JP4117799B2 - 予混合圧縮着火エンジンの着火時期制御方法 - Google Patents
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Description
また、特開平10−238374号公報においては、燃焼室内に着火時期に合わせて着火を開始させる着火燃料インジェクタと、燃焼室の容積を可変して圧縮比を可変する圧縮比可変機構と、内燃機関の負荷状態に応じて予混合燃料量及び圧縮比を可変する制御手段を備え、負荷状態に基づく予混合燃料量に応じて圧縮比を可変しつつ、着火時期に合わせて着火燃料を供給して着火を開始する方法が提案されている。
なお、図1において、25は、吸気弁5の可変バルブ機構で、26は、排気弁6の可変バルブ機構である。
エンジン回転数が低い場合には、図21に示す如く、ECU9から燃料ポンプ101に送られる燃圧設定信号202によって燃料圧力が低く設定され、燃焼室内に燃料噴射弁7から噴射される燃料噴霧100のペネトレーションが短くなる。これによって、ピストン2に衝突する燃料量が減り、燃焼室1内の混合気温度は、燃料の気化潜熱によって下がる。この結果、着火時期が遅角する。
図23に示す如く、燃料圧力を一定にして、エンジン回転数の低下に伴い、吸気行程に燃焼室1内に直接噴射する噴射回数を増やしていく。この場合、エンジンの要求負荷が一定とすると燃料噴射量は、一定となるため、噴射回数が増えるに従い、1噴射あたりの噴射期間は短くなる。ここで噴射量、燃料圧力が一定の場合、噴霧のペネトレーションは、図24に示すように、噴射回数の増加に伴い短くなる。これは、噴射回数が増えるに従い、トータルの噴射期間(最初の噴射開始から、最後の噴射が終わるまでの期間)が長くなるため、噴霧の平均速度が下がるためである。
この場合には、図25に示すように圧縮着火運転の低回転時には、吸気ポート3に取り付けられた燃料噴射弁7から吸気行程で燃料が噴射される。燃料は、吸気ポート3の壁面に付着することなく、燃焼室1内で気化する。吸気行程で噴射された燃料の一部は吸気弁に衝突するが、大部分は吸気弁5に付着することなく再飛散し、吸気流動に乗って燃焼室1内に入り気化する。このため、燃焼室1内の混合気は気化潜熱によって冷却され、着火時期が遅角する。
図28には、圧縮着火燃焼時の筒内圧力の時間変化が示されている。
図28に示す如き燃焼室1内の圧力の変化は、図1に示した筒内圧力センサ20によって検出される。燃焼室1の筒内圧は、燃料の燃焼に伴い上昇するが、着火時期の違いにより、筒内圧のピーク位置に違いが出てくる。すなわち、着火が早いAでは、筒内圧のピークは圧縮上死点(TDC)直後に現れ、また着火が遅いCでは、上死点から大きく遅れて圧力のピークが現れ、その絶対値も低くなる。一般に筒内圧のピーク位置は圧縮上死点後10〜15°となると熱効率が最も高くなることが知られていることから、Bのような圧力波形を得るように着火時期を制御すれば熱効率の高い燃焼が可能となる。
2……………ピストン
2A…………冠面
3……………吸気ポート
4……………排気ポート
5……………吸気弁
6……………排気弁
7……………燃料噴射弁
8……………点火プラグ
9……………エンジンコントロールユニット(ECU)
10…………アクセル開度検出装置
11…………ブレーキ踏力検出装置
12…………車速検出装置
13…………吸入空気量調整装置(スロットルバルブ)
14…………エアフローセンサ
16…………機関冷却水温センサ
17…………空燃比センサ
19…………触媒後排温センサ
20…………圧力センサ
23…………クランク角センサ
100………燃料噴霧
101………燃料ポンプ
102………燃料タンク
Claims (8)
- 燃焼室内に直接噴射する燃料を含む予混合気をピストン圧縮によって自己着火させる予混合圧縮着火式内燃機関の制御方法において、
エンジン回転数が低回転時に、燃料噴射時期を吸気行程とし、
前記低回転時よりも回転数の高い高回転時には、燃料噴射時期を前記低回転時よりも進角させるように制御することを特徴とする制御方法。 - エンジン回転数が低回転から高回転に変化するに伴い、燃料噴射時期を、吸気行程の後期から吸気行程の前期に向けて連続的又は段階的に進角させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- エンジン回転数が低回転から高回転に変化するに伴い、前記燃料の噴射圧力を連続的又は段階的に高くすることを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- エンジン回転数が低回転から高回転に変化するに伴い、1サイクル当たりの燃料噴射回数を連続的又は段階的に減少することを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- 前記圧縮着火運転領域と同じ空気圧力、空気温度、燃料圧力、燃料噴射量の条件のもとで、自由空間中に噴射される噴霧の最大ペネトレーションをピストンストローク長の70〜90%にしたものである請求項1に記載の制御方法。
- 前記圧縮着火運転領域と同じ空気圧力、空気温度、燃料圧力、燃料噴射量の条件のもとで、自由空間中に噴射される噴霧の最大ペネトレーションをピストンストローク長の70〜90%にし、噴霧の横幅をボア直径の90〜100%にしたものである請求項1に記載の制御方法。
- 吸気温度または機関冷却水温またはEGR量を検出または予測する手段を設け、前記検出または予測する手段によって検出された吸気温度、機関冷却水温度、EGR量が上昇するに伴い、前記圧縮着火運転領域の高回転域での燃料噴射時期を吸気下死点方向に移動する補正をすることを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- 吸気温度または機関冷却水温またはEGR量を検出または予測する手段を設け、前記検出または予測する手段によって検出された吸気温度、機関冷却水温度、EGR量が上昇するに伴い、圧縮着火運転領域の高回転域での燃料噴射圧力を下げる補正をすることを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
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