JPH10252513A - ４行程機関における自己点火を制御するための方法 - Google Patents

４行程機関における自己点火を制御するための方法

Info

Publication number
JPH10252513A
JPH10252513A JP10056759A JP5675998A JPH10252513A JP H10252513 A JPH10252513 A JP H10252513A JP 10056759 A JP10056759 A JP 10056759A JP 5675998 A JP5675998 A JP 5675998A JP H10252513 A JPH10252513 A JP H10252513A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ignition
stroke engine
intake
exhaust
controlling self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10056759A
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Duret
デュレ ピエール
Jacques Lavy
ラヴィ ジャック
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of JPH10252513A publication Critical patent/JPH10252513A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0207—Variable control of intake and exhaust valves changing valve lift or valve lift and timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/44—Multiple-valve gear or arrangements, not provided for in preceding subgroups, e.g. with lift and different valves
    • F01L1/446—Multiple-valve gear or arrangements, not provided for in preceding subgroups, e.g. with lift and different valves comprising a lift valve and at least one reed valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/12—Engines characterised by fuel-air mixture compression with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0242—Variable control of the exhaust valves only
    • F02D13/0246—Variable control of the exhaust valves only changing valve lift or valve lift and timing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261—Controlling the valve overlap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/006—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3017—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used
    • F02D41/3035—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used a mode being the premixed charge compression-ignition mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/01—Internal exhaust gas recirculation, i.e. wherein the residual exhaust gases are trapped in the cylinder or pushed back from the intake or the exhaust manifold into the combustion chamber without the use of additional passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/10242—Devices or means connected to or integrated into air intakes; Air intakes combined with other engine or vehicle parts
    • F02M35/10275—Means to avoid a change in direction of incoming fluid, e.g. all intake ducts diverging from plenum chamber at acute angles; Check valves; Flame arrestors for backfire prevention
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0253—Fully variable control of valve lift and timing using camless actuation systems such as hydraulic, pneumatic or electromagnetic actuators, e.g. solenoid valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/02—EGR systems specially adapted for supercharged engines
    • F02M26/03—EGR systems specially adapted for supercharged engines with a single mechanically or electrically driven intake charge compressor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼室における吸排気制御手段開閉の可変制
御、特に当該機関の負荷の関数としての可変制御を含む
４行程機関における自己点火を制御するための方法を提
供する。 【解決手段】 本発明の４行程機関における自己点火を
制御するための方法は、燃焼済みガスと新鮮ガスとの混
合を最小限に抑えそして燃焼室内に残留している燃焼済
みガスの量を制御するために、燃焼室内における燃焼済
みガスの長時間残留の段階（ａ）と、全般的に残留の周
期の後に続く新鮮ガスの吸気周期の段階（ｂ）とを組み
合わせ、そして部分負荷時に実施することより成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、４行程機関におけ
る自己点火を制御するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自己点火は２行程機関では公知の現象で
ある。この燃焼タイプは放出に関して、特に炭化水素と
窒素酸化物の放出が少ないという利点を有している。
【０００３】４行程機関でも窒素酸化物の放出を非常に
低減することができる。そのうえ、自己点火時における
サイクルの規則性を著しく高めることができる。
【０００４】自己点火とは、燃焼後に燃焼室に残ってい
る燃焼済みの残留ガスによって燃焼を開始することが可
能な現象である。
【０００５】自己点火は、残留ガスの量を制御し、そし
てこの残留ガスと（未燃焼の）新鮮ガスとの混合率を制
御することによって行われる。残留ガス（燃焼済みの熱
いガス）は、高温であることと活性の化学種（遊離基）
の存在との組合せによって、新鮮ガスの燃焼を開始させ
る。
【０００６】２行程機関では、残留ガスが存在すること
は元々この燃焼方法に「内在」するものである。実際
に、この機関の負荷が減少すれば、新鮮ガスの量は減少
しそしてその分は自然に残留ガス（シリンダからほとん
ど流出しなかった前回サイクルまたは以前の数サイクル
より生じた燃焼済みガス）に入れ換えられる。このよう
にして２行程機関は部分負荷においては、燃焼済みガス
の内部再循環〔すなわち内部ＥＧＲ（排気ガス再循
環）〕によって運転される。しかしながら、この内部Ｅ
ＧＲでは、所望の自己点火運転を行うには不十分であ
る。また研究の示すところでは、この内部ＥＧＲと新鮮
ガスとの混合は制御されかつ制限される必要がある。
【０００７】４行程機関にこの制御された自己点火技術
を応用すれば、非常に低い燃料空気比と極く低い窒素酸
化物放出率で機関を運転することが可能になるので、そ
の応用は特に興味深いものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有効な
２行程機関の内部ＥＧＲ効果なしに上述の技術を利用す
るために、機関の圧縮比を非常に増大させるか、または
吸引された新鮮ガスを非常な高温（数１００°Ｃ）に熱
するか、またはこの双方の現象を共に実現することが必
要である限りは、相当に大きな技術上の困難に直面せざ
るをえない。
【０００９】４行程機関に対する圧力および温度の水準
の要求を緩和する解決法は、燃料に適宜な添加物を加え
ることが部分的解決として提示されている。仏国特許出
願ＥＮ．９５／１０，７９８号はこの様な解決法を示し
ている。
【００１０】部分負荷における吸排気損失を低減させる
ために吸気における一方向システムに可変供給調整機構
を結合させることは、例えば特許協力条約（ＰＣＴ）国
際特許出願ＷＯ．９３／１６，２７６号によって、４行
程機関では公知である。この解決法は、吸気しぼり弁を
できるだけ広く開いて機関を運転することである。
【００１１】本発明の目的は主として、上記とは異なる
方法で、自己点火４行程機関に関連する上述の問題を克
服することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、４行程機関に
２行程機関の自己点火動作条件を再現させようとするも
のである。
【００１３】本発明は、均質な希薄混合気で作動する４
行程機関における窒素酸化物放出の汚染除去問題に対す
る有利な解決法を供する。
【００１４】本発明はより正確には、燃焼室における吸
排気制御手段開閉の可変制御、特に機関の負荷の関数と
しての可変制御に関する。
【００１５】本発明による方法は、燃焼済みガスと新鮮
ガスとの混合を防止し、かつ燃焼室内に残留している燃
焼済みガスの量を制御するために、燃焼室内における燃
焼済みガスの長時間残留の段階（ａ）と、そして全般的
にこの残留周期の後に続く新鮮ガスの吸気周期の段階
（ｂ）とを組み合わせ、そして部分負荷時に実施するこ
とである。
【００１６】段階（ａ）は特に、所定の時間を超えて、
すなわちピストンの上死点の後まで、排気口の閉鎖を遅
らせることによって行われる。
【００１７】本発明の１実施形態によれば、段階（ａ）
は正規運転に比較して排気口の開口をこれもまた遅らせ
ることによって、すなわち下死点前における排気口の開
口を防止することによって行われる。
【００１８】更に段階（ａ）は、燃焼済みガスがあまり
多量に脱出しないように制限するために、正規運転に比
較して排気口の開口時間を減少させることによって、す
なわちピストンの上り行程の約半分までの間だけ排気口
の開口を許すことによって、行われる。
【００１９】そのために、少なくとも１つの排気弁から
下流の排気管に、可変の絞り装置を配設することができ
る。
【００２０】排気弁と上記可変の絞り装置との間の上記
排気管を断熱することによって、更に改善を図ることが
できる。
【００２１】そのうえ、吸気口の開口を上死点のずっと
後に起こしそして吸気口の閉鎖を下死点の前に起こし
て、正規運転に比較して吸気周期を短縮することがで
き、その結果吸気口は、４行程機関負荷のために必要な
新鮮ガスの流入に要する時間の間だけ、排気口の閉鎖の
後に開口される。
【００２２】本発明の範囲を逸脱することなしに、吸気
口の開口を上死点のずっと後に起こしそして吸気口の閉
鎖を下死点のずっと後に起こして、正規運転に比較して
吸気周期を変更することもでき、その結果吸気口は排気
口の閉鎖の後に開口され、そして圧縮の間は閉鎖されて
いる。
【００２３】吸気口は特に、下死点の直前に閉鎖するこ
ともできる。
【００２４】本発明による方法は、同時に、吸気管に逆
止め弁を取り付けることもできる。特に、混合気は、シ
リンダが燃焼済みガスで一杯になった後に、圧縮の開始
時に圧力をかけて流入させることができる。
【００２５】圧縮空気源が吸気口で用いられる場合、こ
の空気は燃焼室に燃料を噴射するためにも用いることが
できる。
【００２６】本発明のもう一つの特徴によると、新鮮ガ
スは４行程機関に供給される前に加熱しておくこともで
きる。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴、利点および特
性は、添付の図面を参照しながら、非限定的な例証とし
て示されている以下の説明を読めば、明らかになるであ
ろう。
【００２８】一般的に、本発明の目的は、以後の説明で
はＥＧＲと呼ばれる燃焼済みの残留ガスの相当量を部分
負荷時にシリンダおよび燃焼室内に閉じ込めたままにし
ておくことである。更に本発明の目的はまた、ＥＧＲ
と、新鮮ガスすなわち吸気ごとに新たに送り込まれるガ
スとの燃焼室内における混合をできるだけ少なくするこ
とである。このことは、ＥＧＲが燃焼室に完全に閉じ込
められている時だけ新鮮ガスが送り込まれることを意味
する。新鮮ガスはできるだけ遅く、圧縮の直前に送り込
まれることが好ましい。
【００２９】このタイプの運転は部分負荷時にのみ推奨
される。こうした運転領域以外では、機関は従来通り
に、すなわちピストンの下り行程の間は開吸気で、上り
行程の間は閉排気で作動されるであろう。しかしなが
ら、より良い性能を発揮させるためには、上記の各領域
は幾分重なり合うことが推奨される。
【００３０】このようにして本発明は、 ａ）燃焼室内における燃焼済みガスの長時間残留と、そ
して ｂ）全般的に燃焼済みガスの残留周期の後に続く新鮮ガ
スの吸気周期 とを組み合わせそして部分負荷時に実施することをその
目的としている。
【００３１】これらの段階を実施するために、以下のよ
うな幾つかの解決法が考えられる。すなわち、 ─ 機械的なカム作動式の排気弁を備えている機関の場
合では、この排気弁の開口期間は、そのサイクルにおい
て（高負荷時における、より従来通りの開口時間に比し
て）非常に遅らせられ、そしてピストンの次回の下り行
程の間に（従来の機関では吸気開始中に）ゆっくりと終
了する。この遅延は、排気口開口時間全てを遅らせるこ
と（図１および図２）によるか、または排気口開口時間
を増大させること（図３および図４）によって行うこと
ができる。適宜な可変供給機械システムによって、一方
のケースまたは他方のケースが可能になる。図２および
４においては、従来の排気弁の開口時間は、時間の関数
として弁揚程Δに関してグラフに点線で示されている。 ─ 当該サイクルにおける揚程中の全面的に可変な開口
と角位置とを有する排気弁（電磁または電気油圧式の制
御による供給）を備えている機関の場合では、勿論上記
の２つのケースを採用することも可能であるが、一方で
は内部ＥＧＲの一部が排気口に脱出したり（ピストンの
上死点まで）シリンダに逆流したりすることを防止する
方が好ましく、そして他方では、所望の量だけ脱出する
ことができるようにそして次回の吸気過程をより良く分
離することができるように、できるだけ短い時間だけ排
気弁を開口する方がより有利である。
【００３２】図５および６はこのようにして、排気口が
短時間だけ開口していて、不完全であることが示されて
いる。この排気口は下死点の近くで開口することが好ま
しく、一方閉鎖は圧縮の中点の近く、すなわち排気口の
開口の後約４５°のクランクシャフトで生じている。
【００３３】上記の２つの解決法も改善することができ
る。実際に、機械的供給の場合においては、内部ＥＧＲ
効果を増大させるために、排気弁の下流に可変の排気絞
り装置（例えば、ちょう形弁またはプラグ弁）を取り付
けることが特に有利であり得る。これによって、排気口
の開口を遅らせる必要を減ずることさえも可能である。
【００３４】図７は、排気管１に排気絞り装置１０を配
置している例を示しているが、これは本発明の基本的な
効果を改善する。この周囲の他の要素は、当該技術では
公知であるので、記入されておらずそして参照番号も付
されていない。
【００３５】更に、本発明の範囲から逸脱することな
く、適宜でかつ所望の排気口開口時間を得るために、上
記弁の代わりに回転プラグ弁を用いることもできる。
【００３６】更に本発明のもう１つの側面は、排出終了
の後に、できるだけ遅く吸気を開始することを目的とし
ている。こうすることによって、新鮮ガスと燃焼済みガ
スとの混合の可能性を遅らせることが、言い換えれば成
層化をより進めることが可能になる。
【００３７】この効果を達成できる方法の１つは、図８
に示されているように、吸気管２内の吸気弁１２のちょ
うど上流に逆止め弁２０を設置することでも可能であ
る。
【００３８】図９および１０に示されているように、吸
気口に逆止め弁を配置することによって、燃焼済みガス
の吸気口への逆流を防ぐことができる。実際に、吸気弁
が排気の終了よりずっと前に開口されれば、この逆流現
象が発生することもある。この時、弁重なりが大きすぎ
ることになる。この時逆止め弁２０によって、吸気マニ
ホルド内の圧力が逆止め弁２０の上流において、シリン
ダ内の圧力より高い時にのみ、吸気を開始させることが
できる。図９および１０に示されているように、ピスト
ンの下り行程の開始中に、排気口が上死点の後でも開口
したままであれば、この時のシリンダ内の圧力はこの時
間の間、大気圧に近いままに留まっている。排気口が閉
じられた時のみ、すなわちここでは上死点の後約４５°
で、この圧力は低下し始めるであろう。このようにして
逆止め弁２０はこの時にのみ開口し、実際上真の吸気は
排気の後に行われる。
【００３９】図１１および１２の実施の形態では、弁開
口時間は意図的に遅延されている。ここでは吸気口は、
上死点のずっと後、排気口の閉鎖直後に開口される。こ
の遅延は、開口時間と弁揚程ルールとを変更するか、ま
たは完全に吸気を遅らせるかすることによって実施する
ことができる。現技術水準においては、第１の解決法は
かなり複雑であるが、第２の解決法は、現在でも十分に
習熟されているカムシャフトの位相ずらしによって行う
ことができる。
【００４０】図１１および１２の実施の形態では、逆止
め弁は、燃焼室における高い圧縮比を維持するように、
圧縮時に発生する弁重なり中の逆流を妨げるために、ど
うしても必要である。
【００４１】例えば電磁または電気油圧式の駆動による
供給のような全面的な可変吸気弁を備えている機関の場
合では、逆止め弁２０は本質的に必要なものではない。
【００４２】この時実際に、排気口の閉鎖直後に吸気口
が開口され、この吸気口は、図１３および１４に示され
る様に、下死点の前、すなわち圧縮の開始前に、急速に
再度閉じられることがある。所与の負荷のために必要な
量の新鮮ガスを送り込むのに要する最小時間分だけ、吸
気口が開口されることが好ましい。現在の技術水準で完
全に実効性のある弁の自動的で個別的な制御によって、
このようなシーケンスが可能になる。
【００４３】本発明の範囲には、もう１つの非常に重要
なケースが含まれる。実際には、どのようなタイプの供
給が行われる場合でも、最低の負荷条件でさえも自己点
火燃焼を容易にするために、残留燃焼済みガスを最大限
充填させようと努めることは、非常に危険なこともあり
得る。その目的のための１つの興味深い解決法は、たと
えばほとんどシリンダの圧縮開始まで、更に排気口の閉
鎖を遅延させることと、そしてシリンダ圧縮の開始中の
み吸気弁を開口することとである。この場合、シリンダ
圧よりいくらか高い圧力で供給される圧縮空気は、以下
のように用いられなければならない。すなわち、この圧
力源は、機械的にかまたは電気的に駆動されコンプレッ
サ（例えば、ルーツタイプの容積式コンプレッサか、あ
るいはピストンが機関自体のピストンの１つであり得る
スクリューコンプレッサかまたはピストンコンプレッ
サ）であってもよい。この実施の形態のために必要な圧
縮空気はまた、燃料の噴霧化と噴射のためにも、用いる
ことができる。後者のケースを要約すれば、あたかも機
関が先ず最初に最大限まで残留ガスで満たされているか
のように、そして次に、燃焼済みガスの場所を取らず
に、したがってこのガスの閉じ込め量を減少させること
なしに、新たに供給される空気燃料混合気をあたかもこ
の機関が過剰供給されているかのように、全てが進行す
る。
【００４４】本発明の範囲から逸脱することなく、適宜
でかつ所望の吸気口開口および閉鎖時間を得るために、
上記弁の代わりに回転プラグ弁を用いることができる。
【００４５】このようにして、上述にしたがえば、本機
関は高負荷時には従来通りに作動していて、ピストンの
上がり行程中（膨張後）には排気口は開口しており、そ
してピストンの下り行程中（圧縮前）では吸気周期であ
る。このような条件の下では、内部ＥＧＲが存在するこ
とと、そしてこの残留ガスと新鮮ガスとの混合が生じな
いこととは、特に求められてはいず、そして排気と吸気
の２つの周期は、高いトルクを得るのに必要な程度に重
なることができる。参照番号１０のような排気絞り装置
が用いられるている時には、勿論この装置は大きく開口
されている。逆止め弁２０は、高速時に幾分圧力が低下
するかもしれないことを除いて、高負荷時の運転に否定
的効果を及ぼしてはならない。
【００４６】したがって、火花点火を行う高負荷時の従
来モードと、本発明による制御された自己点火を行う部
分負荷モードとの間の遷移は、内部ＥＧＲを制御しそし
てこの内部ＥＧＲと新鮮ガスとの最小限の混合を制御す
るために用いられる以下のパラメータ、すなわち ─ （可変調整によって最小にする）排気口の開口時間
の変数と、 ─ （もし備えられていれば）排気絞り装置の位置と、
そして ─ （もし用いられていれば）吸気口の開口時間の変数 とから成るパラメータを変化させることによって、達成
されるであろう。
【００４７】多重弁機関の場合では、これらの弁の一部
の開口は本発明によって定められたように行われ、そし
てこれらの弁の他の一部はより従来型に近い開口時間を
有することになり、こうして高負荷時における機関の良
好な充填を行うことが可能になろう。したがって、高負
荷時では、全ての弁が活動状態になっているであろう
が、部分負荷では、自己点火運転が求められ、従来の開
口時間に従った弁の開口は、本発明による弁動作の開口
のみを可能にするために、非活動状態にされるであろ
う。
【００４８】本発明によるこれらの制御パラメータの変
化が万一、自己点火運転を行うのに不十分である場合に
は、送り込まれる新鮮ガスの加熱や圧縮比の増大などの
ような他の公知の処置を付加して用いることもできる。
しかしながら、制御された自己点火燃焼モードに自動的
に達することができない場合は、（例えば、新鮮ガスの
ために必要な加熱水準を低下させることによって）少な
くとも補助的処置の必要性を減少させることも、本発明
には可能であると考えられる。
【００４９】本発明による機関動作の場合においては残
留ガスの熱エネルギーを利用するために、排気管は（セ
ラミック化、適宜な水還流などによって）排気弁から遮
断することができる。この断熱は少なくとも（もし備え
られていれば）排気絞り装置１０の位置まで延長するこ
とができる。
【００５０】最後に、本発明の範囲から逸脱することな
く、この制御された自己点火運転を通じて従来の点火火
花は維持されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による排気口の開口
時間を示すダイヤグラムの図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態によるピストンと排
気弁との並行運動を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施の形態による排気口の開口
時間を示すダイヤグラムの図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態によるピストンと排
気弁との並行運動を示すグラフである。
【図５】本発明の第３の実施の形態による排気口の開口
時間を示すダイヤグラムの図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態によるのピストンと
排気弁との並行運動を示すグラフである。
【図７】本発明による機関の排気口の断面略図である。
【図８】本発明による４行程機関の吸気口の断面略図で
ある
【図９】図８の実施の形態による排気口と吸気口との各
開口時間を示すダイヤグラムの図である。
【図１０】吸気弁と排気弁との時間と共に変わる変動
（それぞれ曲線Ａおよび曲線Ｅ）を示す各曲線のグラフ
である。
【図１１】本発明の更にもう１つの実施の形態による吸
気口と排気口とのそれぞれの開口時間を示すダイヤグラ
ムの図である。
【図１２】図１１の実施の形態による弁揚程曲線のグラ
フである。
【図１３】本発明のまたもう１つの実施の形態による吸
気口と排気口とのそれぞれの開口時間を示すダイヤグラ
ムの図である。
【図１４】図１３の実施の形態による弁揚程曲線のグラ
フである。
【符号の説明】
１ 排気管 ２ 吸気管 １０ 排気絞り装置 １２ 吸気弁 ２０ 逆止め弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック ラヴィ フランス国 78280 ギランクール リュ ド レコッス 24

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室における吸排気制御手段開閉の可
    変制御、特に当該機関の負荷の関数としての可変制御を
    備えた４行程機関における自己点火を制御するための方
    法において、 該方法は、 燃焼済みガスと新鮮ガスとの混合を最小限に抑えそして
    前記燃焼室内に残留している前記燃焼済みガスの量を制
    御するために、 前記燃焼室内における前記燃焼済みガスの長時間残留の
    段階（ａ）と、 全般的に該残留の周期の後に続く前記新鮮ガスの吸気周
    期の段階（ｂ）とを組み合わせ、そして部分負荷時に実
    施することより成ることを特徴とする４行程機関におけ
    る自己点火を制御するための方法。
  2. 【請求項２】 前記段階（ａ）は、正規の時間を超え
    て、すなわちピストンの上死点の後まで、排気口の閉鎖
    を遅らせることによって実施される請求項１に記載の４
    行程機関における自己点火を制御するための方法。
  3. 【請求項３】 前記段階（ａ）は正規運転に比較して前
    記排気口の開口も遅らせることによって、すなわち下死
    点前における前記排気口の開口を妨げることによって実
    施される請求項２に記載の４行程機関における自己点火
    を制御するための方法。
  4. 【請求項４】 前記段階（ａ）は前記燃焼済みガスがあ
    まり多量に脱出しないように制限するために、正規運転
    に比較して前記排気口の開口時間を減少させることによ
    って、すなわち前記ピストンの上り行程の１部分までの
    間だけ前記排気口の開口を許すことによって実施される
    請求項１に記載の４行程機関における自己点火を制御す
    るための方法。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つの排気弁から下流の排気
    管に可変の排気絞り装置（１０）を更に配設する請求項
    １から請求項４のいずれか１項に記載の４行程機関にお
    ける自己点火を制御するための方法。
  6. 【請求項６】 前記排気弁と前記可変の絞り装置（１
    ０）との間の前記排気管を更に断熱する請求項５に記載
    の４行程機関における自己点火を制御するための方法。
  7. 【請求項７】 吸気口の開口を前記上死点のずっと後に
    起こしそして前記吸気口の閉鎖を前記下死点の前に起こ
    して、正規運転に比較して前記吸気周期を短縮し、その
    結果、前記吸気口は、前記４行程機関の負荷のために必
    要な前記新鮮ガスの流入に要する時間の間だけ、前記排
    気口の閉鎖の後に開口される請求項２または３に記載の
    ４行程機関における自己点火を制御するための方法。
  8. 【請求項８】 吸気口の開口を前記上死点のずっと後に
    起こしそして前記吸気口の閉鎖を前記下死点のずっと後
    に起こして、正規運転に比較して前記吸気周期を遅延さ
    せ、その結果、前記吸気口は、前記排気口の閉鎖の後に
    開口されそして圧縮の間は閉鎖されている請求項２また
    は３に記載の４行程機関における自己点火を制御するた
    めの方法。
  9. 【請求項９】 吸気口は前記下死点の直前に閉鎖される
    請求項２または３に記載の４行程機関における自己点火
    を制御するための方法。
  10. 【請求項１０】 吸気管に逆止め弁が取り付けられてい
    る請求項８または９に記載の４行程機関における自己点
    火を制御するための方法。
  11. 【請求項１１】 シリンダが前記燃焼済みガスで一杯に
    なった後における圧縮の開始時に、混合気が圧力をかけ
    て導入される請求項１から請求項１０のいずれか１項に
    記載の４行程機関における自己点火を制御するための方
    法。
  12. 【請求項１２】 圧縮空気源が吸気口で用いられ、そし
    て圧縮空気は前記燃焼室に直接に燃料を噴射するために
    も用いられる請求項１から請求項１１のいずれか１項に
    記載の４行程機関における自己点火を制御するための方
    法。
  13. 【請求項１３】 前記新鮮ガスは前記４行程機関に供給
    される前に加熱されている請求項１から請求項１２のい
    ずれか１項に記載の４行程機関における自己点火を制御
    するための方法。
JP10056759A 1997-03-07 1998-03-09 ４行程機関における自己点火を制御するための方法 Pending JPH10252513A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR97/02822 1997-03-07
FR9702822A FR2760487B1 (fr) 1997-03-07 1997-03-07 Procede de controle de l'auto-allumage dans un moteur 4 temps

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10252513A true JPH10252513A (ja) 1998-09-22

Family

ID=9504577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10056759A Pending JPH10252513A (ja) 1997-03-07 1998-03-09 ４行程機関における自己点火を制御するための方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6082342A (ja)
EP (1) EP0863301B1 (ja)
JP (1) JPH10252513A (ja)
AT (1) ATE239865T1 (ja)
DE (1) DE69814218T2 (ja)
FR (1) FR2760487B1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007205181A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Honda Motor Co Ltd ４サイクル内燃機関
US8641200B2 (en) 2008-08-15 2014-02-04 Nec Display Solutions, Ltd. Projection type display device provided with a unit for detecting clogging of filters
JP2016011588A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 マツダ株式会社 往復動ピストンエンジンの動弁制御装置
JP2016044669A (ja) * 2014-08-27 2016-04-04 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19905364C1 (de) 1999-02-10 2000-08-03 Daimler Chrysler Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit variablen Gaswechselsteuerzeiten
FR2798959B1 (fr) * 1999-09-24 2005-02-18 Renault Procede de commande d'un moteur a combustion a quatre temps
FR2800126B1 (fr) 1999-10-26 2001-11-30 Inst Francais Du Petrole Procede de combustion par auto-allumage controle et moteur a quatre temps associe avec conduits de transfert entre conduit d'echappement et conduit d'admission
GB2356019A (en) 1999-11-04 2001-05-09 Ford Global Tech Inc Stratified exhaust gas recirculation four-stroke i.c. engine
WO2001046572A1 (en) 1999-12-22 2001-06-28 Lotus Cars Limited A four stroke engine
JP4016568B2 (ja) 2000-03-30 2007-12-05 日産自動車株式会社 ガソリン自己着火式内燃機関
JP4425445B2 (ja) * 2000-09-06 2010-03-03 富士重工業株式会社 自着火式エンジン
FR2815082B1 (fr) 2000-10-09 2003-04-11 Inst Francais Du Petrole Procede de controle d'auto-allumage dans un moteur a quatre temps
JP3931549B2 (ja) * 2000-10-19 2007-06-20 日産自動車株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
GB2372537A (en) * 2001-02-22 2002-08-28 Ford Global Tech Inc Engine with controlled auto-ignition
GB0107774D0 (en) * 2001-03-28 2001-05-16 Ford Global Tech Inc Fuel metering method for an engine operating with controlled auto-ignition
DE10115608A1 (de) * 2001-03-29 2002-10-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
GB2374633C (en) * 2001-04-19 2015-03-25 Lotus Car A four stroke engine
JP4005941B2 (ja) * 2003-06-03 2007-11-14 株式会社日立製作所 筒内噴射エンジンの燃焼制御装置及び燃焼制御方法
DE60320972D1 (de) * 2003-07-01 2008-06-26 Ford Global Tech Llc Vorrichtung und computerlesbares Speichermedium zur Steuerung homogener selbstgezündeter Verbrennung
US6983732B2 (en) * 2003-07-01 2006-01-10 General Motors Corporation Injection strategy for operating a direct-injection controlled auto-ignition four-stroke internal combustion engine
US7004124B2 (en) * 2003-07-01 2006-02-28 General Motors Corporation Valve strategy for operating a controlled auto-ignition four-stroke internal combustion engine
EP1541839B1 (de) 2003-12-10 2010-07-21 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Verfahren zum Betreiben eines Verbrennungsmotors
US7059281B2 (en) * 2004-07-12 2006-06-13 General Motors Corporation Four stroke engine auto-ignition combustion
US6994072B2 (en) * 2004-07-12 2006-02-07 General Motors Corporation Method for mid load operation of auto-ignition combustion
US6971365B1 (en) 2004-07-12 2005-12-06 General Motors Corporation Auto-ignition gasoline engine combustion chamber and method
US7080613B2 (en) * 2004-07-12 2006-07-25 General Motors Corporation Method for auto-ignition combustion control
US7152559B2 (en) * 2004-07-26 2006-12-26 General Motors Corporation Valve and fueling strategy for operating a controlled auto-ignition four-stroke internal combustion engine
WO2006023098A2 (en) * 2004-07-26 2006-03-02 General Motors Corporation NOx EMISSION CONTROL FOR A CONTROLLED AUTO-IGNITION FOUR-SRTOKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
US7021277B2 (en) * 2004-07-26 2006-04-04 General Motors Corporation Valve and fueling strategy for operating a controlled auto-ignition four-stroke internal combustion engine
US7150250B2 (en) * 2004-07-26 2006-12-19 General Motors Corporation Valve and fueling strategy for operating a controlled auto-ignition four-stroke internal combustion engine
US7128047B2 (en) * 2004-07-26 2006-10-31 General Motors Corporation Valve and fueling strategy for operating a controlled auto-ignition four-stroke internal combustion engine
US7367313B2 (en) * 2005-03-03 2008-05-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Speed transient control methods for direct-injection engines with controlled auto-ignition combustion
CN101160458B (zh) * 2005-03-03 2011-07-06 通用汽车环球科技运作公司 用于在具有受控自燃燃烧的直喷发动机的稀空燃比和化学计量空燃比燃烧模式之间负载转变控制的方法
US7370633B2 (en) * 2005-03-03 2008-05-13 Gm Global Technology Operations, Inc. Load transient control methods for direct-injection engines with controlled auto-ignition combustion
CN101218423B (zh) * 2005-03-03 2011-12-21 通用汽车环球科技运作公司 在燃料直喷发动机受控自动点火与火花点火模式之间转换的方法
US7287497B2 (en) * 2005-04-22 2007-10-30 Gm Global Technology Operations, Inc. Engine valve actuation system and method
US7275514B2 (en) * 2005-04-28 2007-10-02 Gm Global Technology Operations, Inc. Method of HCCI and SI combustion control for a direct injection internal combustion engine
DE102005031241A1 (de) * 2005-07-01 2007-01-04 Fev Motorentechnik Gmbh Variabler Ventiltrieb einer Kolben-Brennkraftmaschine
DE112006002631B4 (de) * 2005-10-06 2015-10-08 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Kraftstoffanpassung in einem Kompressionszündungsmotor mit homogener Ladung
FR2907168B1 (fr) 2006-10-11 2008-12-05 Inst Francais Du Petrole Procede de controle d'un moteur a combustion interne et moteur utilisant un tel procede.
US7832370B2 (en) * 2006-11-16 2010-11-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Low-load operation extension of a homogeneous charge compression ignition engine
FR2914366B1 (fr) * 2007-03-30 2011-06-03 Inst Francais Du Petrole Procede de controle du fonctionnement d'un moteur a combustion interne en mode de combustion a autoallumage controle et moteur utilisant un tel procede
KR20100096252A (ko) * 2007-12-21 2010-09-01 그린 파트너스 테크놀로지 홀딩스 게엠베하 피스톤 엔진 시스템 및 방법
US9376979B2 (en) 2011-10-05 2016-06-28 Robert Bosch Gmbh Fuel governor for controlled autoignition engines

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3494336A (en) * 1967-02-10 1970-02-10 Phillip S Myers Method and apparatus for reducing exhaust emissions and improving fuel utilization in internal combustion engines
DE2911209A1 (de) * 1979-03-22 1980-10-02 Bosch Gmbh Robert Einrichtung zum regeln der abgasrueckfuehrrate bei einer brennkraftmaschine
US4280451A (en) * 1980-04-23 1981-07-28 Moore Edward J High compression vacuum cycle engine
DE3401362C3 (de) * 1983-02-04 1998-03-26 Fev Motorentech Gmbh Verfahren zur Steuerung von Viertakt-Kolbenbrennkraftmaschinen
DE3347567A1 (de) * 1983-12-30 1985-07-11 Burkhard 3160 Lehrte Veldten Verfahren zur verbesserten energieausnutzung bei viertakt-kolbenmotoren
US5123397A (en) * 1988-07-29 1992-06-23 North American Philips Corporation Vehicle management computer
US5036824A (en) * 1989-06-21 1991-08-06 General Motors Corporation Fuel injection
US5224460A (en) * 1992-02-07 1993-07-06 Ford Motor Company Method of operating an automotive type internal combustion engine
US5161497A (en) * 1992-03-11 1992-11-10 Ford Motor Company Variable valve timing operated engine
US5367990A (en) * 1993-12-27 1994-11-29 Ford Motor Company Part load gas exchange strategy for an engine with variable lift camless valvetrain

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007205181A (ja) * 2006-01-31 2007-08-16 Honda Motor Co Ltd ４サイクル内燃機関
US8641200B2 (en) 2008-08-15 2014-02-04 Nec Display Solutions, Ltd. Projection type display device provided with a unit for detecting clogging of filters
JP2016011588A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 マツダ株式会社 往復動ピストンエンジンの動弁制御装置
JP2016044669A (ja) * 2014-08-27 2016-04-04 マツダ株式会社 圧縮着火式エンジンの制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0863301B1 (fr) 2003-05-07
ATE239865T1 (de) 2003-05-15
FR2760487B1 (fr) 1999-04-30
FR2760487A1 (fr) 1998-09-11
DE69814218T2 (de) 2004-01-22
EP0863301A1 (fr) 1998-09-09
US6082342A (en) 2000-07-04
DE69814218D1 (de) 2003-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH10252513A (ja) ４行程機関における自己点火を制御するための方法
US6807937B2 (en) Multi-cylinder diesel engine with variably actuated valves
US7308872B2 (en) Method and apparatus for optimized combustion in an internal combustion engine utilizing homogeneous charge compression ignition and variable valve actuation
US7080613B2 (en) Method for auto-ignition combustion control
EP1048833B1 (en) Internal combustion engine with exhaust gas recirculation
EP1925802B1 (en) Quick restart HCCI internal combustion engine
US9470174B2 (en) Control system and control method of spark ignition gasoline engine
US20120283932A1 (en) Two-stroke internal combustion engine with variable compression ratio and an exhaust port shutter and a method of operating such an engine
AU2004203345B2 (en) Method and intake cam for retaining exhaust residuals for emissions reduction in a diesel engine
JPH10252512A (ja) 圧縮点火式内燃機関
JPH11343874A (ja) 制御された自己着火燃焼方法および燃焼方法に関連する、残留ガスの貯留容積および専用の弁を有する４ストロ―クエンジン
WO2004076831A2 (en) Controlled auto-ignition engine
US10337427B2 (en) Control device of compression self-ignition engine
US7712440B2 (en) Increased HCCI operation window
US20030140877A1 (en) Four-stroke gasoline engine with direct injection and method for valve control
JP2020133591A (ja) 内燃機関の制御装置