JP2020101129A - エンジンの燃焼制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、開示する燃焼制御装置を適用したエンジン1を例示する。エンジン1は、燃焼室17が吸気行程、圧縮行程、膨張行程、および排気行程を繰り返すことにより運転する4ストロークのレシプロエンジンである。エンジン1は、四輪の自動車に搭載されている。エンジン1が運転することによって、自動車は走行する。
図1、図2に示すように、シリンダヘッド13には、シリンダ11毎に、点火プラグ25が取り付けられている。点火プラグ25は、燃焼室17の中で混合気に強制的に点火をする。点火プラグ25は、シリンダ11の中心軸X1よりも吸気側に配設されている。点火プラグ25は、2つの吸気ポート18の間に位置している。
図1に示すように、エンジン1の側面には吸気通路40が連結されている。吸気通路40は、各シリンダ11の吸気ポート18に連通している。吸気通路40を流れるガス(吸気ガス)が燃焼室17に導入される。
エンジン1の側面(吸気通路40とは反対側の側面)には、排気通路50が連結されている。排気通路50は、各シリンダ11の排気ポート19に連通している。排気通路50は、燃焼室17で発生する排気ガスを導出する。排気通路50の上流側の部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ11毎に分岐している。これら独立した通路の各々が、各シリンダ11の排気ポート19に連結されている。
吸気通路40と排気通路50との間には、EGR通路52が連結されている。EGR通路52は、排気ガスの一部を吸気通路40に還流させる。従って、吸気ガスは、新気だけでなく排気ガスを含む場合もある。
ECU10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ーである。図3に示すように、ECU10は、プログラムを実行するCPU10aと、プログラムおよびデータを格納するメモリ10bと、電気信号を入出力するインターフェース10cとを備えている。メモリ10bには、制御に用いる制御ロジック(詳細は後述)やマップなどが記憶されている。
第1吸気温度センサSW2:吸気通路40におけるエアクリーナー41の下流に配置されかつ、吸気通路40を流れる新気の温度を検出する
第1圧力センサSW3:吸気通路40におけるEGR通路52の連結位置よりも下流でかつ、過給機44の上流に配置されかつ、過給機44に流入するガスの圧力を検出する
第2吸気温度センサSW4:吸気通路40における過給機44の下流でかつ、バイパス通路47の連結位置よりも上流に配置されかつ、過給機44から流出したガスの温度を検出する
吸気圧センサSW5:サージタンク42に取り付けられかつ、過給機44の下流のガスの圧力を検出する
筒内圧センサSW6:各シリンダ11に対応してシリンダヘッド13に取り付けられかつ、各燃焼室17の中の圧力(筒内圧力)を検出する
排気温度センサSW7:排気通路50に配置されかつ、燃焼室17から排出した排気ガスの温度を検出する
リニアO2センサSW8:排気通路50における上流の触媒コンバーター51Uよりも上流に配置されかつ、排気ガス中の酸素濃度を検出する
ラムダO2センサSW9:上流の触媒コンバーター51Uにおける三元触媒511の下流に配置されかつ、排気ガス中の酸素濃度を検出する
水温センサSW10:エンジン1に取り付けられかつ、冷却水の温度を検出する
クランク角センサSW11:エンジン1に取り付けられかつ、クランクシャフト15の回転角を検出する
アクセル開度センサSW12:アクセルペダル機構に取り付けられかつ、アクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を検出する
吸気カム角センサSW13:エンジン1に取り付けられかつ、吸気カムシャフトの回転角を検出する
排気カム角センサSW14:エンジン1に取り付けられかつ、排気カムシャフトの回転角を検出する
EGR差圧センサSW15:EGR通路52に配置されかつ、EGR弁54の上流および下流の差圧を検出する
燃圧センサSW16:燃料供給システム61のコモンレール64に取り付けられかつ、インジェクタ6に供給する燃料の圧力を検出する
第3吸気温度センサSW17:サージタンク42に取り付けられかつ、サージタンク42内のガスの温度、換言すると燃焼室17に導入される吸気ガスの温度を検出する。
エンジン1は、燃費の向上および排出ガス性能の向上を主目的として、所定の運転状態のときに、圧縮自己着火による燃焼を行う。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。そこで、エンジン1は、SI燃焼とCI燃焼とを組み合わせたSPCCI燃焼を行う。
上述したように、ECU10は、メモリ10bに記憶している制御ロジックに従って、エンジン1を運転する。
図5は、エンジン1の燃焼制御に関するマップ(温間時)を例示している。マップは、上述したように、ECU10のメモリ10bに記憶されている。マップは、回転数の高低に対し、大別して2つの領域に分かれる。
同様に、第1高負荷領域(A)および第2高負荷領域(B)では、高い要求トルクが出力できるように、燃焼室17の中に多量の燃料が供給される。そして、SPCCI燃焼が適切に行われるように、インジェクタ6が制御される。負荷が高いほど、多くの燃料が要求される。従って、通常、回転数が同じであれば、第1高負荷領域(A)の方が第2高負荷領域(B)よりも、インジェクタ6が噴射する燃料量は多く設定される。
EGR弁54は、SPCCI燃焼が適切に行われるようにその開度が制御される。すなわち、ECU10は、EGR弁54の開度を制御する、それにより、吸気ガスに還流する外部EGRガスの量が調節される。その結果、燃焼室17の中は、目標SI率および目標θciが得られる温度になる。SPCCI燃焼が適切に行える。
図6に、エンジン1におけるSPCCI燃焼での燃焼制御のパターン(燃料噴射時期FT、点火時期IT、および燃焼時期BT)を例示する。図6におけるパターン1は、図5における点P1での燃焼制御を例示している。図6におけるパターン2は、図5における点P2での燃焼制御を例示している。
上述したように、エンジン1は、CI燃焼を伴うSPCCI燃焼を行うため、その幾何学的圧縮比は、一般的な火花点火式エンジンよりも高く設定されている。従って、エンジン1が負荷の高い領域で運転する場合、プリイグが発生し易い。そのため、エンジン1では、プリイグを、より安定して抑制する必要がある。
図8に、プリイグの抑制制御の一例を示す。ECU10は、エンジン1の運転が開始されると、各種センサSW1〜SW17が出力する検出信号を読み込む(ステップS1)。
6 インジェクタ(燃料噴射弁)
10 ECU(制御装置本体)
17 燃焼室
25 点火プラグ
40 吸気通路
44 過給機
50 排気通路
51U 触媒コンバーター
511 三元触媒
52 EGR通路
100 エンジン制御部
101 プリイグ抑制部
SW6 筒内圧センサ
Claims (7)
- 自動車に搭載されるエンジンの燃焼制御装置であって、
前記エンジンの燃焼室の中に燃料を供給する燃料噴射弁と、
前記燃焼室に吸気ガスを導入する吸気通路と、
前記燃焼室で発生する排気ガスを導出する排気通路と、
排気ガスを浄化するために前記排気通路に設置される触媒と、
前記吸気通路と前記排気通路とに連通し、排気ガスの一部を前記吸気通路に還流させるEGR通路と、
前記EGR通路を流れる排気ガスの量を調整するEGR弁と、
前記エンジンの運転状態に応じて、前記燃料噴射弁および前記EGR弁を制御する制御装置本体と、
を備え、
前記制御装置本体が、
前記エンジンが所定の第1高負荷領域で運転しているときに、前記燃焼室の中の空燃比が理論空燃比よりもリッチな状態となるように前記燃料噴射弁を制御するとともに、排気ガスが実質的に還流しないように前記EGR弁を制御し、かつ、前記エンジンが前記第1高負荷領域よりも負荷の低い第2高負荷領域で運転しているときに、前記空燃比が理論空燃比またはリーンな状態となるように前記燃料噴射弁を制御するとともに、排気ガスが還流するように前記EGR弁を制御するエンジン制御部と、
前記第2高負荷領域でプリイグニッションの発生が実測または予測されたときに、前記排気通路に流入する未燃燃料の量を増加させるプリイグ抑制部と、
を有する、エンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1に記載の、エンジンの燃焼制御装置において、
前記プリイグ抑制部が、前記燃料噴射弁を制御して、少なくとも前記排気通路に導出される排気ガス中に未燃燃料が残存する状態になるまで、前記空燃比をリッチな状態にする、エンジンの燃焼制御装置。 - 請求項2に記載の、エンジンの燃焼制御装置において、
前記プリイグ抑制部が更に、燃料の噴射時期が遅角するように前記燃料噴射弁を制御する、エンジンの燃焼制御装置。 - 請求項2または請求項3に記載の、エンジンの燃焼制御装置において、
前記プリイグ抑制部が更に、圧縮行程で燃料を噴射するように前記燃料噴射弁を制御する、エンジンの燃焼制御装置。 - 請求項2に記載の、エンジンの燃焼制御装置において、
前記プリイグ抑制部が更に、前期第2高負荷領域で燃料が複数回に分けて噴射される場合に、噴射時期の早い噴射よりも遅い噴射の方が、燃料の噴射割合が高くなるように前記燃料噴射弁を制御する、エンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の、エンジンの燃焼制御装置において、
前記第1高負荷領域でプリイグニッションの発生が実測または予測されたときには、前記燃焼室の中に供給される空気量を減少させる、エンジンの燃焼制御装置。 - 請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の、エンジンの燃焼制御装置において、
前記EGR通路が、前記触媒の下流側の部位で前記排気通路と連通している、エンジンの燃焼制御装置。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1193757A (ja) * | 1997-09-17 | 1999-04-06 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2011214447A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Mazda Motor Corp | 火花点火式エンジンの制御方法および制御装置 |
JP2011226473A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Mazda Motor Corp | 火花点火式エンジンの異常燃焼検出方法および火花点火式エンジン |
JP2012122404A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2012167556A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2013108354A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
JP2015014229A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 内燃機関の異常燃焼回避装置 |
JP2015107729A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP2016156328A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 富士重工業株式会社 | エンジンシステム |
JP2018123698A (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP2018193989A (ja) * | 2017-05-19 | 2018-12-06 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの制御装置 |
-
2018
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1193757A (ja) * | 1997-09-17 | 1999-04-06 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2011214447A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Mazda Motor Corp | 火花点火式エンジンの制御方法および制御装置 |
JP2011226473A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Mazda Motor Corp | 火花点火式エンジンの異常燃焼検出方法および火花点火式エンジン |
JP2012122404A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の制御装置 |
JP2012167556A (ja) * | 2011-02-10 | 2012-09-06 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2013108354A (ja) * | 2011-11-17 | 2013-06-06 | Toyota Motor Corp | 車両の制御装置 |
JP2015014229A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 内燃機関の異常燃焼回避装置 |
JP2015107729A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP2016156328A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 富士重工業株式会社 | エンジンシステム |
JP2018123698A (ja) * | 2017-01-30 | 2018-08-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP2018193989A (ja) * | 2017-05-19 | 2018-12-06 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの制御装置 |
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