JP5220212B1 - 圧縮自己着火内燃機関の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】補正係数演算部は、所定条件が満たされた場合に、空気過剰率がほぼ3未満の燃焼制御を実行するとともに、空気過剰率がほぼ3未満の燃焼制御において、燃焼時期検出部で検出されたイオン電流が最大となる時期に基づいて、吸気弁および排気弁の開弁時期および開弁期間の実行値と、運転条件毎にあらかじめ定められた吸気弁および排気弁の基本の開弁時期および基本の開弁期間との偏差を修正する補正係数を演算する。
【選択図】図1
Description
火花点火を伴う従来のガソリン燃焼の内燃機関は、炭化水素系燃料が、酸化反応によって酸素を余すことなく二酸化炭素および水に変化するための理論混合割合(空気過剰率λ=1)で運転されるのに対して、圧縮自己着火内燃機関は、理論混合割合の数倍、例えば空気過剰率λ=3〜6程度の超空気過剰状態で運転される。
そのため、空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転において、この補正係数を用いて、吸気弁および排気弁の開弁時期および開弁期間の少なくとも1つを制御することにより、安価な装置で実現できるイオン電流計測に基づいた燃焼制御が実施できない超空気過剰状態の運転条件であっても、燃料の成分組成変化等による燃焼状態の変化に対応した圧縮自己着火燃焼運転が可能であり、広い負荷条件範囲で高効率かつ安定的な燃焼状態を得ることができる。
図1は、この発明の実施の形態1に係る圧縮自己着火内燃機関を示す構成図である。なお、車両等の駆動に用いられる内燃機関は、一般的に複数個の燃焼室を有しているが、ここでは、動作の説明を簡素化するために、複数個のうちの1つの燃焼室のみの構成を示している。
一方、ステップS107において、常用する運転条件の補正係数が得られた(すなわち、Yes)と判定された場合には、空気過剰率λが概ね3以上での燃焼運転の禁止を解除する処理に移行する。
ステップS114において、補正係数が得られていない(すなわち、No)と判定された場合には、ステップS112からの処理を繰り返す。
一方、ステップS206において、推奨燃焼時期CA0が進角していない(すなわち、No)と判定された場合には、そのまま後述するステップS208に移行する。
一方、ステップS208において、推奨燃焼時期CA0が遅角していない(すなわち、No)と判定された場合には、そのまま後述するステップS210に移行する。
そのため、空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転において、この補正係数を用いて、吸気弁および排気弁の開弁時期および開弁期間の少なくとも1つを制御することにより、安価な装置で実現できるイオン電流計測に基づいた燃焼制御が実施できない超空気過剰状態の運転条件であっても、燃料の成分組成変化等による燃焼状態の変化に対応した圧縮自己着火燃焼運転が可能であり、広い負荷条件範囲で高効率かつ安定的な燃焼状態を得ることができる。
すなわち、安価な装置から得られるイオン電流情報に基づいて、高い燃費が得られるがイオン電流情報が得られない超空気過剰率条件にも適用可能な内燃機関制御の補正係数を抽出したので、安価な装置で安定的かつ高効率な燃焼運転が可能な内燃機関を得ることができる。
Claims (8)
- 燃焼室内に形成された混合気の空気と燃料との混合割合が、理論混合比の3倍(空気過剰率が3)以上である超空気過剰混合気を、ピストンの圧縮作用によって自己着火させる燃焼運転が可能な圧縮自己着火内燃機関の制御装置であって、
前記燃焼室内の燃焼によって発生するイオンをイオン電流として検出するイオン電流検出部と、
前記イオン電流が最大となる時期を検出する燃焼時期検出部と、
所定条件が満たされた場合に、前記空気過剰率がほぼ3未満の燃焼制御を実行するとともに、前記空気過剰率がほぼ3未満の燃焼制御において、前記燃焼時期検出部で検出された前記イオン電流が最大となる時期に基づいて、吸気弁および排気弁の開弁時期および開弁期間の実行値と、運転条件毎にあらかじめ定められた前記吸気弁および前記排気弁の基本の開弁時期および基本の開弁期間との偏差を修正する補正係数を演算する補正係数演算部と、
を備えたことを特徴とする圧縮自己着火内燃機関の制御装置。 - 前記所定条件は、車両の燃料タンクに燃料が補給された直後から一定期間の燃焼運転中である
ことを特徴とする請求項1に記載の圧縮自己着火内燃機関の制御装置。 - 前記所定条件は、前回の補正係数演算部による前記補正係数の演算の後、一定時間が経過した直後から一定期間の燃焼運転中である
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の圧縮自己着火内燃機関の制御装置。 - 前記補正係数演算部は、前記所定条件が満たされた場合に、前記空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転を禁止する
ことを特徴とする請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の圧縮自己着火内燃機関の制御装置。 - 前記補正係数演算部は、前記空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転を禁止する制御を実行中に、常用する運転条件における前記補正係数が得られたと判断した場合には、前記一定期間の経過によらず、前記空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転の禁止を解除する
ことを特徴とする請求項4に記載の圧縮自己着火内燃機関の制御装置。 - 前記補正係数演算部は、前記空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転を禁止する制御を前記一定期間実行した後に、当該運転条件における前記補正係数が得られなかったと判断した場合には、前記補正係数が得られなかった運転条件についてのみ、前記空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転の禁止を継続し、当該運転条件における前記補正係数が得られた時点で、前記空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転の禁止を解除する
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の圧縮自己着火内燃機関の制御装置。 - 前記吸気弁および前記排気弁の開弁時期および開弁期間の少なくとも1つを制御する弁駆動制御部をさらに備え、
前記弁駆動制御部は、
前記空気過剰率がほぼ3未満の燃焼制御において、前記燃焼時期検出部で検出された前記イオン電流が最大となる時期に基づいて、その時期が運転条件毎にあらかじめ定められた適正な時期と一致するように、前記吸気弁および前記排気弁の開弁時期および開弁期間を制御するとともに、
前記空気過剰率がほぼ3以上での燃焼運転において、前記補正係数を用いて、運転条件毎にあらかじめ定められた前記吸気弁および前記排気弁の基本の開弁時期および基本の開弁期間に対する補正処理を実行した上で、前記吸気弁および前記排気弁の開弁時期および開弁期間を制御する
ことを特徴とする請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の圧縮自己着火内燃機関の制御装置。 - 燃焼室内に形成された混合気の空気と燃料との混合割合が、理論混合比の3倍(空気過剰率が3)以上である超空気過剰混合気を、ピストンの圧縮作用によって自己着火させる燃焼運転が可能な圧縮自己着火内燃機関の制御方法であって、
前記燃焼室内の燃焼によって発生するイオンをイオン電流として検出するイオン電流検出ステップと、
前記イオン電流が最大となる時期を検出する燃焼時期検出ステップと、
所定条件が満たされた場合に、前記空気過剰率がほぼ3未満の燃焼制御を実行するとともに、前記空気過剰率がほぼ3未満の燃焼制御において、前記燃焼時期検出ステップで検出された前記イオン電流が最大となる時期に基づいて、吸気弁および排気弁の開弁時期および開弁期間の実行値と、運転条件毎にあらかじめ定められた前記吸気弁および前記排気弁の基本の開弁時期および基本の開弁期間との偏差を修正する補正係数を演算する補正係数演算ステップと、
を備えたことを特徴とする圧縮自己着火内燃機関の制御方法。
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