JP2020122425A - 過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置 - Google Patents
過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020122425A JP2020122425A JP2019013972A JP2019013972A JP2020122425A JP 2020122425 A JP2020122425 A JP 2020122425A JP 2019013972 A JP2019013972 A JP 2019013972A JP 2019013972 A JP2019013972 A JP 2019013972A JP 2020122425 A JP2020122425 A JP 2020122425A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- supercharger
- region
- air
- fuel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
- F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
- F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
- F02D41/3041—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode with means for triggering compression ignition, e.g. spark plug
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/402—Multiple injections
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
図1は、本発明の制御装置が適用されたエンジンの好ましい実施形態を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載された4サイクルのガソリン直噴エンジンであり、エンジン本体1と、エンジン本体1に導入される吸気が流通する吸気通路30と、エンジン本体1から排出される排気が流通する排気通路40と、排気通路40を流通する排気の一部を吸気通路30に還流するEGR装置50を備えている。
図2は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるECU100は、エンジンを統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。
エンジン暖機後に行われる通常制御について次に説明する。本実施形態では、エンジン水温が所定の第1判定水温(例えば80℃程度)以上であり、且つ、吸気の温度が所定の第1判定吸気温(例えば60℃程度)以上のときに、以下に説明する通常制御が実施される。なお、この判定には、燃焼室6に流入する直前の吸気の温度の予測値が用いられる。
第1〜第5領域A1〜A5つまり第6領域A6を除いた領域では、SI燃焼とCI燃焼とをミックスした部分圧縮着火燃焼(以下、これをSPCCI燃焼という)が実行される。なお、SPCCI燃焼における「SPCCI」とは、「Spark Controlled Compression Ignition」の略である。
SPCCI燃焼が行われる領域のうちエンジン回転速度およびエンジン負荷の低い第1領域A1では、燃費性能を高めるべく、燃焼室6内の燃料量(重量)の割合が小さくなるように、インジェクタ15から噴射される燃料の量や燃焼室6に導入される空気の量等が調整される。具体的には、燃焼室6内の燃料の重量をFとし、燃焼室6内の全てのガスの重量をGとし、これらの比率G/Fをガス燃料比としたとき、第1領域A1では、このG/Fつまりガス燃料比が24以上とされる。また、第1領域A1では、燃焼室6内の空燃比(燃焼室6内の燃料の重量をFとし、燃焼室6内の空気の重量をAとしたときに、A/Fで表される燃料重量に対する空気重量の割合)が理論空燃比よりも高く(リーンに)される。例えば、第1領域A1では、ガス空燃比が30程度とされ、空燃比が少なくとも20以上(例えば30程度)とされる。このように空燃比が十分に高い値とされることで、第1領域A1では、前記のように燃費性能が高められるとともに、燃焼室6でのNOxの生成量が小さく抑えられる。
第3領域A3は、第1領域A1と同様にエンジン回転速度は低い一方、第1領域A1に比べてエンジン負荷が高く燃焼室6内に供給される燃料の量が多い領域である。そのため、第3領域A3では、燃焼室6内のガス燃料比および空燃比を高くするのが困難となる。これより、第3領域A3では、燃焼室6内の空燃比が理論空燃比近傍とされる。詳細には、第3領域A3において、空燃比は14.5以上15.0以下とされる。また、燃焼室6内のガス燃料比が第1領域A1よりも低くされる。詳細には、ガス燃料比は、20以下とされる。つまり、第3領域A3では、この空燃比およびガス燃料比が前記のようになるようにインジェクタ15の燃料量が調整される。なお、このように空燃比が比較的高くされると燃焼室6内で生成されるNOxの量が多くなりやすいが、燃焼室6内の空燃比が理論空燃比近傍とされることで、生成されたNOxを三元触媒41aにおいて適切に浄化することができ、車両から排出されるNOxの量は少なく抑えられる。
第5領域A5では、燃焼室6内の空燃比およびガス燃料比等について、第3領域A3と同様の制御がなされる。
第4領域A4は、エンジン負荷が低いことで燃焼室6に導入すべき空気の量は比較的少なくてもよい。従って、第4領域A4では、吸気を過給する必要はない。しかし、本実施形態では、前記のように吸気通路30内の吸気の温度を低く抑えるべく、第4領域A4においても、過給機33を稼働させる。つまり、過給機33を稼働させれば、過給通路37に吸気が導入されてインタークーラ35で吸気が冷却される。従って、吸気通路30内に存在する吸気の温度を低く抑えることができる。そして、このように、吸気通路30内に存在する吸気の温度が低く抑えられれば、第4領域A4から第5領域A5への移行時に、混合気の温度を低く抑えることができ、異常燃焼の発生を回避できる。
第2領域A2は、第1領域A1と第3領域A3の境界の領域および第1領域A1と第4領域A4の境界の領域に設定されており、第2領域A2では、第1領域A1と同様に、過給機33の駆動が停止され且つバイパス弁39が全開にされるとともに高温用開閉弁134が開弁されて低温用開閉弁133が閉弁される一方、第3領域A3および第4第2領域A2と同様に、燃焼室6内の空燃比が理論空燃比近傍とされる。また、第2領域A2では、エンジン負荷が低い状態で空燃比を理論空燃比近傍にするべく、第4領域A4と同様にスロットル弁32が全開よりも閉じ側とされる。また、第2領域A2では、第3領域A3のエンジン負荷が低い領域および第4領域A4と同様に、吸・排気弁11、12の双方が排気上死点を跨いで開弁するように吸気VVT13aおよび排気VVT14aが駆動され、スワール弁18の開度が全開よりも小さい(閉じ側の)開度とされ、1サイクル中に燃焼室6に供給すべき燃料の全てが吸気行程中に噴射されるようにインジェクタ15が駆動される。また、第2領域A2でも、第1領域A1および第4領域A4と同様に、点火プラグ16は圧縮上死点の近傍で混合気に点火し、この点火をきっかけにSPCCI燃焼が開始され、燃焼室6内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼(SI燃焼)し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼(CI燃焼)する。
第4領域A4および第5領域A5よりもエンジン回転速度の高い第6領域A6では、比較的オーソドックスなSI燃焼が実行される。このSI燃焼の実現のために、第6領域A6では、ECU100によってエンジンの各部が次のように制御される。
図7は、エンジンの暖機状態に対する制御内容の違いを示したフローチャートである。この図7を参照しつつ、エンジン暖機前の制御について簡単に説明する。
以上のように、本実施形態では、エンジン回転速度およびエンジン負荷が低い第1領域A1において、SPCCI燃焼が実施されるとともに混合気のガス燃料比が24以上とされて燃焼室6内の全ガス量に対する燃料の割合が小さくされる。そのため、燃費性能を高めることができる。しかも、第1領域A1において過給機33の駆動が停止され且つバイパス弁39が開弁されるようになっている。そのため、吸気通路30に取り込まれたほぼ全ての吸気を、インタークーラ35を通さずに燃焼室6に導入することができ、燃焼室6内の混合気の温度を高くして燃焼安定性を高めることができる。従って、前記のようにガス燃料比を大きくしつつ適切な部分圧縮着火燃焼を実現することができ、より確実に燃費性能を高めることができる。
前記実施形態では、第1領域A1においてバイパス弁39を全開にした場合について説明したが、第1領域A1においてバイパス弁39は開弁されていればよく、具体的な開度は全開に限らない。ただし、第1領域A1においてバイパス弁39を全開にしておけば、インタークーラ35を通過する吸気の量を確実に少なくすることができ、燃焼室6に導入される吸気の温度を確実に高めて燃焼安定性を高くすることができる。また、前記実施形態では高速領域Bにおいてエンジン負荷が高いときの方が低いときよりもバイパス弁39の開度を小さくする場合について説明したが、第4領域A4において一部の吸気がバイパス通路38に逆流するようにバイパス弁39が開弁されている限りにおいて、エンジン負荷とバイパス弁39の開度との関係はこれに限らない。ただし、高速領域Bにおいてエンジン負荷が高い方がバイパス弁39の開度が小さくなるようにこれを制御すれば、エンジン負荷に応じた量の吸気を燃焼室6に確実に導入することができる。
2 気筒
6 燃焼室
15 インジェクタ(燃料噴射手段、空燃比変更手段)
16 点火プラグ
33 過給機
34 電磁クラッチ(クラッチ、過給機駆動手段)
35 インタークーラ
37 過給通路
38 バイパス通路
39 バイパス弁
61 冷媒ポンプ(冷媒供給手段)
100 ECU(制御手段)
A1 第1領域(低速低負荷領域)
B 高速領域
Claims (6)
- 気筒が形成されたエンジン本体と、当該エンジン本体に導入される吸気が流通する吸気通路と、当該吸気通路に配設されて吸気を過給する過給機と、前記過給機よりも下流の前記吸気通路に配設されて当該過給機を通過した後の吸気を冷却するインタークーラとを備えた過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置であって、
気筒内の空燃比を変更可能な空燃比変更手段と、
前記過給機の駆動と停止とを切替可能な過給機駆動手段と、
前記空燃比変更手段および前記過給機駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記吸気通路は、前記過給機と前記インタークーラとが配設された過給通路と、これら過給機とインタークーラとをバイパスするバイパス通路とを有し、
前記制御手段は、
エンジン回転速度が所定の基準速度未満で且つエンジン負荷が所定の基準負荷未満の低速低負荷領域でエンジンが運転されているときは、気筒内の混合気の少なくとも一部が自着火により燃焼するように、前記過給機駆動手段に前記過給機の駆動を停止させるとともに、気筒内の燃料重量に対する気筒内の全ガス重量の割合であるガス燃料比が24以上になるように前記空燃比変更手段を制御し、
前記基準速度よりもエンジン回転速度が高い側に設定された高速領域でエンジンが運転されているときは、前記過給機駆動手段に前記過給機を駆動させるとともに、気筒内の前記ガス燃料比が20以下となり且つ気筒内の空燃比が14.5以上15以下となるように前記空燃比変更手段を制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記バイパス通路を開閉可能な開閉弁を備え、
前記制御手段は、
前記低速低負荷領域でエンジンが運転されているときは、前記バイパス通路が全開となるように前記開閉弁を制御し、
前記高速領域でエンジンが運転されているときは、エンジン負荷が高い方が前記開閉弁の開度が小さくなるように当該開閉弁を制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1または2に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記過給機駆動手段は、前記過給機とエンジン本体の連結状態を、エンジン本体によって前記過給機が回転駆動されるように両者が連結された締結状態と、前記過給機の駆動が停止されるように前記連結が解除された解放状態とに切り替え可能なクラッチを備え、
前記制御手段は、前記高速領域でエンジンが運転されているときは、前記過給機とエンジン本体との連結状態が前記締結状態となるように前記クラッチを制御する、ことを特徴とする過給機付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項に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記インタークーラを通過する吸気を冷却するための冷媒を当該インタークーラに供給するとともに当該冷媒の前記インタークーラへの供給量を変更可能な冷媒供給手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記高速領域でエンジンが運転されているときの方が前記低速低負荷領域でエンジンが運転されているときよりも前記インタークーラへの前記冷媒の供給量が多くなるように、前記冷媒供給手段を制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記高速領域でエンジンが運転されているときにも、気筒内の混合気の少なくとも一部が自着火により燃焼する圧縮着火燃焼が実行される、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置において、
気筒内に燃料を噴射する燃料噴射手段を備え、
前記制御手段は、
前記低速低負荷領域よりもエンジン負荷が高い低速高負荷領域でエンジンが運転されているときは、前記燃料噴射手段によって圧縮行程の後半に気筒内に燃料を噴射する圧縮行程後半噴射を実行し、
前記高速領域でエンジンが運転されているときは、前記圧縮行程後半噴射の実行を停止して、1燃焼サイクル中に気筒に供給される燃料の全量が圧縮行程の後半よりも前に気筒内に噴射されるように前記燃料噴射手段を制御する、ことを特徴とする過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019013972A JP7001072B2 (ja) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | 過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019013972A JP7001072B2 (ja) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | 過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020122425A true JP2020122425A (ja) | 2020-08-13 |
JP7001072B2 JP7001072B2 (ja) | 2022-01-19 |
Family
ID=71993495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019013972A Active JP7001072B2 (ja) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | 過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7001072B2 (ja) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10274064A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Mazda Motor Corp | 機械式過給機付エンジン |
JP2002130006A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-09 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2012211543A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Mazda Motor Corp | 火花点火式ガソリンエンジン |
JP2013053606A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Mazda Motor Corp | リーンバーンエンジンの冷却装置 |
JP2014173532A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Mazda Motor Corp | 圧縮自己着火式エンジン |
JP2015098800A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの制御装置 |
WO2018096653A1 (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | マツダ株式会社 | 圧縮自己着火式エンジンの燃焼制御装置 |
JP2018193987A (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 |
-
2019
- 2019-01-30 JP JP2019013972A patent/JP7001072B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10274064A (ja) * | 1997-03-28 | 1998-10-13 | Mazda Motor Corp | 機械式過給機付エンジン |
JP2002130006A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-09 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の燃焼制御装置 |
JP2012211543A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-01 | Mazda Motor Corp | 火花点火式ガソリンエンジン |
JP2013053606A (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-21 | Mazda Motor Corp | リーンバーンエンジンの冷却装置 |
JP2014173532A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Mazda Motor Corp | 圧縮自己着火式エンジン |
JP2015098800A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの制御装置 |
WO2018096653A1 (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | マツダ株式会社 | 圧縮自己着火式エンジンの燃焼制御装置 |
JP2018193987A (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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7001072B2 (ja) | 2022-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109763908B (zh) | 压缩点火式发动机的控制装置 | |
CN109931175B (zh) | 压燃式发动机的控制装置 | |
US10731590B2 (en) | Control system for compression-ignition engine | |
US10767593B2 (en) | Control system for compression-ignition engine | |
CN109931176B (zh) | 压燃式发动机的控制装置 | |
CN109931169B (zh) | 压缩点火式发动机的控制装置 | |
CN109931177B (zh) | 压缩点火式发动机的控制装置 | |
CN109931170B (zh) | 压燃式发动机的控制装置 | |
JP7077771B2 (ja) | 圧縮着火式エンジンの制御装置 | |
CN110513200B (zh) | 压缩着火式发动机的控制装置 | |
JP7077770B2 (ja) | 圧縮着火式エンジンの制御装置 | |
JP2020176571A (ja) | 圧縮着火式エンジンの制御装置 | |
US11156171B2 (en) | Control device for compression ignition engine | |
JP7205258B2 (ja) | 圧縮着火式エンジンの制御装置 | |
JP7379857B2 (ja) | エンジンの制御装置および制御方法 | |
JP7001072B2 (ja) | 過給機付圧縮着火式エンジンの制御装置 | |
JP7334444B2 (ja) | エンジンシステム | |
JP7167830B2 (ja) | 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 | |
JP7251287B2 (ja) | 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 | |
JP7238571B2 (ja) | エンジンの制御方法およびエンジンの制御装置 | |
JP2020176592A (ja) | エンジンの制御方法および制御装置 | |
JP2020176594A (ja) | エンジンの制御方法および制御装置 | |
JP2020176593A (ja) | エンジンの制御方法および制御装置 | |
JP2020084793A (ja) | エンジンの燃焼室構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210119 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210608 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210706 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211104 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211124 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7001072 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |