JP4075635B2

JP4075635B2 - 予混合圧縮着火内燃機関

Info

Publication number: JP4075635B2
Application number: JP2003032191A
Authority: JP
Inventors: 清藤原; 亮長谷川; 崇志松本; 崇小山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: JP2004239237A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予混合圧縮着火内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料を圧縮着火燃焼させる内燃機関では、機関運転領域の高負荷側でのノッキング発生と低負荷側での燃焼の不安定化の何れかの点から運転領域が限られてしまうため、例えば、内燃機関の運転条件が高負荷時には耐ノック性を有する燃料を供給し、内燃機関の運転条件が低負荷時には着火性の良い燃料を供給することによって、高負荷運転時のノッキング発生の抑制と低負荷運転時の燃焼安定性の確保とを両立させることが考えられる。
【０００３】
このように、複数種類の燃料を内燃機関の運転条件に応じて供給する手段の一つとして、内燃機関の運転負荷に従って、複数種類の燃料の混合比率を調整することで燃焼室内における燃料のオクタン価（軽油であればセタン価）を、該運転負荷に適した値とすることで、内燃機関における安定した燃焼を得る手段が開示されている（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１７９３６８号公報
【特許文献２】
特開平１１−３１５７３３号公報
【特許文献３】
特開平１１−３５１０９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、圧縮着火内燃機関において、排出されるＮＯｘの抑制と排気スモークの発生の抑制を目的として、予混合燃焼が行われる場合がある。この予混合燃焼は、一般に燃料を燃焼室内に吸気行程中もしくは圧縮行程中に噴射することで、燃焼室内により均一な予混合気を形成させる。この均一な予混合気が燃焼する場合、火炎温度が低く抑えられるためＮＯｘの生成が抑制される。さらに、この予混合気は燃料と空気が均一に混合しているため、十分な量の酸素の存在下で燃料が燃焼することになり、従って、酸素不足下での燃焼に起因するスモークの発生も抑制される。
【０００６】
ところが、複数種類の燃料を使用する圧縮着火内燃機関において、上記予混合燃焼を行う場合、圧縮着火内燃機関において圧縮行程上死点近傍において発生すべき燃料の着火燃焼が、予混合気の空燃比によっては、圧縮行程上死点近傍より早期に開始されるいわゆる過早着火が生じる虞がある。特に、使用する燃料が着火しやすい性質を有し、内燃機関の運転負荷が高負荷時である場合は、特に過早着火の虞が大きくなる。過早着火が生じることにより、燃焼室内の圧力が急激に上昇し、内燃機関に大きな衝撃や騒音が生じる結果となる。
【０００７】
そこで、前記課題に鑑み、本発明では、１サイクルに複数回の燃料を噴射する圧縮着火内燃機関において予混合燃焼する場合に、過早着火の発生を抑制し、内燃機関の運転負荷にかかわらず安定した燃焼を可能とする予混合圧縮着火内燃機関を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した課題を解決するために、予混合気の拡散に着目した。即ち、予混合気を形成する燃料の噴射量が多いときは、燃焼室内における予混合気の拡散を促進させることで、該予混合気において過早着火が発生しやすい空燃比を有する部位が存在しないように、より均一に該予混合気を拡散させることで、該予混合気の過早着火を回避する。そこで、圧縮着火内燃機関において、主たる燃料を噴射する主燃料噴射弁と、前記主たる燃料より早い時期に副燃料を噴射し、燃焼室内に該副燃料と空気との予混合気を形成する副燃料噴射弁と、前記副燃料の温度を調整する副燃料温度調整装置と、を備え、前記副燃料噴射弁によって噴射される前記副燃料の噴射量が多くなるに従い、前記副燃料温度調整装置によって前記副燃料の温度を上昇させる。
【０００９】
前記主燃料噴射弁による主噴射および前記副燃料噴射弁による副噴射における燃料噴射の態様については、両噴射ともに前記燃焼室内に直接に噴射を行う場合の他に、前記副噴射については、内燃機関の吸気ポートにおいて副燃料を噴射し、該副燃料が、吸気行程において吸気弁が開弁されることによって燃焼室内へ吸入されるようにしてもよい。
【００１０】
更に、前記副噴射が行われる時期は、副燃料が前記燃焼室内へ直接噴射される場合には、内燃機関の運転負荷や燃焼サイクルにおいて前記主噴射より早い時期に迎える吸気行程または圧縮行程であるが、該吸気行程直前の排気行程時でも構わない。また副噴射は複数回に分けて行われてもよい。また、副燃料が吸気ポートにおいて噴射される場合は、一般に吸気行程において吸気弁が開弁される以前となる。そして前記副噴射によって噴射された副燃料が、予混合気を形成することとなる。
【００１１】
ここで、該予混合気の着火性は該予混合気の空燃比に大きく依存する。即ち、該予混合気の空燃比が理論空燃比近傍であるときは、該予混合気は非常に着火しやすい状態であるため過早着火の虞が非常に高いと考えられ、該予混合気の空燃比がリーン側もしくはリッチ側へとなるに従い、該予混合気の着火性は低くなり、過早着火の虞は低下すると考えられる。また、該予混合気においては、該予混合気の空燃比は、該予混合気の燃焼室における拡散の程度に依存し、その全ての部位において必ずしも均一の値とは限られない。そして、該予混合気においてその一部に着火しやすい空燃比である理論空燃比近傍の空燃比を有する部位が存在すると、その部位を起点として該予混合気が着火燃焼する。特に予混合気を形成する副燃料の噴射量が増大すると、該予混合気が均一に拡散するには多くの時間を要するため、その拡散時間が不十分であれば、該予混合気における空燃比の範囲がリーン側からリッチ側までの広い範囲に至る結果となる。そして該予混合気の何れかの部位の空燃比が理論空燃比近傍の空燃比となり、その部位を起点として該予混合気が着火燃焼する虞が高くなる。
【００１２】
そこで、燃焼室内に予混合気を形成するに際して、該予混合気を形成する副燃料の噴射量が多くなるに従って、該副燃料の温度を上昇させる。これによって、該副燃料の噴射量が多くなるに従い、該副燃料の微粒化が促進される。その結果、予混合気の拡散が促進される。以て該予混合気において何れかの部位が理論空燃比近傍の空燃比となることを回避し、該予混合気の過早着火を回避することが可能となる。また、該副燃料の噴射量が少ないときは、該予混合気の過早着火が生じる虞は低い。そこで、そのような場合は、該副燃料の温度の上昇は比較的小さく抑えもしくは低下させることで、以て該副燃料の温度上昇に有するエネルギーの消費を抑制することが可能となる。
【００１３】
従って、上述の圧縮着火内燃機関であっては、副燃料噴射弁から副燃料が噴射され、該副燃料によって予混合気を形成する際に、該副燃料の噴射量が多くなるに従い、前記副燃料温度調整装置によって該副燃料の温度を上昇させることで、予混合気がより均一に形成される。その結果、該予混合気の過早着火を回避し、内燃機関の運転負荷にかかわらず安定した燃焼が可能となる。
【００１４】
また、上記した課題を解決するための他の手段として、主たる燃料を噴射する主燃料噴射弁と、前記主たる燃料より早い時期に副燃料を噴射し、燃焼室内に該副燃料と空気との予混合気を形成する副燃料噴射弁と、前記副燃料の温度を調整する副燃料温度調整装置と、を備え、前記副燃料噴射弁によって前記副燃料を噴射する噴射時期と前記主燃料噴射弁によって前記主たる燃料を噴射する噴射時期との間隔が短くなるに従い、前記副燃料温度調整装置によって副燃料の温度を上昇させることが考えられる。
【００１５】
先述したように、予混合気においては、該予混合気の空燃比は、該予混合気の燃焼室における拡散の程度に依存し、その全ての部位において必ずしも均一の値とは限られない。そして、該予混合気においてその一部に着火しやすい空燃比である理論空燃比近傍の空燃比を有する部位が存在すると、その部位を起点として該予混合気が着火燃焼する。特に前記主たる燃料と予混合気を形成する前記副燃料それぞれの噴射時期の間隔が短くなるに従い、予混合気が燃焼室において十分に拡散する時間を確保することが困難となり、その結果、該予混合気における空燃比の範囲がリーン側からリッチ側までの広い範囲に至る結果となる。そして該予混合気の何れかの部位の空燃比が理論空燃比近傍の空燃比となり、その部位を起点として該予混合気が着火燃焼する虞が高くなる。
【００１６】
そこで、燃焼室内に予混合気を形成するに際して、該予混合気を形成する副燃料の噴射時期と主たる燃料の噴射時期との間隔が短くなるに従って、該副燃料の温度を上昇させる。これにより該副燃料の微粒化が促進され、該副燃料によって形成される予混合気が燃焼室で拡散するのに要する時間を短くすることが可能となる。従って、該副燃料の温度を上昇することで、該副燃料の噴射時期と主たる燃料の噴射時期との間隔の短縮による予混合気の拡散時間の短縮を補償することが可能となる。その結果、該予混合気がより均一に拡散され、該予混合気において何れかの部位が理論空燃比近傍の空燃比となることを回避し、以て該予混合気の過早着火を回避することが可能となる。また、該副燃料の噴射時期と主たる燃料の噴射時期との間隔が長いときは、該予混合気が燃焼室に拡散する時間を比較的長く確保することが可能であるため、該予混合気の過早着火が生じる虞は低い。そこで、そのような場合は、該燃料の温度の上昇は比較的小さく抑えもしくは低下させることで、以て該燃料の温度上昇に有するエネルギーの消費を抑制することが可能となる。
【００１７】
従って、上述の圧縮着火内燃機関であっては、副燃料噴射弁から副燃料が噴射され、該副燃料によって予混合気を形成する際に、該副燃料の噴射時期と主たる燃料の噴射時期との間隔が短くなるに従い、前記副燃料温度調整装置によって該副燃料の温度を上昇させることで、予混合気をより均一に形成する時間を確保する。その結果、該予混合気の過早着火を回避する。これにより、内燃機関の運転負荷にかかわらず安定した燃焼が可能となる。
【００１８】
更に、主たる燃料の性状と副燃料の性状が相異なる場合の他にも、同一の性状である場合においても先述までの課題の解決手段は適用が可能である。このような場合においても、先述までと同様に予混合気の着火時期が所定の時期より早いと判断される場合、即ち予混合気の着火が過早着火となると判断される場合、前記再循環排気の温度を低下させることで、予混合気の過早着火を回避することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施例＞
ここで、本発明に係る予混合圧縮着火内燃機関の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用される圧縮着火式の内燃機関１およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。以下、図１に示す圧縮着火内燃機関における本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
内燃機関１は、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する主燃料噴射弁３を備えている。各主燃料噴射弁３は、燃料を所定圧に蓄圧する蓄圧室４と接続されている。蓄圧室４は、燃料供給管５を介して燃料ポンプ６と連通している。前記燃料ポンプ６からは主たる燃料（以後、「主燃料」という）が吐出され、該吐出された主燃料は燃料供給管５を介して蓄圧室４へ供給され、蓄圧室４にて所定圧に蓄圧されて各気筒２の主燃料噴射弁３へ分配される。そして、主燃料噴射弁３に駆動電流が印加されると、主燃料噴射弁３が開弁し、その結果、主燃料噴射弁３から気筒２内へ主燃料が噴射される。ここで主燃料とは、圧縮着火式の内燃機関１において、主に気筒２における燃焼サイクルが圧縮上死点近傍において噴射される燃料である。
【００２１】
また、内燃機関１は、各気筒２の燃焼室に直接燃料を噴射する別の燃料噴射弁である副燃料噴射弁７を備えている。副燃料噴射弁７は、予混合気を形成する副燃料を噴射する燃料噴射弁であり、燃料を所定圧に蓄圧する蓄圧室８と接続されている。蓄圧室８は、燃料供給管９を介して燃料ポンプ１０と連通している。また、蓄圧室８には蓄圧室８内部に蓄えられている副燃料の温度を調整する副燃料ヒータ２６が備えられている。ここで、燃料ポンプ１０からは副燃料が吐出され、該吐出された副燃料は燃料供給管９を介して蓄圧室８へ供給され、蓄圧室８内の副燃料は副燃料ヒータ２６によって所定の温度にされるとともに蓄圧室８にて所定圧に蓄圧されて、各気筒２の副燃料噴射弁７へ分配される。そして、副燃料噴射弁７に駆動電流が印加されると、副燃料噴射弁７が開弁し、副燃料が燃焼室に噴射される。尚、副燃料が噴射される噴射時期は、内燃機関１に要求される出力等に応じた燃料噴射量等によって吸気行程の初中期、もしくは圧縮行程の中後期となるが、必ずしもこれらの時期には限られず、予混合気を形成すべく主燃料噴射弁３による主燃料の噴射時期よりも早い時期であればよい。
【００２２】
次に、内燃機関１には、吸気枝管１１が接続されており、吸気枝管１１の各枝管は、各気筒２の燃焼室と、吸気ポートを介して連通している。更に、前記吸気枝管１１は吸気管１２に接続されている。吸気管１２には、該吸気管１２内を流通する吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ１３が取り付けられている。前記吸気管１２における吸気枝管１１の直上流に位置する部位には、該吸気管１２内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁１４が設けられている。この吸気絞り弁１４には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁１４を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ１５が取り付けられている。
【００２３】
ここで、エアフローメータ１３と吸気絞り弁１４との間に位置する吸気管１２には、排気のエネルギーを駆動源として作動する遠心過給機（ターボチャージャ）２１のコンプレッサハウジング２１ａが設けられ、コンプレッサハウジング２１ａより下流の吸気管１２には、前記コンプレッサハウジング２１ａ内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ２２設けられている。このように構成された吸気系では、吸気は、吸気管１２を介してコンプレッサハウジング２１ａに流入する。コンプレッサハウジング２１ａに流入した吸気は、該コンプレッサハウジング２１ａに内装されたコンプレッサホイールの回転によって圧縮される。前記コンプレッサハウジング２１ａ内で圧縮されて高温となった吸気は、インタークーラ２２にて冷却された後、必要に応じて吸気絞り弁１４によって流量を調節されて吸気枝管１１に流入する。吸気枝管１１に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒２の燃焼室へ分配され、各気筒２の主燃料噴射弁３および副燃料噴射弁７から噴射された主燃料と副燃料を着火源として燃焼される。
【００２４】
一方、内燃機関１には、排気枝管１８が接続され、排気枝管１８の各枝管が排気ポートを介して各気筒２の燃焼室と連通している。前記排気枝管１８は、前記遠心過給機２１のタービンハウジング２１ｂと接続されている。前記タービンハウジング２１ｂは、排気管１９と接続され、この排気管１９は、下流にてマフラー（図示省略）に接続されている。このように構成された排気系では、内燃機関１の各気筒２で燃焼された混合気（既燃ガス）が排気ポートを介して排気枝管１８へ排出され、次いで排気枝管１８から遠心過給機２１のタービンハウジング２１ｂへ流入する。タービンハウジング２１ｂに流入した排気は、排気が持つエネルギーを利用してタービンハウジング２１ｂ内に回転自在に支持されたタービンホイールを回転させる。その際、タービンホイールの回転トルクは、前述したコンプレッサハウジング２１ａのコンプレッサホイールへ伝達される。
【００２５】
前記排気管１９の途中には、内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化触媒２０が設けられている。排気浄化触媒２０の下流の排気管１９には、該排気管１９内を流通する排気の流量を調節する排気絞り弁１６が設けられている。この排気絞り弁１６には、ステップモータ等で構成されて該排気絞り弁１６を開閉駆動する排気絞り用アクチュエータ１７が取り付けられている。
【００２６】
前記タービンハウジング２１ｂから排出された排気は、排気管１９を介して排気浄化触媒２０へ流入し、排気中の粒子状物質が捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化される。排気浄化触媒２０にて粒子状物質が捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化された排気は、必要に応じて排気絞り弁１６によって流量を調節された後にマフラーを介して大気中に放出される。
【００２７】
ここで、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ：Electronic Control Unitと呼ぶ）２５は、アクセルペダルの操作量に対応した電気信号を出力するアクセル開度センサ２４から受け取り、内燃機関１に要求される出力を算出し、該要求出力に応じた燃料の噴射量や噴射時期を決定する。そして、主燃料噴射弁３および副燃料噴射弁７は、ＥＣＵ２５からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ＥＣＵ２５からの指令によって、主燃料の噴射時期および噴射量と、副燃料の噴射時期および噴射量が制御される。また、副燃料ヒータ２６がＥＣＵ２５と電気的に接続されており、ＥＣＵ２５からの指令に従って副燃料ヒータ２６が副燃料の温度を所定の温度に調整する。
【００２８】
このように構成される内燃機関１においては、吸気行程の初中期又は圧縮行程の中後期においてＥＣＵ２５から副燃料噴射弁７に対して副燃料の噴射指令が出され、副燃料ヒータ２６によって温度が調整された副燃料が燃焼室内に噴射される。その後副燃料が燃焼室内に拡散し、予混合気を形成する。さらに圧縮行程における上死点近傍において、ＥＣＵ２５から主燃料噴射弁３に対して主燃料の噴射指令が出され、主燃料が燃焼室内へ噴射される。その後、噴射された燃料が着火燃焼し、排気行程において、排気ポートを介して、排気枝管１８へ排気が排出される。
【００２９】
しかし、副燃料噴射弁７から噴射された副燃料が燃焼室内に拡散をし、予混合気を形成する過程において、該予混合気の何れかの部位が理論空燃比近傍の空燃比となり、更に圧縮行程における圧縮作業による該予混合気温度が上昇することによって、該予混合気が主燃料噴射弁３による主燃料の噴射時期よりも早い時期に着火するいわゆる過早着火が発生する虞がある。そこで、該予混合気の過早着火を回避するべく燃焼室における予混合気の拡散を制御するヒータ温度制御のフローチャートを、図２に示し、以下該ヒータ温度制御について説明する。図２に示すヒータ温度制御は、ＥＣＵ２５によって繰り返し実行される制御である。
【００３０】
ＥＣＵ２５は、アクセル開度センサ２４から得られる信号に応じた内燃機関１への要求機関出力を算出し、該要求機関出力を発揮すべき燃料の噴射量および噴射時期を算出する。そこで、Ｓ１００では、ＥＣＵ２５は、要求機関出力に応じた燃料のうち副燃料噴射弁７によって噴射される副燃料についての、噴射量Ｑ１およびその噴射時期Ｊ１を決定する。副燃料が内燃機関１の機関出力にどれほど寄与するかは、副燃料の燃料性状等が考慮される。また、噴射時期Ｊ１の決定においては、噴射量Ｑ１や内燃機関１の機関速度等が考慮される。即ち、噴射量Ｑ１が少ない場合、噴射時期Ｊ１が過度に早すぎると予混合気が燃焼室に拡散することで、予混合気の空燃比が過度にリーン側の値となってしまい、良好な燃焼が行われない虞がある。一方で、噴射量Ｑ１が多い場合は、予混合気の形成に十分な時間を確保すべく、噴射時期を早くする必要がある。また内燃機関１の機関速度が速い場合も同様に、予混合気の形成に十分な時間を確保すべく、噴射時期を早くする必要がある。
【００３１】
また、気筒２の内壁へ副燃料が付着するのを防止すべく、副燃料の噴射は吸気行程の後期から圧縮行程の初期にかけて期間を避けて行われるのが好ましい。更に、副燃料の噴射は、複数回に分けて行われてもよい。Ｓ１００の処理が終了すると、Ｓ１０１へ進む。
【００３２】
Ｓ１０１では、ＥＣＵ２５は、要求機関出力に応じた燃料のうち主燃料噴射弁７によって噴射される主燃料についての、噴射量Ｑ２およびその噴射時期Ｊ２を決定する。噴射量Ｑ２を決定する際に、Ｓ１００で決定した副燃料の噴射量Ｑ１を考慮する。また、主燃料の噴射時期Ｊ２は概ね、圧縮行程上死点近傍である。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
【００３３】
Ｓ１０２では、Ｓ１００において算出した副燃料の噴射量Ｑ１に基づいて、副燃料ヒータ２６による副燃料の温度上昇ΔＴ１を算出する。即ち、副燃料の噴射量Ｑ１が多くなるに従い、該副燃料による予混合気が燃焼室内に均一に拡散するのに要する時間が長くなる。そこで、該予混合気の拡散を促進すべく、副燃料の噴射量Ｑ１が多くなるに従い、副燃料ヒータ２６によって副燃料の温度を上昇させ、副燃料の粒径を微粒化するものである。また、副燃料の噴射量Ｑ１が少ない場合には、副燃料ヒータ２６で消費するエネルギーを低減するべく副燃料の温度を下げる。尚、副燃料の温度、副燃料の噴射量および副燃料の燃焼室における拡散の程度との関係については、予め実験等で測定しマップ等の形式で格納しておき、該マップにアクセスすることで副燃料の温度上昇を算出する。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
【００３４】
Ｓ１０３では、Ｓ１０１で算出した主燃料の噴射時期Ｊ２とＳ１００で算出した副燃料の噴射時期Ｊ１との間隔であるΔＪに基づいて、副燃料ヒータ２６による副燃料の温度上昇ΔＴ２を算出する。即ち、該間隔ΔＪ１が短くなるに従い、該副燃料が燃焼室内に均一に拡散する時間を確保するのが困難となる。そこで、該間隔ΔＪ１が短くなるに従い、該予混合気の拡散を促進すべく副燃料ヒータ２６によって副燃料の温度を上昇させ、副燃料の粒径を微粒化するものである。また、該間隔ΔＪが長い場合には、副燃料ヒータ２６で消費するエネルギーを低減するべく副燃料の温度を下げる。尚、副燃料の温度、副燃料と主燃料の噴射時期の間隔（ΔＪ）および副燃料の燃焼室における拡散の程度との関係については、予め実験等で測定しマップ等の形式で格納しておき、該マップにアクセスすることで副燃料の温度上昇を算出する。また、副燃料が複数回において噴射される場合は、最後に副燃料が噴射された噴射時期と主燃料の噴射時期との間隔に基づいて、副燃料ヒータ２６による副燃料の温度上昇ΔＴ２を算出すればよい。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。
【００３５】
Ｓ１０４では、Ｓ１０２で算出した副燃料の温度上昇ΔＴ１とＳ１０３で算出した副燃料の温度上昇ΔＴ２との和に基づいて、最終的に副燃料ヒータ２６によって上昇される副燃料の温度を決定し、ＥＣＵ２５から副燃料ヒータ２６に通電が行われ、副燃料の温度が調整される。Ｓ１０４の処理が終了すると、Ｓ１０５へ進む。
【００３６】
Ｓ１０５においては、Ｓ１００に決定された噴射時期Ｊ１において、副燃料噴射弁７より副燃料が噴射される。これにより予混合気が形成される。Ｓ１０５の処理が終了すると、Ｓ１０６へ進む。Ｓ１０６においては、Ｓ１０１に決定された噴射時期Ｊ２において、主燃料噴射弁３より主燃料が噴射される。Ｓ１０６の処理が終了すると、再度Ｓ１００の処理から順次行われる。
【００３７】
本制御によると、副燃料の噴射量と副燃料が噴射された噴射時期と主燃料の噴射時期との間隔とのそれぞれに基づいて副燃料の温度を調整することで、該副燃料による予混合気がより均一に形成される。その結果、該予混合気の何れかの部位において理論空燃比近傍の空燃比となる部位が存在するのを回避することになり、該予混合気の過早着火を回避することが可能となる。また、予混合気の過早着火が生じる虞がない場合には副燃料の温度上昇を抑制することで、該副燃料の温度を上昇させるために必要なエネルギーの消費を抑制する。
【００３８】
また、本実施例においては、主燃料噴射弁３によって主燃料が、副燃料噴射弁７によって副燃料が噴射されるが、主燃料の燃料性状と副燃料の燃料性状とは、各々の噴射弁による噴射の目的に応じて違えてもよく、また同一の性状であっても各々の噴射弁による噴射の目的を達成できる場合は、両燃料の性状を同一としても構わない。
【００３９】
【発明の効果】
本発明に係る予混合圧縮着火内燃機関は、該副燃料による予混合気がより均一に形成される。その結果、該予混合気の何れかの部位において理論空燃比近傍の空燃比となる部位が存在するのを回避することになり、以て該予混合気の過早着火を回避し、内燃機関の運転負荷にかかわらず安定した燃焼が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る予混合圧縮着火内燃機関およびその制御系統の概略構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る予混合気形成時の該予混合気の過早着火を回避するための副燃料ヒータ温度の制御を示すフロー図である。
【符号の説明】
１・・・・内燃機関
３・・・・主燃料噴射弁
７・・・・副燃料噴射弁
１１・・・・吸気支管
１８・・・・排気枝管
２５・・・・ＥＣＵ
２６・・・・副燃料ヒータ

Claims

主たる燃料を噴射する主燃料噴射弁と、
前記主たる燃料より早い時期に副燃料を噴射し、燃焼室内に該副燃料と空気との予混合気を形成する副燃料噴射弁と、
前記副燃料の温度を調整する副燃料温度調整装置と、を備え、
前記副燃料噴射弁によって噴射される前記副燃料の噴射量が多くなるに従い、前記副燃料温度調整装置によって前記副燃料の温度を上昇させることを特徴とする予混合圧縮着火内燃機関。
前記副燃料噴射弁によって噴射される前記副燃料の噴射量が多くなるに従い、前記副燃料の温度を上昇させるときの温度上昇量と、
前記副燃料噴射弁によって前記副燃料を噴射する噴射時期と前記主燃料噴射弁によって前記主たる燃料を噴射する噴射時期との間隔が短くなるに従い、前記副燃料の温度を上昇させるときの温度上昇量と、
の和に基づいて、前記副燃料温度調整装置によって上昇される前記副燃料の温度を決定することを特徴とする請求項１に記載の予混合圧縮着火内燃機関。
前記主たる燃料と前記副燃料は、同一の性状を有する燃料であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の予混合圧縮着火内燃機関。