JP7496307B2 - スプリットサイクルエンジン - Google Patents
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Description
Claims (24)
- 圧縮ピストンを収容する圧縮シリンダと、
燃焼ピストンを収容する燃焼シリンダと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに圧縮作動流体を供給するように、前記圧縮シリンダと前記燃焼シリンダとの間に配置されるクロスオーバ通路と、
受信された前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度の値に基づいて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が選択された閾値を上回るか否かを判定するコントローラと、
前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度を調節するように構成される冷却システムと、
を備え、
前記クロスオーバ通路は、
前記燃焼シリンダから排出される排出流体の熱を活用するレキュペレータ、
を備え、
前記レキュペレータは、前記熱を活用し、前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体を加熱して、
前記コントローラは、前記燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を上回るという判定に応じて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を下回るように、前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度を調節するように前記冷却システムを制御するように構成される、
ことを特徴とするスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度の調節は、
前記圧縮シリンダと前記クロスオーバ通路とのうち少なくとも一方内の前記圧縮作動流体の冷却、
を含む、
請求項1記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記冷却システムは、
前記圧縮シリンダと前記クロスオーバ通路とのうち少なくとも一方にクーラントを噴射するクーラントインジェクタ、
を備える、
請求項1または2記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度の調節は、
前記圧縮シリンダと前記クロスオーバ通路とのうち少なくとも一方へのクーラントの噴射、
を含む、
請求項3記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記エンジンは、
前記燃焼シリンダの排気口内の温度の値を提供する排気センサ、
を備え、
受信されたピーク温度の前記値は、前記排気センサからの信号に基づく、
請求項1乃至4のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記エンジンは、
前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度の値を提供する供給センサ、
を備え、
受信されたピーク温度の前記値は、前記供給センサからの信号に基づく、
請求項1乃至5のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記供給センサは、
前記クロスオーバ通路内のセンサ、
を備える、
請求項6記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記燃焼シリンダ内の前記燃焼のピーク温度の判定は、
前記エンジンに関連付けられた少なくとも1つのパラメータと、センサから受信された少なくとも1つの信号と、に基づいた、前記燃焼のピーク温度の推定値の特定、
を含む、
請求項1乃至7のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記少なくとも1つのパラメータは、
(i)前記エンジンのRPMと、
(ii)前記エンジンが動作している期間のタイマの値と、
(iii)前記エンジンの温度と、のうち少なくとも1つ、
を含む、
請求項8記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記コントローラは、前記少なくとも1つのパラメータに関連付けられた前記エンジンの過去の燃焼のピーク温度データに基づいて、前記燃焼のピーク温度を判定するように構成される、
請求項8または9記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度の調節は、
前記燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を上回るという判定に応じて、前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の冷却を強化するための前記冷却システムの制御、
を含む、
請求項1乃至10のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度の調節は、
前記燃焼のピーク温度が前記選択された閾値よりも低い冷却閾値を下回るという判定に応じて、前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の冷却を軽減するための前記冷却システムの制御、
を含む、
請求項1乃至11のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記選択された閾値の温度は、NOxおよび/または微粒子の生成を抑制するように選択される、
請求項1乃至12のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記選択された閾値は、NOx生成点未満である、
請求項1乃至13のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記コントローラは、
(i)前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の圧力と、
(ii)前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度と、
(iii)前記クロスオーバ通路から前記燃焼シリンダへの前記圧縮作動流体の流入を可能にする吸入弁の開閉に関連付けられたタイミングと、
(iv)前記燃焼シリンダへの燃料噴射のタイミングと、のうち少なくとも1つの値を受信するように構成され、
前記コントローラは、前記受信した値に基づいて、前記燃焼のピーク温度を判定するように構成される、
請求項1乃至14のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 前記コントローラは、前記燃焼シリンダ内の前記燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を下回るように、
(i)前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の圧力と、
(ii)前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度と、
(iii)前記クロスオーバ通路から前記燃焼シリンダへの前記圧縮作動流体の流入を可能にする吸入弁の開閉に関連付けられたタイミングと、
(iv)前記燃焼シリンダへの燃料噴射のタイミングと、のうち少なくとも1つを制御するように構成される、
請求項1乃至15のいずれかに記載のスプリットサイクル内燃エンジン。 - 圧縮ピストンを収容する圧縮シリンダと、
燃焼ピストンを収容する燃焼シリンダと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに圧縮作動流体を供給するように、前記圧縮シリンダと前記燃焼シリンダとの間に配置されるクロスオーバ通路と、
前記クロスオーバ通路から前記燃焼シリンダへと流入する前記圧縮作動流体の流れを制御する吸入弁であって、(i)前記ピストンのサイクル中の第1位置で閉状態から開状態へと移動し、(ii)前記ピストンのサイクル中の第2位置で前記開状態から前記閉状態へと移動する、ように動作可能な吸入弁と、
受信された前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度の値に基づいて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が選択された閾値を上回るか否かを判定するコントローラと、
を備え、
前記クロスオーバ通路は、
前記燃焼シリンダから排出される排出流体の熱を活用するレキュペレータ、
を備え、
前記レキュペレータは、前記熱を活用し、前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体を加熱して、
前記コントローラは、前記判定された燃焼のピーク温度に基づいて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を下回るように、前記第1位置と前記第2位置とを選択するように構成される、
ことを特徴とするスプリットサイクル内燃エンジン。 - 圧縮ピストンを収容する圧縮シリンダと、
燃焼ピストンを収容する燃焼シリンダと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに圧縮作動流体を供給するように、前記圧縮シリンダと前記燃焼シリンダとの間に配置されるクロスオーバ通路と、
前記ピストンのサイクル中の噴射位置で前記燃焼シリンダに燃料を噴射する燃料インジェクタと、
受信された前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度の値に基づいて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が選択された閾値を上回るか否かを判定するコントローラと、
を備え、
前記クロスオーバ通路は、
前記燃焼シリンダから排出される排出流体の熱を活用するレキュペレータ、
を備え、
前記レキュペレータは、前記熱を活用し、前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体を加熱して、
前記コントローラは、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を下回るように、前記判定された燃焼のピーク温度に基づいて、前記噴射位置を選択するように構成される、
ことを特徴とするスプリットサイクル内燃エンジン。 - 圧縮ピストンを収容する圧縮シリンダと、
燃焼ピストンを収容する燃焼シリンダと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに圧縮作動流体を供給するように、前記圧縮シリンダと前記燃焼シリンダとの間に配置されるクロスオーバ通路と、
コントローラと、
前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度を調節するように配置される冷却システムと、
を備え、
前記クロスオーバ通路は、
前記燃焼シリンダから排出される排出流体の熱を活用するレキュペレータ、
を備え、
前記レキュペレータは、前記熱を活用し、前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体を加熱して、
前記コントローラは、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が選択された範囲に収まるように、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度の推定値に基づいて、前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度を調節するように前記冷却システムを制御するように構成される、
ことを特徴とするスプリットサイクル内燃エンジン。 - スプリットサイクル内燃エンジンの制御方法であって、前記スプリットサイクル内燃エンジンは、
圧縮ピストンを収容する圧縮シリンダと、
燃焼ピストンを収容する燃焼シリンダと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに圧縮作動流体を供給するように、前記圧縮シリンダと前記燃焼シリンダとの間に配置されるクロスオーバ通路と、
前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度を調節するように配置される冷却システムと、
を備え、
前記クロスオーバ通路は、
前記燃焼シリンダから排出される排出流体の熱を活用するレキュペレータ、
を備え、
前記レキュペレータは、前記熱を活用し、前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体を加熱して、
前記方法は、
前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度の値を受信する工程と、
前記受信された値に基づいて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が選択された閾値を上回るか否かを判定する工程と、
前記燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を上回るという判定に応じて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を下回るように、前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度を調節するように前記冷却システムを制御する工程と、
を有する、
ことを特徴とするスプリットサイクル内燃エンジンの制御方法。 - スプリットサイクル内燃エンジンの制御方法であって、前記スプリットサイクル内燃エンジンは、
圧縮ピストンを収容する圧縮シリンダと、
燃焼ピストンを収容する燃焼シリンダと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに圧縮作動流体を供給するように、前記圧縮シリンダと前記燃焼シリンダとの間に配置されるクロスオーバ通路と、
前記クロスオーバ通路から前記燃焼シリンダへと流入する前記圧縮作動流体の流れを制御する吸入弁であって、(i)前記ピストンのサイクル中の第1位置で閉状態から開状態へと移動し、(ii)前記ピストンのサイクル中の第2位置で前記開状態から前記閉状態へと移動する、ように動作可能な吸入弁と、
を備え、
前記クロスオーバ通路は、
前記燃焼シリンダから排出される排出流体の熱を活用するレキュペレータ、
を備え、
前記レキュペレータは、前記熱を活用し、前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体を加熱して、
前記方法は、
前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度の値を受信する工程と、
前記受信された値に基づいて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が選択された閾値を上回るか否かを判定する工程と、
前記判定された燃焼のピーク温度に基づいて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を下回るように、前記第1位置と前記第2位置とを選択する工程と、
を有する、
ことを特徴とするスプリットサイクル内燃エンジンの制御方法。 - スプリットサイクル内燃エンジンの操作方法であって、前記スプリットサイクル内燃エンジンは、
圧縮ピストンを収容する圧縮シリンダと、
燃焼ピストンを収容する燃焼シリンダと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに圧縮作動流体を供給するように、前記圧縮シリンダと前記燃焼シリンダとの間に配置されるクロスオーバ通路と、
前記ピストンのサイクル中の噴射位置で前記燃焼シリンダへと燃料を噴射する燃料インジェクタと、
を備え、
前記クロスオーバ通路は、
前記燃焼シリンダから排出される排出流体の熱を活用するレキュペレータ、
を備え、
前記レキュペレータは、前記熱を活用し、前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体を加熱して、
前記方法は、
前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度の値を受信する工程と、
前記受信された値に基づいて、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が選択された閾値を上回るか否かを判定する工程と、
前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が前記選択された閾値を下回るように、前記判定された燃焼のピーク温度に基づいて、前記噴射位置を選択する工程と、
を有する、
ことを特徴とするスプリットサイクル内燃エンジンの操作方法。 - スプリットサイクル内燃エンジンの操作方法であって、前記スプリットサイクル内燃エンジンは、
圧縮ピストンを収容する圧縮シリンダと、
燃焼ピストンを収容する燃焼シリンダと、
前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに圧縮作動流体を供給するように、前記圧縮シリンダと前記燃焼シリンダとの間に配置されるクロスオーバ通路と、
前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度を調節するように配置される冷却システムと、
を備え、
前記クロスオーバ通路は、
前記燃焼シリンダから排出される排出流体の熱を活用するレキュペレータ、
を備え、
前記レキュペレータは、前記熱を活用し、前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体を加熱して、
前記方法は、
前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度が選択された範囲に収まるように、前記燃焼シリンダ内の燃焼のピーク温度の推定値に基づいて、前記クロスオーバ通路を通って前記圧縮シリンダから前記燃焼シリンダに供給される前記圧縮作動流体の温度を調節するように前記冷却システムを制御する工程、
を有する、
ことを特徴とするスプリットサイクル内燃エンジンの操作方法。 - 請求項20乃至23のいずれかに記載の方法を実施するようにプロセッサをプログラムするように構成されたプログラム命令、
を含む、
ことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
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