JP2015063940A - 圧縮着火式エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
オゾン発生器76は、例えば図4に示すように、吸気管301の横断面上で、上下又は左右方向に所定間隔を設けて並列された複数の電極を備えて構成されている。オゾン発生器76は、吸気に含まれる酸素を原料ガスとして、無声放電によりオゾンを生成する。つまり、電極に対して、図外の電源から高周波交流高電圧を印加することにより、放電間隙において無声放電が発生し、そこを通過する空気(つまり、吸気)がオゾン化される。こうしてオゾンが添加された吸気は、サージタンク33から吸気マニホールドを介して、各気筒18内に導入される。オゾン発生器76の電極に対する電圧の印加態様を変更する、及び/又は、電圧を印加する電極の数を変更することによって、オゾン発生器76を通過した後の、吸気中のオゾン濃度を調整することが可能である。後述するように、PCM10は、こうしたオゾン発生器76に対する制御を通じて、気筒18内に導入する吸気中のオゾン濃度の調整を行う。
切替負荷T3よりも負荷の高い領域はSIモードに相当する。このSI領域では、前述したように、クールドEGRガスのみを気筒18内に導入する。すなわち、スロットル弁36の開度は全開に維持されると共に、EGR弁511は、全開負荷では閉弁している一方で、エンジン負荷の低下に従い次第に開く。こうして、SIモードにおいては、混合気の空燃比を理論空燃比(λ≒1)に設定する条件下でEGR率を最大に設定している。これは、ポンプ損失の低減に有利である。また、混合気の空燃比を理論空燃比に設定することは、三元触媒の利用を可能にする。エンジン負荷の低下に従い燃料噴射量が低下するため、EGR率は連続的に高くなる。このことは、エンジン負荷が連続的に変化するようなときには、気筒18内のガス組成を連続的に変化させることになるから、制御性の向上に有利である。エンジン負荷が低いほどEGR率を高くすることで、SIモードにおける低負荷側においては、EGR率は、火花点火燃焼時のEGR限界近くに設定されることになる。
切替負荷T3は、前述したようにCIモードとSIモードとの切り替えに係り、切替負荷T3以下の低負荷側においてはCIモードとなる。CIモードとSIモードとの切替負荷T3を挟んだ低負荷側と高負荷側とのそれぞれにおいて、混合気の空燃比は理論空燃比(λ≒1)に設定している。このため、EGR率は、CIモードからSIモードにかけて連続的に高まることになる。このことは、燃焼形態の切り替えが行われるCIモードとSIモードとの間の移行に際しては、火花点火の実行、非実行を切り替えること以外に大きな変化はなく、CIモードからSIモードへの切り替え、又は、その逆の切り替えをそれぞれスムースにし、トルクショック等の発生を抑制することが可能になる。
特定負荷T1までは、前述の通り、エンジン1の負荷が低下するに従い、EGR率を連続的に高く設定しているが、特定負荷T1よりもエンジン1の負荷が低いときには、エンジン1の負荷の高低に拘わらず、EGR率を最高EGR率rmaxで一定にする。これにより、混合気の空燃比はリーンに設定される。
このエンジン1はまた、減速中に所定の燃料カット条件が成立したときには、インジェクタ67による燃料噴射を中止する燃料カット制御を行う。そうして、燃料カット中からの復帰時には、エンジン1の運転状態は、圧縮着火燃焼を行う低負荷側の領域にあることが通常であるが、このエンジン1は、その燃料カットからの復帰時に、圧縮着火燃焼を行う。このことにより、燃料カットからの復帰時に火花点火燃焼を行う場合に問題となる、排気エミッション性能の低下や燃費の低下を回避する。燃料カットからの復帰時に圧縮着火燃焼の安定性を確保するために、このエンジン1では、燃料カット中に気筒18内の温度低下を抑制する制御を実行する。次に、図9のフローを参照しながら、PCM10が実行する燃料カットに係る制御について説明する。
10 PCM(制御器)
18 気筒
21 吸気弁
22 排気弁
30 吸気通路(吸気経路)
36 スロットル弁
50 EGR通路(排気還流システム)
51 主通路(排気還流システム)
511 EGR弁(排気還流システム)
52 EGRクーラ(排気還流システム)
67 インジェクタ(燃料噴射弁)
71 VVL(排気動弁機構)
72 VVT(吸気動弁機構)
74 VVL(吸気動弁機構)
76 オゾン発生器(オゾン導入器)
Claims (7)
- 気筒を有するエンジン本体と、
前記気筒内に供給する燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁と、
前記エンジン本体の排気弁を排気行程中に開弁する通常モードと、当該排気弁を排気行程中と吸気行程中とに開弁することによって排気ガスの一部を前記気筒内に導入する二度開きモードとを切り替えるよう構成された排気動弁機構と、
前記気筒に接続する吸気経路上に配設されたスロットル弁と、
前記エンジン本体の運転状態が低負荷側の領域にあるときには少なくとも、前記気筒内の混合気を圧縮着火燃焼させることにより、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減速時に所定の燃料カット条件が成立したときには、前記燃料噴射弁による燃料噴射を中止すると共に、燃料カット中は、前記スロットル弁を全閉にしかつ、前記排気動弁機構を二度開きモードとし、
前記制御器はまた、所定の復帰条件が成立したときには、前記燃料噴射弁による燃料噴射を再開すると共に、前記スロットル弁を開きかつ、前記気筒内の混合気を圧縮着火燃焼させる圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記気筒内にオゾンを導入するよう構成されたオゾン導入器をさらに備え、
前記制御器は、前記燃料噴射弁による燃料噴射を再開するときには、前記オゾン導入器によって、前記気筒内にオゾンを導入する圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項2に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記制御器は、燃料カット中に前記気筒内の温度状態が所定温度以下になれば、前記オゾン導入器によって、前記気筒内にオゾンを導入する圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項2に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記オゾン導入器は、前記吸気経路上に配設されかつ、当該吸気経路上の空気にオゾンを添加するよう構成されており、
前記制御器は、燃料カット中に、前記オゾン導入器によって前記吸気経路上の空気へのオゾンの添加を開始する圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項4に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記制御器は、前記気筒内の温度状態及び燃料カットの継続時間の少なくとも一方に応じて、前記オゾン導入器によるオゾン添加の開始タイミングを設定する圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項2〜5のいずれか1項に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記エンジン本体の吸気弁の閉弁時期を変更可能に構成された吸気動弁機構をさらに備え、
前記制御器は、燃料カット中は、前記吸気動弁機構により、前記吸気弁の閉弁時期を吸気下死点以降の遅閉じに設定すると共に、燃料復帰時には、前記吸気弁の閉弁時期を前記遅閉じから進角させる圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 気筒を有するエンジン本体と、
前記気筒内に供給する燃料を噴射するよう構成された燃料噴射弁と、
前記エンジン本体の排気弁を排気行程中に開弁する通常モードと、当該排気弁を排気行程中と吸気行程中とに開弁することによって排気ガスの一部を前記気筒内に導入する二度開きモードとを切り替えるよう構成された排気動弁機構と、
前記気筒に接続する吸気経路上に配設されたスロットル弁と、
前記吸気経路上に設けられかつ、当該吸気経路内の空気にオゾンを添加するよう構成されたオゾン発生器と、
前記エンジン本体の運転状態が低負荷側の領域にあるときには少なくとも、前記気筒内の混合気を圧縮着火燃焼させることにより、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減速時に所定の燃料カット条件が成立したときには、前記燃料噴射弁による燃料噴射を中止すると共に、燃料カット中は、前記スロットル弁を全閉にしかつ、前記排気動弁機構を二度開きモードとし、さらに、前記オゾン発生器により吸気経路内の空気にオゾンを添加する圧縮着火式エンジンの制御装置。
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