JP2014231805A - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁及び点火プラグを備え、燃焼室内に供給される混合気を圧縮着火させる圧縮着火燃焼モードでの運転が可能な内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to an operation in a compression ignition combustion mode that includes an in-cylinder fuel injection valve that injects fuel into a combustion chamber and an ignition plug and compresses and ignites an air-fuel mixture supplied into the combustion chamber. The present invention relates to a control device for a possible internal combustion engine.
特許文献1には、燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁及び点火プラグを備え、燃焼室内に供給される混合気を、点火プラグによる点火によって局所的に燃焼させ、燃焼室内の混合気温度を上昇させて混合気全体を圧縮着火させる圧縮着火燃焼モードでの運転を行う内燃機関の制御装置が示されている。この装置によれば、例えば機関の高負荷運転領域では、点火プラグによる火花点火燃焼モードでの運転が行われ、所定の部分負荷運転領域において上記圧縮着火燃焼モードでの運転が行われる。
In
特許文献1に示される装置では、局所的な燃焼を発生させるために筒内燃料噴射弁によって噴射する燃料量については具体的な開示がなく、局所的な第1段階の火花着火燃焼から圧縮着火による第2段階の燃焼へ確実に移行させ、常に安定した燃焼を得るためには、より具体的な検討が必要であった。また、安定した燃焼を得るために燃料噴射量を増加させると、NOx排出量が増加するという弊害があるため、燃料噴射量の設定においてはこの点も考慮する必要がある。
In the apparatus shown in
本発明は上述した点に着目してなされたものであり、火花着火燃焼から圧縮着火燃焼へ確実に移行させて安定した燃焼を実現するとともに、良好な排気特性を維持することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned points, and is an internal combustion engine capable of stably shifting from spark ignition combustion to compression ignition combustion to achieve stable combustion and maintaining good exhaust characteristics. An object is to provide a control device.
上記目的を達成するため請求項1に記載の発明は、吸気ポート(2a)に燃料を噴射するポート燃料噴射手段(6P)と、燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射手段(6D)と、燃焼室内に設けられた点火手段(7)とを備え、前記燃焼室内に供給される燃料と空気の混合気を圧縮着火させる圧縮着火燃焼モードでの運転が可能な内燃機関の制御装置において、前記圧縮着火燃焼モードにおいて、前記筒内燃料噴射手段(6D)によって圧縮上死点近傍において燃料噴射を実行し、該噴射された燃料を前記点火手段(7)を用いて着火させることにより前記混合気の温度(TGAS)を上昇させ、該温度上昇によって前記混合気を圧縮着火させる燃焼制御手段を備え、前記筒内燃料噴射手段による1行程当たりの燃料噴射量QTRG[mm3/st]は下記式(A)を満たすように設定されることを特徴とする:
V×8×10-4≦QTRG≦3.7/N (A)
ここで、Vは1気筒当たりの排気量[cc],Nは前記機関の気筒数である。
In order to achieve the above object, the invention described in
V × 8 × 10 −4 ≦ QTRG ≦ 3.7 / N (A)
Here, V is the displacement [cc] per cylinder, and N is the number of cylinders of the engine.
この構成によれば、燃料噴射量QTRGを下限値(V×8×10-4)以上とすることで、圧縮着火燃焼への確実な移行を実現する熱量を発生させることができ、上限値(3.7/N)以下とすることで、発熱量が大きくなってNOx排出量が増加することを抑制できる。その結果、最小限の燃料噴射量で安定した圧縮着火燃焼を実現するとともに良好な排気特性を維持し、それによって燃費の向上効果も得ることができる。 According to this configuration, by setting the fuel injection amount QTRG to a lower limit value (V × 8 × 10 −4 ) or more, it is possible to generate a heat amount that realizes a reliable transition to compression ignition combustion, and an upper limit value ( 3.7 / N) or less, it is possible to suppress an increase in the amount of generated heat and an increase in the NOx emission amount. As a result, it is possible to achieve stable compression ignition combustion with a minimum fuel injection amount and maintain good exhaust characteristics, thereby obtaining an effect of improving fuel consumption.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記燃料噴射量QTRGの下限値は、燃焼時の発熱量によって筒内ガス温度(TGAS)が50[°K]上昇するように設定されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the lower limit value of the fuel injection amount QTRG is such that the in-cylinder gas temperature (TGAS) is 50 [° K depending on the amount of heat generated during combustion. ] It is set to rise.
この構成によれば、筒内ガス温度を50[°K]上昇させることによって、安定した圧縮着火燃焼を実現することが可能となる。 According to this configuration, it is possible to realize stable compression ignition combustion by increasing the in-cylinder gas temperature by 50 [° K].
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置において、前記筒内燃料噴射手段と前記点火手段との距離L[mm]は、下記式(B)により設定されることを特徴とする:
L=−7×N+61 (B)。
According to a third aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, a distance L [mm] between the in-cylinder fuel injection means and the ignition means is set by the following formula (B): Characterized by:
L = -7 * N + 61 (B).
この構成によれば、筒内燃料噴射手段と点火手段との距離L[mm]が式(B)を用いて設定されるので、燃料噴射量QTRGを上限値(3.7/N)以下としてNOx排出量を抑制しつつ火花着火燃焼を確実に発生させることができる。 According to this configuration, since the distance L [mm] between the in-cylinder fuel injection means and the ignition means is set using the formula (B), the fuel injection amount QTRG is set to the upper limit value (3.7 / N) or less. Spark ignition combustion can be reliably generated while suppressing NOx emission.
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関とその制御装置の構成を示す図である。図1において、4気筒を有する内燃機関(以下単に「エンジン」という)1は、吸気弁及び排気弁と、これらを駆動するカムを備えるとともに、弁作動特性可変機構40を備えている。弁作動特性可変機構40は、吸気弁の弁リフト量(最大リフト量)及び開角(開弁期間)を、高速用作動特性と低速用作動特性とに切り換える吸気弁リフト量可変機構と、排気弁の弁リフト量(最大リフト量)及び開角(開弁期間)を、高速用作動特性と低速用作動特性とに切り換える排気弁リフト量可変機構と、吸気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更することにより、吸気弁の作動位相を変更する吸気弁作動位相可変機構と、排気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更することにより排気弁の作動位相と変更する排気弁作動位相可変機構とを有する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and its control device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 1 having four cylinders includes an intake valve and an exhaust valve, a cam for driving them, and a valve operation
エンジン1の吸気通路2の途中にはスロットル弁3が配されている。スロットル弁3には、スロットル弁3を駆動するアクチュエータ8が接続されており、アクチュエータ8は、電子制御ユニット(以下「ECU」という)5によりその作動が制御される。
A
エンジン1は、各気筒の吸気弁の少し上流側に気筒毎に設けられ、吸気通路2の吸気ポート内に燃料を噴射するポート燃料噴射弁6Pと、各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内燃料噴射弁6Dとを備えている。各噴射弁6P,6Dは図示しない燃料ポンプに接続されていると共にECU5に電気的に接続されて当該ECU5からの信号により開弁時期(燃料噴射時期)及び開弁時間(燃料噴射時間)が制御される。エンジン1の各気筒の点火プラグ7は、ECU5に接続されており、ECU5は点火プラグ7に点火信号を供給し、点火時期制御を行う。
The
スロットル弁3の上流側には、吸入空気量GAIR[g/sec]を検出する吸入空気量センサ11及び吸気温TAを検出する吸気温センサ12が設けられている。また、スロットル弁3にはスロットル弁開度THを検出するスロットル弁開度センサ13が連結されている。スロットル弁3の下流には吸気圧PBAを検出する吸気圧センサ14が取付けられており、エンジン1の本体には、エンジン冷却水温TWを検出するエンジン冷却水温センサ15が取り付けられている。エンジン1の各気筒の燃焼室には燃焼室内の圧力(筒内圧)PCYLを検出する筒内圧センサ16が設けられている。さらに、エンジン1の排気通路4には、及び排気温度TEを検出する排気温センサ18が設けられている。これらのセンサ11〜16、18の検出信号は、ECU5に供給される。なお、排気通路4には排気浄化装置(図示せず)が設けられている。
An intake
ECU5には、エンジン1の回転に同期する角度パラメータを検出する回転角度パラメータ検出部17が接続されており、回転角度パラメータ検出部17は、エンジン1のクランク軸(図示せず)の回転角度を検出するクランク角度位置センサ、エンジン1の吸気弁を駆動するカムが固定された吸気カム軸の回転角度を検出する吸気カム角度位置センサ、及びエンジン1の排気弁を駆動するカムが固定された排気カム軸の回転角度を検出する排気カム角度位置センサを有する。回転角度パラメータ検出部17により、クランク軸の回転角度及び各カム軸の回転角度に応じた信号がECU5に供給される。クランク角度位置センサは、一定クランク角周期毎(例えば6度周期)に発生するパルス(以下「CRKパルス」という)と、クランク軸の所定角度位置を特定するパルスと、各気筒の吸入行程開始時の上死点(TDC)で発生するパルス(以下「TDCパルス」という)とを出力する。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数(エンジン回転速度)NEの検出に使用される。吸気カム角度位置センサ及び排気カム角度位置センサは、それぞれ吸気カム軸及び排気カム軸が所定角度(例えば1度)回転する毎にパルスを出力する。吸気カム角度位置センサの出力と、クランク角度位置センサより出力との相対関係から、吸気弁の作動位相が検出され、排気カム角度位置センサの出力と、クランク角度位置センサより出力との相対関係から、排気弁の作動位相が検出される。
The ECU 5 is connected to a rotation angle
ECU5には、エンジン1によって駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量(以下「アクセルペダル操作量」という)APを検出するアクセルセンサ31、当該車両の走行速度(車速)VPを検出する車速センサ32、及び大気圧PAを検出する大気圧センサ33が接続されている。これらのセンサ31〜33の検出信号は、ECU5に供給される。
The ECU 5 includes an
弁作動特性可変機構40は、吸気弁及び排気弁の最大リフト量及び開角(以下単に「リフト量」という)を、高速用作動特性と低速用作動特性とに切り換えるためのリフト量制御アクチュエータと、吸気弁及び排気弁の作動位相を連続的に変更するの作動位相制御アクチュエータとを備えており、それらの制御アクチュエータの作動は、ECU5により制御される。弁作動特性可変機構40としては、例えば特許2619696号公報、特開2008−106654号公報などに示される公知の動弁機構を使用することができる。
The variable valve
なお、図示は省略しているが排気の一部を排気通路4から吸気通路2に還流する排気還流機構が設けられている。
Although not shown, an exhaust gas recirculation mechanism that recirculates part of the exhaust gas from the exhaust passage 4 to the
ECU5は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット(以下「CPU」という)、CPUで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路のほか、各種アクチュエータ、燃料噴射弁6P,6D、点火プラグ7に駆動信号を供給する出力回路を備えている。
The
ECU5のCPUは、上記センサの検出信号に応じて、スロットル弁3の開度制御、燃料噴射制御(燃料噴射弁6P,6Dによる燃料噴射時期及び燃料噴射時間の制御)、点火時期制御、及び吸気弁及び排気弁の作動特性制御を行う。
The CPU of the
図2は、ポート燃料噴射弁6P、筒内燃料噴射弁6D及び点火プラグ7の取り付け位置を説明するための図であり、ポート燃料噴射弁6Pは、吸気ポート2a内に燃料を噴射可能に、吸気弁21の少し上流側に配置され、筒内燃料噴射弁6Dは吸気弁21の近傍であって、点火プラグ7から距離Lを隔てた位置に配置され、点火プラグ7はエンジン1の気筒1aの頂部に配置されている。筒内燃料噴射弁6Dは、図に破線で示すように点火プラグ7に向けて燃料を噴射できる位置に単一の燃料噴射孔を有する。距離Lは、燃料噴射孔から点火プラグ7の放電電極までの距離として定義される。
FIG. 2 is a view for explaining the mounting positions of the port
本実施形態では、エンジン運転状態に応じて、前述した圧縮着火燃焼モードによる運転と、通常の火花点火燃焼モードによる運転とを切り換えて実行する。以下の説明では圧縮着火燃焼モードによる運転を「HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)運転」といい、火花点火燃焼モードによる運転を「SI(Spark Ignition)運転」という。HCCI運転では、火花点火によって発生する局所的な燃焼(以下「火種燃焼」という)によって混合気(筒内ガス)の温度を上昇させて圧縮着火燃焼を発生させる運転が行われる。また、HCCI運転では、吸排気弁のリフト量を低速用作動特性に設定して内部排気還流量を増加させ、火花点火前の筒内ガス温度を高める制御が行われる。HCCI運転を行うことにより燃焼温度を低下させ、粒子状物質及びNOxの排出量を低減することができる。 In the present embodiment, the operation in the compression ignition combustion mode described above and the operation in the normal spark ignition combustion mode are switched and executed according to the engine operating state. In the following description, the operation in the compression ignition combustion mode is referred to as “HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) operation”, and the operation in the spark ignition combustion mode is referred to as “SI (Spark Ignition) operation”. In the HCCI operation, an operation is performed in which the temperature of the air-fuel mixture (cylinder gas) is raised by local combustion generated by spark ignition (hereinafter referred to as “fire type combustion”) to generate compression ignition combustion. Further, in the HCCI operation, control is performed to increase the in-cylinder gas temperature before spark ignition by setting the lift amount of the intake / exhaust valve to the low speed operation characteristic to increase the internal exhaust gas recirculation amount. By performing the HCCI operation, the combustion temperature can be lowered, and the emission amount of particulate matter and NOx can be reduced.
図4は、エンジン回転数NE及びエンジン1の要求トルクTRQによって定義されるエンジン運転領域を示す図であり、HCCI運転を行う運転領域は、比較的低負荷の運転領域であり、ハッチングを付して示されている。HCCI運転領域以外の領域は、SI運転領域である。要求トルクTRQは、アクセルペダル操作量APにほぼ比例するように設定される。
FIG. 4 is a diagram showing an engine operation region defined by the engine speed NE and the required torque TRQ of the
HCCI運転では、圧縮上死点近傍において火種燃焼が行われるように、筒内燃料噴射弁6Dによる燃料噴射及び点火プラグ7による点火が行われる。火種燃焼を行うための、筒内燃料噴射弁6Dによる燃料噴射量(以下「火種燃料噴射量」という)QTRGは、圧縮着火燃焼を確実に発生させることができる値に設定され、要求トルクTRQに応じて必要となる燃料は、ポート燃料噴射弁6Pによる燃料噴射によって供給される。
In the HCCI operation, fuel injection by the in-cylinder
火種燃料噴射量QTRGの最適な設定手法、及び火種燃料噴射量QTRGと関連する筒内燃料噴射弁6Dと点火プラグ7との距離L(図2参照)の最適な設定手法について、以下に説明する。
The optimum setting method of the fire type fuel injection amount QTRG and the optimum setting method of the distance L (see FIG. 2) between the in-cylinder
図4は、圧縮行程における燃焼室内のガス温度TGASの推移を示すタイムチャート(横軸はクランク角度CA,「0」は圧縮上死点に対応する)であり、実線は圧縮による温度上昇特性を示し、破線は火種燃焼によって発生する熱に起因する温度上昇特性を示す。図4に示すTCIGが、確実に圧縮着火が発生するガス温度TGASを示しており、ガス温度TGASが上昇温度DTRISE以上高くなるように、火種燃焼による発熱量HQTRGを設定することにより、圧縮着火燃焼を確実に発生させることができる。図4に示すCAIGが圧縮着火時期に相当する。 FIG. 4 is a time chart showing the transition of the gas temperature TGAS in the combustion chamber in the compression stroke (the horizontal axis is the crank angle CA, “0” corresponds to the compression top dead center), and the solid line shows the temperature rise characteristics due to compression. The broken line shows the temperature rise characteristic due to the heat generated by the fire type combustion. TCIG shown in FIG. 4 indicates the gas temperature TGAS at which the compression ignition is surely generated, and the compression ignition combustion is performed by setting the calorific value HQTRG by the fire type combustion so that the gas temperature TGAS becomes higher than the rising temperature DTRIS. Can be reliably generated. The CAIG shown in FIG. 4 corresponds to the compression ignition timing.
そこで本実施形態では、火種燃焼を発生させる火種燃料噴射量QTRGの下限値QTRGMIN[mm3/st]を下記式(1)により設定する。[mm3/st]は、1行程当たりの燃料噴射体積を示す単位である。本実施形態では、圧縮行程で1回の噴射が行われるので、1回の噴射によって噴射される燃料の体積を示す。
QTRGMIN=V×8×10-4 (1)
ここで、Vは1気筒当たりの排気量[cc]である。
Therefore, in the present embodiment, the lower limit value QTRGMIN [mm 3 / st] of the fire type fuel injection amount QTRG that causes the fire type combustion is set by the following equation (1). [Mm 3 / st] is a unit indicating the fuel injection volume per stroke. In the present embodiment, since one injection is performed in the compression stroke, the volume of fuel injected by one injection is shown.
QTRGMIN = V × 8 × 10 −4 (1)
Here, V is the displacement [cc] per cylinder.
図5は、上記上昇温度DRTRISEを50°Kとして求められた排気量Vと下限値QTRGMINとの関係を示す図であり、この図に示す関係を数式で表すことにより、式(1)が得られる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the displacement V V and the lower limit value QTRGMIN obtained when the rising temperature DRTRISE is 50 ° K. By expressing the relationship shown in this diagram with a mathematical expression, the expression (1) is obtained. It is done.
火種燃料噴射量QTRGを下限値QTRGMIN以上に設定することによって、着火時期CAIGにおいて安定して圧縮着火燃焼を発生させることができる。 By setting the fire type fuel injection amount QTRG to be equal to or greater than the lower limit value QTRGMIN, compression ignition combustion can be stably generated at the ignition timing CAIG.
次に火種燃料噴射量QTRGの上限値QTRGMAXの設定手法を説明する。本実施形態では、火種燃焼に起因する単位時間当たりのNOx排出量MNOx[mg/sec]がNOx排出量上限値MNOxLH以下となるように上限値QTRGMAXを設定する。 Next, a method for setting the upper limit value QTRGMAX of the fire type fuel injection amount QTRG will be described. In the present embodiment, the upper limit value QTRGMAX is set so that the NOx emission amount MNOx [mg / sec] per unit time resulting from fire type combustion is equal to or less than the NOx emission amount upper limit value MNOxLH.
図6は、火種燃焼による発熱量HQTRG[J]とNOx排出量MNOxとの関係を示す図であり、発熱量HQTRGが増加するほどNOx排出量MNOxが増加する。現状のNOx排出量上限値MNOxLHは、JC08モードの走行で0.12[mg/sec]であるので、発熱量HQTRGは、図6から明らかなように1気筒当たり25[J]以下とする必要がある。すなわち、エンジン全体では100[J]以下とする必要があることから、気筒数をNとすると、上限値QTRGMAXは下記式(2)で与えられる。式(2)は、燃料1[mm3]当たりの発熱量を27.0[J]として得られたものである。図7は式(2)の関係を図示したものである。
QTRGMAX=3.7/N (2)
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the calorific value HQTRG [J] and NOx emission amount MNOx due to fire type combustion, and the NOx emission amount MNOx increases as the calorific value HQTRG increases. Since the current NOx emission amount upper limit value MNOxLH is 0.12 [mg / sec] in traveling in the JC08 mode, the calorific value HQTRG needs to be 25 [J] or less per cylinder as is apparent from FIG. There is. That is, since the engine as a whole needs to be 100 [J] or less, when the number of cylinders is N, the upper limit value QTRGMAX is given by the following equation (2). Equation (2) is obtained with a calorific value per 1 [mm 3 ] of fuel of 27.0 [J]. FIG. 7 illustrates the relationship of equation (2).
QTRGMAX = 3.7 / N (2)
以上のことから、火種燃料噴射量QTRGは下記式(3)を満たすように設定することにより、安定して圧縮着火燃焼を発生させるとともにNOx排出量MNOxをNOx排出量上限値MNOxLH以下に抑制することが可能となる。
V×8×10-4≦QTRG≦3.7/N (3)
From the above, by setting the fire type fuel injection amount QTRG so as to satisfy the following formula (3), the compression ignition combustion is stably generated and the NOx emission amount MNOx is suppressed to the NOx emission amount upper limit value MNOxLH or less. It becomes possible.
V × 8 × 10 −4 ≦ QTRG ≦ 3.7 / N (3)
次に筒内燃料噴射弁6Dと点火プラグ7との距離Lの設定手法について説明する。
図8(a)は、距離Lと発熱量HQTRGとの関係を示す図(4気筒エンジン)である。距離Lが増加するほど、筒内燃料噴射弁6Dのペネトレーション確保の観点から噴射量QTRGを増加させる必要があるため、発熱量HQTRGが増加する。図8(a)に示す関係は、下記式(4)で表すことができる。
HQTRG=10-4×L4−0.0084×L3+0.26×L2
−3.1×L+26.5 (4)
Next, a method for setting the distance L between the in-cylinder
FIG. 8A is a diagram (four-cylinder engine) showing the relationship between the distance L and the heat generation amount HQTRG. As the distance L increases, it is necessary to increase the injection amount QTRG from the viewpoint of ensuring the penetration of the in-cylinder
HQTRG = 10 −4 × L 4 −0.0084 × L 3 + 0.26 × L 2
−3.1 × L + 26.5 (4)
また上述したようにNOx排出量MNOxを抑制する観点から下記式(5)を満たす必要がある。
HQTRG≦100/N (5)
式(4)及び(5)から、距離Lは下記式(6)で示されるように設定する必要がある。
L≦−7×N+61 (6)
Further, as described above, it is necessary to satisfy the following formula (5) from the viewpoint of suppressing the NOx emission amount MNOx.
HQTRG ≦ 100 / N (5)
From the equations (4) and (5), the distance L needs to be set as shown by the following equation (6).
L ≦ −7 × N + 61 (6)
距離Lは短すぎると火花点火による着火が起きにくくなることから、下記式(6a)で示すように式(6)の上限の値に設定することが望ましい。
L=−7×N+61 (6a)
If the distance L is too short, ignition by spark ignition is difficult to occur, so it is desirable to set the upper limit value of the equation (6) as shown in the following equation (6a).
L = −7 × N + 61 (6a)
図8(b)は、距離LとNOx排出量MNOxとの関係を示す図であり、4気筒エンジンでは、式(6a)によって算出される33[mm]に設定することによって、NOx排出量MNOxを0.12[mg/sec]以下となることが確認できる。 FIG. 8B is a diagram showing the relationship between the distance L and the NOx emission amount MNOx. In a four-cylinder engine, the NOx emission amount MNOx is set to 33 [mm] calculated by the equation (6a). Can be confirmed to be 0.12 [mg / sec] or less.
以上のように本実施形態では、火種燃料噴射量QTRGを下限値QTRGMIN(V×8×10-4)以上とすることで、圧縮着火燃焼への確実な移行を実現する温度上昇を発生させることができ、上限値QTRGMAX(3.7/N)以下とすることで、発熱量が大きくなってNOx発生量が増加することを抑制できる。その結果、最小限の燃料噴射量で安定した圧縮着火燃焼を実現するとともに良好な排気特性を維持し、それによって燃費の向上効果も得ることができる。 As described above, in the present embodiment, by setting the fire type fuel injection amount QTRG to the lower limit value QTRGMIN (V × 8 × 10 −4 ) or more, a temperature increase that realizes a reliable transition to compression ignition combustion is generated. By setting the upper limit value QTRGMAX (3.7 / N) or less, it is possible to suppress an increase in the amount of generated heat and an increase in the amount of NOx generated. As a result, it is possible to achieve stable compression ignition combustion with a minimum fuel injection amount and maintain good exhaust characteristics, thereby obtaining an effect of improving fuel consumption.
また火種燃料噴射量QTRGを下限値QTRGMIN以上とすることにより、燃焼室内のガス温度TGASを50[°K]上昇させ、安定した圧縮着火燃焼を実現することが可能となる。 Further, by setting the fire type fuel injection amount QTRG to be equal to or higher than the lower limit value QTRGMIN, the gas temperature TGAS in the combustion chamber is raised by 50 [° K], and stable compression ignition combustion can be realized.
また筒内燃料噴射弁6Dと点火プラグ7との距離L[mm]を式(6a)を用いて設定するようにしたので、燃料噴射量QTRGを上限値QTRGMAX(3.7/N)以下としてNOx排出量を抑制しつつ火花による火種燃焼を確実に発生させることができる。
Further, since the distance L [mm] between the in-cylinder
本実施形態では、筒内燃料噴射弁6Dが筒内燃料噴射手段に相当し、点火プラグ7が点火手段に相当し、ECU5が燃焼制御手段を構成する。
In the present embodiment, the in-cylinder
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態では4気筒エンジンの例を示したが、気筒数をNで示した通り、気筒数に拘わらず本発明の適用が可能である。また本発明の構成は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどにも適用が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, an example of a four-cylinder engine is shown. However, as indicated by N, the present invention can be applied regardless of the number of cylinders. The configuration of the present invention can also be applied to a marine vessel propulsion engine such as an outboard motor having a vertical crankshaft.
1 内燃機関
2 吸気通路
2a 吸気ポート
5 電子制御ユニット(燃焼制御手段)
6D 筒内燃料噴射弁(筒内燃料噴射手段)
6P ポート燃料噴射弁
7 点火プラグ(点火手段)
DESCRIPTION OF
6D In-cylinder fuel injection valve (in-cylinder fuel injection means)
6P port
Claims (3)
前記圧縮着火燃焼モードにおいて、前記筒内燃料噴射手段によって圧縮上死点近傍において燃料噴射を実行し、該噴射された燃料を前記点火手段を用いて着火させることにより前記混合気の温度を上昇させ、該温度上昇によって前記混合気を圧縮着火させる燃焼制御手段を備え、
前記筒内燃料噴射手段による1行程当たりの燃料噴射量QTRG[mm3/st]は下記式を満たすように設定されることを特徴とする内燃機関の制御装置:
V×8×10-4≦QTRG≦3.7/N
ここで、Vは1気筒当たりの排気量[cc],Nは前記機関の気筒数である。 Port fuel injection means for injecting fuel into the intake port, in-cylinder fuel injection means for injecting fuel into the combustion chamber, and ignition means provided in the combustion chamber, the fuel and air supplied to the combustion chamber In a control device for an internal combustion engine capable of operating in a compression ignition combustion mode for compressing and igniting an air-fuel mixture,
In the compression ignition combustion mode, fuel injection is performed in the vicinity of compression top dead center by the in-cylinder fuel injection means, and the injected fuel is ignited by using the ignition means to raise the temperature of the air-fuel mixture. A combustion control means for compressing and igniting the air-fuel mixture by the temperature rise,
A control device for an internal combustion engine, wherein the fuel injection amount QTRG [mm 3 / st] per stroke by the in-cylinder fuel injection means is set to satisfy the following formula:
V × 8 × 10 −4 ≦ QTRG ≦ 3.7 / N
Here, V is the displacement [cc] per cylinder, and N is the number of cylinders of the engine.
L=−7×N+61。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein a distance L [mm] between the in-cylinder fuel injection means and the ignition means is set by the following equation:
L = −7 × N + 61.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH10288067A (en) * | 1998-02-23 | 1998-10-27 | Denso Corp | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
JP2002161780A (en) * | 2000-10-03 | 2002-06-07 | Avl List Gmbh | Operation system in internal combustion engine which is operated by self-ignitable fuel |
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- 2013-05-30 JP JP2013113896A patent/JP6008796B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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