JP2022001753A5 - - Google Patents

Claims (12)

1. 燃焼室（３８）と、前記燃焼室に吸気する吸気通路（２１）と、前記吸気通路を開閉する吸気バルブ（２３）と、前記燃焼室内の気体を排気する排気通路（２９）と、前記排気通路を開閉する排気バルブ（２７）と、を有するエンジン（８０）に適用され、
   前記燃焼室内に燃料（Ｆ）を噴射する噴射装置（４０）と、前記燃焼室内の燃料に点火する点火プラグ（５０）と、前記噴射装置及び前記点火プラグを制御する制御装置（６０）とを有する、燃焼システム（７０）において、
   前記制御装置は、所定の第１制御（β１）を実行する第１制御部（６７）を有し、
   前記第１制御では、前記エンジンの一燃焼サイクル内に前記噴射装置が噴射する燃料（Ｆ）の全部としての全噴射量を、前記吸気バルブが閉じた状態になる閉弁タイミング（ＩＶＣ）から前記エンジンの圧縮行程の前半が終わるまでの期間としての第１期間（Ｔ１）内に噴射するように制御し、
   前記制御装置は、前記エンジンにノックが発生するおそれがある状態としてのノック域状態であるか否かを判定するノック判定部（６２）と、所定の通常制御部（６６）とを有し、
   前記通常制御部は、前記ノック判定部により前記ノック域状態ではないと判定されたことを条件に、所定の通常制御（α）を実行し、
   前記制御装置は、前記燃焼室から前記吸気通路への気体の吹き戻しの発生状態が、所定の許容範囲内であるか否かを判定する吹き戻し判定部（６３）と、所定の第２制御部（６８）とを有し、
   前記第１制御部は、前記ノック判定部により前記ノック域状態であると判定され、且つ前記吹き戻し判定部により前記吹き戻しの発生状態が前記許容範囲内ではないと判定されたことを条件に、前記第１制御を実行し、
   前記第２制御部は、前記ノック判定部により前記ノック域状態であると判定され、且つ前記吹き戻し判定部により前記吹き戻しの発生状態が前記許容範囲内であると判定されたことを条件に、前記第１制御の場合よりも早期に燃料噴射を開始するように制御する第２制御（β２）を実行する、燃焼システム。
2. 前記燃焼室は、前記エンジンが有するピストン（３５）の往復動に伴い縮小及び拡大を繰り返すものであり、
   前記ピストンの往復動方向のうち前記燃焼室が縮小される側の方向を上死点方向（Ｄｔ）とし、その反対側の方向を下死点方向（Ｄｂ）とし、前記往復動方向に直交する所定の一方向を所定方向（Ｄ１）とし、その反対方向を反所定方向（Ｄ２）とし、前記所定方向を成分に含む方向を所定方向側とし、前記反所定方向を成分に含む方向を反所定方向側として、
   前記噴射装置は、前記全噴射量の噴射方向の平均である噴射中心線を、前記所定方向側に向けた状態で設置されており、
   前記エンジンは、前記燃焼室内にタンブル（τ）が発生する構成であり、前記タンブルは、自身の回転中心（Ｃ）よりも前記上死点方向では、前記所定方向側に流れ、前記回転中心よりも前記下死点方向では、前記反所定方向側に流れるものであり、前記回転中心は、前記燃焼室の縮小に伴い前記上死点方向に移動していくものであり、
   前記圧縮行程の前半には、前記噴射中心線の仮想延長線（Ｆｃ）が前記回転中心よりも前記上死点方向の、前記タンブルが前記所定方向側に流れる部分を、通過する位置関係の状態としての噴射協調状態になり、
   前記圧縮行程の後半には、前記噴射中心線の仮想延長線が前記回転中心の前記下死点方向の、前記タンブルが前記反所定方向側に流れる部分を、通過する位置関係の状態としての噴射逆行状態になり、
   前記第１制御では、前記圧縮行程の前半における前記噴射協調状態であるタイミングで、前記噴射装置による噴射を実行するように制御する、請求項１に記載の燃焼システム。
3. 前記第１制御では、前記噴射協調状態である期間内に前記全噴射量を噴射するように制御する、請求項２に記載の燃焼システム。
4. 前記噴射装置には、燃料を噴射する噴孔（４４）が設けられると共に、前記噴孔には、噴射する燃料を微粒化するための微粒化構造（４５）が設けられており、前記微粒化構造は、噴射方向側に進むに従いテーパ状に又は段状に広がる広がり構造、及び開口部がオーバル状であるオーバル構造のうちの少なくともいずれか一方の構造を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の燃焼システム。
5. 前記噴射装置には、複数の噴孔（４４）が設けられており、
   各前記噴孔の中心線の長さ方向を当該噴孔の噴射方向とし、前記燃焼室の内壁における各前記噴孔の噴射方向真正面に燃料の噴射時において対峙する部分を当該噴孔に対する対峙部とし、各前記噴孔から当該噴孔に対する前記対峙部までの距離を当該噴孔の正面距離（Ｌ）として、
   前記正面距離が所定長さである前記噴孔から噴射される燃料のペネトレーションよりも、当該噴射と同時期に、前記正面距離が前記所定長さよりも短い前記噴孔から噴射される燃料のペネトレーションの方が低くなるように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の燃焼システム。
6. 前記制御装置は、前記エンジンの排気の状態が所定の許容範囲内であるか否かを判定する排気判定部（６４）を有し、
   前記第１制御部は、前記第１制御を実行している状態において、前記排気判定部により前記排気の状態が前記許容範囲内ではないと判定された場合には、燃料噴射の開始タイミングを前記閉弁タイミングよりも進角させて前記第１制御とは別の制御を行うように補正する、又は前記噴射装置の噴射圧を上げるように補正する、請求項１～５のいずれか１項に記載の燃焼システム。
7. 前記制御装置は、前記噴射装置から噴射された燃料が前記燃焼室の内壁に液体の状態で付着する燃料ウェットの発生状態が所定の許容範囲内であるか否かを判定するウェット判定部（６５）を有し、
   前記第１制御部は、前記第１制御を実行している状態において、前記ウェット判定部により前記燃料ウェットの発生状態が前記許容範囲内ではないと判定された場合には、前記第１制御を維持しつつ多段噴射を実行するように制御する、請求項１～６のいずれか１項に記載の燃焼システム。
8. 前記第１制御部は、ノックを抑制可能な点火タイミングを算出するものであり、算出された前記点火タイミングが所定のタイミングよりも進角側の場合には、前記点火プラグによる実際の点火タイミングを当該算出された点火タイミングに制御し、算出された前記点火タイミングが当該所定のタイミングよりも遅角側の場合には、前記点火プラグによる実際の点火タイミングを当該所定のタイミングよりも遅角させることは行わず、前記噴射装置の噴射圧を上昇させる、請求項１～７のいずれか１項に記載の燃焼システム。
9. 前記第２制御では、前記エンジンの吸気下死点（ＢＤＣ）及び前記閉弁タイミングのうちの遅い方よりも前に燃料の噴射を開始して、当該遅い方のタイミングで前記全噴射量の噴射を終了するように制御する、請求項１～８のいずれか１項に記載の燃焼システム。
10. 前記吹き戻し判定部は、前記エンジンの回転速度に基づいて、前記吹き戻しの発生状態が前記許容範囲内であるか否かを判定するものであり、前記エンジンの回転速度が所定速度である場合に比べて、前記回転速度が前記所定速度よりも速い場合に、前記吹き戻しの発生状態が前記許容範囲内であると判定し易くなる、請求項１～９のいずれか１項に記載の燃焼システム。
11. 前記エンジンは、前記閉弁タイミングを変更可能に構成されており、前記第１制御では、前記閉弁タイミングの変更に応じて燃料噴射の開始タイミングを変更する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の燃焼システム。
12. 前記エンジンは、前記閉弁タイミングを変更可能に構成されており、前記第１制御では、前記閉弁タイミングの変更に応じて燃料噴射の開始タイミングを変更し、前記第２制御では、前記閉弁タイミングの変更に応じて前記全噴射量の噴射終了タイミングを変更する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の燃焼システム。