り弁20の開度を小さい側に設定し、逆に、リッチ燃焼領域において混合抑制状態とする場合には、吸気路8における脈動状態、即ち吸気圧力の変動状態を十分に発生し得る程度に上記絞り弁20の開度を大きい側に設定する。
そして、ECUが機能する出力制御手段31は、エンジントルクやエンジン回転数等のエンジン出力が、目標トルクや目標回転数等の目標エンジン出力となるように、スロットルバルブ15の開度調整により吸気量を制御する所謂出力制御を実行するように構成されている。
具体的には、出力制御手段31は、スロットルバルブ15の開度を増加させることでエンジン出力を増加させ、逆に、スロットルバルブ15の開度を減少させることでエンジン出力を減少させる形態で、エンジン出力を目標エンジン出力に調整する。
尚、このスロットルバルブ15は、上記吸気量を調整可能な範囲内で、混合部11の上流側等に配置しても構わない。
そして、ECUが機能する点火時期制御手段32は、NOx濃度センサ18で検出されるNOx濃度が所定の許容範囲内となるように、点火プラグ2の点火時期を制御する所謂点火時期制御を実行するように構成されている。
具体的には、点火時期制御手段32は、点火時期を遅角化させることで、燃焼室1における燃焼圧力及び温度が低下して、NOx濃度が低下し、逆に、点火時期を進角化させることで、燃焼室1における燃焼圧力及び温度が上昇して、NOx濃度が上昇する形態で、NOx濃度を許容範囲内に調整する。
一方、上記NOx濃度とトレードオフの関係を有する熱効率は、上記点火時期を進角化させるほど向上することになるので、上記のようにNOx濃度を許容範囲内に調整することで、熱効率も適切なものとなる。
一方、リーン燃焼領域においては、混合促進状態とされた混合気Mの燃焼が促進されることから、同じ当量比の混合気を混合抑制状態で燃焼させた場合と比較して、燃焼が促進されることから熱効率が向上され、更に、点火時期を比較的遅角側に設定して、NOxの排出を抑制することができる。
そして、検出したエンジントルクTが上記目標トルク範囲の下限値t0よりも小さい場合には、スロットルバルブ15の開度を増加させ(ステップ#13)、逆に、検出したエンジントルクTが上記目標トルク範囲の上限値t1よりも大きい場合には、スロットルバルブ15の開度を減少させる(ステップ#14)ことで、その検出したエンジントルクTを上記目標トルク範囲内とし、エンジントルクTが目標トルク範囲内となった場合には、本出力制御を終了して、次の混合状態制御を実行する。
尚、上記エンジントルクの代わりにエンジン回転数を利用しても構わない。
一方、検出した当量比φが上記設定当量比φ0以下である場合には、上記リーン燃焼領域であるとして、上記混合状態切換手段21を混合促進状態とするべく、1サイクルのうちの吸気行程以外の時期(即ち、吸気弁6が閉状態である時期)の間、圧力センサ16で吸気圧力pを検出し(ステップ#27)、その吸気行程以外の時期における吸気圧力pの変動率Δpが所定の設定変動率Δp0(例えば2kPa)よりも小さいか否かを判定し(ステップ#28)、その変動率Δpが設定変動率Δp0よりも小さくなるまで絞り弁20の開度を減少させる(ステップ#26)ことで、吸気路8に混合促進状態の混合気Mを形成させる。
即ち、NOx濃度センサ18でNOx濃度nを検出し(ステップ#30)、その検出したNOx濃度nが、n0以上且つn1以下の許容範囲内であるか否かを判定する(ステップ#31)。
そして、検出したNOx濃度nが上記許容範囲の下限値n0よりも小さい場合には、点火時期を進角化させて(ステップ#32)、NOx濃度nとトレードオフの関係を有する熱効率の向上を図り、逆に、検出したNOx濃度nが上記許容範囲の上限値n1よりも大きい場合には、点火時期を遅角化させて(ステップ#34)ことで、NOx濃度nの減少を図る。
(1)上記実施形態とは混合状態切換手段の構成が異なる別の実施形態の構成について、図3に基づいて説明する。
尚、上記混合状態切換手段以外の上記実施形態と同様の構成については説明を割愛する。
更に、混合状態切換手段25は、上記開閉弁13Aのみを開状態として混合部11Aのみで混合気Mを形成する形態で混合部11の位置を燃焼室1に対して近い側に設定することで、混合部11Aで形成された混合気Mが燃焼室1に吸気されるまでの時間を比較的短くして、その燃料ガスGの混合が抑制された混合気Mを燃焼室1に吸気させる混合抑制状態とするように構成されている。
2:点火プラグ
8:吸気路
11:混合部
13A,13B:開閉弁(混合部位置変更手段)
15:スロットルバルブ
16:圧力センサ(吸気圧力検出手段)
18:NOx濃度センサ(NOx濃度検出手段)
20:絞り弁
21:混合状態切換手段
22:混合状態制御手段
31:出力制御手段
32:点火時期制御手段
G:燃料ガス
M:混合気
Claims (5)
- 上部に点火プラグを有する燃焼室と、前記燃焼室に吸気される混合気が流通する吸気路と、前記吸気路に燃料ガスを所定の供給圧で供給して混合気を形成する混合部とを備えたエンジンであって、
前記吸気路において前記燃料ガスの混合を促進する混合促進状態と、前記吸気路において前記燃料ガスの混合を抑制する混合抑制状態とを切り換え自在な混合状態切換手段と、
前記燃焼室において低当量比の混合気を前記点火プラグにより点火して燃焼させるリーン燃焼領域において、前記混合状態切換手段を前記混合促進状態とし、前記燃焼室において高当量比の混合気を前記点火プラグにより点火して燃焼させるリッチ燃焼領域において、前記混合状態切換手段を前記混合抑制状態とする形態で、前記混合状態切換手段を当量比に基づいて制御する混合状態制御手段を備えたエンジン。 - 前記燃焼室から排出される排ガス中のNOx濃度を検出するNOx濃度検出手段と、
前記NOx濃度検出手段で検出されるNOx濃度が許容範囲内となるように前記点火プラグの点火時期を制御する点火時期制御手段とを備えた請求項1に記載のエンジン。 - 前記吸気路の基端側に絞り弁を備え、
前記混合状態切換手段が、前記絞り弁の開度を小さい側に設定して前記混合促進状態とし、前記絞り弁の開度を大きい側に設定して前記混合抑制状態とする請求項1又は2に記載のエンジン。 - 前記吸気路において前記絞り弁の下流側の圧力である吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段を備え、
前記混合状態制御手段が、前記吸気圧力検出手段で検出される吸気圧力の変動状態に基づいて前記絞り弁の開度を設定する請求項3に記載のエンジン。 - 前記吸気路における前記混合部の位置を変更可能な混合部位置変更手段を備え、
前記混合状態切換手段が、前記混合部位置変更手段により前記混合部の位置を前記燃焼室に対して遠い側に設定して前記混合促進状態とし、前記混合部位置変更手段におり前記混合部の位置を前記燃焼室に対して近い側に設定して前記混合抑制状態とする請求項1又は2に記載のエンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005018600A JP4393390B2 (ja) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005018600A JP4393390B2 (ja) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | エンジン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006207429A true JP2006207429A (ja) | 2006-08-10 |
JP4393390B2 JP4393390B2 (ja) | 2010-01-06 |
Family
ID=36964567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005018600A Expired - Fee Related JP4393390B2 (ja) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | エンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4393390B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008063999A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
JP2009264842A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Osaka Gas Co Ltd | ガス分析方法及びガス分析装置 |
JP2011085112A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Osaka Gas Co Ltd | エネルギシステム |
JP2013238248A (ja) * | 2013-09-04 | 2013-11-28 | Osaka Gas Co Ltd | エネルギシステム |
JP2017166356A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2005
- 2005-01-26 JP JP2005018600A patent/JP4393390B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008063999A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Osaka Gas Co Ltd | エンジン |
JP4659709B2 (ja) * | 2006-09-06 | 2011-03-30 | 大阪瓦斯株式会社 | エンジン |
JP2009264842A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Osaka Gas Co Ltd | ガス分析方法及びガス分析装置 |
JP2011085112A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Osaka Gas Co Ltd | エネルギシステム |
JP2013238248A (ja) * | 2013-09-04 | 2013-11-28 | Osaka Gas Co Ltd | エネルギシステム |
JP2017166356A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4393390B2 (ja) | 2010-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4737103B2 (ja) | ガソリンエンジンの制御装置 | |
JP6056776B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6206364B2 (ja) | 内燃機関 | |
JP2005248748A (ja) | ディーゼルエンジン | |
JP6056775B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2007270782A (ja) | エンジン | |
JP4393390B2 (ja) | エンジン | |
JP4206882B2 (ja) | 予混合圧縮自己着火式内燃機関 | |
JP2004324577A (ja) | 燃料噴射制御装置 | |
JP4449817B2 (ja) | ディーゼルエンジンの制御装置 | |
JP5325019B2 (ja) | 副室式エンジン | |
JP4484809B2 (ja) | エンジン | |
JP2006118427A (ja) | 圧縮着火内燃機関 | |
JP2004346887A (ja) | 多気筒エンジンの排気浄化装置 | |
JP2009150280A (ja) | 圧縮着火式内燃機関の制御装置 | |
JP3953346B2 (ja) | 副室式希薄燃焼ガスエンジン | |
JP2005030305A (ja) | 希薄燃焼内燃機関及び希薄燃焼内燃機関の混合気形成方法 | |
JP4471854B2 (ja) | エンジン | |
JP4392180B2 (ja) | エンジン | |
JP4659709B2 (ja) | エンジン | |
JP4967691B2 (ja) | ガソリンエンジンの制御装置 | |
JP4225666B2 (ja) | 予混合圧縮自着火エンジン及びその運転方法 | |
JP2008190432A (ja) | 予混合圧縮着火内燃機関 | |
JP2004263665A (ja) | 予混合圧縮着火エンジン | |
JP3826294B2 (ja) | 予混合圧縮着火内燃機関 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090930 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091001 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091013 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121023 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151023 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |