JP3743283B2

JP3743283B2 - 過給機付き圧縮自己着火式内燃機関

Info

Publication number: JP3743283B2
Application number: JP2000374771A
Authority: JP
Inventors: 和也長谷川; 博史宮窪; 幸大吉沢
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: US6622710B2; JP2002180864A; US20020069859A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、過給機の下流側に過給後の吸気を冷却する冷却器が配置され、ピストンの圧縮作用により燃焼室の混合気を自己着火して燃焼させる過給機付き圧縮自己着火式内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高効率、低エミッションのガソリン内燃機関として、予混合気を圧縮自己着火燃焼させることで、リーン燃焼による高効率と低ＮＯｘを実現する高圧縮比の圧縮自己着火式内燃機関が挙げられる。この圧縮自己着火式内燃機関は、運転可能な負荷範囲が狭く、特に機関回転数が高く、機関負荷が高い領域を確保するためには、過給を用いることによりその運転可能範囲を維持することが必要である。
【０００３】
これを模式的に示したものが図１８である。領域（ｉ）が無過給、領域（ii）が過給、領域（iii）が過給後の吸気を着火可能最低温度まで冷却した場合である。これら各領域を等過給圧において比較した場合、機関回転数の上昇に伴って運転可能な最大負荷範囲は下がるが、領域（ii），（iii）は、過給を行うことで、無過給の領域（i）に比較して運転可能な最大負荷範囲が高くなっている。
【０００４】
運転負荷の高負荷限界側は、ノッキングにより制限され、このノッキングは燃料混合気の混合比、例えば空気量を燃料量で除した値によって規定される。このため、運転負荷範囲を拡大するためには、過給により上昇した吸気温度を、圧縮自己着火可能な温度にまで冷却し、燃焼室に導入される空気量を増大させることで可能となる。
【０００５】
また、過給機はその特性上、機関回転数の上昇に伴い最大過給圧が上昇し、吸気量が増大するが、その過給機の最大過給圧を使用した場合の運転可能範囲は、図１９に示すようになる。ここでの領域（i），（ii），（iii）は、図１８の領域（i），（ii），（iii）にそれぞれ対応している。これによれば、過給を行っている領域（ii），（iii）の運転可能な最大負荷範囲が図１のものに比較して高くなっており、特に過給後の吸気を冷却している領域（iii）は、温度が高いとＡ部でもノッキングが発生してしまう領域（ii）に比べてより高い負荷範囲での運転が可能となっている。
【０００６】
ところが、過給後の吸気を単に冷却するだけでは、吸気温度が低すぎて自己着火運転できない運転領域があり、改善の余地がある。
【０００７】
そこで、この吸気温度の過冷却を防止するものとして、例えば、特開平１１−２１０４７７号公報に記載ものは、過給後の吸気を冷却するインタクーラをバイパスするバイパス通路を設け、成層運転を行う低負荷運転時や暖機運転時において、過給後の吸気の全量をバイパス通路に通して、吸気の温度制御を行っている。
【０００８】
また、特開平１１−２１０５３９号公報に記載のものは、吸気ポートに設置した温度センサにより燃焼室内の温度を検出して、ＥＧＲガス量を制御したり、吸気弁の開弁時期を制御することで、燃焼室内のガス温度を、点火プラグによりアシスト点火すると自己着火を生ずる温度に維持するようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、圧縮自己着火燃焼の高効率、低エミッションという特性を最大限に生かして負荷が高い領域まで運転可能範囲を確保するためには、そのときの運転条件、すなわち機関回転数と要求負荷とに応じ、燃焼室に導入される吸気を最適な温度状態に制御する必要がある。
【００１０】
しかしながら、上記した各公報に記載のものは、吸気温度あるいは燃焼室内のガス温度を制御しているものの、圧縮自己着火燃焼に必要とする上記した運転条件に応じた最適な温度状態に制御しておらず、したがって圧縮自己着火燃焼における運転負荷範囲を拡大することができない。
【００１１】
そこで、この発明は、圧縮自己着火燃焼での運転負荷範囲を拡大するよう吸気の温度制御を行うことを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、過給機の下流側に過給後の吸気を冷却する冷却器が配置され、ピストンの圧縮作用により燃焼室の混合気を自己着火して燃焼させる過給機付き圧縮自己着火式内燃機関において、圧縮自己着火燃焼を行う運転領域のうち、ある特定の運転領域に、冷却器をバイパスするバイパス通路と、このバイパス通路に流れる吸気量を調整する流量調整手段とから構成され、冷却器を通過直後の吸気の温度よりも燃焼室に流入する吸気の温度を高めるよう制御する温度制御手段と、過給機をバイパスする過給機バイパス通路と、この過給機バイパス通路に流れる吸気量を運転条件に応じて調整する過給機バイパス流量調整手段とを設け、流量調整手段は、機関回転数が低くかつ機関負荷が高いときに、バイパス通路に流れる吸気量を少なくするよう調整する一方、機関回転数が高くかつ機関負荷が低いときに、バイパス通路に流れる吸気量を多くするよう調整するとともに、過給機バイパス流量調整手段は、機関回転数が高くかつ機関負荷が高いときに、過給機バイパス通路に流れる吸気量を少なくするよう調整する一方、機関回転数が低くかつ機関負荷が低いときに、過給機バイパス通路に流れる吸気量を多くするよう調整する構成としてある。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成において、過給を行い吸気する一方、吸気を冷却すると自己着火燃焼運転ができない運転領域では、流量調整手段は吸気の全量をバイパス通路に流す構成としてある。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明の記載において、過給を行い吸気することで圧縮自己着火を行う運転領域のうち、機関回転数が比較的低回転でかつ機関負荷が比較的低負荷のときに、流量調整手段はバイパス通路に吸気の一部を流すよう流量調整する構成としてある。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明の構成において、流量調整手段は、大気温度が高いときにバイパス通路に流れる吸気量を少なくする構成としてある。
【００１９】
請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明の構成において、過給機バイパス流量調整手段は、大気圧が低いときに過給機バイパス通路に流れる吸気量を少なくする構成としてある。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、過給後の吸気を冷却する冷却器を備えた過給機付き圧縮自己着火式内燃機関において、圧縮自己着火燃焼を行う運転領域のうち、ある特定の運転領域に、冷却器を通過直後の吸気の温度よりも燃焼室に流入する吸気の温度を高めるよう制御する温度制御手段を設けたので、高温の吸気が必要となる運転領域での運転が可能となり、高効率で、低エミッションの圧縮自己着火燃焼による運転負荷範囲を拡大することができる。
また、流量調整手段により、過給後の吸気が冷却器をバイパスすることになるので、吸気温度が高まり、高温が必要となる運転領域での運転が可能となり、高効率で、低エミッションの圧縮自己着火燃焼による運転負荷範囲を拡大することができる。
さらに、吸気温度の最適制御に加え、過給圧も運転条件に応じて最適に制御するので、高効率で、低エミッションの圧縮自己着火燃焼による運転負荷範囲を確実に拡大することができる。
さらにまた、流量調整手段は、機関回転数が低くかつ機関負荷が高いときに、バイパス通路に流れる吸気量を少なくするよう調整する一方、機関回転数が高くかつ機関負荷が低いときに、バイパス通路に流れる吸気量を多くするよう調整し、過給機バイパス流量調整手段は、機関回転数が高くかつ機関負荷が高いときに、過給機バイパス通路に流れる吸気量を少なくするよう調整する一方、機関回転数が低くかつ機関負荷が低いときに、過給機バイパス通路に流れる吸気量を多くするよう調整するので、吸気温度の最適制御に加え、過給圧も運転条件に応じて最適に制御され、高効率で、低エミッションの圧縮自己着火燃焼による運転負荷範囲を確実に拡大することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、過給を行い吸気する一方、吸気を冷却すると自己着火燃焼運転ができない運転領域では、流量調整手段により吸気の全量をバイパス通路に流通させるようにしたので、燃焼室に導入される吸気温度が高くなり、この運転領域での圧縮自己着火燃焼が可能となる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、過給を行い吸気することで圧縮自己着火を行う運転領域のうち、機関回転数が比較的低回転でかつ機関負荷が比較的低負荷のときに、流量調整手段によりバイパス通路に流れる吸気量を調整するようにしたので、吸気冷却がなされないと運転できない領域にて、吸気の過度な冷却を避けつつ温度をある程度高く維持でき、未燃燃料の発生を抑制した圧縮自己着火燃焼が可能となる。
【００２６】
請求項４の発明によれば、流量調整手段は、大気温度が高いときにバイパス通路に流れる吸気量を少なくするようにしたので、冷却器を流れる吸気量が多くなり、大気温度が高い状態であっても吸気の温度を適正に確保することができる。
【００２７】
請求項５の発明によれば、過給機バイパス流量調整手段は、大気圧が低いときに過給機バイパス通路に流れる吸気量を少なくするようにしたので、過給機に流れる吸気量が多くなり、大気圧が低い状態であっても過給圧を適正に確保することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２９】
図１は、この発明の第１の実施形態を示す圧縮自己着火式内燃機関の全体構成図で、シリンダブロック１に形成されているシリンダ３内にピストン５が上下動可能に収容され、シリンダ３とピストン５とシリンダヘッド７との間に燃焼室９が形成されている。シリンダヘッド７には、燃焼室９に連通する吸気ポート１１および排気ポート１３が形成されるとともに、これら各ポート１１，１３を開閉する吸気バルブ１５および排気バルブ１７がそれぞれ設けられている。
【００３０】
吸気ポート１１には燃料噴射弁１９が設置され、燃焼室９に臨むシリンダヘッド７のほぼ中央には点火プラグ２１が設置されている。
【００３１】
吸気ポート１１の上流に連通する吸気通路２３には、過給機２５が設置され、過給機２５の下流には、過給後の吸気を冷却する冷却器としてインタクーラ２７が設置されている。吸気通路２３には、インタクーラ２７をバイパスするバイパス通路２９が接続され、バイパス通路２９には流量調整手段としての流量調整バルブ３１が設けられている。上記したバイパス通路２９および流量調整バルブ３１により、インタクーラ２７を通過直後の吸気の温度よりも燃焼室に流入する吸気の温度が高くなるよう制御する温度制御手段を構成している。
【００３２】
流量調整バルブ３１は、アクチュエータ３３によって開閉駆動され、アクチュエータ３３の動作は、マイクロコンピュータで構成される電子制御ユニット３５によって制御される。電子制御ユニット３５は、過給機２５の上流に設けたエアフローメータ３７が検出する吸気量信号、アクセル開度センサ３９が検出する負荷信号および、クランク角センサ４１が検出する機関回転数信号の入力をそれぞれ受け、これらの入力信号に基づいて、前記したアクチュエータ３３、燃料噴射弁１９および点火プラグ２１に駆動制御信号を出力する。
【００３３】
燃料噴射弁１９は、吸気バルブ１５が閉じている時期、すなわち吸気行程ではない時期に燃料を噴射する。噴射された燃料は、吸気バルブ１５の傘部に直撃するよう指向し、燃焼室９内を伝わる熱により充分熱せられた吸気バルブ１５により気化が促進される。
【００３４】
なお、上記した燃料噴射弁１９は、燃焼室９内に直接燃料を噴射する位置に設置してもよい。
【００３５】
次に、上記した構成の過給機付き圧縮自己着火式内燃機関の作用を、図２に示した電子制御ユニット３５の制御動作に基づき説明する。
【００３６】
吸気バルブ１５が開き燃焼室９に新気が吸入される吸気行程において、燃料噴射弁１９から噴射された燃料は、充分に新気と混合され、燃焼室９の全体に拡がる。続いて圧縮行程に移行し、ピストン５の上昇により燃焼室９内の混合気は圧縮加熱され、自己着火に至る。このときアクセル開度センサ３９からの出力が電子制御ユニット３５に入力され、要求負荷が算出される（ステップ３０１）。また、クランク角センサ４１からの出力が電子制御ユニット３５に入力されて機関回転数が算出される（ステップ３０３）。
【００３７】
さらに電子制御ユニット３５は、エアフローメータ３７の出力を受けて吸気量を算出し、この算出した吸気量から要求負荷に見合った燃料量を算出するとともに（ステップ３０５）、前記算出した要求負荷および機関回転数を、電子制御ユニット３５にあらかじめ記憶してある図３に示す運転領域マップと照合し（ステップ３０７）、現在の運転領域が、領域（Ｉ），領域（ＩＩ），領域（ＩＩＩ），領域（ＩＶ）のいずれであるかどうかを判定する（ステップ３０９）。ここで、領域（Ｉ），領域（ＩＩ），領域（ＩＩＩ）は自己着火燃焼領域で、領域（ＩＶ）は点火プラグ２１を用いた火花点火燃焼領域である。
【００３８】
そして、現在の運転領域が、領域（Ｉ）もしくは（ＩＩＩ）の場合には、流量調整バルブ３１を全閉にし（ステップ３１１）、過給機２５によって過給された吸気の全量をインタクーラ２７に通して冷却する。これは、領域（Ｉ）は、吸気冷却を行わないと、そもそも運転できない領域であり、領域（ＩＩＩ）は、特にノッキングが発生しやすい低回転側は吸気冷却が必要な領域であることによる。
【００３９】
一方、現在の運転領域が、領域（ＩＩ）の場合には、流量調整バルブ３１を全開にし（ステップ３１３）、過給された吸気のほぼ全量をバイパス通路２９に流して吸気温度の過冷却を防止すべく温度制御する。これは、領域（ＩＩ）は、吸気冷却を行うと吸気温度が低すぎて、自己着火燃焼運転ができない領域であることによる。
【００４０】
また、現在の運転領域が、上記した領域（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）以外の領域（ＩＶ）の場合には、運転方式を自己着火燃焼から点火プラグ２１による火花点火燃焼に切り替える（ステップ３１５）。
【００４１】
以上より、運転領域に応じ、過給後の吸気をインタクーラ２７に通過させないようにすることで、吸気の過度の冷却を回避でき、吸気冷却を行うと吸気温度が低すぎて運転できないような領域であっても、自己着火運転が可能となり、高効率で、低エミッションの圧縮自己着火運転可能な運転負荷範囲を拡大することができる。
【００４２】
図４は、この発明の第２の実施形態を示す電子制御ユニット３５の制御動作を示すフローチャートである。この制御動作は、図２のフローチャートのステップ３０９、すなわち現在の運転領域が、図３における領域（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ），（ＩＶ）のいずれであるかどうかを判定する動作までが、第１の実施形態と同じである。
【００４３】
このステップ３０９で、現在の運転領域が領域（Ｉ）の場合は流量調整バルブ３１を全閉にし（ステップ３１１）、領域（ＩＩ）の場合は流量調整バルブ３１を全開にし（ステップ３１３）、領域（ＩＶ）の場合は火花点火燃焼とし（ステップ３１５）、これら各運転領域での制御は、前記第１の実施形態と同じである。
【００４４】
一方、運転領域が領域（ＩＩＩ）の場合には、電子制御ユニット３５にあらかじめ記憶してある図５に示す、機関回転数と流量調整バルブ３１の開度との関係を示すマップに基づいて、回転数Ｎ_１以下の場合に、流量調整バルブ３１の開度調整を行う（ステップ４０１）。すなわち、回転数が高くなるほど、吸気温度を高くする必要があるので、流量調整バルブ３１の開度を大きくしてバイパス通路２９に流す吸気量を多くする。これにより、吸気冷却がなされないとノッキングの発生が懸念される特に低回転側の運転領域にて、吸気の過度な冷却を避けつつ温度をある程度高く維持でき、未燃燃料の発生を抑制した圧縮自己着火燃焼が可能となる。
【００４５】
図６は、この発明の第３の実施形態を示す圧縮自己着火式内燃機関の全体構成図で、前記図１に示した構成に、以下の構成を付加したものである。すなわち、過給機２５をバイパスする過給機バイパス通路４３、過給機バイパス通路４３を開閉してバイパス流量を調整する過給機バイパス流量調整手段としての過給圧調整バルブ４５、過給圧調整バルブ４５を開閉駆動し電子制御ユニット３５により制御される過給圧制御アクチュエータ４７、吸気ポート１１に設置されて検出信号が電子制御ユニット３５に入力される、吸気温度センサ４９および過給圧センサ５１を、それぞれ付加している。
【００４６】
ここで、ある負荷における過給圧と吸気温度との組合せによる圧縮自己着火燃焼可能な範囲は図７に示すようになる。この圧縮自己着火燃焼可能な範囲において、過給圧が低く吸気温度が低いほど燃料消費率が向上しており、この燃料消費率が最良となる組合せ（曲線Ｆで示す）における吸気温度および過給圧を、図８および図９に、機関回転数と機関負荷との関係における等温線および等過給圧線として示している。上記した組合せの最適化を採用したのが、第３の実施形態である。
【００４７】
図１０は、上記した第３の実施形態における電子制御ユニット３５の制御動作を示すフローチャートである。これによれば、図３における運転領域が領域（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ），（ＩＶ）のいずれであるかどうかを判定するステップ３０９の動作までは、前記した第１の実施形態における図２のフローチャートのステップ３０９までと同じである。ここで、現在の運転領域が領域（ＩＶ）の場合には、第１の実施形態と同様にして火花点火燃焼を行う（ステップ３１５）。
【００４８】
一方、現在の運転領域が領域（Ｉ），（ＩＩ），（ＩＩＩ）のいずれかであるか、すなわち自己着火燃焼領域である場合には、吸気温度センサ４９が検出した吸気温度を取り込むとともに（ステップ１００１）、過給圧センサ５１が検出した過給圧を取り込む（ステップ１００３）。
【００４９】
吸気温度を取り込むことで、この吸気温度が、電子制御ユニット３５にあらかじめ記憶してある図８の機関回転数と機関負荷との相関における温度マップに対応するように、流量調整バルブ３１の開度制御を行う（ステップ１００５）。例えば、運転領域が、自己着火成立範囲内の運転領域で、低回転時の負荷の高い側の場合は、ノッキングが発生するので、吸気温度を低く設定し、高回転で負荷があまり高くない領域では、圧縮自己着火燃焼による運転領域を確保するために高い温度が必要となるため、図８に示すような等温線マップに沿った温度制御を行う。このとき制御する吸気温度に対する流量調整バルブ３１の開度は、図１１に示すように、要求される吸気温度が高くなるほど大きくし、インタクーラ２７を流れる吸気量を少なくする。
【００５０】
また、過給圧を取り込むことで、この過給圧が、電子制御ユニット３５にあらかじめ記憶してある図９の回転数と負荷との相関における過給圧マップに対応するように、過給圧調整バルブ４５の開度制御を行う（ステップ１００７）。すなわち、高回転かつ負荷が高い領域では、過給圧を高くし、低回転で低負荷な領域では、過給仕事を減らすために過給圧を低く設定する必要があるため、図９に示すような等過給圧線マップに沿った過給圧制御を行う。このとき制御する過給圧に対する過給圧調整バルブ４５の開度は、図１２に示すように、要求される過給圧が高くなるほど小さくし、過給機２５を流れる吸気量を多くする。
【００５１】
このように、上記した第３の実施形態では、燃料消費率を考慮した吸気温度と過給圧との最良の組合せに基づいて、吸気温度および過給圧を運転条件に応じてそれぞれ最適に制御することで、燃料消費率を高めつつ圧縮自己着火燃焼の運転負荷範囲を拡大することができる。
【００５２】
図１３は、この発明の第４の実施形態を示す圧縮自己着火式内燃機関の全体構成図で、前記図６に示した第３の実施形態の構成に対し、大気温センサ５３および大気圧センサ５５を、エアフローメータ３７に隣接した吸気通路２３に設置している。大気温センサ５３および大気圧センサ５５の検出値を、図１４のフローチャートに示すように、電子制御ユニット３５がそれぞれ取り込み（ステップ１４０１，１４０３）、電子制御ユニット３５に記憶されている図１５に示したマップにより、大気温に応じた流量調整バルブ３１の開度補正係数αを照合するとともに（ステップ１４０５）、電子制御ユニット３５に記憶されている図１６に示したマップにより、大気圧に応じた過給圧調整バルブ４５の開度補正係数βを照合する（ステップ１４０７）。
【００５３】
図１５において、温度Ｔ1（例えば０℃）以下では吸気温度が低くなりすぎるので、開度補正係数αは１より大きい値（１＜α）であり、流量調整バルブ３１の開度が大きくなるよう補正し、吸気温度を高める方向に補正する。一方、温度Ｔ2（例えば４０℃）以上では吸気温度が高くなりすぎるので、開度補正係数αは１より小さい値（０＜α＜１）であり、流量調整バルブ３１の開度が小さく大きくなるよう補正し、吸気温度を低くする方向に補正する。また、図１６において、大気圧Ｐ1（例えば９７０ｈＰａ）以下では大気圧が低くなりすぎるので、開度補正係数βは負の値であり、過給圧調整バルブ４５の開度が小さくなるよう補正し、過給圧を高める方向に補正する。大気圧がＰ1を超えても、開度補正は行わない。
【００５４】
この第４の実施形態では、図１７のフローチャートに示すように、流量調整バルブ３１の開度制御を行う際に（ステップ１００５）、上記のようにして決定した開度補正係数αを用いて開度補正を行うとともに（ステップ１５０１）、過給圧調整バルブ４５の開度制御を行う際にも（ステップ１００７）、上記のようにして決定した開度補正係数βを用いて開度補正を行う（ステップ１５０３）。その他の制御動作は、図１０のフローチャートで示した第３の実施形態と同様である。
【００５５】
これにより、大気温度に大きな変化があっても、吸気温度が最適に制御されるとともに、大気圧に大きな変化があっても、特に高所などで低圧となった場合でも、過給圧が最適に制御され、安定した自己着火燃焼が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す圧縮自己着火式内燃機関の全体構成図である。
【図２】図１の圧縮自己着火式内燃機関における電子制御ユニットの制御動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の圧縮自己着火式内燃機関における電子制御ユニットに記憶してある運転領域マップである。
【図４】この発明の第２の実施形態を示す圧縮自己着火式内燃機関における電子制御ユニットの制御動作を示すフローチャートである。
【図５】図４の圧縮自己着火式内燃機関における電子制御ユニットに記憶してある機関回転数と流量調整バルブの開度との関係を示すマップである。
【図６】この発明の第３の実施形態を示す圧縮自己着火式内燃機関の全体構成図である。
【図７】ある負荷における過給圧と吸気温度との組合せによる圧縮自己着火燃焼可能な範囲を示す説明図である。
【図８】図７における燃料消費率が最良となる組合せにおける機関回転数と機関負荷との関係における等温線図である。
【図９】図７における燃料消費率が最良となる組合せにおける機関回転数と機関負荷との関係における等過給圧線図である。
【図１０】第３の実施形態における電子制御ユニットの制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】図８に対応した吸気温度と流量調整バルブの開度との相関図である。
【図１２】図９に対応した過給圧と過給圧調整バルブの開度との相関図である。
【図１３】この発明の第４の実施形態を示す圧縮自己着火式内燃機関の全体構成図である。
【図１４】第４の実施形態における電子制御ユニットのバルブ開度補正係数を決定する制御動作を示すフローチャートである。
【図１５】大気温度と流量調整バルブの開度補正係数との相関図である。
【図１６】大気圧と過給圧調整バルブの開度補正係数との相関図である。
【図１７】第４の実施形態における電子制御ユニットの制御動作を示すフローチャートである。
【図１８】等過給圧下における自己着火燃焼可能な運転領域を示す説明図である。
【図１９】最大過給圧を使用した場合の自己着火可能な運転領域を示す説明図である。
【符号の説明】
５ピストン
９燃焼室
２５過給機
２７インタクーラ（冷却器）
２９バイパス通路（温度制御手段）
３１流量調整バルブ（流量調整手段、温度制御手段）
４３過給機バイパス通路
４５過給圧調整バルブ（過給機バイパス流量調整手段）

Claims

過給機の下流側に過給後の吸気を冷却する冷却器が配置され、ピストンの圧縮作用により燃焼室の混合気を自己着火して燃焼させる過給機付き圧縮自己着火式内燃機関において、圧縮自己着火燃焼を行う運転領域のうち、ある特定の運転領域に、冷却器をバイパスするバイパス通路と、このバイパス通路に流れる吸気量を調整する流量調整手段とから構成され、冷却器を通過直後の吸気の温度よりも燃焼室に流入する吸気の温度を高めるよう制御する温度制御手段と、過給機をバイパスする過給機バイパス通路と、この過給機バイパス通路に流れる吸気量を運転条件に応じて調整する過給機バイパス流量調整手段とを設け、流量調整手段は、機関回転数が低くかつ機関負荷が高いときに、バイパス通路に流れる吸気量を少なくするよう調整する一方、機関回転数が高くかつ機関負荷が低いときに、バイパス通路に流れる吸気量を多くするよう調整するとともに、過給機バイパス流量調整手段は、機関回転数が高くかつ機関負荷が高いときに、過給機バイパス通路に流れる吸気量を少なくするよう調整する一方、機関回転数が低くかつ機関負荷が低いときに、過給機バイパス通路に流れる吸気量を多くするよう調整することを特徴とする過給機付き圧縮自己着火式内燃機関。
過給を行い吸気する一方、吸気を冷却すると自己着火燃焼運転ができない運転領域では、流量調整手段は吸気の全量をバイパス通路に流すことを特徴とする請求項１記載の過給機付き圧縮自己着火式内燃機関。
過給を行い吸気することで圧縮自己着火を行う運転領域のうち、機関回転数が比較的低回転でかつ機関負荷が比較的低負荷のときに、流量調整手段はバイパス通路に吸気の一部を流すよう流量調整することを特徴とする請求項１または２記載の過給機付き圧縮自己着火式内燃機関。
流量調整手段は、大気温度が高いときにバイパス通路に流れる吸気量を少なくすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の過給機付き圧縮自己着火式内燃機関。
過給機バイパス流量調整手段は、大気圧が低いときに過給機バイパス通路に流れる吸気量を少なくすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の過給機付き圧縮自己着火式内燃機関。