JP2008504481A - Fueling a diesel engine by selectively using a fueling map to extend the range of HCCI combustion - Google Patents
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Abstract
圧縮着火エンジン(60)が、データを処理する制御システム(66)と、1つ又は2つ以上の燃焼室(62)と、燃料を燃焼室内に噴射するインジェクタ(64)とを有する。第1の実施形態では、制御システムは、エンジン速度及びエンジン負荷を処理してエンジンを作動させるための3つの燃料供給モード(HCCI+RVT、HCCI+VVT、CD+RVT)のうちの1つを選択する(図1)ことにより燃料供給を制御する。第2の実施形態では、4つのモード(HCCI+RVT、HCCI+IVC、HCCI+IVC、+EVC、CD+RVT)のうちの1つを選択する(図5)。本発明は、HCCI燃焼を利用する範囲を拡張する。 The compression ignition engine (60) has a control system (66) that processes data, one or more combustion chambers (62), and an injector (64) that injects fuel into the combustion chambers. In the first embodiment, the control system selects one of three fuel delivery modes (HCCI + RVT, HCCI + VVT, CD + RVT) for processing engine speed and engine load to operate the engine (FIG. 1). This controls the fuel supply. In the second embodiment, one of four modes (HCCI + RVT, HCCI + IVC, HCCI + IVC, + EVC, CD + RVT) is selected (FIG. 5). The present invention extends the scope of utilizing HCCI combustion.
Description
本発明は、概略的には、内燃エンジンに関する。本発明は、詳細には、可変バルブタイミングを有するエンジンの作動の種々のモード中、HCCIの属性を種々の仕方で利用するやり方で均質チャージ圧縮着火(HCCI)を選択的に利用する制御方式に関する。 The present invention generally relates to internal combustion engines. More particularly, the present invention relates to a control scheme that selectively utilizes homogeneous charge compression ignition (HCCI) in a manner that utilizes HCCI attributes in various ways during various modes of operation of an engine having variable valve timing. .
HCCIは、エンジンサイクルの圧縮上昇行程中、エンジンシリンダ内部に実質的に均質の空気と燃料のチャージ(供給混合気)を作る仕方でディーゼルエンジンに燃料補給する公知のプロセスである。チャージについて所望量の燃料をシリンダ内へ噴射して実質的に均質の空気と燃料の混合気を作った後、上昇行程中のピストンによるチャージの圧縮の増大により、チャージの自己着火を生じさせるのに十分大きな圧力が生じる。換言すると、ディーゼルエンジンのHCCI作動モードは、1)圧縮上昇行程中、所望量の燃料を適当な時期にシリンダ内へ噴射して噴射された燃料が先の吸気下降行程及び圧縮上昇行程の初期の部分中にシリンダに流入した給気と、シリンダ内に実質的に均質の混合気を形成するような仕方で混ざり合うようにするステップと、次に、2)上死点(TDC)の近く又はそのところで自己着火といってもよい程度まで混合気をますます圧縮するステップとを有するものであるということができる。自己着火は、混合気内の種々の場所で気化燃料の実質的に同時の瞬時燃焼として生じることができる。自己着火後、追加の燃料が噴射されることはない。 HCCI is a known process for refueling a diesel engine in a manner that creates a substantially homogeneous air and fuel charge (supply mixture) inside the engine cylinder during the compression upstroke of the engine cycle. After charging the desired amount of fuel into the cylinder to create a substantially homogeneous air / fuel mixture, the charge compression by the piston during the up stroke causes charge self-ignition. A sufficiently large pressure is generated. In other words, the HCCI operating mode of the diesel engine is as follows: 1) During the compression up stroke, a desired amount of fuel is injected into the cylinder at an appropriate time, and the injected fuel is in the initial stages of the intake down stroke and the compression up stroke. The mixing of the supply air flowing into the cylinder during the part with the mixing in such a way as to form a substantially homogeneous mixture in the cylinder, and then 2) near top dead center (TDC) or It can be said that it has a step of further compressing the air-fuel mixture to the extent that it can be called self-ignition. Autoignition can occur as substantially simultaneous instantaneous combustion of vaporized fuel at various locations within the mixture. After self-ignition, no additional fuel is injected.
HCCIの属性のうちの1つは、比較的リーン又は希薄混合気を燃焼させることができ、それにより燃焼温度が比較的低く保たれるということにある。比較的高い燃焼温度が生じるのを避けることにより、HCCIは、エンジン排気ガスの望ましくない成分であるNOXの顕著な減少をもたらすことができる。 One of the attributes of HCCI is that a relatively lean or lean mixture can be burned, thereby keeping the combustion temperature relatively low. By avoiding the occurrence of relatively high combustion temperatures, HCCI can lead to a significant reduction in NO x , an undesirable component of engine exhaust.
HCCIのもう1つの属性は、実質的に均質の空気と燃料のチャージの自己着火が、より完全な燃焼を生じさせ、その結果エンジン廃棄物中のスート(すす状物質)が比較的少ないということにある。 Another attribute of HCCI is that the substantially homogeneous air and fuel charge self-ignition results in more complete combustion, resulting in relatively low soot in the engine waste. It is in.
したがって、テールパイプ(尾筒)放出物の減少に対するHCCIの潜在的な利益は、かなり顕著であり、したがって、HCCIは、エンジンリサーチ及びデザイン業界における科学者及び技術者による活発な研究及び開発の主題である。 Thus, the potential benefits of HCCI for reducing tailpipe emissions are significant, and thus HCCI is the subject of active research and development by scientists and engineers in the engine research and design industry. It is.
HCCIの一問題は、これがスート及びNOXのテールパイプ放出物の劇的な減少をもたらすことができる度合いに制約を課すことにあるように思われる。高いエンジン速度及び高いエンジン負荷では、燃焼速度は、制御が困難である。したがって、公知のエンジン制御方式は、HCCIを比較的低い速度及び比較的低いエンジン負荷でしか利用しない場合がある。高い速度及び(又は)高い負荷では、燃料が燃料を噴射しながら燃料を燃焼させるのに十分に高い圧力までシリンダ内で圧縮された給気中へ噴射されたとき、燃料が従来型ディーゼル(CD)燃焼方式によって燃焼するようにエンジンの燃料補給が行われる。 A Problem of HCCI, this seems to be to impose constraints on the degree to which it can result in a dramatic reduction in tailpipe emissions of soot and NO X. At high engine speeds and high engine loads, the combustion rate is difficult to control. Thus, known engine control schemes may utilize HCCI only at relatively low speeds and relatively low engine loads. At high speeds and / or high loads, fuel is injected into conventional diesel (CD) when injected into the charge compressed in the cylinder to a pressure high enough to burn the fuel while injecting the fuel. ) The engine is refueled to burn by the combustion method.
エンジン作動の全範囲にわたりエンジンサイクル中、燃料を互いに異なる噴射圧力で、互いに異なる時期に、そして互いに異なる期間にわたり噴射できる高精度で燃料噴射を制御できるプロセッサ制御型燃料噴射システムの出現により、ディーゼルエンジンは、CD燃焼とHCCI燃焼の両方を行うことができるようになっている。 With the advent of processor-controlled fuel injection systems that can control fuel injection with high precision that can inject fuel at different injection pressures, at different times, and for different periods of time during the engine cycle over the full range of engine operation, diesel engines Can perform both CD combustion and HCCI combustion.
以下に説明するように、本発明は、これら燃料噴射の機能及びエンジン作動の或る特定の観点に応じて燃料噴射を種々の仕方で制御する処理システムを利用する。より正確に言えば、特定の燃料噴射システムを任意所与のエンジンにおいて関連の処理システムによりどのように制御するかは、エンジン、燃料噴射システム及び処理システムの詳細で決まることになる。 As will be described below, the present invention utilizes a processing system that controls fuel injection in various ways depending on certain aspects of these fuel injection functions and engine operation. More precisely, how the particular fuel injection system is controlled by the associated processing system in any given engine will depend on the details of the engine, fuel injection system and processing system.
自動車に動力を供給するディーゼルエンジンは、エンジン作動に影響を及ぼす自動車及びエンジンへの種々の入力に応じて種々の速度及び種々の負荷で作動するので、燃料補給に関する要件は、速度及び負荷の変更として変化する。関連の処理システムは、例えばエンジン速度及びエンジン負荷のようなパラメータを表すデータを処理してエンジン速度とエンジン負荷の種々の組合せについて燃料噴射システムの適正な制御を保証する特定の作動条件について所望のエンジン燃料補給を設定する制御データを生じさせる。 Because diesel engines that power automobiles operate at different speeds and different loads depending on the different inputs to the automobile and engines that affect engine operation, refueling requirements are variable speed and load. As it changes. The associated processing system processes data representing parameters such as engine speed and engine load to ensure proper control of the fuel injection system for various combinations of engine speed and engine load as desired. Generate control data to set engine refueling.
2004年3月25日に出願された米国特許出願第10/809,254号明細書は、ディーゼルエンジン及び或る特定のデータを処理してエンジンを作動させるための複数の燃料供給モードのうちの1つを選択する関連のプロセッサ制御型燃料噴射システムを開示している。処理の結果により第1の燃料供給モード(HCCIモード)が選択された場合、エンジンサイクル中、エンジンに燃料補給して1つ又は2つ以上の燃焼室内に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせる。このチャージは、自己着火により燃焼するよう圧縮され、自己着火後にそれ以上燃料は導入されない。処理結果により第2の燃料供給モード(HCCI−CDモード)が選択された場合、エンジンサイクル中、エンジンに燃料補給して1つ又は2つ以上の燃焼室内に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせる。このチャージは、自己着火(HCCI)により燃焼するよう圧縮され、その後、燃料を更に1つ又は2つ以上の燃焼室内に導入して追加の燃焼(CD)を生じさせる。エンジンは、比較的低負荷及び比較的低速度でHCCI燃焼を利用し、比較的高負荷及び比較的高速度でHCCI−CD燃焼と呼ばれる状態を利用する。 US patent application Ser. No. 10 / 809,254, filed Mar. 25, 2004, describes a diesel engine and a plurality of fuel delivery modes for operating certain engines to process certain data. An associated processor-controlled fuel injection system for selecting one is disclosed. If the first fuel supply mode (HCCI mode) is selected as a result of the process, the engine is refueled during one engine cycle and substantially one or more combustion chambers are charged with air and fuel. Give rise to This charge is compressed to burn by self-ignition and no further fuel is introduced after self-ignition. When the second fuel supply mode (HCCI-CD mode) is selected according to the processing result, the engine is refueled during the engine cycle and substantially homogeneous air and fuel are contained in one or more combustion chambers. Generate a charge. This charge is compressed to burn by auto-ignition (HCCI), after which fuel is further introduced into one or more combustion chambers to produce additional combustion (CD). The engine utilizes HCCI combustion at a relatively low load and relatively low speed, and utilizes a condition called HCCI-CD combustion at a relatively high load and relatively high speed.
本発明は、エンジン廃棄物中の望ましくない成分、特にスート及びNOXの生成の一段の減少を含む目的の達成のため、ディーゼルエンジンにおいてHCCI燃焼の使用を促進し、熱効率を向上させるエンジン、システム及び方法に関する。本発明は、関連の処理システムにプログラムされた方式である燃料噴射制御方式に具体化される。 Engine invention, undesirable components in the engine waste for achieving objectives, especially including one stage of reduction of generation of soot and NO X, which facilitate the use of HCCI combustion in a diesel engine, to improve the thermal efficiency, the system And a method. The present invention is embodied in a fuel injection control scheme that is a scheme programmed into an associated processing system.
本発明の原理によれば、HCCI燃焼の利用は、米国特許出願第10/809,254号明細書に記載されている仕方とは異なる仕方で行われる。本発明の第1の開示した実施形態は、3つの別々のエンジン作動モード、即ち、1)HCCI+RVTモード、2)HCCI+VVTモード、3)CD+RVTモードを有する。これらモードの各々について以下に詳細に説明する。HCCI+RVTモードは、比較的低負荷及び比較的低速で利用される。HCCI+VVTモードは、HCCI+RVTモードの負荷よりも比較的高い負荷及びHCCI+RVTモードの速度よりも比較的高い速度で利用される。CD+RVTモードは、HCCI+VVTモードの負荷よりも更に比較的高い負荷及びHCCI+VVTモードの速度よりも更に比較的高い速度で利用される。 In accordance with the principles of the present invention, the use of HCCI combustion is performed in a manner different from that described in US patent application Ser. No. 10 / 809,254. The first disclosed embodiment of the present invention has three separate engine operating modes: 1) HCCI + RVT mode, 2) HCCI + VVT mode, 3) CD + RVT mode. Each of these modes will be described in detail below. The HCCI + RVT mode is utilized at a relatively low load and relatively low speed. The HCCI + VVT mode is utilized at a relatively higher load than that of the HCCI + RVT mode and at a relatively higher rate than that of the HCCI + RVT mode. The CD + RVT mode is utilized at a higher load than the HCCI + VVT mode load and at a relatively higher rate than the HCCI + VVT mode speed.
HCCI+VVTモードにより、HCCIモードの利点を、HCCI+RVTがもっぱら用いられる範囲の部分とCD+RVTがもっぱら用いられる範囲の部分との間のエンジン作動範囲の部分で得ることができる。 With the HCCI + VVT mode, the benefits of the HCCI mode can be obtained in the part of the engine operating range between the part of the range where HCCI + RVT is exclusively used and the part of the range where CD + RVT is exclusively used.
HCCI+VVTモードでは、吸気弁の閉鎖は、HCCI+RVTモードの吸気弁閉鎖に対して遅延される。 In HCCI + VVT mode, intake valve closure is delayed relative to HCCI + RVT mode intake valve closure.
本発明の第2の実施形態は、HCCI+VVTモードの改良と考えることができる手段を提供する。改良手段を考慮する一手法は、HCCI+VVTモードをこれが単一のモードではなく2つのモードから成るものとして定義することによる。かかる定義は、HCCI+VVTモードの限度又は境界が不変のままであることを意味するものと必ずしも解釈されない。これとは対照的に、単一のモードではなく2つの別々のモードを提供することにより、特に高い速度及び高い負荷の方向でHCCI燃焼の有効範囲を一段と拡張することができると考えられる。 The second embodiment of the present invention provides a means that can be considered an improvement of the HCCI + VVT mode. One way to consider the improvement is by defining the HCCI + VVT mode as consisting of two modes rather than a single mode. Such a definition is not necessarily interpreted to mean that the limits or boundaries of the HCCI + VVT mode remain unchanged. In contrast, it is believed that providing two separate modes rather than a single mode can further extend the effective range of HCCI combustion, especially at higher speeds and higher load directions.
それ故、本発明の第2の実施形態を定義する別の手法は、4つの別々のモード、即ち、1)HCCI+RVTモード、2)HCCI+IVCモード、3)HCCI+IVC+EVCモード、4)CD+RVTモードによる。HCCI+RVTモードでは、エンジンに燃料供給し、弁を同じそのモードに関し第1の実施形態の場合と同様に動作させる。HCCI+IVCモードでは、エンジンに燃料供給し、弁を第1の実施形態のHCCI+VVTモードに合わせて動作させ、この場合、吸気弁閉鎖HCCI+RVTモードの吸気弁閉鎖から見て遅延させて有効圧縮比を減少させる。CD+RVTモードでは、エンジンに燃料供給し、弁を同じそのモードについて第1の実施形態の場合と同様に動作させる。 Therefore, another way of defining the second embodiment of the present invention is by four separate modes: 1) HCCI + RVT mode, 2) HCCI + IVC mode, 3) HCCI + IVC + EVC mode, 4) CD + RVT mode. In the HCCI + RVT mode, fuel is supplied to the engine and the valve is operated in the same manner as in the first embodiment for the same mode. In the HCCI + IVC mode, fuel is supplied to the engine, and the valve is operated in accordance with the HCCI + VVT mode of the first embodiment. In this case, the effective compression ratio is decreased by delaying from the intake valve closing in the intake valve closing HCCI + RVT mode. . In the CD + RVT mode, fuel is supplied to the engine and the valve is operated for the same mode as in the first embodiment.
第2の実施形態は、HCCI+IVC+EVCモードを有している点において第1の実施形態とは異なっている。エンジンがHCCI+IVCモードで動作するエンジン速度及びエンジン負荷より高いが、エンジンがCD+RVTモードで動作するエンジン速度及びエンジン負荷よりも低いエンジン速度及びエンジン負荷の範囲にわたり、可変バルブタイミングシステムは、HCCI+IVCモード中の排気弁の閉鎖時期と比較して排気弁の閉鎖時期を遅延させるよう動作する。排気弁閉鎖時期を遅らせることにより、シリンダ内の残留高温ガスの割合を減少させ、それによりシリンダ内温度及び圧力を減少させ、その結果、NOXのような或る特定のエンジン放出物を減少させる利点が得られる。 The second embodiment is different from the first embodiment in that it has an HCCI + IVC + EVC mode. Over a range of engine speeds and engine loads where the engine is operating in HCCI + IVC mode, but lower than engine speeds and engine loads where the engine is operating in CD + RVT mode, the variable valve timing system is in the HCCI + IVC mode. It operates to delay the closing time of the exhaust valve compared to the closing time of the exhaust valve. By delaying the timing exhaust valve closing, reducing the proportion of residual hot gases in the cylinders, thereby reducing the cylinder temperature and pressure, thus reducing the certain engine emissions, such as of the NO X Benefits are gained.
本発明の一般的な一特徴は、圧縮着火エンジンを作動させる方法であって、a)或る特定のデータを処理してエンジンを作動させる複数の燃料供給モードのうちの1つを選択するステップと、b)第1のモードを選択した場合、1つ又は2つ以上の燃焼室に燃料供給して対応のエンジンサイクル中、燃焼室の各々の中に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、チャージの各々を圧縮して自己着火させ、この場合、対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにするステップと、c)第2のモードを選択した場合、第1のモードに関する有効圧縮比に対して燃焼室の各々の有効圧縮比を減少させ、第1のモードに関する燃料供給に対して燃焼室の各々に増量した燃料を供給して対応のエンジンサイクル中、燃焼室の各々の中に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、チャージの各々を圧縮して自己着火させ、この場合、対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにするステップを有する方法に関する。 One general feature of the present invention is a method of operating a compression ignition engine comprising the steps of: a) processing certain data to select one of a plurality of fuel delivery modes for operating the engine. And b) if the first mode is selected, fuel one or more combustion chambers to charge substantially homogeneous air and fuel into each of the combustion chambers during the corresponding engine cycle. And compressing each of the charges to self-ignite, in which case no additional fuel is introduced after the self-ignition during the corresponding engine cycle, and c) if the second mode is selected, During the corresponding engine cycle, the effective compression ratio of each of the combustion chambers is decreased with respect to the effective compression ratio for the first mode, and an increased amount of fuel is supplied to each of the combustion chambers for the fuel supply for the first mode. , Creates a substantially homogeneous air and fuel charge in each of the firing chambers and compresses each of the charges to self-ignite, with no additional fuel being introduced after self-ignition during the corresponding engine cycle To a method comprising the steps of:
より具体的な特徴は、方法を記載した従属形式の請求項に記載されている。 More specific features are described in the dependent claims describing the method.
別の一般的な特徴は、圧縮着火エンジンであって、データを処理する制御システムと、1つ又は2つ以上の燃焼室と、燃料を1つ又は2つ以上の燃焼室内に噴射する燃料供給システムとを有し、制御システムは、a)或る特定のデータを処理してエンジンを作動させる複数の燃料供給モードのうちの1つを選択し、b)第1のモードを選択した場合、1つ又は2つ以上の燃焼室に燃料供給して対応のエンジンサイクル中、燃焼室の各々の中に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、チャージの各々を圧縮して自己着火させ、この場合、対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにし、c)第2のモードを選択した場合、第1のモードに関する有効圧縮比に対して燃焼室の各々の有効圧縮比を減少させ、第1のモードに関する燃料供給に対して燃焼室の各々に増量した燃料を供給して対応のエンジンサイクル中、燃焼室の各々の中に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、チャージの各々を圧縮して自己着火させ、この場合、対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにすることによって、燃料供給システムを制御するエンジンに関する。 Another general feature is a compression ignition engine, a control system that processes data, one or more combustion chambers, and a fuel supply that injects fuel into one or more combustion chambers. And a control system a) selects one of a plurality of fuel delivery modes to process certain data and operate the engine, and b) selects the first mode, One or more combustion chambers are fueled to produce a substantially homogeneous air and fuel charge in each of the combustion chambers during the corresponding engine cycle, and each of the charges is compressed to self-ignite. In this case, no additional fuel is introduced after self-ignition during the corresponding engine cycle, and c) when the second mode is selected, each of the combustion chambers for the effective compression ratio for the first mode. Reduce the effective compression ratio, An increased amount of fuel is supplied to each of the combustion chambers relative to the fuel supply for one mode to produce a substantially homogeneous air and fuel charge in each of the combustion chambers during the corresponding engine cycle, Each relates to an engine that controls the fuel supply system by compressing and self-igniting, in which case no additional fuel is introduced after self-ignition during the corresponding engine cycle.
より具体的な特徴は、エンジンについて記載した従属形式の請求項に記載されている。 More specific features are described in the dependent claims describing the engine.
本発明の開示した実施形態では、特定のモードを選択するよう処理されるデータは、エンジン速度及びエンジン負荷データから成る。噴射圧力、噴射期間及び噴射時期は、モード毎に異なる場合がある。種々のモードに関するデータは、エンジン制御システム中のマップに格納されている。 In the disclosed embodiment of the present invention, the data processed to select a particular mode consists of engine speed and engine load data. The injection pressure, the injection period, and the injection timing may be different for each mode. Data regarding the various modes is stored in a map in the engine control system.
上記内容は、本発明の別の特徴及び利点と共に、この時点において本発明を実施する最適実施対応を記載した本発明の現時点において好ましい実施形態についての以下の説明で理解されよう。本願は、後で概要説明する図面を含んでいる。 The foregoing will be understood in the following description of the presently preferred embodiment of the invention, which describes the best practice of implementing the invention at this point, as well as further features and advantages of the invention. The present application includes drawings that will be outlined later.
図1は、縦軸がエンジン負荷を表し、横軸がエンジン速度を表すグラフ図である。グラフの原点のところでは、エンジン負荷は0であり、エンジン速度は0である。実線50,52,54は、HCCI+RVT、HCCI+VVT、CD+RVTと表示された3つのゾーンを定めている。RVTは、エンジン吸気弁の定期的弁開閉時期を表し、VVTは、エンジン吸気弁の可変バルブタイミングを表している。
FIG. 1 is a graph showing the engine load on the vertical axis and the engine speed on the horizontal axis. At the origin of the graph, the engine load is zero and the engine speed is zero.
ゾーンHCCI+RVTは、比較的低いエンジン負荷と比較的低いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。ゾーンHCCI+VVTは、ゾーンHCCI+RVTよりも比較的高いエンジン負荷と比較的高いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。ゾーンCD+RVTは、ゾーンHCCI+VVTよりも更に比較的高いエンジン負荷と更に比較的高いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。圧縮着火エンジンがゾーンHCCI+RVTに属する速度及び負荷で作動しているとき、燃料は、HCCI燃焼を生じさせるような仕方でエンジンシリンダ内に噴射される。エンジンが、ゾーンHCCI+VVTに属する速度及び負荷で作動しているとき、燃料は、HCCI燃焼を生じさせる仕方でエンジンシリンダ内に噴射される。エンジンがゾーンCD+RVTに属する速度及び負荷で作動しているとき、燃料は、CD燃焼を生じさせる仕方でエンジンシリンダ内に噴射される。 Zone HCCI + RVT covers an area that includes various combinations of relatively low engine load and relatively low engine speed. Zone HCCI + VVT covers an area that includes various combinations of higher engine loads and higher engine speeds than zone HCCI + RVT. Zone CD + RVT covers an area that includes various combinations of higher engine loads and higher engine speeds than zone HCCI + VVT. When the compression ignition engine is operating at a speed and load belonging to the zone HCCI + RVT, fuel is injected into the engine cylinders in such a way as to cause HCCI combustion. When the engine is operating at a speed and load belonging to the zone HCCI + VVT, fuel is injected into the engine cylinder in a manner that causes HCCI combustion. When the engine is operating at a speed and load belonging to zone CD + RVT, fuel is injected into the engine cylinder in a manner that causes CD combustion.
図2は、自動車に動力を与える図1に記載された本発明の方式に従って動作する例示のディーゼルエンジン60の一部を概略的に示している。エンジン60は、ピストンが往復動するシリンダ62を有している。各ピストンは、対応のコネクティングロッドによりクランクシャフトのそれぞれの行程部に結合されている。各シリンダの吸気弁が開かれているとき、取り込み空気(吸気)が吸気系統(図面には特に示されていない)を通って各シリンダに送られる。
FIG. 2 schematically illustrates a portion of an
エンジンは、シリンダ62のためのインジェクタ64を有する燃料供給システムを有している。エンジンは、種々のソースからのデータを処理してエンジン動作に関する種々の特質を制御するための種々の制御データを生じさせるプロセッサ利用型エンジン制御ユニット(ECU)66を更に有する。ECU66により処理されたデータは、外部ソース、例えば種々のセンサ68から来るのがよく且つ(或いは)内部で生じる。処理データの例としては、エンジン速度、吸気マニホルド圧力、排気マニホルド圧力、燃料噴射圧力、燃料供給量、燃料供給時期(タイミング)、質量流量及びアクセルペダル位置が挙げられる。
The engine has a fuel supply system with an
ECU66は、インジェクタ64の動作の制御を含む燃料供給システムの動作の制御によりシリンダ62内への燃料の噴射を制御する。ECU66内に具体化された処理システムは、装置作動時期及び装置作動期間をリアルタイムで計算するのに十分迅速にデータを処理してシリンダ内への燃料の各噴射タイミングと各噴射量の両方を設定することができる。かかる制御機能は、本発明の方式を具体化するために用いられる。
The
エンジン60は、ECU66により制御されるVVTシステム70を更に有している。VVTシステムは、種々の公知のタイプのうち任意のもの、例えば「カムレス(camless)」タイプのものであってよい。VVTシステムは、シリンダの吸気弁が動作する時期を変化させることができ、それ故、エンジンシリンダの有効圧縮比を変化させることができ、これについては以下に詳細に説明する。
The
エンジン速度及びエンジン負荷に関するデータ値をどのように生じさせるかとは無関係に、本発明のこの特定の実施形態は、瞬間エンジン速度及び瞬間エンジン負荷を用いてエンジンに関する特定の燃料供給モード、即ち、1)HCCI燃焼を生じさせるHCCI+RVTモード、2)HCCI燃焼を生じさせるHCCI+VVTモード、3)CD燃焼を生じさせるCD+RVTモードのいずれかを選択し、次に、選択した燃料供給モードの方式に従って燃料供給システムを作動させてエンジンに燃料供給する。変形例として、特定のモードを選択する方式が、エンジン負荷だけを用いてもよい。 Regardless of how data values relating to engine speed and engine load are generated, this particular embodiment of the present invention uses the instantaneous engine speed and instantaneous engine load to determine the specific fuel delivery mode for the engine, i.e. 1 ) Select HCCI + RVT mode for generating HCCI combustion, 2) HCCI + VVT mode for generating HCCI combustion, 3) CD + RVT mode for generating CD combustion, and then select the fuel supply system according to the mode of the selected fuel supply mode. Operate and fuel the engine. As a modification, the method of selecting a specific mode may use only the engine load.
図3は、ECU66の処理システムにより実行される本発明の方式に関する流れ図71を示している。参照符号72は、この方式によって実行される処理の開始を表している。ステップ74では、エンジン速度データ及びエンジン負荷データを処理して図1の3つの燃料供給モードのうちどれを選択すべきかを決定する。モードを選択する一手法は、1つ又は2つ以上のマップを処理システムに提供して3つのゾーンを定め、マップに従って瞬間エンジン速度及びエンジン負荷に関するデータ値を比較することである。
FIG. 3 shows a
ステップ74がHCCI+RVTモードを選択した場合、図3は、燃料が各シリンダ内に噴射されてレギュラーバルブタイミングRVT(参照符号77)で全てのシリンダ(参照符号76)内にHCCI燃焼を生じさせることを示している。この動作は、完了するまで続き、その時点で、流れ図の処理が繰り返される。
If
ステップ74がHCCI+VVTモードを選択した場合、図3は、燃料が各シリンダ内に噴射されて全てのシリンダ(参照符号78)内にHCCI燃焼を生じさせ、この場合、吸気弁開閉時期は、可変バルブタイミングシステム70によって変えられる(参照符号79)ことを示している。この動作は、完了するまで続き、その時点で、流れ図の処理が繰り返される。
When
ステップ74がCD+RVTモードを選択した場合、図3は、燃料が各シリンダ内に噴射されてレギュラーバルブタイミングRVT(参照符号81)で全てのシリンダ(参照符号80)内にCD燃焼を生じさせることを示している。
If
HCCI+RVTモードでは、燃料は、レギュラーバルブタイミング(RVT)を用いるHCCI燃焼を生じさせるよう噴射される。図4Aは、HCCI+RVTモードに関する燃料供給の一般的な例を示している。この例は、比較的高い燃料噴射圧力及び比較的短い燃料噴射期間のゾーン82を有し、燃料がシリンダ内に入って自己着火前に空気と良好に混ざり合い、その結果として生じる燃焼生成物のNOX及びスート(すす)放出物が低いことを特徴としている。
In the HCCI + RVT mode, fuel is injected to produce HCCI combustion using regular valve timing (RVT). FIG. 4A shows a general example of fuel supply for the HCCI + RVT mode. This example has a
HCCI+VVTモードでは、燃料は、HCCI燃焼を生じさせるよう噴射される。可変バルブタイミングを用いることによりエンジンの有効圧縮比を変化させることによって、HCCIをHCCI+RVTモードの場合よりも高い負荷及び高い速度で実施できる。図4Bは、HCCI+VVTモードに関する燃料供給の一般的な例を示している。この例は、HCCI+RVTモードと比較して増大した負荷及び(又は)高い速度により必要とされるようにより多量の燃料をシリンダに入れて自己着火前に空気と良好に混ざり合うようにするために燃料噴射圧力がゾーン82の燃料噴射圧力よりも比較的高いゾーン84を有することを特徴とする。HCCI+VVTモードでは、VVTシステム70は、RVTの圧縮比から見て有効圧縮比を減少させるよう動作が行われる。その結果、シリンダ内圧力が減少すると共にピーク燃焼温度が減少する。したがって、しかしながら特定のエンジン負荷に応じて、燃料噴射期間は、ゾーン82の燃料噴射期間よりも幾分長い場合がある。したがって、HCCI燃焼範囲は、図1の2つのゾーンを含むよう拡張され、両方のゾーンのNOX及びスート放出物は少量である。
In the HCCI + VVT mode, fuel is injected to cause HCCI combustion. By changing the effective compression ratio of the engine by using variable valve timing, HCCI can be implemented at a higher load and higher speed than in the HCCI + RVT mode. FIG. 4B shows a general example of fuel supply for the HCCI + VVT mode. This example shows how fuel can be added to the cylinder to better mix with air before self-ignition as required by increased load and / or higher speed compared to HCCI + RVT mode. It has a
CD+RVTモードでは、エンジンは、CD燃焼を生じさせるよう燃料供給される。図4Cは、CD+RVTモードに関する燃料供給の一般的な例を示している。この例は、ゾーン82又はゾーン84のいずれの場合よりも燃料噴射圧力が比較的低く、燃料噴射時期が進められており、燃料噴射期間が長いことを特徴とするゾーン86を示している。CD+RVTモードでは、エンジン60は、高速度及び高負荷要件を満たすことができ、燃焼生成物は、典型的なNOX及びスート放出物を含む。
In CD + RVT mode, the engine is fueled to cause CD combustion. FIG. 4C shows a general example of fuel supply for the CD + RVT mode. This example shows a
以下の関係式は、ディーゼルエンジンにおいてVVTがどのように有効圧縮比を変化させることができるかを示している。定義上、次の式1が成り立つ。
The following relational expression shows how VVT can change the effective compression ratio in a diesel engine. By definition, the following
有効圧縮比=(有効押し退け量+隙間容積)/隙間容積 式1
上式において、ディーゼルエンジンにおける隙間容積は一定である。吸気弁開閉時期をVVTにより変化させた場合、エンジンの有効押し退け量は、以下に示すように変化する。
Effective compression ratio = (Effective displacement amount + gap volume) /
In the above equation, the gap volume in the diesel engine is constant. When the intake valve opening / closing timing is changed by VVT, the effective displacement amount of the engine changes as follows.
Veff-dis=πB2/4(l+α−αcosθ−√(l2−α2sin2θ)) 式2
上の式2において、Veff-disは、エンジンの有効押し退け量であり、Bは、シリンダボア直径であり、lは、コネクティングロッド長さであり、aは、クランク半径であり、θは、吸気弁閉鎖時期、即ち、TDC前のクランク角度である。吸気弁閉鎖時期を遅らせることにより、エンジンの有効押し退け量が減少し、又その逆の関係が成り立つことは明らかである。
V eff-dis = πB 2/ 4 (l + α-αcosθ-√ (l 2 -
In
HCCI+VVTモード中、吸気弁開閉時期を遅らせることにより、小さな有効圧縮比が生じ、これにより、ピストンがTDCの近くに来ているときに後でHCCI燃焼により着火できる均質チャージの生成を可能にするほどシリンダ内圧力が十分に低い状態で燃料を噴射することができ、他方、燃料供給の増量により、HCCI+RVTモード中の場合よりも増大した負荷及び(又は)高い速度が得られるよう追加のエネルギー入力が提供される。しかしながら、吸気弁閉鎖の遅延は、空気と燃料の比が低くなり過ぎるほど長いものであってはならない。 During the HCCI + VVT mode, delaying the intake valve opening and closing timing results in a small effective compression ratio, which allows the generation of a homogeneous charge that can be ignited later by HCCI combustion when the piston is near TDC. Fuel can be injected with sufficiently low pressure in the cylinder, while additional energy input allows for increased load and / or higher speeds due to the increased fuel supply than in HCCI + RVT mode. Provided. However, the delay in closing the intake valve should not be so long that the ratio of air to fuel becomes too low.
エンジン制御システムは代表的には、速度と負荷の種々の組合せと相関関係にある多数の燃料供給マップを格納している。図1のHCCI+RVTゾーン内では、マップは、全体として図4Aのゾーン82に一致している。HCCI+VVTゾーン内では、マップは、全体として図4Bのゾーン84に一致している。CD+RVTゾーン内では、マップは一般に、図4Cのゾーン86に一致している。
Engine control systems typically store a number of fuel delivery maps that correlate with various combinations of speed and load. Within the HCCI + RVT zone of FIG. 1, the map as a whole matches the
シリンダがHCCI+RVTモードでHCCI燃焼を生じさせるよう燃料供給される場合、処理システムは、対応の燃料供給マップを利用し、このマップにより、特定のエンジン速度及びエンジン負荷についてゾーン82と一致して燃料を噴射するのに適した燃料供給パラメータを提供する。
When a cylinder is fueled to produce HCCI combustion in HCCI + RVT mode, the processing system utilizes a corresponding fuel delivery map that allows fuel to be consistent with
シリンダがHCCI+VVTモードでHCCI燃焼を生じさせるよう燃料供給される場合、処理システムは、1つ又は複数の対応の燃料供給マップを利用し、かかるマップにより、特定のエンジン速度及びエンジン負荷についてゾーン84と一致して燃料を噴射するのに適した燃料供給パラメータを提供する。
If the cylinder is fueled to produce HCCI combustion in HCCI + VVT mode, the processing system utilizes one or more corresponding fuel delivery maps, such that the
シリンダがCD+RVTモードでCD燃焼を生じさせるよう燃料供給される場合、処理システムは、1つ又は複数の対応の燃料供給マップを利用し、かかるマップにより、特定のエンジン速度及びエンジン負荷についてゾーン86と一致して燃料を噴射するのに適した燃料供給パラメータを提供する。
If the cylinder is fueled to produce CD combustion in CD + RVT mode, the processing system utilizes one or more corresponding fuel delivery maps, such that the
図5は、縦軸がエンジン負荷を表し、横軸がエンジン速度を表すグラフ図である。グラフの原点のところでは、エンジン負荷は0であり、エンジン速度は0である。実線100,102,104,106は、HCCI+RVT、HCCI+IVC、HCCI+IVC+EVC、CD+RVTとそれぞれ表示された4つのゾーンの境界を定めている。RVTは、エンジン吸気弁のレギュラーバルブタイミングを表し、IVCは、エンジン吸気弁の閉鎖の遅延を表し、EVCは、排気弁の閉鎖の遅延を表している。
FIG. 5 is a graph showing the engine load on the vertical axis and the engine speed on the horizontal axis. At the origin of the graph, the engine load is zero and the engine speed is zero.
ゾーンHCCI+RVTは、比較的低いエンジン負荷及び比較的低いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。ゾーンHCCI+IVCは、ゾーンHCCI+RVTのエンジン負荷及びエンジン速度よりも比較的高いエンジン負荷及び比較的高いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。ゾーンHCCI+IVC+EVCは、ゾーンHCCI+IVCのエンジン負荷及びエンジン速度よりも比較的高いエンジン負荷及び比較的高いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。ゾーンCD+RVTは、ゾーンHCCI+IVC+EVCのエンジン負荷及びエンジン速度よりも更に比較的高いエンジン負荷及び更に比較的高いエンジン速度の種々の領域を含む組合せを含む領域をカバーしている。 Zone HCCI + RVT covers an area that includes various combinations of relatively low engine load and relatively low engine speed. Zone HCCI + IVC covers an area that includes various combinations of engine loads and engine speeds that are relatively higher than those of zone HCCI + RVT. Zone HCCI + IVC + EVC covers an area that includes various combinations of engine load and engine speed that are relatively higher than the engine load and engine speed of zone HCCI + IVC. Zone CD + RVT covers an area containing combinations including various areas of higher engine load and higher engine speed than the engine load and engine speed of zone HCCI + IVC + EVC.
圧縮着火エンジンがゾーンHCCI+RVTに属する速度及び負荷で動作している場合、燃料を、HCCI燃焼を生じさせるような仕方でエンジンシリンダ内に噴射する。エンジンがゾーンHCCI+IVCかHCCI+IVC+EVCかのいずれかに属する速度及び負荷で動作している場合、燃料を、HCCI燃焼を生じさせるような仕方でシリンダ内に噴射する。エンジンがゾーンCD+RVTに属する速度及び負荷で動作している場合、燃料を、CD燃焼を生じさせるような仕方でシリンダ内に噴射する。 When a compression ignition engine is operating at a speed and load belonging to the zone HCCI + RVT, fuel is injected into the engine cylinder in a manner that causes HCCI combustion. When the engine is operating at a speed and load that belongs to either zone HCCI + IVC or HCCI + IVC + EVC, fuel is injected into the cylinder in a manner that causes HCCI combustion. When the engine is operating at a speed and load belonging to zone CD + RVT, fuel is injected into the cylinder in such a way as to cause CD combustion.
HCCI+RVTモードでは、エンジンに燃料供給し、弁を、レギュラーバルブタイミング、即ちRVTと呼ばれている適当な弁開閉時期でHCCI燃焼を生じさせるよう動作させる。 In the HCCI + RVT mode, fuel is supplied to the engine and the valve is operated to produce HCCI combustion at an appropriate valve opening / closing timing called regular valve timing, ie RVT.
HCCI+IVCモードでは、エンジンに燃料供給し、吸気弁を、吸気弁閉鎖がHCCI+RVTモードの吸気弁閉鎖よりも遅延された状態でHCCI燃焼を生じさせて有効圧縮比を減少させるように動作させる。排気弁閉鎖は、RVTからそれほど変化させない。 In the HCCI + IVC mode, fuel is supplied to the engine and the intake valve is operated to cause HCCI combustion and reduce the effective compression ratio with the intake valve closing delayed more than the intake valve closing in the HCCI + RVT mode. Exhaust valve closure does not change much from RVT.
HCCI+IVC+EVCモードでは、エンジンに燃料供給し、吸気弁を、吸気弁閉鎖がHCCI+RVTモードの吸気弁閉鎖を基準として遅らされて有効圧縮比を減少させると共に排気弁閉鎖がHCCI+IVCモードでの排気弁閉鎖を基準として遅らされた状態でHCCI燃焼を生じさせるよう動作させる。エンジンがHCCI+IVCモードで動作するエンジン速度及びエンジン負荷よりも大きいが、エンジンがCD+RVTモードで動作するエンジン速度及びエンジン負荷よりも低いエンジン速度及びエンジン負荷の範囲にわたり、可変バルブタイミングシステムは、HCCI+IVCモード中の排気弁の閉鎖時期と比較して排気弁の閉鎖時期を遅延させるよう動作する。排気弁閉鎖時期を遅らせることにより、シリンダ内の残留高温ガスの割合を減少させ、それによりシリンダ内温度及び圧力を減少させ、その結果、NOXのような或る特定のエンジン放出物を減少させる利点が得られる。これにより、HCCI燃焼の有効範囲の拡張が実現できると考えられる。 In HCCI + IVC + EVC mode, fuel is supplied to the engine, and the intake valve closing is delayed with respect to the intake valve closing in HCCI + RVT mode to reduce the effective compression ratio, and the exhaust valve closing causes the exhaust valve closing in HCCI + IVC mode. Operate to produce HCCI combustion in a delayed state as a reference. Over a range of engine speeds and engine loads where the engine is operating in HCCI + IVC mode, but lower than engine speeds and engine loads where the engine is operating in CD + RVT mode, the variable valve timing system is in HCCI + IVC mode. It operates to delay the closing timing of the exhaust valve as compared with the closing timing of the exhaust valve. By delaying the timing exhaust valve closing, reducing the proportion of residual hot gases in the cylinders, thereby reducing the cylinder temperature and pressure, thus reducing the certain engine emissions, such as of the NO X Benefits are gained. Thereby, it is considered that the effective range of HCCI combustion can be extended.
CD+RVTモードでは、エンジンに燃料供給し、弁を上述したように動作させる。 In the CD + RVT mode, fuel is supplied to the engine and the valve is operated as described above.
図6は、ECU66の処理システムにより実行される本発明の方式に関する流れ図111を示している。参照符号112は、この方式によって実行される処理の開始を表している。ステップ114では、エンジン速度データ及びエンジン負荷データを処理して図5の4つの燃料供給モードのうちどれを選択すべきかを決定する。モードを選択する一手法は、1つ又は2つ以上のマップを処理システムに提供して図5に示す4つのゾーンを定め、マップに従って瞬間エンジン速度及びエンジン負荷に関するデータ値を比較することである。
FIG. 6 shows a flowchart 111 for the method of the present invention executed by the processing system of the
ステップ114がHCCI+RVTモードを選択した場合、図6は、燃料が各シリンダ内に噴射されてレギュラーバルブタイミングRVT(参照符号117)で全てのシリンダ(参照符号116)内にHCCI燃焼を生じさせることを示している。この動作は、完了するまで続き、その時点で、流れ図の処理が繰り返される。
If
ステップ114がHCCI+IVCモードを選択した場合、図6は、燃料が各シリンダ内に噴射されて全てのシリンダ(参照符号118)内にHCCI燃焼を生じさせ、この場合、吸気弁開閉時期は、可変バルブタイミングシステム70によって遅らされている(参照符号119)ことを示している。この動作は、完了するまで続き、その時点で、流れ図の処理が繰り返される。
If
ステップ114がHCCI+IVC+EVCモードを選択した場合、図6は、燃料が各シリンダ内に噴射されて全てのシリンダ(参照符号120)内にHCCI燃焼を生じさせ、この場合、吸気弁開閉時期と排気弁開閉時期の両方(参照符号121)は、可変バルブタイミングシステム70によって遅らされていることを示している。この動作は、完了するまで続き、その時点で、流れ図の処理が繰り返される。
When
ステップ114がCD+RVTモードを選択した場合、図6は、燃料が各シリンダ内に噴射されてレギュラーバルブタイミングRVT(参照符号123)で全てのシリンダ(参照符号122)内にCD燃焼を生じさせることを示している。この動作は、完了するまで続き、その時点で、流れ図の処理が繰り返される。
If
HCCI+IVCモードとHCCI+IVC+EVCモードの両方において、燃料供給をHCCI+RVTモードの燃料供給に対して増量させる。HCCI+RVTモードに関し、一般的な燃料供給マップは、図4Aとほぼ同じであり、HCCI+IVCモードに関し、一般的な燃料供給マップは、図4Bとほぼ同じであり、HCCI+IVC+EVCモードに関し、一般的な燃料供給マップは、図4Bとほぼ同じであるが、HCCI+IVCモードの燃料供給マップよりも僅かに高く且つ幅が広く、CD+RVTモードに関し、一般的な燃料供給マップは、図4Cとほぼ同じである。 In both the HCCI + IVC mode and the HCCI + IVC + EVC mode, the fuel supply is increased relative to the fuel supply in the HCCI + RVT mode. For the HCCI + RVT mode, the general fuel supply map is approximately the same as in FIG. 4A, for the HCCI + IVC mode, the general fuel supply map is approximately the same as in FIG. 4B, and for the HCCI + IVC + EVC mode, the general fuel supply map. Is approximately the same as FIG. 4B, but slightly higher and wider than the HCCI + IVC mode fuel supply map, and for the CD + RVT mode, the general fuel supply map is approximately the same as FIG. 4C.
エンジンサイクル中におけるCD燃料噴射は、その特定の燃料供給パルス、例えば、パイロット(先立ち)噴射パルス、主噴射パルス及び噴射後パルスにより説明される場合がある。特定の燃料噴射プロセスはどれも、代表的には常に、少なくとも1つの主燃料噴射パルスを有し、1つ又は2つ以上のパイロット及び(又は)噴射後パルスが、実施可能であるが、これを行うかどうかは任意である。 CD fuel injection during an engine cycle may be described by that particular fuel supply pulse, for example, a pilot (preceding) injection pulse, a main injection pulse, and a post-injection pulse. Any particular fuel injection process will typically always have at least one main fuel injection pulse, and one or more pilot and / or post-injection pulses can be implemented, Whether or not to perform is arbitrary.
HCCI燃料供給は、1つ又は2つ以上の個々のパルスを有するのがよい。 The HCCI fuel supply may have one or more individual pulses.
本発明は、以下の利点を有する。
1)本発明は、NOX及びスートを同時に減少させることができる。
2)本発明は、熱効率が高い。
3)本発明は、エンジンの作動範囲全体をカバーできる。
4)本発明は、大型、中型及び小型ディーゼルエンジンに使用できる。
5)本発明は、プロセッサが十分な容量を有していることを条件として、プロセッサだけで具体的に構成でき、これにより、本発明の費用効果が極めて高くなる。
The present invention has the following advantages.
1) The present invention can simultaneously reduce NO x and soot.
2) The present invention has high thermal efficiency.
3) The present invention can cover the entire operating range of the engine.
4) The present invention can be used for large, medium and small diesel engines.
5) The present invention can be specifically configured with only the processor, provided that the processor has sufficient capacity, which makes the present invention extremely cost effective.
本発明の現時点において好ましい実施例を図示すると共に説明したが、本発明の原理は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属する全ての実施形態に当てはまることは理解されるべきである。 While the presently preferred embodiment of the invention has been illustrated and described, it is to be understood that the principles of the invention apply to all embodiments that fall within the scope of the invention as set forth in the claims. .
Claims (18)
a)或る特定のデータを処理して前記エンジンを作動させる複数の燃料供給モードのうちの1つを選択するステップと、
b)第1のモードを選択した場合、1つ又は2つ以上の燃焼室に燃料供給して対応のエンジンサイクル中、前記燃焼室の各々の中に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、前記チャージの各々を圧縮して自己着火させ、この場合、前記対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにするステップと、
c)第2のモードを選択した場合、前記第1のモードに関する有効圧縮比に対して前記燃焼室の各々の有効圧縮比を減少させ、前記第1のモードに関する燃料供給に対して前記燃焼室の各々に増量した燃料を供給して対応のエンジンサイクル中、前記燃焼室の各々の中に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、前記チャージの各々を圧縮して自己着火させ、この場合、対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにするステップを有する、
ことを特徴とする方法。 A method of operating a compression ignition engine,
a) processing one particular data to select one of a plurality of fuel delivery modes for operating the engine;
b) If the first mode is selected, one or more combustion chambers are fueled to provide substantially homogeneous air and fuel charge in each of the combustion chambers during the corresponding engine cycle. Generating and compressing and self-igniting each of the charges, wherein no additional fuel is introduced after self-ignition during the corresponding engine cycle;
c) When the second mode is selected, the effective compression ratio of each of the combustion chambers is decreased with respect to the effective compression ratio for the first mode, and the combustion chamber for the fuel supply for the first mode. Supplying an increased amount of fuel to each of them to produce a substantially homogeneous charge of air and fuel in each of the combustion chambers during the corresponding engine cycle, compressing each of the charges to self-ignite, In this case, having the step of not introducing additional fuel after self-ignition during the corresponding engine cycle,
A method characterized by that.
請求項1記載の方法。 d) When the third mode is selected, the effective compression ratio for each of the combustion chambers is reduced in view of the effective compression ratio used during the first supply mode, and the supply fuel for the second mode is reduced. In contrast, an increased amount of fuel is supplied to each of the combustion chambers to produce substantially homogeneous air and fuel charges in each of the combustion chambers, and each of the charges is compressed and self-ignited, A step of preventing additional fuel from being introduced after self-ignition during the corresponding engine cycle and delaying the closing timing of the exhaust valve with respect to the closing timing of the exhaust valve during the second mode;
The method of claim 1.
請求項2記載の方法。 In both step c) and step d), the step of reducing the effective compression ratio for each of the combustion chambers as viewed from the effective compression ratio used during the first fuel supply mode comprises the first fuel Including the step of delaying the closing timing of the intake valve with respect to the closing timing of the intake valve during the supply mode,
The method of claim 2.
請求項2記載の方法。 e) If the fourth mode is selected, the fuel in the engine cycle is replaced when the air in the corresponding combustion chamber is sufficiently compressed to burn the fuel when introducing the fuel. Further comprising the step of fueling each of the combustion chambers by introducing at a point of time
The method of claim 2.
請求項4記載の方法。 In the graph showing the relationship between the engine speed and the engine load corresponding to the origin having the speed of 0 and the load of 0, step b) is the engine speed and the engine load in the first zone of the graph diagram in contact with the origin. Step c) occurs at the engine speed and engine load in the second zone bordering the first zone, and step d) is in the third zone bordering the second zone. Occurs at engine speed and engine load, step e) occurs at engine speed and engine load in a fourth zone bordering the third zone.
The method of claim 4.
請求項1記載の方法。 d) If the third mode is selected, the fuel in the engine cycle is either in the engine cycle when the air in the corresponding combustion chamber is sufficiently compressed to burn the fuel when introducing the fuel. Further comprising the step of fueling each of the combustion chambers by introducing at a point of time
The method of claim 1.
請求項6記載の方法。 In the graph showing the relationship between the engine speed and the engine load corresponding to the origin having the speed 0 and the load 0, step b) is the engine speed and the engine load in the first zone of the graph in which the origin is in contact with the boundary. Step c) occurs at the engine speed and engine load in the second zone bordering the first zone, and step d) is in the third zone bordering the second zone. Occurs at the engine speed and engine load of
The method of claim 6.
請求項1記載の方法。 Selecting the one of a plurality of fuel delivery modes to process certain data to operate the engine includes processing data representing engine load;
The method of claim 1.
請求項8記載の方法。 Selecting one of a plurality of fuel delivery modes to process certain data to operate the engine includes processing data representing engine speed;
The method of claim 8.
データを処理する制御システムと、
1つ又は2つ以上の燃焼室と、
燃料を前記1つ又は2つ以上の燃焼室内に噴射する燃料供給システムとを有し、
前記制御システムは、
a)或る特定のデータを処理して前記エンジンを作動させる複数の燃料供給モードのうちの1つを選択し、
b)第1のモードを選択した場合、1つ又は2つ以上の燃焼室に燃料供給して対応のエンジンサイクル中、前記燃焼室の各々の中に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、前記チャージの各々を圧縮して自己着火させ、この場合、前記対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにし、
c)第2のモードを選択した場合、前記第1のモードに関する有効圧縮比に対して前記燃焼室の各々の有効圧縮比を減少させ、前記第1のモードに関する燃料供給に対して前記燃焼室の各々に増量した燃料を供給して対応のエンジンサイクル中、前記燃焼室の各々の中に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、前記チャージの各々を圧縮して自己着火させ、この場合、対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにすることによって、前記燃料供給システムを制御する、
ことを特徴とするエンジン。 A compression ignition engine,
A control system for processing the data;
One or more combustion chambers;
A fuel supply system for injecting fuel into the one or more combustion chambers;
The control system includes:
a) selecting one of a plurality of fuel delivery modes to process certain data and operate the engine;
b) If the first mode is selected, one or more combustion chambers are fueled to provide substantially homogeneous air and fuel charge in each of the combustion chambers during the corresponding engine cycle. Causing each of the charges to be compressed and self-ignited, in which case no additional fuel is introduced after the self-ignition during the corresponding engine cycle;
c) When the second mode is selected, the effective compression ratio of each of the combustion chambers is decreased with respect to the effective compression ratio for the first mode, and the combustion chamber for the fuel supply for the first mode. Supplying an increased amount of fuel to each of them to produce a substantially homogeneous charge of air and fuel in each of the combustion chambers during the corresponding engine cycle, compressing each of the charges to self-ignite, In this case, the fuel supply system is controlled by preventing additional fuel from being introduced after self-ignition during the corresponding engine cycle.
An engine characterized by that.
請求項10記載のエンジン。 d) When the third mode is selected, the system reduces the effective compression ratio for each of the combustion chambers in view of the effective compression ratio used during the first supply mode, and the second mode An increased amount of fuel is supplied to each of the combustion chambers relative to the fuel supplied for the mode to produce a substantially homogeneous air and fuel charge in each of the combustion chambers, and each of the charges is compressed to self By igniting, in this case, during the corresponding engine cycle, no additional fuel is introduced after self-ignition and by delaying the closing time of the exhaust valve relative to the closing time of the exhaust valve during the second mode, Controlling the fuel supply system;
The engine according to claim 10.
請求項11記載のエンジン。 When either the second mode or the third mode is selected, the control system delays the closing timing of the intake valve with respect to the closing timing of the intake valve during the first fuel supply mode. Reducing the effective compression ratio for each of the combustion chambers in view of the effective compression ratio used during the first fuel supply mode,
The engine according to claim 11.
請求項11記載のエンジン。 e) If the fourth mode is selected, the control system causes the fuel to flow when the air in the corresponding combustion chamber is sufficiently compressed to burn the fuel when the fuel is being introduced. Fueling each of the combustion chambers by introduction at some point during the engine cycle;
The engine according to claim 11.
請求項13記載のエンジン。 In the graph showing the relationship between the engine speed and the engine load corresponding to the origin having a speed of 0 and a load of 0, the first mode is defined by the first zone of the graph and bordering the origin and the second. The mode is defined by a second zone bordering the first zone, the third mode is defined by a third zone bordering the second zone, and the fourth mode Is defined by a fourth zone bordering the third zone and the boundary,
The engine according to claim 13.
請求項10記載のエンジン。 d) If the third mode is selected, the control system causes the fuel to flow when the air in the corresponding combustion chamber is sufficiently compressed to burn the fuel when introducing the fuel. Fueling each of the combustion chambers by introduction at some point during the engine cycle;
The engine according to claim 10.
請求項15記載のエンジン。 In the graph showing the relationship between the engine speed and the engine load corresponding to the origin having a speed of 0 and a load of 0, the first mode is defined by the first zone of the graph and bordering the origin and the second. The mode is defined by a second zone bordering the first zone, and the third mode is defined by a third zone bordering the second zone,
The engine according to claim 15.
請求項10記載のエンジン。 Selecting one of a plurality of fuel delivery modes for processing certain data to operate the engine includes processing data representing engine load.
The engine according to claim 10.
請求項10記載のエンジン。 Selecting one of a plurality of fuel delivery modes for processing certain data to operate the engine includes processing data representing engine speed.
The engine according to claim 10.
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