JP4360192B2 - 予混合圧縮着火内燃機関 - Google Patents
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Description
内燃機関燃料の所定燃料性が許容燃料性状からずれた燃料性状である場合には、両者の差異が大きくなるに従い、燃焼運転領域制御手段によって予混合燃焼運転領域を縮小するとともに通常燃焼運転領域を拡大する。即ち、予混合燃焼運転領域であって、燃焼状態の安定性が低く、所定燃料性状の変動の影響を受けやすい通常燃焼運転領域との境界近傍の運転領域において、予混合燃焼の実施を禁止して通常燃焼を行う。そして、両者の差異が大きくなるに従い、予混合燃焼の実施が禁止される領域を拡大する。
図面に基づいて説明する。
電源18とも電気的に接続され、これらの電源を介して吸気弁5および排気弁6に印加される指令電圧が制御され、以て吸気弁5および排気弁6の開弁時期や閉弁時期が制御される。更に、EGR弁24やアクチュエータ11も、ECU20からの指令に従って制御される。
料が低温酸化反応に供される。そのため、低温酸化反応によって酸化熱が発生し、排気行程上死点近傍において気筒内温度が一時的に急峻に上昇する。それと同時に、低温酸化反応により予混合燃料が改質されてホルムアルデヒド等の中間生成物が生成される。その結果、予混合燃料の酸化反応が緩慢となり、以て予混合燃料の過早着火が抑制される。
増加するに従い、吸気弁5の開弁時期は、進角側に移行する。即ち、内燃機関1の機関回転速度および総燃料噴射量が増加するに従い、生成された燃焼ガスの排出と内燃機関1の機関出力に応じた量の吸気を気筒2内に確保すべく、吸気弁5および排気弁6が共に閉弁状態にある期間P1が短くなる。
下に、燃料の所定燃料性状に基づく予混合燃焼の実行の制御(以下、「燃焼運転領域制御」という)について、図7に基づいて説明する。尚、図7に示す燃焼運転領域制御は、一定のサイクルで繰り返し実行されるルーチンである。
、内燃機関1における燃料の着火時期に基づいて、間接的に判定したが、それに代えて該燃料の所定燃料性状と許容燃料性状とのずれを直接的に判定してもよい。例えば、粘度センサ28からの信号に基づいて、燃料の粘度が基準となる粘度を超える場合、予混合気の拡散が効果的に起こらず予混合気の過濃な部位にいて標準燃料着火時期より早い時期に燃料の着火が生じる虞がある。そこで、このような場合にも、予混合気を形成する燃料に好適な燃料粘度と粘度センサ28によって検出される燃料粘度との差に基づいて、内燃機関1における予混合燃焼の実行を禁止したり、燃焼運転領域を制御したりしてもよい。
燃料中のバイオマス燃料である脂肪酸メチルエステルの濃度Cbioを検出する。S201の処理が終了すると、S202へ進む。
料が燃料に含まれるとき、内燃機関1の何れの運転領域において予混合燃焼を行ってもエミッションの悪化を抑制することが困難となるバイオマス燃料の濃度である。そこで、S205において、S201で検出されたバイオマス燃料濃度Cbioが所定の濃度C0より大きいと判定されると、S207へ進む。一方で、S201で検出されたバイオマス燃料濃度Cbioが所定の濃度C0以下であると判定されるとS206へ進む。
2・・・・気筒
3・・・・燃料噴射弁
5・・・・吸気弁
6・・・・排気弁
7・・・・吸気枝管
8・・・・吸気管
12・・・・排気枝管
13・・・・排気管
16・・・・過給機
17・・・・吸気側電源
18・・・・排気側電源
20・・・・ECU
25・・・・クランクポジションセンサ
26・・・・アクセル開度センサ
27・・・・燃料タンク
28・・・・粘度センサ
29・・・・バイオマス燃料濃度センサ
Claims (3)
- 圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に行われる内燃機関燃料の燃料噴射によって予混合気を形成して予混合燃焼を行う圧縮着火内燃機関において、
前記内燃機関燃料はその一部にセタン価の高いバイオマス燃料を含み、
前記圧縮着火内燃機関の運転状態が、予混合燃焼が行われる予混合燃焼運転領域又は予混合気を形成せずに圧縮行程上死点近傍の時期に内燃機関燃料を噴射することによる通常燃焼が行われる通常燃焼運転領域の何れに属するかに基づいて、該圧縮着火内燃機関において行われる燃焼状態を予混合燃焼又は通常燃焼の何れに切り替える燃焼切替手段と、
内燃機関燃料の予混合気の着火性に関する所定燃料性状を検出し又は推定する燃料性状検出手段と、
前記燃料性状検出手段によって検出され又は推定される前記所定燃料性状と予混合燃焼に適する許容燃料性状との差異が大きくなるに従い、前記予混合燃焼運転領域を縮小するとともに前記通常燃焼運転領域を拡大する燃焼運転領域制御手段と、
を備え、
前記燃料性状検出手段は、前記内燃機関燃料に含まれる前記バイオマス燃料の濃度を検出し又は推定し、
前記燃焼運転領域制御手段は、前記燃料性状検出手段によって検出され又は推定される前記バイオマス燃料の濃度が該バイオマス燃料における予混合燃焼に適する所定濃度を超えるとき、前記バイオマス燃料の濃度と前記所定濃度との濃度差が大きくなるに従い前記予混合燃焼運転領域を縮小するとともに前記通常燃焼運転領域を拡大する
ことを特徴とする予混合圧縮着火内燃機関。 - 前記圧縮着火内燃機関において予混合燃焼が行われるときの前記内燃機関燃料の着火時期を検出する着火時期検出手段と、
前記着火時期検出手段によって検出される前記内燃機関燃料の着火時期と前記圧縮着火内燃機関の運転状態に基づいて決定される予混合燃焼時における標準燃料着火時期との着火時期誤差を算出する着火時期誤差算出手段と、を更に備え、
前記燃料性状検出手段によって検出され又は推定される所定燃料性状は、前記着火時期誤差算出手段によって算出される着火時期誤差であって、
前記燃焼運転領域制御手段は、前記着火時期誤差算出手段によって所定回数算出された
該所定回数分の着火時期誤差のばらつきが大きくなるに従い、前記予混合燃焼運転領域を縮小するとともに前記通常燃焼運転領域を拡大する
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。 - 前記燃焼運転領域制御手段は、前記着火時期誤差算出手段によって所定回数算出された該所定回数分の着火時期誤差の標準偏差が大きくなるに従い、前記予混合燃焼運転領域を縮小するとともに前記通常燃焼運転領域を拡大する
ことを特徴とする請求項2に記載の予混合圧縮着火内燃機関。
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