JP2019132155A - エンジンの制御方法及びエンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
エンジン1は、多気筒エンジンである。このエンジン1は、図1に示すように、燃焼室17を有するエンジン本体2を備える。エンジン本体2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とを備えている。シリンダブロック12の内部には、複数のシリンダ11が形成されている。図1及び図2では、一つのシリンダ11のみを示す。
図5は、エンジン1の温間時の運転領域マップ501,502を例示している。エンジン1の運転領域マップ501,502は、エンジン1の負荷及び回転数によって定められており、エンジン1の回転数の高低に対し、二つの領域に分けられている。
エンジン1は、エンジン1がSPCCI領域(1)において運転しているときには、前述したようにSPCCI燃焼を行う。自己着火による燃焼は、圧縮開始前の燃焼室17の中の温度がばらつくと、自己着火のタイミングが大きく変化する。SPCCI燃焼は、点火プラグ25が燃焼室17の中の混合気に強制的に点火することを以て混合気が火炎伝播によりSI燃焼をすると共に、SI燃焼の発熱により燃焼室17の中の温度が高くなり、且つ火炎伝播により燃焼室17の中の圧力が上昇することを以て未燃混合気が自己着火によるCI燃焼をする。SI燃焼の発熱量を調整することによって、圧縮開始前の燃焼室17の中の温度のばらつきを吸収することができる。つまり、圧縮開始前の燃焼室17の中の温度がばらついていても、例えば点火タイミングの調整によってSI燃焼の開始タイミングを調整すれば、自己着火のタイミングをコントロールすることができる。
図6の符号602は、エンジン1が、SPCCI領域(1)において、中負荷で運転しているときの燃料噴射時期(符号6021,6022)及び点火時期(符号6023)並びに燃焼波形(符号6024)それぞれの一例を示している。
図6の符号603は、エンジン1が、SPCCI領域(1)において、高負荷で運転しているときの燃料噴射時期(符号6031)及び点火時期(符号6032)並びに燃焼波形(符号6033)それぞれの一例を示している。
エンジン1の回転数が高いと、クランク角が1°変化するのに要する時間が短くなる。そのため、例えば高負荷領域の高回転領域においては、SPCCI燃焼を行うために燃焼室17内に混合気の成層化をすることが困難になる。その一方で、エンジン1の幾何学的圧縮比が高いため、特に高負荷領域においてSI燃焼を行おうとすると、ノッキング等の異常燃焼が発生する恐れがある。そこで、エンジン1は、高回転側のCI領域(2)において運転しているときには、新しい形態のCI燃焼を行う。CI領域(2)は、低負荷から高負荷までの負荷方向における全域に広がっている。
図11は、前述したエンジン1の制御に係りECU10が実行する制御フローチャートを例示している。
なお、ここに開示する技術は、前述した構成のエンジン1に適用することに限定されない。エンジンの構成は、様々な構成を採用することが可能である。
前記の構成では、エンジン1がCI領域(2)において運転しているときに、混合気に点火をした後、第二燃料噴射6043を行っているが、第二燃料噴射6043を省略してもよい。ブロークンリアクションゾーンは、混合気の空燃比と、燃焼室17内の流動強さとの二つのパラメータに関係するが、ピストン3が圧縮上死点に近づくことに伴い燃焼室17内の流動強さが弱くなることだけで、燃焼室17内の状態がブロークンリアクションゾーンから外れる場合がある。この場合は、第二燃料噴射6043を行わなくても、圧縮上死点の付近において、自着火によって、混合気の燃焼を開始させることができる。
6 インジェクタ(燃料供給部)
10 ECU(制御部)
17 燃焼室
25 点火プラグ(点火部)
S3 第一燃料供給ステップ
S4 点火ステップ
S5 第二燃料供給ステップ
Claims (12)
- 燃焼室内において、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び、排気行程を含むサイクルを実行するエンジンの制御方法であって、
燃料供給部が前記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給ステップと、
前記燃焼室内に燃料が供給された後でかつ、前記圧縮行程の期間を、前期、中前期、中後期、及び後期に四等分したときの、中後期又は中後期よりも前の圧縮行程における、前記燃焼室内の流動強さが所定以上に強いタイミングで、前記燃焼室内に配設された点火部が前記燃焼室内に火種を作成する点火ステップと、を備えるエンジンの制御方法。 - 請求項1に記載のエンジンの制御方法において、
前記点火部は、圧縮行程において前記燃焼室内のタンブル比が所定以上であるタイミングで、前記燃焼室内に前記火種を作成するエンジンの制御方法。 - 請求項1又は2に記載のエンジンの制御方法において、
前記点火部は、前記エンジンの回転数が所定回転数以上の圧縮行程において、前記燃焼室内に前記火種を作成するエンジンの制御方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のエンジンの制御方法において、
前記燃料供給部は、前記点火部が前記燃焼室内に前記火種を作成するタイミングにおいて、少なくとも前記点火部の周囲に、空気と燃料との質量比であるA/F、又は、空気を含むガスと燃料との質量比であるG/Fが理論空燃比よりもリーンな混合気を形成するように、前記燃焼室内に燃料を供給するエンジンの制御方法。 - 請求項4に記載のエンジンの制御方法において、
前記点火ステップの後に、前記燃料供給部が、前記燃焼室内の混合気の燃料濃度が濃くなるよう前記燃焼室内に燃料を供給する第二燃料供給ステップを備えるエンジンの制御方法。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載のエンジンの制御方法において、
前記エンジンの幾何学的圧縮比は、14以上であるエンジンの制御方法。 - 吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び、排気行程を含むサイクルを実行する燃焼室と、
前記燃焼室に配置された点火部と、
前記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給部と、を備え、
前記点火部は、前記燃料供給部が前記燃焼室内に燃料を供給した後でかつ、前記圧縮行程の期間を、前期、中前期、中後期、及び後期に四等分したときの、中後期又は中後期よりも前の圧縮行程における、前記燃焼室内の流動強さが所定以上に強いタイミングで、前記燃焼室内に火種を作成するエンジンの制御装置。 - 請求項7に記載のエンジンの制御装置において、
前記点火部は、圧縮行程において前記燃焼室内のタンブル比が所定以上であるタイミングで、前記燃焼室内に前記火種を作成するエンジンの制御装置。 - 請求項7又は8に記載のエンジンの制御装置において、
前記点火部は、前記エンジンの回転数が所定回転数以上の圧縮行程において、前記燃焼室内に前記火種を作成するエンジンの制御装置。 - 請求項7〜9のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃料供給部は、前記点火部が前記燃焼室内に前記火種を作成するタイミングにおいて、少なくとも前記点火部の周囲に、空気と燃料との質量比であるA/F、又は、空気を含むガスと燃料との質量比であるG/Fが理論空燃比よりもリーンな混合気を形成するように、前記燃焼室内に燃料を供給するエンジンの制御装置。 - 請求項10に記載のエンジンの制御装置において、
前記燃料供給部は、前記点火部が前記燃焼室内に前記火種を作成した後に、前記燃焼室内の混合気の燃料濃度が濃くなるよう前記燃焼室内に燃料を追加供給するエンジンの制御装置。 - 請求項7〜11のいずれか1項に記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジンの幾何学的圧縮比は、14以上であるエンジンの制御装置。
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