JP5593615B2 - 圧縮自己着火式内燃機関 - Google Patents
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Description
上記技術の問題点を解決する手段として、特許文献1に示されるものがある。この特許文献1には、予混合圧縮自己着火燃焼方式による燃焼において、筒内に直接噴射する噴射弁を2本有し、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料とを重ならないように分布させることにより、窒素酸化物とスモークの生成を抑制し、かつ、高負荷運転時の過早着火を抑制することを狙いとする。
3…主燃焼室
4…吸気弁
5…排気弁
6…吸気ポート
7…排気ポート
8…吸気コレクタ
9…吸気スロットル
10…ECU
11…アクセル開度センサ
12…水温センサ
13…クランク角センサ
14…筒内圧力計
15…第一直噴燃料噴射弁
16…第二直噴燃料噴射弁
17…第一燃料タンク
18…第二燃料タンク
19…第一低圧ポンプ
20…第二低圧ポンプ
21…第一高圧ポンプ
22…第二高圧ポンプ
Claims (29)
- オクタン価の異なる複数の混合気を燃焼室内に分布させ、筒内の混合気分布における平均オクタン価及びオクタン価不均一度合いを変更可能な燃料供給手段と、
燃焼騒音に関係する第1パラメータと熱効率に関係する第2パラメータとを検知可能な燃焼状態検知手段と、を有し、
上記混合気分布における平均オクタン価及びオクタン価不均一度合いを、上記第1パラメータ及び上記第2パラメータに応じて同時に制御する圧縮自己着火式内燃機関において、
燃焼騒音が大きいほど、上記混合気分布における平均オクタン価及びオクタン価不均一度合いを大きくし、
燃焼騒音が小さいほど、上記混合気分布における平均オクタン価及びオクタン価不均一度合いを小さくし、
燃焼タイミングが遅いほど、上記混合気分布における平均オクタン価を低下させ、上記混合気分布におけるオクタン価不均一度合いを大きくし、
燃焼タイミングが早いほど、上記混合気分布における平均オクタン価を上昇させ、上記混合気分布におけるオクタン価不均一度合いを小さくすることを特徴とする圧縮自己着火式内燃機関。 - 平均オクタン価の変化代に対するオクタン価不均一度合いの変化代をエンジン運転条件に応じて可変設定することを特徴とする請求項1に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- エンジン負荷が大きいほど平均オクタン価に対するオクタン価不均一度合いの変化代を大きくすることを特徴とする請求項2に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- エンジン回転数が高いほど平均オクタン価に対するオクタン価不均一度合いの変化代を小さくすることを特徴とする請求項2または3に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第1パラメータから燃焼騒音が適正な大きさより大きいことが判断される場合に平均オクタン価を上昇させるのと同時にオクタン価不均一度合いを大きくする制御を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第1パラメータから燃焼騒音が適正な大きさより小さいことが判断される場合に平均オクタン価を低下させるのと同時にオクタン価不均一度合いを小さくする制御を行うことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第1パラメータとしてエンジン回転角速度のサイクル変動を取得し、該変動と所定値との比較により、燃焼騒音が適正な大きさであるかどうかを判断することを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第1パラメータとして排気ガス中の未燃燃料量を取得し、該未燃燃料量と所定値との比較により、燃焼騒音が適正な大きさであるかどうかを判断することを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第1パラメータとしてエンジン本体の振動を取得し、該振動と所定値との比較により、燃焼騒音が適正な大きさであるかどうかを判断することを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第1パラメータとしてエンジン筒内圧力のサイクル変動を取得し、該変動と所定値との比較により、燃焼騒音が適正な大きさであるかどうかを判断することを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第1パラメータとしてエンジン筒内圧力の最大値を取得し、該筒内圧力最大値と所定値との比較により、燃焼騒音が適正な大きさであるかどうかを判断することを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第1パラメータとして1サイクル中の熱発生量を取得し、該熱発生量と供給した燃料量から求められる熱発生量との比較により、燃焼騒音が適正な大きさであるかどうかを判断することを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮自己
着火式内燃機関。 - 上記第1パラメータとしてエンジン筒内圧力の上昇率を取得し、該筒内圧力上昇率と所定値との比較により、燃焼騒音が適正な大きさであるかどうかを判断することを特徴とする請求項5または6に記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第2パラメータとして、1サイクル中の熱発生重心を取得し、該熱発生重心が所定のタイミングよりも早いとき平均オクタン価を上昇させるのと同時にオクタン価不均一度合いを小さくする制御を行い、該熱発生重心が所定のタイミングよりも遅いとき平均オクタン価を低下させるのと同時にオクタン価不均一度合いを大きくする制御を行うことを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第2パラメータとしてエンジン筒内圧力が最大値を取るタイミングを取得し、該筒内圧力最大値を取るタイミングが所定のタイミングよりも早いとき平均オクタン価を上昇させるのと同時にオクタン価不均一度合いを小さくする制御を行い、該筒内圧力最大値を取るタイミングが所定のタイミングよりも遅いとき平均オクタン価を低下させるのと同時にオクタン価不均一度合いを大きくする制御を行うことを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第2パラメータとしてエンジン筒内圧力の上昇率が最大となるタイミングを取得し、該筒内圧力上昇率が最大となるタイミングが所定のタイミングよりも早いとき平均オクタン価を上昇させるのと同時にオクタン価不均一度合いを小さくする制御を行い、該筒内圧力上昇率が最大となるタイミングが所定のタイミングよりも遅いとき平均オクタン価を低下させるのと同時にオクタン価不均一度合いを大きくする制御を行うことを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記第2パラメータとして軸トルクが最大値を取るタイミングを取得し、該軸トルクの最大値を取るタイミングが所定のタイミングよりも早いとき平均オクタン価を上昇させるのと同時にオクタン価不均一度合いを小さくする制御を行い、該筒内圧力最大値を取るタイミングが所定のタイミングよりも遅いとき平均オクタン価を低下させると同時にオクタン価不均一度合いを大きくする制御を行うことを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。
- 上記燃料供給手段は、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射する2つの燃料噴射弁を有し、これら2つの燃料噴射弁により分割噴射を実施可能なものであって、
オクタン価不均一度合いは、それぞれの燃料噴射弁の分割噴射量割合および分割噴射タイミングを変更することにより制御することを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、所定のオクタン価の燃料を吸気管に噴射する1つの燃料噴射弁と、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射する2つの燃料噴射弁と、を有し、
オクタン価不均一度合いは、筒内に直接燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の噴射量の合計に対する前記吸気管に燃料を噴射する1つの燃料噴射弁の噴射量の割合を変更すること、あるいは筒内に直接燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の分割噴射量割合および分割噴射タイミングを変更することにより制御することを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を吸気管に噴射する2つの燃料噴射弁と、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射する2つの燃料噴射弁と、を有し、
オクタン価不均一度合は、吸気管に燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の噴射量合計と、筒内に直接燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の噴射量合計との割合を変更すること、あるいは筒内に直接燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の分割噴射量割合および分割噴射タイミングを変更することにより制御することを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、所定のオクタン価の燃料を吸気管に噴射する1つの燃料噴射弁と、オクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射可能な1つの2種燃料対応燃料噴射弁と、を有し、
オクタン価不均一度合は、吸気管に燃料を噴射する1つの燃料噴射弁の噴射量合計と、上記2種燃料対応燃料噴射弁の噴射量合計との割合を変更すること、あるいは上記2種燃料対応燃料噴射弁の分割噴射量割合および分割噴射タイミングを変更することにより制御することを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を吸気管に噴射する2つの燃料噴射弁と、オクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射可能な1つの2種燃料対応燃料噴射弁と、を有し、
オクタン価不均一度合は、吸気管に燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の噴射量合計と、上記2種燃料対応燃料噴射弁の噴射量合計との割合を変更すること、あるいは上記2種燃料対応燃料噴射弁の分割噴射量割合および分割噴射タイミングを変更することにより制御することを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、同一気筒の2本の吸気管それぞれに配置され、互いにオクタン価の異なる燃料を噴射する2つの燃料噴射弁を有し、
オクタン価不均一度合は、これら2つの燃料噴射弁に供給する燃料のオクタン価を変更すること、あるいは筒内流動の強度を変更することにより制御することを特徴とする請求項1から17のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射する2つの燃料噴射弁を有し、
平均オクタン価は、これら2つの燃料噴射弁の燃料噴射量分担割合を変更することにより制御することを特徴とする請求項1から23のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、所定のオクタン価の燃料を吸気管に噴射する1つの燃料噴射弁と、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射する2つの燃料噴射弁と、を有し、
平均オクタン価は、吸気管に燃料を噴射する1つの燃料噴射弁が噴射する燃料のオクタン価を変更すること、あるいは筒内に直接燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の噴射割合を変更することにより制御することを特徴とすることを特徴とする請求項1から23のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を吸気管に噴射する2つの燃料噴射弁と、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射する2つの燃料噴射弁と、を有し、
平均オクタン価は、吸気管に燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の噴射量分担割合を変更すること、あるいは筒内に直接燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の噴射割合を変更することにより制御することを特徴とする請求項1から23のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、所定のオクタン価の燃料を吸気管に噴射する1つの燃料噴射弁と、オクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射可能な1つの2種燃料対応燃料噴射弁と、を有し、
平均オクタン価は、前記吸気管に燃料を噴射する1つの燃料噴射弁の噴射する燃料のオクタン価を変更すること、あるいは上記2種燃料対応燃料噴射弁が噴射するオクタン価の異なる2種類の燃料の噴射量分担割合を変更することにより制御することを特徴とする請求項1から23のいずれかに記載の圧縮自己着火内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、互いにオクタン価の異なる2種類の燃料を吸気管に噴射する2つの燃料噴射弁と、オクタン価の異なる2種類の燃料を筒内に直接噴射可能な1つの2種燃料対応燃料噴射弁と、を有し、
平均オクタン価は、吸気管に燃料を噴射する2つの燃料噴射弁の噴射量分担割合を変更すること、あるいは上記2種燃料対応燃料噴射弁が噴射するオクタン価の異なる2種類の燃料の噴射量分担割合を変更することにより制御することを特徴とする請求項1から23のいずれかに記載の圧縮自己着火内燃機関。 - 上記燃料供給手段は、同一気筒の2本の吸気管それぞれに配置され、互いにオクタン価の異なる燃料を噴射する2つの燃料噴射弁を有し、
平均オクタン価は、これら2つの燃料噴射弁の燃料噴射量分担割合を変更することにより制御することを特徴とする請求項1〜23のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関。
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