JP5929051B2 - 火花点火式直噴エンジン - Google Patents
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Description
また、前記点火時期を、前記燃料温度検出手段で検出された燃料温度の低減度合に応じて進角させるため、燃料温度の低下により、ノッキングを抑制しつつ、点火時期の進角によってエンジンの熱効率改善が行える。
図1および図2は、それぞれ、本発明の実施形態にかかる火花点火式直噴エンジンの一部を示す図である。この火花点火式直噴エンジン(以下、単にエンジンという場合がある)は、ガソリンを燃料とするエンジンである。本実施形態では、このエンジンは、過給機が装備されていない自然吸気の多気筒エンジンであって、シリンダブロック3と、シリンダブロック3上に設けられたシリンダヘッド4とを含むエンジン本体1に、図2に示すように所定の方向に並ぶ複数の気筒2(例えば4つの気筒2)が形成されている。このエンジンは、車載用エンジンであり、車両を駆動するための動力源として図略のエンジンルーム内に配設されている。
図3は、エンジンの制御系の一部を示すブロック図である。本図に示されるECU40は、エンジンの各部を統括的に制御するための制御手段であり、周知のCPU、ROM、RAM等から構成されている。
以上説明したように、当実施形態の火花点火式エンジンでは、エンジン本体の暖機完了後のエンジン本体の運転中において、リリーフバルブ56の開閉動作によって燃料供給部54内の燃料の温度ひいては燃焼室6内に噴射される燃料の温度が基準燃料温度Tf0未満になるように制御される。そのため、燃焼室6内に噴射される燃料が基準燃料温度Tf0以上の高温となり、これにより混合気の温度が過度に高くなってノッキングが生じるのを回避することができるとともに、ノッキング回避のための点火時期の遅角量を小さく抑えることができ、エンジンの熱効率を高めることができる。また、燃焼室6内の温度が低く抑えられることで充填効率を高めて高いエンジントルクを得ることが可能となる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る火花点火式直噴エンジンについて説明する。前記第1の実施形態では、燃焼室6に噴射される燃料の温度を低減する燃料温度低減手段として、前記リリーフバルブ56およびリリーフバルブアクチュエータ57が用いられたが、この第2の実施形態では、燃料温度低減手段として、図8に示すような冷却装置(燃料供給部冷却装置)201が用いられる。この冷却装置201以外の構成、および、燃料温度低減手段により燃温を低減させる制御手順以外の手順は、前記第1の実施形態と同様であり、その詳細な説明は省略する。
15 点火プラグ
18 インジェクタ
38 燃温センサ(燃料温度検出手段)
40 ECU(制御手段)
52 高圧ポンプ(燃料ポンプ)
54 フューエルレール(燃料供給部)
56 リリーフバルブ(燃料温度低減手段)
57 リリーフバルブアクチュエータ(燃料温度低減手段)
201 冷却装置(燃料供給部冷却装置)
302 ペルチェ素子
Claims (7)
- エンジン本体に形成された気筒内に燃料を直接噴射可能なインジェクタと、当該気筒内に噴射された燃料を含む混合気に点火可能な点火プラグとを備えた火花点火式直噴エンジンであって、
前記インジェクタから気筒内に所定の噴射圧力で噴射される燃料を当該噴射圧力以上の圧力で貯留し、この貯留している燃料を前記インジェクタに供給する燃料供給部と、
前記燃料供給部内およびインジェクタ内の少なくとも一方の燃料温度を検出可能な燃料温度検出手段と、
前記燃料供給部内およびインジェクタ内の少なくとも一方の燃料温度を低減可能な燃料温度低減手段と、
前記燃料温度低減手段を制御可能な制御手段とを備え、
前記制御手段は、
エンジンの回転速度およびエンジンの負荷毎にエンジントルクが最大となる基準点火時期を記憶しており、ノッキングが生じない点火時期のうち最も進角側の時期であるノック限界点火時期を運転条件に応じて算出するとともに、前記ノック限界点火時期が前記基準点火時期よりも遅角側の場合には、前記点火プラグに前記ノック限界点火時期で点火させるとともに、この場合において、エンジン本体の暖機完了後の運転中で、かつ、前記燃料温度検出手段で検出された燃料温度が予め設定された基準燃料温度よりも高いという特定条件が成立すると、前記燃料温度低減手段により前記燃料供給部内およびインジェクタ内の少なくとも一方の燃料温度を低減させる燃温低減制御を実施し、
前記燃温低減制御の実施中、前記点火時期を、前記燃料温度検出手段で検出された燃料温度の低減度合に応じて進角させることを特徴とする火花点火式直噴エンジン。 - 請求項1に記載の火花点火式直噴エンジンにおいて、
前記制御手段は、前記ノック限界点火時期が前記基準点火時期よりも遅角側の場合において、エンジンの回転速度が低くエンジンの負荷が低い低速低負荷領域よりも、回転速度と負荷の少なくとも一方が高い特定領域の運転中に前記特定条件が成立すると、前記燃温低減制御を実施することを特徴とする火花点火式直噴エンジン。 - 請求項1または2に記載の火花点火式直噴エンジンにおいて、
前記燃料供給部またはインジェクタに取り付けられて、電流が付与されることで当該燃料供給部またはインジェクタの熱を吸熱して、前記燃料温度低減手段として機能するペルチェ素子を備え、
前記制御手段は、前記ペルチェ素子に付与する電流を制御することを特徴とする火花点火式直噴エンジン。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の火花点火式直噴エンジンにおいて、
前記燃料供給部に燃料を圧送する燃料ポンプと、
前記燃料供給部に接続されて、前記燃料供給部内の燃料を前記燃料ポンプよりも上流側の部分に戻すリターン通路と、
前記燃料供給部と前記リターン通路との接続部分に設けられて、前記燃料供給部から前記リターン通路に排出される燃料流路の流路面積を変更可能なリリーフ弁とを備え、
前記リリーフ弁は、前記流路面積を拡大して前記燃料供給部を通過する燃料流量を増大することで、前記燃料の温度を低減する前記燃料温度低減手段として機能し、
前記制御手段は、前記リリーフ弁の開度を制御することを特徴とする火花点火式直噴エンジン。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の火花点火式直噴エンジにおいて、
前記燃料供給部の周囲に配置されて内側を冷却水または冷却エアーが流通可能な燃料供給部冷却装置を備え、
前記燃料供給部冷却装置は、前記冷却水または冷却エアーにより前記燃料供給部の温度を低減することで、前記燃料温度低減手段として機能し、
前記制御手段は、前記燃料供給部冷却装置を流通する冷却水または冷却エアーの流量を制御することを特徴とする火花点火式直噴エンジン。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の火花点火式直噴エンジにおいて、
前記エンジンは自然吸気エンジンであって、エンジン本体の幾何学的圧縮比は、10以上に設定されていることを特徴とする火花点火式直噴エンジン。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の火花点火式直噴エンジにおいて、
前記エンジンは過給機付エンジンであって、エンジン本体の幾何学的圧縮比は、9以上に設定されていることを特徴とする火花点火式直噴エンジン。
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