JP2014206143A - Spark ignition type engine - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示する技術は、火花点火式エンジンに関する。 The technology disclosed herein relates to a spark ignition engine.
近年、地球温暖化等の環境問題の視点からバイオ燃料が注目されており、ガソリンにエタノールを25%混合したE25からエタノール100%のE100まで、ガソリンと例えばバイオエタノールとを任意の混合比で混合した燃料で走行可能なFFV(Flexible Fuel Vehicle)が実用化されている。 In recent years, biofuels have attracted attention from the viewpoint of environmental issues such as global warming, and gasoline and bioethanol, for example bioethanol, are mixed at any mixing ratio from E25, which is 25% ethanol mixed with gasoline, to E100, which is 100% ethanol. FFVs (Flexible Fuel Vehicles) that can travel with the fuel thus produced have been put into practical use.
エタノールとガソリンとでは気化特性が異なるため、FFVにおいては、エタノールの気化特性を考慮した制御が必要になる。具体的には、エタノールは、低温時においてガソリンに比べて気化率が低い。そのため、エタノールの濃度が高いほど燃料の気化性能は悪化し、燃焼安定性が低下する。特に、エタノールの精製過程で十分に水分が除去されていない、水分含有のE100(例えば5%程度の水分を含有するE100)を燃料として用いる場合には、この問題が大きい。 Since ethanol and gasoline have different vaporization characteristics, FFV requires control in consideration of the vaporization characteristics of ethanol. Specifically, ethanol has a lower vaporization rate than gasoline at low temperatures. Therefore, the higher the ethanol concentration, the worse the fuel vaporization performance and the lower the combustion stability. This problem is particularly serious when using E100 containing water (for example, E100 containing about 5% of water) whose water has not been sufficiently removed during the ethanol purification process.
例えば、特許文献1に開示されたFFVは、通常の走行中にエンジンに供給する燃料を貯留するためのメインタンクとは別に、燃料の気化性能に優れたガソリン濃度の高い燃料を貯留するサブタンクを設けている。エンジンの始動時やアイドリング時には、サブタンクからガソリン濃度の高い燃料をエンジンに供給することで、始動性やアイドリング時の安定性を向上させている。 For example, the FFV disclosed in Patent Document 1 has a sub-tank that stores fuel with high gasoline concentration and excellent fuel vaporization performance, separately from a main tank that stores fuel supplied to an engine during normal traveling. Provided. When starting the engine or idling, fuel with a high gasoline concentration is supplied from the sub tank to the engine to improve startability and stability during idling.
また、特許文献2に開示されたFFVは、燃料が気化し難い運転条件となるほど、気筒内に噴射する燃料の燃圧を高めている。これにより、燃料を微細化させ、気化を促進させている。 Further, the FFV disclosed in Patent Document 2 increases the fuel pressure of the fuel injected into the cylinder as the operating condition is such that the fuel is less likely to vaporize. This refines the fuel and promotes vaporization.
このように、特定温度以下の状態下でガソリンよりも気化率が低い特殊燃料が供給されるエンジンにおいては、冷間時等の気化に不利な運転条件下では燃焼室に供給された燃料が未燃かつ液体の状態で残留することがある。この未燃の燃料は、燃焼室からクランク室へ滴下し、オイルパン内のエンジンオイルに混入する。 Thus, in an engine that is supplied with special fuel having a lower vaporization rate than gasoline under conditions below a specific temperature, the fuel supplied to the combustion chamber is not available under operating conditions that are disadvantageous to vaporization, such as during cold weather. May remain in a burning and liquid state. This unburned fuel drops from the combustion chamber to the crank chamber and is mixed into the engine oil in the oil pan.
オイルパン内の特殊燃料は、低温時においては気化し難く、エンジンオイルに混入したままであるが、特殊燃料の温度がその沸点を超えると、該特殊燃料は一気に蒸発する。その際、特殊燃料は、周りのエンジンオイルを微粒化した状態で含むことになる。 The special fuel in the oil pan is difficult to vaporize at low temperatures and remains mixed in the engine oil, but when the temperature of the special fuel exceeds its boiling point, the special fuel evaporates all at once. At that time, the special fuel contains the surrounding engine oil in a state of being atomized.
こうして、蒸発した特殊燃料は、クランク室からブローバイ通路を介して吸気通路へ導かれ、最終的には燃焼室へ導入される。 Thus, the evaporated special fuel is guided from the crank chamber to the intake passage through the blow-by passage, and finally introduced into the combustion chamber.
つまり、特定温度以下の状態下でガソリンよりも気化率が低い特殊燃料が供給されるエンジンにおいては、クランク室で蒸発した特殊燃料を介してエンジンオイルが燃焼室へ導入されてしまう。エンジンオイルは、燃焼安定性の観点からは好ましいものではない。 In other words, in an engine supplied with a special fuel having a lower vaporization rate than gasoline under a specific temperature or lower, engine oil is introduced into the combustion chamber via the special fuel evaporated in the crank chamber. Engine oil is not preferable from the viewpoint of combustion stability.
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、特定温度以下の状態下でガソリンよりも気化率が低い特殊燃料が供給されるエンジンにおいて燃焼安定性を向上させることにある。 The technology disclosed herein has been made in view of such a point, and the purpose thereof is to stabilize combustion in an engine supplied with special fuel having a lower evaporation rate than gasoline under a specific temperature or lower. It is to improve the performance.
ここに開示された技術は、特定温度以下の状態下でガソリンよりも気化率の低い特殊燃料を含む燃料が供給されるように構成されたエンジン本体と、前記エンジン本体のクランク室に連通し、エンジンオイルを貯留する貯留部と、前記クランク室のブローバイガスを前記エンジン本体に設けられた吸気通路へ導くブローバイ通路と、前記エンジン本体の運転を制御する制御部とを備えた火花点火式エンジンを対象とし、前記制御部は、前記貯留部において蒸発し、前記ブローバイ通路を介して前記吸気通路へ流入する前記特殊燃料が多いときには、前記ブローバイ通路を介して前記吸気通路へ流入する前記特殊燃料が少ないときに比べて、前記エンジン本体の有効圧縮比を高くするものとする。 The technology disclosed herein communicates with an engine body configured to be supplied with a fuel containing a special fuel having a lower vaporization rate than gasoline under a specific temperature or lower, and a crank chamber of the engine body. A spark ignition engine comprising: a storage unit for storing engine oil; a blow-by passage for guiding blow-by gas in the crank chamber to an intake passage provided in the engine body; and a control unit for controlling operation of the engine body. When the special fuel evaporates in the reservoir and flows into the intake passage via the blow-by passage is large, the special fuel flowing into the intake passage via the blow-by passage is the target. It is assumed that the effective compression ratio of the engine body is increased as compared with the case where the amount is small.
ここで、「特定温度以下の状態下でガソリンよりも気化率の低い特殊燃料」とは、例えば単一成分燃料であり、具体的にはエタノール又はメタノール等のアルコールを例示することができる。アルコールの具体例としては、サトウキビを原料としたバイオエタノール等の、生物由来アルコールとしてもよい。 Here, the “special fuel having a lower vaporization rate than gasoline under a state of a specific temperature or less” is, for example, a single component fuel, and specifically, an alcohol such as ethanol or methanol can be exemplified. As a specific example of the alcohol, a biological alcohol such as bioethanol made from sugar cane may be used.
また、「特殊燃料を含む燃料」は、特殊燃料とそれ以外の物質(例えば、ガソリン)とを混合した燃料、及び、特殊燃料のみの燃料の双方を含む。特殊燃料をエタノールとしたときに、「特殊燃料を含む燃料」には、例えば、ガソリンにエタノールを25%混合したE25から、エタノール100%のE100まで、ガソリンとエタノールとを任意の混合比で混合した燃料が含まれ得る。この「特殊燃料を含む燃料」には、特殊燃料と水とを混合した燃焼も含まれ得る。従って、5%程度の水分を含有するE100もまた、ここでいう「特殊燃料を含む燃料」に含まれる。 The “fuel containing special fuel” includes both a fuel obtained by mixing a special fuel and other substances (for example, gasoline) and a fuel containing only a special fuel. When special fuel is ethanol, “fuel containing special fuel” is, for example, gasoline and ethanol mixed in any mixing ratio, from E25 where gasoline is mixed with 25% to E100 where ethanol is 100%. Fuel may be included. This “fuel including special fuel” may include combustion in which special fuel and water are mixed. Therefore, E100 containing about 5% of water is also included in the “fuel including special fuel”.
この構成によれば、貯留部において蒸発し、ブローバイ通路を介して吸気通路へ流入する特殊燃料が多いときには、ブローバイ通路を介して吸気通路へ流入する特殊燃料が少ないときに比べて、エンジン本体の有効圧縮比が高くされる。貯留部において蒸発し、ブローバイ通路を介して吸気通路へ流入する特殊燃料が多いときには、該特殊燃料を介して燃焼室へ導入されるエンジンオイルも多くなる。このようなときには、有効圧縮比が高められるので、圧縮行程における気筒内圧力及び温度が高くなる。その結果、燃焼室へ導入されるエンジンオイルが多い場合であっても燃焼安定性の悪化を抑制することができる。 According to this configuration, when the amount of special fuel that evaporates in the reservoir and flows into the intake passage via the blow-by passage is larger than that when the special fuel that flows into the intake passage via the blow-by passage is less, The effective compression ratio is increased. When there is much special fuel that evaporates in the reservoir and flows into the intake passage via the blow-by passage, more engine oil is introduced into the combustion chamber via the special fuel. In such a case, since the effective compression ratio is increased, the cylinder pressure and temperature in the compression stroke increase. As a result, deterioration of combustion stability can be suppressed even when a large amount of engine oil is introduced into the combustion chamber.
一方、ブローバイ通路を介して吸気通路へ流入する特殊燃料が少ないときには、有効圧縮比が低くなる。これにより、ポンプ損失を低減し、燃費の向上を図ることができる。 On the other hand, when the amount of special fuel flowing into the intake passage via the blow-by passage is small, the effective compression ratio is low. Thereby, pump loss can be reduced and fuel consumption can be improved.
また、火花点火式エンジンは、前記エンジン本体に設けられた吸気ポートを開閉する吸気弁をさらに備え、前記制御部は、所定負荷以下の部分負荷時において前記吸気弁の閉弁時期を吸気下死点よりも遅い時期に設定しており、前記ブローバイ通路を介して前記吸気通路へ流入する前記特殊燃料が多いときには、前記ブローバイ通路を介して前記吸気通路へ流入する前記特殊燃料が少ないときに比べて、前記吸気弁の閉弁時期を吸気下死点に近づけるようにしてもよい。 The spark ignition engine further includes an intake valve that opens and closes an intake port provided in the engine body, and the control unit determines when the intake valve is closed at a partial load equal to or lower than a predetermined load. When the amount of the special fuel flowing into the intake passage through the blow-by passage is large, the time is set later than the point, compared with the case where the amount of the special fuel flowing into the intake passage through the blow-by passage is small. Thus, the closing timing of the intake valve may be close to the intake bottom dead center.
ここで、「所定負荷以下の部分負荷時」とは、例えば全開負荷を含む高負荷時以外の負荷時のことであり、エンジンの負荷領域を分割したときに、全開負荷を含む高負荷領域よりも少なくとも低負荷側の領域内に、エンジン本体の運転状態があるときを意味する。例えば、「所定負荷以下の部分負荷時」は、エンジンの負荷領域を低負荷領域と高負荷領域とに2分割したときの低負荷領域内に、エンジン本体の運転状態があるとき、としてもよいし、エンジンの負荷領域を、例えば低負荷領域、中負荷領域及び高負荷領域に3分割したときの低・中負荷領域内に、エンジン本体の運転状態があるとき、としてもよい。 Here, “partial load equal to or less than a predetermined load” means, for example, a load other than a high load including a fully open load, and when the engine load region is divided, a high load region including a fully open load is determined. Also means when the engine main body is operating at least in the low load region. For example, “at the time of partial load equal to or less than a predetermined load” may be when the engine main body is in an operating state in a low load region when the engine load region is divided into a low load region and a high load region. Then, the engine load region may be, for example, when the engine main body is operating in a low / medium load region obtained by dividing the engine load region into a low load region, a medium load region, and a high load region.
この構成によれば、吸気弁の閉弁時期を遅閉じのタイミングから吸気下死点に近づけることによって有効圧縮比の増大が実現される。この構成によれば、有効圧縮比の調整を容易に実現できると共に、比較的高回転の運転領域であっても有効圧縮比の調整を実現することができる。 According to this configuration, the effective compression ratio can be increased by bringing the closing timing of the intake valve closer to the intake bottom dead center from the delayed closing timing. According to this configuration, the adjustment of the effective compression ratio can be easily realized, and the adjustment of the effective compression ratio can be realized even in a relatively high speed operation region.
つまり、クランク軸とコンロッドとをリンク機構を介して連結することによって有効圧縮比を機械的に可変とする構成に比べて、吸気弁の閉弁時期を調整するだけで有効圧縮比の調整ができるので、有効圧縮比の増大を容易に且つ応答性よく実現できる。また、有効圧縮比の増大は、吸気弁の閉弁時期を早閉じのタイミングに設定しておき、そこから閉弁時期を吸気下死点に近づけることも考えられる。しかし、高回転の運転領域においては吸気慣性の影響が大きく、閉弁時期が短すぎると気筒内への空気充填量が少なくなってしまうため、吸気弁の閉弁時期を早閉じに設定することは不適である。それに対し、吸気弁の閉弁時期を遅閉じのタイミングに設定している場合には、高回転の運転領域であっても、空気を吸い込む期間をできる限り長くすることができる。つまり、吸気弁の閉弁時期を遅閉じのタイミングに設定する構成であれば、高回転の運転領域であっても適切な運転を行いつつ、有効圧縮比の調整も行うことができる。 That is, the effective compression ratio can be adjusted only by adjusting the closing timing of the intake valve, compared to a configuration in which the effective compression ratio is mechanically variable by connecting the crankshaft and the connecting rod via a link mechanism. Therefore, it is possible to easily increase the effective compression ratio with good responsiveness. In addition, the increase in the effective compression ratio may be such that the closing timing of the intake valve is set to an early closing timing, and then the closing timing is brought closer to the intake bottom dead center. However, in the high-speed operation range, the influence of the intake inertia is large, and if the valve closing timing is too short, the amount of air charged into the cylinder will decrease, so the valve closing timing of the intake valve should be set to early closing. Is unsuitable. On the other hand, when the closing timing of the intake valve is set to the late closing timing, the period of sucking air can be made as long as possible even in the high rotation operation region. That is, if the configuration is such that the closing timing of the intake valve is set to the late closing timing, the effective compression ratio can be adjusted while performing an appropriate operation even in the high-rotation operation region.
また、部分負荷時であれば、要求出力が大きくないので、吸気弁を遅閉じにすることによって有効圧縮比が低下してしまっても問題はない。つまり、出力がさほど要求されないときには有効圧縮比を低減してポンプ損失を低減する一方、蒸発した特殊燃料と共に流入するエンジンオイルが多いときには有効圧縮比を向上させて、燃焼安定性を向上させている。これにより、全体的な燃費改善を図ることができる。 Further, since the required output is not large at the time of partial load, there is no problem even if the effective compression ratio is lowered by closing the intake valve late. In other words, when the output is not so required, the effective compression ratio is reduced to reduce the pump loss. On the other hand, when there is a lot of engine oil flowing in with the evaporated special fuel, the effective compression ratio is improved to improve the combustion stability. . Thereby, the overall fuel efficiency can be improved.
前記火花点火式エンジンによれば、燃焼安定性を向上させることができる。 According to the spark ignition engine, combustion stability can be improved.
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
以下、直噴エンジンの実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は例示である。図1に示されるように、エンジンシステムは、エンジン(エンジン本体)1、エンジン1に付随する様々なアクチュエータ、様々なセンサ、及びセンサからの信号に基づきアクチュエータを制御するエンジン制御器100を有する。このエンジンシステムは、幾何学的圧縮比が12以上20以下(例えば14)の高圧縮比エンジン1を備える。
Hereinafter, an embodiment of a direct injection engine will be described based on the drawings. In addition, the following description of preferable embodiment is an illustration. As shown in FIG. 1, the engine system includes an engine (engine body) 1, various actuators associated with the engine 1, various sensors, and an
エンジン1は、火花点火式4ストローク内燃機関であって、図1には1つのみ図示するが、直列に配置された第1〜第4の4つの気筒11を有する。但し、ここに開示する技術が適用可能なエンジンは、直列4気筒エンジンには限定されない。エンジン1は、自動車等の車両に搭載され、その出力軸は、図示しないが、変速機を介して駆動輪に連結されている。エンジン1の出力が駆動輪に伝達されることによって、車両が推進する。 The engine 1 is a spark ignition type four-stroke internal combustion engine. Although only one is shown in FIG. 1, the engine 1 has first to fourth four cylinders 11 arranged in series. However, an engine to which the technology disclosed herein is applicable is not limited to an in-line four-cylinder engine. The engine 1 is mounted on a vehicle such as an automobile, and its output shaft is connected to drive wheels via a transmission, although not shown. The vehicle is propelled by the output of the engine 1 being transmitted to the drive wheels.
このエンジン1には、エタノール(バイオエタノールを含む)を含有する燃料が供給される。特にこの車両は、エタノールの濃度が25%(つまり、E25)〜100%(つまり、E100)までの任意の濃度の燃料が使用可能なFFVである。図示は省略するが、この車両は、前記の燃料を貯留する燃料(メインタンク)のみを有しており、従来のFFVのように、ガソリン濃度の高い燃料を、メインタンクとは別に貯留するためのサブタンクを有していない。ただし、サブタンクを設けてもよい。 The engine 1 is supplied with fuel containing ethanol (including bioethanol). In particular, this vehicle is an FFV that can use fuel of any concentration from 25% (ie, E25) to 100% (ie, E100) of ethanol. Although not shown in the figure, this vehicle has only the fuel (main tank) for storing the fuel, and stores a fuel having a high gasoline concentration separately from the main tank, like the conventional FFV. Does not have a sub tank. However, a sub tank may be provided.
エンジン1は、シリンダブロック12と、シリンダブロック12の上に載置されるシリンダヘッド13と、シリンダブロック12に下に設けられるオイルパン23とを備えている。ブロック12の内部に気筒11が形成されている。周知のように、シリンダブロック12には、ジャーナル、ベアリングなどによりクランクシャフト14が回転自在に支持されており、このクランクシャフト14が、コネクティングロッド16を介してピストン15に連結されている。シリンダブロック12の下部とオイルパン23とによってクランク室12aが形成されている。オイルパン23の内側には、エンジンオイルを貯留するオイル貯留部23aが形成されている。オイル貯留部23aとクランク室12aとは、連通している。オイル貯留部23aは、貯留部の一例である。
The engine 1 includes a
各気筒11の天井部には、略中央部からシリンダヘッド13の下端面付近まで延びる2つの傾斜面が形成されており、それらの傾斜面が互いに差し掛けられた屋根のような形状をなすいわゆるペントルーフ型となっている。
Two inclined surfaces extending from the substantially central portion to the vicinity of the lower end surface of the
前記ピストン15は、各気筒11内に摺動自在に嵌挿されており、気筒11及びシリンダヘッド13と共に燃焼室17を区画している。ピストン15の頂面は、前述した気筒11の天井面のペントルーフ型の形状に対応するように、その周縁部から中央部に向かって隆起する台形状に形成されており、これによって、ピストン15が圧縮上死点に到達したときの燃焼室容積を小さくして、12以上の高い幾何学的圧縮比を達成している。ピストン15の頂面にはまた、その概略中心位置に、概ね球面状に凹陥したキャビティ151が形成されている。このキャビティ151は、気筒11の中心部に配設された点火プラグ51に相対するように、配置されており、これによって、燃焼期間を短縮するようにしている。つまり、前述したように、この高圧縮比エンジン1は、ピストン15の頂面が隆起していて、ピストン15が圧縮上死点に到達したときに、ピストン15の頂面と気筒11の天井面との間隔が極めて狭くなるように構成されている。このため、キャビティ151を形成していないときには、初期火炎がピストン15の頂面と干渉して冷却損失が増大し、火炎伝播が阻害されて燃焼速度が遅延してしまう。これに対し、前記のキャビティ151は、初期火炎の干渉を回避して、その成長を妨げないため、火炎伝播が速くなって、燃焼期間が短縮し得る。このことは、ガソリン濃度の高い燃料においては、ノッキングの抑制に有利になり、点火時期の進角によるトルクの向上に寄与する。
The
気筒11毎に、吸気ポート18及び排気ポート19がシリンダヘッド13に形成され、それぞれが燃焼室17に連通している。吸気弁21及び排気弁22はそれぞれ、吸気ポート18及び排気ポート19を燃焼室17から遮断(閉)することができるように配設されている。吸気弁21は吸気弁駆動機構30により、排気弁22は排気弁駆動機構40により、それぞれ駆動され、それによって所定のタイミングで往復動して、吸気ポート18及び排気ポート19を開閉する。
For each cylinder 11, an
吸気弁駆動機構30及び排気弁駆動機構40は、それぞれ吸気カムシャフト31及び排気カムシャフト41を有する。カムシャフト31,41は、周知のチェーン/スプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランクシャフト14に連結される。動力伝達機構は、周知のように、クランクシャフト14が二回転する間に、カムシャフト31,41を一回転させる。
The intake
吸気弁駆動機構30は、吸気弁21の開閉時期を変更可能な吸気バルブタイミング可変機構32を含んで構成され、排気弁駆動機構40は、排気弁22の開閉時期を変更可能な排気バルブタイミング可変機構42を含んで構成される。吸気バルブタイミング可変機構32は、この実施形態では、吸気カムシャフト31の位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な電動式の位相可変機構(Variable Valve Timing:VVT)により構成され、排気バルブタイミング可変機構42は、排気カムシャフト41の位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な電動式の位相可変機構により構成されている。吸気バルブタイミング可変機構32は、吸気弁21の閉弁時期を変更することにより、有効圧縮比を調整し得るものである。尚、有効圧縮比とは、吸気弁閉弁時の燃焼室容積と、ピストン15が上死点にあるときの燃焼室容積との比である。尚、VVTは、液圧式又は機械式であってもよい。
The intake
点火プラグ51は、例えばねじ等の周知の構造によって、シリンダヘッド13に取り付けられている。点火プラグ51の電極は、気筒11の概略中心において燃焼室17の天井部に臨んでいる。点火システム52は、エンジン制御器100からの制御信号を受けて、点火プラグ51が所望の点火タイミングで火花を発生するよう、それに通電する。
The
燃料噴射弁53は、例えばブラケットを使用する等の周知の構造で、この実施形態ではシリンダヘッド13の一側(図例では吸気側)に取り付けられている。このエンジン1は、燃料を気筒11内に直接噴射する、いわゆる直噴エンジンであり、燃料噴射弁53の先端は、上下方向については吸気ポート18の下方に、また、水平方向については気筒11の中央に位置して、燃焼室17内に臨んでいる。但し、燃料噴射弁53の配置はこれに限定されるものではない。燃料噴射弁53は、この例においては、多噴口(例えば6噴口)型の燃料噴射弁(Multi Hole Injector:MHI)である。各噴口の向きは、図示は省略するが、気筒11内の全体に燃料が噴射できるように、噴口軸の芯先が広がっている。MHIの利点は、多噴口であるため一噴口の径が小さく、比較的高い圧力で燃料を噴射し得る点、及び、気筒11内の全体に燃料を噴射可能に広がっているため、燃料のミキシング性が高まると共に、燃料の気化・霧化が促進される点にある。従って、吸気行程中に燃料を噴射した場合は、気筒11内の吸気流動を利用した、燃料のミキシング性、及び、気化・霧化の促進の点で有利になる一方、圧縮行程において燃料を噴射した場合は、燃料の気化・霧化の促進により、気筒11内のガス冷却の点で有利になる。尚、燃料噴射弁53は、MHIに限定されるものではない。
The
燃料供給システム54は、燃料を昇圧して燃料噴射弁53に供給する高圧ポンプ(燃料ポンプ)と、この高圧ポンプに対して燃料タンクからの燃料を送る配管やホース等と、燃料噴射弁53を駆動する電気回路と、を備えている。燃料ポンプは、この例ではエンジン1によって駆動される。尚、燃料ポンプを電動ポンプとしてもよい。燃料噴射弁53が多噴口型である場合は、微小な噴口から燃料を噴射するために、燃料噴射圧力は比較的高く設定される。電気回路は、エンジン制御器100からの制御信号を受けて燃料噴射弁53を作動させ、所定のタイミングで所望量の燃料を、燃焼室17内に噴射させる。ここで、燃料供給システム54は、エンジン回転数が上昇するに伴い燃圧を高く設定する。これは、エンジン回転数が上昇するに伴い、気筒11内に噴射される燃料量も増大するが、燃圧が高くなることで、燃料の気化・霧化に有利になると共に、燃料噴射弁53の燃料噴射に係るパルス幅を可及的に短くするという利点がある。前述したように、燃料タンクには、E25〜E100までの任意のエタノール濃度のアルコール含有燃料が貯留されている。
The
吸気ポート18は、吸気マニホールド55内の吸気経路55bによってサージタンク55aに連通している。図示しないエアクリーナからの吸気流は、スロットルボディ56を通過してサージタンク55aに供給される。スロットルボディ56にはスロットル弁57が配置されており、このスロットル弁57は、周知のようにサージタンク55aに向かう吸気流を絞って、その流量を調整する。スロットル・アクチュエータ58が、エンジン制御器100からの制御信号を受けて、スロットル弁57の開度を調整する。
The
サージタンク55aには、PCV(Positive Crankcase Ventilation)ホース59の下流端が接続されている。PCVホース59の上流端は、エンジンブロック12にPCVバルブ59aを介して接続されている。PCVホース59は、エンジンブロック12のクランク室12aと連通している。PCVバルブ59aは、クランク室12aからPCVホース59へのブローバイガスの流入を許容する一方で、PCVホース59からクランク室12aへの気体の流入を阻止する。こうして、サージタンク55aには、クランク室12a内のブローバイガスがPCVホース59を介して流入する。PCVホース59は、ブローバイ通路の一例である。サージタンク55aは、吸気通路の一例である。
A downstream end of a PCV (Positive Crankcase Ventilation)
排気ポート19は、排気マニホールド60内の排気経路によって周知のように排気管61内の通路に連通している。この排気マニホールド60は、図示を省略するが、各気筒11の排気ポート19に接続された分岐排気通路が、排気順序が隣り合わない気筒同士で第1集合部により集合され、各第1集合部の下流の中間排気通路が第2集合部で集合された構造となっている。すなわち、このエンジン1の排気マニホールド60には、いわゆる4−2−1レイアウトが採用されている。排気管61には、リニアO2センサ79が設けられている。リニアO2センサ79は、排気ガス中の酸素濃度に基づいて混合気の空燃比を検出する。
The
エンジン1にはまた、その始動時にクランキングを行うためのスタータモータ20が設けられている。
The engine 1 is also provided with a
エンジン制御器100は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置(CPU)と、例えばRAMやROMにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力(I/O)バスと、を備えている。エンジン制御器100は、制御部の一例である。
The
尚、制御部は、ハードロジックで実現してもよい。制御部は、1つの素子で構成してもよいし、物理的に複数の素子で構成してもよい。複数の素子で構成する場合、1つの制御を複数の素子で実現してもよい。 The control unit may be realized by hard logic. The control unit may be composed of one element or may be physically composed of a plurality of elements. When configured by a plurality of elements, one control may be realized by a plurality of elements.
エンジン制御器100は、エアフローセンサ71からの吸気流量及び吸気温度、吸気圧センサ72からの吸気マニホールド圧、クランク角センサ73からのクランク角パルス信号、水温センサ78からのエンジン水温、リニアO2センサ79からの空燃比というように、種々の入力を受ける。エンジン制御器100は、例えばクランク角パルス信号に基づいて、エンジン回転数を計算する。また、エンジン制御器100は、アクセル・ペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ75からのアクセル開度信号を受ける。さらに、エンジン制御器100には、変速機の出力軸の回転速度を検出する車速センサ76からの車速信号が入力される。加えて、シリンダブロック12には、当該シリンダブロック12の振動を電圧信号に変換して出力する加速度センサからなるノックセンサ77が取り付けられており、その出力信号もエンジン制御器100に入力される。
The
エンジン制御器100は前記のような入力に基づいて、以下のようなエンジン1の制御パラメータを計算する。例えば、所望のスロットル開度信号、燃料噴射パルス、点火信号、バルブ位相角信号等である。そしてエンジン制御器100は、それらの信号を、スロットル・アクチュエータ58、燃料供給システム54、点火システム52、並びに、吸気及び排気バルブタイミング可変機構32、42等に出力する。エンジン制御器100はまた、エンジン1の始動時には、スタータモータ20に駆動信号を出力する。
The
ここで、FFV用のエンジンシステムに特有の構成として、エンジン制御器100は、リニアO2センサ79の検知結果に基づいて、燃料噴射弁53が噴射する燃料のエタノール濃度を推定する。エタノールの理論空燃比(9.0)は、ガソリンの理論空燃比(14.7)よりも小さく、燃料のエタノール濃度が高いほど理論空燃比はリッチ側になることから、理論空燃比でエンジンを運転している条件下において、排気ガス中に燃え残りの酸素が存在しているときには、燃料のエタノール濃度が予想よりも高かったと判断することができる。エンジン制御器100は、このことを利用して、リニアO2センサ79が検知した排気ガス中の酸素濃度に基づき燃料のエタノール濃度を推定する。尚、燃料のエタノール濃度を推定する代わりに、燃料のエタノール濃度を検出するセンサを設けてもよい。
Here, as a configuration unique to the FFV engine system, the
エンジン制御器100はさらに、リニアO2センサ79の検知結果に基づいて、気筒11内に供給した燃料の気化率を算出する。気化率は、気筒11内に供給する燃料量(言い換えると、燃料噴射弁53が噴射した燃料量)に対する、燃焼に寄与した燃料量の重量比によって定義される。エンジン制御器100は、混合気の空燃比と、リニアO2センサ79の検出値とに基づいて燃焼に寄与した燃料量の重量を算出し、算出した燃料重量と、燃料噴射弁53の燃料噴射量とから気化率を算出する。
The
このエンジンシステムは、前述の通りFFVに搭載されたシステムであり、エンジン1には、E25〜E100までの任意の混合比のアルコール含有燃料が供給される。ここで、図2は、ガソリンの気化特性とエタノールの気化特性とを比較する図である。尚、図2は、1気圧下における温度変化に対する、ガソリン及びエタノールそれぞれの蒸留量(%)の変化を示している。ガソリンは多成分燃料であることから、各成分の沸点に応じて蒸発する。ガソリンの蒸留量は、温度変化に対しおおよそ線形的に変化することなる。つまり、ガソリンは、エンジン1の温度状態が比較的低いときにも気化して、可燃混合気を形成することが可能である。 This engine system is a system mounted on the FFV as described above, and the engine 1 is supplied with alcohol-containing fuel having any mixing ratio from E25 to E100. Here, FIG. 2 is a diagram comparing the gasification characteristics of gasoline and ethanol. In addition, FIG. 2 has shown the change of the distillation amount (%) of each of gasoline and ethanol with respect to the temperature change under 1 atmosphere. Since gasoline is a multi-component fuel, it evaporates according to the boiling point of each component. The amount of gasoline distilled will vary approximately linearly with changes in temperature. That is, the gasoline can be vaporized even when the temperature state of the engine 1 is relatively low to form a combustible mixture.
これに対しエタノールは単一成分燃料であることから、特定温度(つまり、エタノールの沸点である78℃)以下では、蒸留量が0%になる一方で、特定温度を超えると、蒸留量が100%になる。このように、ガソリンとエタノールとを比較すると、特定温度以下では、エタノールの蒸留量の方がガソリンの蒸留量よりも低くなる一方で、特定温度を超えると、エタノールの蒸留量の方がガソリンの蒸留量よりも高くなる。そのため、エンジン1の温度状態が所定温度以下(例えば水温が20℃以下程度)の冷間状態では、エタノールを含有する燃料は、ガソリンと比較して気化率が低くなる。そうして、エンジン1が冷間状態にあるときには、エンジン1の温度状態が低いほど、また燃料のエタノール濃度が高いほど、燃料の気化率は低下することになる。 On the other hand, since ethanol is a single component fuel, the distillation amount becomes 0% at a specific temperature (that is, 78 ° C. which is the boiling point of ethanol) or less, whereas when the specific temperature is exceeded, the distillation amount is 100%. %become. Thus, when gasoline and ethanol are compared, below the specified temperature, the amount of ethanol distilled is lower than the amount of gasoline distilled. On the other hand, when the specified temperature is exceeded, the amount of ethanol distilled is less than that of gasoline. It becomes higher than the amount of distillation. Therefore, in a cold state where the temperature state of the engine 1 is a predetermined temperature or lower (for example, the water temperature is about 20 ° C. or lower), the fuel containing ethanol has a lower vaporization rate than gasoline. Thus, when the engine 1 is in a cold state, the lower the temperature state of the engine 1 and the higher the ethanol concentration of the fuel, the lower the fuel vaporization rate.
このように、エンジン1の温度状態や、燃料のエタノール濃度によって燃料の気化率が変化することから、エンジン制御器100は、目標となる気化燃料量が得られるように、エンジン負荷等に応じて設定されるベースの燃料量に対し、燃料の気化率に応じて燃料量の増量補正を行う。すなわち、燃料の気化率が低いほど、燃料噴射弁53が噴射する燃料量は増量する。
As described above, the fuel vaporization rate changes depending on the temperature state of the engine 1 and the ethanol concentration of the fuel. Therefore, the
また、エンジン制御器100は、特に部分負荷の運転領域においては、エンジン1の温度に応じてエンジン1の有効圧縮比を調整している。エンジン制御器100は、エンジン水温に基づいてエンジン1の温度を判定している。図3は、エンジン水温に対する吸気弁21の閉弁時期の関係を示す図である。エンジン制御器100は、吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点よりも遅いタイミングに設定しており、エンジン水温が低いほど、即ち、エンジン1の温度が低いほど、吸気弁21の閉弁時期を進角させている。より詳しくは、エンジン制御器100は、エンジン水温が低くなるにつれて、吸気弁21の閉弁時期を階段状に進角させている。吸気弁21の閉弁時期を進角させることによって、有効圧縮比が高くなり、圧縮行程中の気筒11内の圧力及び温度が高くなる。前述の如く、エンジン1の温度が低いほど、エタノールの気化率が低下し、燃焼安定性が悪化する。それに対し、エンジン水温が低いほど、即ち、エンジン1の温度が低いほど、有効圧縮比を高くすることによって、燃焼安定性を向上させることができる。それに加えて、有効圧縮比を高くすることによって気筒11内の温度が高くなるので、エタノールの気化を促進することができる。この点においても、燃焼安定性を向上させることができる。一方、エンジン水温が高いときには、吸気弁21の閉弁時期が比較的遅くに設定され、有効圧縮比が低くなっている。部分負荷の運転領域においては、あまり大きな出力が要求されないため有効圧縮比を低くすることができ、それによってポンプ損失を低減して燃費の向上を図っている。
The
それに加えて、エンジン制御器100は、クランク室12aで蒸発してPCVホース59を介してサージタンク55aに流入するエタノールの量に応じて、エンジン1の有効圧縮比を調整している。
In addition, the
詳しくは、冷間時のように気化率が低い条件下では、一部のエタノールは、気化せずに液体の状態のまま燃焼室17に存在する。液体のエタノールは燃焼し難いので、液体のエタノールの多くは未燃のまま燃焼室17に残留する。残留したエタノールは、クランク室12a内に滴下し、オイルパン23のエンジンオイルに混入する。エンジンオイルの温度が比較的低いときには、エタノールの温度も沸点に達していないので、液体のままエンジンオイル中に存在する。しかし、エンジン1の運転に従ってエンジンオイルの温度が上昇し、エタノールの温度が沸点に達すると、該エタノールは一気に蒸発する。この蒸発したエタノール(以下、「蒸発エタノール」ともいう)は、周りのエンジンオイルを微粒化した状態で含有することになる。蒸発エタノールは、ブローバイガスとしてクランク室12aからPCVホース59を介して流出し、サージタンク55aに流入する。その後、エタノールは、吸気マニホールド55を介して燃焼室17に供給される。こうして、蒸発エタノールを介して、微粒化したエンジンオイルが燃焼室17に導入される。エンジンオイルは燃焼安定性の観点からは好ましくないので、エンジンオイルの量が多くなるほど燃焼安定性が悪化する。燃焼室17へ導入されるエンジンオイルは、PCVホース59を介してサージタンク55aに流入する蒸発エタノールが多くなるほど、多くなる。
Specifically, under conditions where the vaporization rate is low as in the cold state, some ethanol remains in the combustion chamber 17 in a liquid state without being vaporized. Since liquid ethanol is difficult to burn, most of the liquid ethanol remains in the combustion chamber 17 unburned. The remaining ethanol is dropped into the
それに対し、エンジン制御器100は、PCVホース59を介してサージタンク55aに流入する蒸発エタノールが多くなるほど、エンジン1の有効圧縮比を高くしている。具体的には、エンジン制御器100は、PCVホース59を介してサージタンク55aに流入する蒸発エタノールの量が所定値以上となると、エンジン1の有効圧縮比を高くしている。エンジン制御器100は、リニアO2センサ79からの酸素濃度に基づいてPCVホース59を介してサージタンク55aに流入する蒸発エタノールの量が所定値以上か否かを判定している。つまり、エンジン制御器100は、出力要求に応じた空気量、空燃比、燃料量でエンジン1を運転している。その状態で、クランク室12aの蒸発エタノールが燃焼室17に導入されると、燃焼室17内の燃料量は所望の燃料量よりも多くなり、燃焼室17内は酸素不足となる。その結果、リニアO2センサ79は、空燃比がリッチ側にあること、即ち、酸素濃度が不足であることを示す出力値を出力する。エンジン制御器100は、酸素濃度の不足率が所定値以上になると、エンジン1の有効圧縮比を高くしている。
In contrast, the
図4に、エンジンの運転サイクルに対する酸素濃度の不足率の変化を示す。ここで、酸素濃度の不足率とは、理論空燃比を実現する酸素濃度に対して不足している酸素濃度の比率である。例えば、オイルパン23にエタノールが混入した状態からエンジン1の運転を開始したとすると、図4に示すように、エンジンオイルの温度が上昇するまでの間は、エンジンオイル中のエタノールはあまり蒸発しないので、酸素濃度は目標値に近い値となっている。エンジン1の運転がしばらく続いてエンジンオイルが上昇すると、エタノールの蒸発が始まり、蒸発エタノールがPCVホース59、サージタンク55a及び吸気経路55bを介して燃焼室17に導入される。その結果、酸素濃度が不足するようになる。そして、蒸発エタノールの増加に伴い、酸素濃度の不足率も徐々に大きくなる。エンジンオイル内のエタノールが全て蒸発すると、燃焼室17へ導入される蒸発エタノールの量も徐々に減少し、酸素濃度の不足率も徐々に小さくなる。やがて、酸素濃度は目標値に一致する。
FIG. 4 shows the change in the oxygen concentration deficiency with respect to the engine operating cycle. Here, the oxygen concentration deficiency rate is the ratio of the oxygen concentration deficient to the oxygen concentration realizing the stoichiometric air-fuel ratio. For example, if the operation of the engine 1 is started from a state where ethanol is mixed in the
ここで、エンジン制御器100は、酸素濃度の不足率が所定値以上となると、吸気弁21の閉弁時期を進角させて、有効圧縮比を高くしている。酸素濃度の不足率が大きいことは、蒸発エタノールが多いことを表している。つまり、エンジン制御器100は、図5に示すように、エタノール蒸発量に応じて有効圧縮比を調整している。具体的には、エンジン制御器100は、エタノール蒸発量が所定値以上となると、有効圧縮比を高くしている。エタノールが蒸発するのはエンジン1の温度が高いときなので、図1で見れば、エンジン水温が高い、吸気弁21の閉弁時期が最も遅く設定された領域において吸気弁21の閉弁時期が進角側に調整されることになる(図1の破線参照)。尚、エンジン制御器100は、酸素濃度の不足率が所定値未満となると、吸気弁21の閉弁時期を遅角側に調整して、有効圧縮比を低くしている。
Here, the
蒸発エタノールは、エンジンオイルを含んでいるため、燃焼室17の蒸発エタノールの量が増えることは、燃焼室17のエンジンオイルの量が増えることを意味し、ひいては、燃焼安定性が悪化することを意味する。それに対し、燃焼室17に導入される蒸発エタノールの量が多いときには有効圧縮比が高く設定されるため、エンジンオイルの増加に起因する燃焼安定性の悪化を抑制することができる。 Since evaporated ethanol contains engine oil, an increase in the amount of evaporated ethanol in the combustion chamber 17 means an increase in the amount of engine oil in the combustion chamber 17 and, in turn, deterioration in combustion stability. means. On the other hand, since the effective compression ratio is set high when the amount of evaporated ethanol introduced into the combustion chamber 17 is large, it is possible to suppress deterioration in combustion stability due to an increase in engine oil.
一方、燃焼室17に導入される蒸発エタノールの量が少ないときには、燃焼室17へのエンジンオイルの導入も少ないので、有効圧縮比を低減することによって、ポンプ損失を低減して燃費の向上を図ることができる。 On the other hand, when the amount of evaporated ethanol introduced into the combustion chamber 17 is small, the introduction of engine oil into the combustion chamber 17 is also small. Therefore, by reducing the effective compression ratio, the pump loss is reduced and the fuel efficiency is improved. be able to.
したがって、前記実施形態によれば、エンジン1は、特定温度以下の状態下でガソリンよりも気化率の低い特殊燃料、具体的にはエタノールを含む燃料が供給されるように構成されている。エンジン1は、クランク室12aに連通し、エンジンオイルを貯留するオイル貯留部23aと、前記クランク室12aのブローバイガスをサージタンク55aへ導くPCVホース59と、エンジン1の運転を制御するエンジン制御器100とを備えている。エンジン制御器100は、前記オイル貯留部23aにおいて蒸発し、前記PCVホース59を介して前記サージタンク55aへ流入するエタノールが多いときには、前記PCVホース59を介して前記サージタンク55aへ流入するエタノールが少ないときに比べて、前記エンジン1の有効圧縮比を高くする。
Therefore, according to the embodiment, the engine 1 is configured to be supplied with a special fuel having a lower vaporization rate than gasoline under the condition of a specific temperature or lower, specifically, a fuel containing ethanol. The engine 1 communicates with the
この構成によれば、燃焼室17内に未燃で且つ液体の状態のまま残留したエタノールは、クランク室12aに滴下し、オイル貯留部23aのエンジンオイルに混入する。エンジンオイルに混入したエタノールは、温度が上昇すると蒸発し、クランク室21内に充満する。エタノールは、蒸発する際に周りのエンジンオイルを微粒化した状態で含有することになる。クランク室12a内の蒸発エタノールは、ブローバイガスとしてPCVホース59を介してサージタンク55aへ流入する。その後、蒸発エタノールは、吸気経路55bを介して燃焼室17へ導入される。そして、燃焼室17へ導入される蒸発エタノールが多いということは、微粒化したエンジンオイルが燃焼室17へたくさん導入されるということなので、そのようなときには、エンジン1の有効圧縮比が高くされる。微粒化したエンジンオイルが多いという燃焼安定性に不利な運転条件下であっても、有効圧縮比を高めることによって、燃焼安定性の悪化を抑制することができる。
According to this configuration, the ethanol that remains unburned in the combustion chamber 17 and remains in a liquid state is dropped into the
一方、燃焼室17へ導入される蒸発エタノールが少ないときには、燃焼室17へ導入されるエンジンオイルも少ないので、有効圧縮比を低下させても燃焼安定性に与える影響は小さい。さらに、部分負荷の運転領域においては、要求出力が小さいので、有効圧縮比を下げても問題がない。むしろ、有効圧縮比を下げることによって、ポンプ損失を低減して燃費を向上させることができる。 On the other hand, when less evaporated ethanol is introduced into the combustion chamber 17, less engine oil is introduced into the combustion chamber 17. Therefore, even if the effective compression ratio is lowered, the influence on the combustion stability is small. Furthermore, since the required output is small in the partial load operation region, there is no problem even if the effective compression ratio is lowered. Rather, by reducing the effective compression ratio, it is possible to reduce pump loss and improve fuel efficiency.
また、エンジン1は、吸気ポート18を開閉する吸気弁21をさらに備え、前記エンジン制御器100は、所定負荷以下の部分負荷時において前記吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点よりも遅い時期に設定しており、前記PCVホース59を介して前記サージタンク55aへ流入するエタノールが多いときには、前記PCVホース59を介して前記サージタンク55aへ流入するエタノールが少ないときに比べて、前記吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点に近づける。
The engine 1 further includes an intake valve 21 that opens and closes the
つまり、前述の有効圧縮比を高めることは、吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点に近づけることにより実現される。 That is, increasing the effective compression ratio described above is realized by bringing the closing timing of the intake valve 21 closer to the intake bottom dead center.
吸気弁21の閉弁時期を進角させることは、エンジン1の有効圧縮比をクランクロッドやコンロッドの構成により機械的に変更する構成に比べて、有効圧縮比を容易に且つ高い応答性で調整することができる。 Advancing the closing timing of the intake valve 21 makes it possible to adjust the effective compression ratio easily and with high responsiveness, compared to a configuration in which the effective compression ratio of the engine 1 is mechanically changed by the configuration of the crank rod and connecting rod. can do.
また、吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点よりも後ろの領域で調整することによって、高回転の運転領域であっても適切な運転を実現しつつ、有効圧縮比を調整することができる。つまり、吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点よりも早い側に設定すると、吸気弁21が開かれている期間が短くなり、吸気慣性の影響が大きい高回転の運転領域では、吸気を十分に充填することが難しくなる。それに比べて、吸気弁21の閉弁時期を吸気下死点よりも後ろの領域で調整する場合には、吸気弁21が開いている期間を長くすることができ、吸気を吸い込む期間を確保することができる。 Further, by adjusting the valve closing timing of the intake valve 21 in the region after the intake bottom dead center, it is possible to adjust the effective compression ratio while realizing appropriate operation even in the high rotation operation region. it can. In other words, if the closing timing of the intake valve 21 is set earlier than the intake bottom dead center, the period during which the intake valve 21 is opened is shortened, and in a high-speed operation region where the influence of intake inertia is large, It becomes difficult to fully fill. In contrast, when the closing timing of the intake valve 21 is adjusted in a region behind the intake bottom dead center, the period during which the intake valve 21 is open can be lengthened, and the period during which intake air is sucked is ensured. be able to.
このように、燃焼室17へ導入される蒸発エタノールが多いときには、吸気弁21の閉弁時期を進角させて燃焼安定性を向上させることができると共に、燃焼室17へ導入される蒸発エタノールが少ないときには、吸気弁21の閉弁時期を遅閉じにして燃費の向上を図ることができる。 As described above, when a large amount of evaporated ethanol is introduced into the combustion chamber 17, the valve closing timing of the intake valve 21 can be advanced to improve combustion stability, and the evaporated ethanol introduced into the combustion chamber 17 can be increased. When the number is low, the closing timing of the intake valve 21 can be closed late to improve fuel efficiency.
《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
<< Other Embodiments >>
As described above, the embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated by the said embodiment and it can also be set as new embodiment. In addition, among the components described in the accompanying drawings and detailed description, not only the components essential for solving the problem, but also the components not essential for solving the problem in order to exemplify the above technique. May also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。 About the said embodiment, it is good also as following structures.
前記の構成はFFVとしているが、ここに開示する技術は、FFVでなくても、アルコールを含有する燃料が供給されるエンジンを搭載する車両に広く適用することが可能である。 Although the above-described configuration is FFV, the technology disclosed herein can be widely applied to vehicles equipped with an engine to which fuel containing alcohol is supplied, even if not FFV.
前記実施形態では、特殊燃料としてエタノールを用いた例を説明したが、特殊燃料はそれ以外の物質であってもよい。例えば、特殊燃料は、メタノール等のアルコール、食用油や産業油等の油であってもよい。また、特殊燃料と混合される燃料は、ガソリンに限られない。 In the above embodiment, an example in which ethanol is used as the special fuel has been described. However, the special fuel may be a substance other than that. For example, the special fuel may be an alcohol such as methanol, or an oil such as edible oil or industrial oil. The fuel mixed with the special fuel is not limited to gasoline.
前記実施形態では、リニアO2センサ79からの酸素濃度に基づいてPCVホース59を介してサージタンク55aに流入する蒸発エタノールの量が所定値以上か否かを判定している。しかし、PCVホース59を介して流入する蒸発エタノールの量の判定は、リニアO2センサ79からの酸素濃度に基づくものに限られない。
In the embodiment, it is determined whether the amount of evaporated ethanol flowing into the
前記実施形態では、酸素濃度の不足率が所定値以上になると、即ち、PCVホース59を介してサージタンク55aに流入する蒸発エタノールの量が所定値以上になると、エンジン1の有効圧縮比を一律に所定値まで高めている。しかし、これに限らず、PCVホース59を介してサージタンク55aに流入する蒸発エタノールの量に応じて、エンジン1の有効圧縮比を変化させてもよい。すなわち、PCVホース59を介してサージタンク55aに流入する蒸発エタノールの量が多くなるほど、エンジン1の有効圧縮比を高く、即ち、遅閉じに設定された吸気弁21の閉弁時期の進角量を大きくしてもよい。
In the above embodiment, when the oxygen concentration deficiency rate exceeds a predetermined value, that is, when the amount of evaporated ethanol flowing into the
以上説明したように、ここに開示された技術は、特定温度以下の状態下でガソリンよりも気化率が低い特殊燃料が供給されるエンジンについて有用である。 As described above, the technology disclosed herein is useful for an engine that is supplied with a special fuel having a lower vaporization rate than gasoline under a condition below a specific temperature.
1 エンジン(エンジン本体)
12a クランク室
18 吸気ポート
21 吸気弁
23a オイル貯留部(貯留部)
55a サージタンク(吸気通路)
59 PCVホース(ブローバイ通路)
100 エンジン制御器(制御部)
1 Engine (Engine body)
55a Surge tank (intake passage)
59 PCV hose (blow-by passage)
100 Engine controller (control unit)
Claims (2)
前記エンジン本体のクランク室と連通し、エンジンオイルを貯留する貯留部と、
前記クランク室のブローバイガスを前記エンジン本体に設けられた吸気通路へ導くブローバイ通路と、
前記エンジン本体の運転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記貯留部において蒸発し、前記ブローバイ通路を介して前記吸気通路へ流入する前記特殊燃料が多いときには、前記ブローバイ通路を介して前記吸気通路へ流入する前記特殊燃料が少ないときに比べて、前記エンジン本体の有効圧縮比を高くする火花点火式エンジン。 An engine body configured to be supplied with a fuel including a special fuel having a lower vaporization rate than gasoline under a state of a specific temperature or lower;
A storage section that communicates with a crank chamber of the engine body and stores engine oil;
A blow-by passage for guiding the blow-by gas in the crank chamber to an intake passage provided in the engine body;
A control unit for controlling the operation of the engine body,
When the special fuel evaporates in the reservoir and flows into the intake passage via the blow-by passage is large, when the special fuel flows into the intake passage through the blow-by passage is small A spark ignition engine that increases the effective compression ratio of the engine body.
前記エンジン本体に設けられた吸気ポートを開閉する吸気弁をさらに備え、
前記制御部は、所定負荷以下の部分負荷時において前記吸気弁の閉弁時期を吸気下死点よりも遅い時期に設定しており、前記ブローバイ通路を介して前記吸気通路へ流入する前記特殊燃料が多いときには、前記ブローバイ通路を介して前記吸気通路へ流入する前記特殊燃料が少ないときに比べて、前記吸気弁の閉弁時期を吸気下死点に近づける火花点火式エンジン。 The spark ignition engine according to claim 1,
An intake valve that opens and closes an intake port provided in the engine body;
The control unit sets the closing timing of the intake valve to a timing later than the intake bottom dead center at a partial load equal to or less than a predetermined load, and the special fuel that flows into the intake passage via the blow-by passage A spark ignition engine in which the closing timing of the intake valve is brought closer to the intake bottom dead center when there is a large amount of fuel than when the special fuel flows into the intake passage through the blow-by passage is small.
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