JP2012172662A - 火花点火式ガソリンエンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御器(PCM10)は、エンジン本体の運転状態が低速域にあるときには、高負荷域では、低負荷域よりも燃料圧力が高くなるように、燃圧可変機構(高圧燃料供給システム62)を駆動し、高負荷域では、圧縮行程後期から膨張行程初期にかけてのリタード期間内のタイミングで行う燃料噴射を少なくとも含むように、筒内噴射弁(直噴インジェクタ67)を駆動する。制御器10はまた、高負荷域では、リタード期間内における、燃料の噴射後のタイミングで点火するように、点火プラグ25を駆動する。制御器10は、エンジン本体の運転状態が高負荷域内の中速域にあるときには、吸気行程中における燃料噴射をさらに実行する、又は、当該吸気行程中における燃料噴射による燃料噴射量を増量する。
【選択図】図10
Description
高負荷域では、低負荷域よりも前記燃料圧力が高くなるように、前記燃圧可変機構を駆動し、
前記高負荷域では、圧縮行程後期から膨張行程初期にかけてのリタード期間内のタイミングで、前記筒内噴射弁による前記気筒内への燃料噴射を少なくとも含むように、前記燃料噴射機構を駆動し、
前記高負荷域では、前記リタード期間内における、前記燃料の噴射後のタイミングで点火するように、前記点火プラグを駆動する。
CI判定変数Y
=i(アクセル開度)+j(1/回転数)+k(充填量)+l(エンジン水温)+m(吸気温度)
このCI判定変数Yは、混合気が、圧縮上死点付近において圧縮着火するか否かの指標となる変数である。言い換えると、CI判定変数Yは、エンジン1を、CIモードで運転すべきか、SIモードで運転すべきかを判定する変数である。例えば図18の(a)に示すように、CI判定変数Yが第1しきい値よりも小さいときには、CIモードで運転しようとしたときに失火してしまう可能性が高いため、SIモードにすべきと判定することが可能であり、逆にCI判定変数Yが第2しきい値以上のときには、CIモードで運転しようとしたときに過早着火してしまう可能性が高いため、SIモードにすべきと判定することが可能である。これに対し、CI判定変数Yが、第1しきい値以上、第2しきい値未満のときには、圧縮上死点付近の適切なタイミングで、混合気が圧縮着火するため、CIモードにすべきと判定することが可能になる。
ノック変数X
=a(1/エンジン回転数)+b(吸気圧力)+c(吸気温度)+d(総括噴射量)
エンジン回転数、吸気圧力、吸気温度、及び、総括噴射量はそれぞれ、ノッキング及び過早着火の発生に関連するパラメータであり、ノック変数Xは異常燃焼の発生のしやすさの指標である。つまり、ノック変数Xが大きいほど異常燃焼が発生しやすく、逆に、ノック変数Xが小さいほど異常燃焼が発生しにくい。例えばエンジン1の回転数が高くなればなるほど、エンジン回転数の逆数に係るノック変数Xは小さくなる。また、総括噴射量が大になればなるほど、言い換えると、エンジン負荷が高くなればなるほど、ノック変数Xは大きくなる。
高圧リタード噴射量=総括噴射量×リタード噴射割合R
ステップSA19では、図18(g)に例示するような、予め設定されかつ、PCM10に記憶されている点火マップから点火タイミングを読み込む。この点火マップは、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいて点火タイミング(IG)を設定するためのマップであり、エンジン回転数が低くかつアクセル開度が大きいほど、言い換えるとマップの左上にいけばいくほど、点火タイミングは遅角側に設定され、エンジン回転数が高くかつアクセル開度が小さいほど、言い換えるとマップの右下にいけばいくほど、点火タイミングは進角側に設定される(IG1<IG2<IG3)。尚、ここで設定される点火タイミングは、前述した燃料噴射タイミングよりも後のタイミングに設定される。
10 PCM(制御器)
12 シリンダヘッド
14 ピストン
141 キャビティ
18 気筒
19 燃焼室
21 吸気弁
22 排気弁
25 点火プラグ
50 EGR通路
62 高圧燃料供給システム(燃圧可変機構)
67 直噴インジェクタ(筒内噴射弁、燃料噴射機構)
68 ポートインジェクタ(ポート噴射弁、燃料噴射機構)
Claims (9)
- 幾何学的圧縮比が14以上に設定された気筒を有しかつ、少なくともガソリンを含有する燃料が供給されるように構成されたエンジン本体と、
前記気筒内に前記燃料を噴射する筒内噴射弁を少なくとも含んで構成された燃料噴射機構と、
前記気筒内の混合気に点火をするように構成された点火プラグと、
前記筒内噴射弁が噴射する燃料圧力を変更するように構成された燃圧可変機構と、
少なくとも前記燃料噴射機構、前記点火プラグ及び前記燃圧可変機構を制御することによって、前記エンジン本体を運転するように構成された制御器と、を備え、
前記制御器は、前記エンジン本体の運転状態が低速域にあるときには、
高負荷域では、低負荷域よりも前記燃料圧力が高くなるように、前記燃圧可変機構を駆動し、
前記高負荷域では、圧縮行程後期から膨張行程初期にかけてのリタード期間内のタイミングで、前記筒内噴射弁による前記気筒内への燃料噴射を少なくとも含むように、前記燃料噴射機構を駆動し、
前記高負荷域では、前記リタード期間内における、前記燃料の噴射後のタイミングで点火するように、前記点火プラグを駆動し、
前記制御器はまた、前記エンジン本体の運転状態が前記高負荷域内の中速域にあるときには、前記高負荷域内の前記低速域にあるときに対して、吸気行程中における燃料噴射をさらに実行する、又は、当該吸気行程中における燃料噴射による燃料噴射量を増量するように、前記燃料噴射機構を駆動する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記燃料噴射機構は、前記エンジン本体の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁をさらに含み、前記吸気行程中における燃料噴射は、前記ポート噴射弁が行う火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1又は2に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御器は、前記エンジン本体の運転状態が前記高負荷域にあるときには、前記エンジン本体を空燃比λ=1で運転する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記燃圧可変機構は、前記エンジン本体の運転状態が前記高負荷域内の、少なくとも前記低速域にあるときには、前記燃料圧力を40MPa以上に設定する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記筒内噴射弁は、複数の噴口を有しかつ、これらの噴口から噴射した燃料噴霧が前記気筒内において放射状に広がるように構成されている火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項5に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記筒内噴射弁は、前記気筒と当該気筒内に嵌挿されるピストンとシリンダヘッドとによって区画される燃焼室の天井部における中央部分に配置され、
前記ピストンは、その頂面にキャビティを有し、
前記キャビティは、前記リタード期間内に噴射した燃料噴霧がその内部に収まるように構成されている火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記エンジン本体の排気側の既燃ガスの一部を吸気側に還流させるEGR通路をさらに備え、
前記制御器は、前記エンジン本体の運転状態が、少なくとも全開負荷を除く前記高負荷域内の、少なくとも低速域にあるときには、前記EGR通路を介した排気還流を実行する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御器は、前記エンジン本体の運転状態が前記高負荷域内の前記低速域にあるときには、前記リタード期間内において複数回の燃料噴射を実行するように、前記筒内噴射弁を駆動する火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の火花点火式ガソリンエンジンの制御装置において、
前記制御器は、前記エンジン本体の運転状態が前記低負荷域内の前記低速域にあるときには、前記リタード期間内の燃料噴射時期よりも進角側のタイミングで燃料を噴射するように、前記燃料噴射機構を駆動すると共に、前記エンジン本体の既燃ガスの一部を前記気筒内に存在させることによって、前記気筒内の混合気を圧縮自己着火させる火花点火式ガソリンエンジンの制御装置。
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