JP2019148234A - 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
エンジン1は、図1では一つのシリンダ11のみを示すが、複数のシリンダ11を有する多気筒エンジンである。このエンジン1は、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上に載置されるシリンダヘッド13とを備えている。
図9は、エンジン回転数(横軸)とエンジン負荷(縦軸)とによって定まるエンジン1の運転領域を例示している。このエンジン1は、運転領域の全域において、燃焼室17内の混合気を圧縮着火により燃焼させるよう構成されている。エンジン1は、混合気が安定的に圧縮着火するように、燃焼室17内において低温プラズマを生成する。低温プラズマ放電によって生成した電子が燃焼室17内の酸素や窒素などと化学反応することにより、燃焼室17内に、オゾン又はOラジカルなどの化学種が生成される。そして、オゾン又はOラジカルなどの化学種が混合気の低温酸化反応を促進することにより、混合気の着火性が向上する。
図5は、燃焼室17内が、大気圧又は大気圧以上であるときに、低温プラズマ及び高温プラズマが生成する、放電開始からの時間(横軸)と、電極間に印加した電圧(縦軸)との関係を示している。低温プラズマは、図5に破線で囲んだ領域5Aのように、放電開始からの時間を短くする(つまり、超短パルスの電圧を電極間に印加する)、及び/又は、高電圧を電極間に印加することによって生成することが可能であるが、それを実現するためのプラズマ生成装置は、コストが増大してしまうと共に、消費電力も増大してしまう。自動車の燃費性能の向上のために、燃焼室17内の中心電極41と接地電極42との間のギャップに低温プラズマを生成させようとしたときに、超短パルスの電圧を電極間に印加する、及び/又は、高電圧を電極間に印加するプラズマ生成装置は、自動車への搭載に不利である。
次に、エンジンの運転時における、プラズマの生成タイミング、燃料の噴射タイミング、及び、水噴射のタイミングについて図9及び図10を参照しながら説明をする。前述したように、このエンジン1は、運転領域の全域において、燃焼室17内の混合気を圧縮着火により燃焼させるよう構成されている。
17 燃焼室
2 エンジン本体
4 放電電極(電極)
40 放電電極(電極)
49 プラズマ生成装置(プラズマ生成部)
6 インジェクタ(燃料供給部)
61 水噴射弁(水供給部)
Claims (4)
- 吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程を繰り返す燃焼室を有しかつ、前記燃焼室内の混合気が圧縮着火により燃焼するエンジン本体と、
前記燃焼室内に配設された一対の電極の間に電圧を印加することにより、前記燃焼室内にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給部と、
前記燃焼室内に水を供給する水供給部と、を備え、
前記プラズマ生成部は、吸気行程の開始から圧縮行程の終わりまでの期間における所定タイミングで、前記燃焼室内に低温プラズマを生成し、
前記燃料供給部は、前記低温プラズマの生成後に、前記燃焼室内に燃料を供給し、
前記水供給部は、前記燃料の供給後に、前記燃焼室内に水を供給する予混合圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1に記載の予混合圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記水供給部は、前記燃焼室内の混合気が着火した後に、前記燃焼室内に水を供給する予混合圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1又は2に記載の予混合圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記水供給部は、前記エンジン本体が所定負荷よりも高負荷で運転しているときに、前記燃焼室内に水を供給すると共に、前記エンジン本体が前記所定負荷以下の低負荷で運転しているときに、前記燃焼室内に水を供給しない予混合圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の予混合圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記プラズマ生成部は、前記エンジン本体が所定負荷よりも高負荷で運転しているときには、低温プラズマの生成タイミングを遅くすると共に、前記エンジン本体が前記所定負荷以下の低負荷で運転しているときには、前記高負荷運転時よりも低温プラズマの生成タイミングを早くする予混合圧縮着火式エンジンの制御装置。
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