JP2005113689A - 予混合圧縮着火内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】予混合燃焼を行う圧縮着火内燃機関において、燃焼室内の空燃比を検出又は推定する空燃比検出手段と、予混合燃焼が行われているときに、圧縮着火内燃機関の機関回転速度と燃料噴射量とから算出される予混合燃焼基準空燃比と空燃比検出手段によって検出又は推定される空燃比とに基づいて、予混合気の空燃比に起因する予混合燃焼状態の安定性を判定する予混合燃焼安定性判定手段(S104)と、を備える。
【選択図】 図3
Description
合燃焼状態の安定性を判定する予混合燃焼安定性判定手段と、を備える。
対して与えるべき吸気の圧力を電動式過給機によって発生するための、供給電圧をいう。従って、予混合燃焼安定性判定手段によって前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定されるときに、電動式過給機への供給電圧を所定の供給電圧より増量することで、該内燃機関の吸気の圧力が上昇し、燃焼室内の酸素量が増量される。その結果、予混合気の空燃比が理想空燃比に近づくことで予混合燃焼状態が安定し、以て該内燃機関の機関出力の加速度が所定の加速度まで達し得る。
においても、酸化触媒の酸化作用が十分に発揮させるべく、以下に挙げる圧縮着火内燃機関が好ましい。
。
と、該燃焼室内に形成される混合気の空燃比を検出する空燃比センサ31が、ECU20と電気的に接続され、それぞれより燃焼室内の圧力、空燃比が検出される。
、AF3の値の関係は、AF1>AF2>AF3となる。そして、図4に示す内燃機関1の運転領域と理想空燃比AFiとの関係から、S103において理想空燃比AFiを算出する。S103の処理が終了すると、S104へ進む。
ける処理と同一の処理については、同一の参照番号を付してその説明を省略する。
あると判断されると、S301へ進む。S301では、アクセル開度センサ34の開度信号より、内燃機関1の機関出力に要求される加速度Acciが算出される。S301の処理が終了すると、S302へ進む。
空燃比AFrが理想空燃比AFiより小さいか否か、即ち予混合燃焼時における予混合気の空燃比が理想空燃比よりリッチ側の空燃比となることで、予混合燃焼状態が不安定となっているか否かが判断される。S402において、実空燃比AFrが理想空燃比AFiより小さいと判断されるとS403へ進み、実空燃比AFrが理想空燃比AFiより小さくないと判断されると本制御を終了する。
比が理想空燃比よりリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定となっていると判断されるときに、該電動式過給機に供給する電圧を増加することで、過給圧を上昇させて、以て予混合気の実空燃比を理想空燃比へと近づけるようにしてもよい。
3・・・・燃料噴射弁
7・・・・吸気枝管
8・・・・吸気管
9・・・・酸素富化装置
12・・・・排気枝管
13・・・・排気管
14・・・・酸化触媒
16・・・・過給機
18・・・・空気タンク
19・・・・空気供給量調整弁
20・・・・ECU
31・・・・空燃比センサ
32・・・・圧力センサ
33・・・・クランクポジションセンサ
34・・・・アクセル開度センサ
Claims (13)
- 圧縮着火内燃機関において、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に行われる燃料噴射によって予混合気を形成して予混合燃焼を行う予混合燃焼手段と、
前記燃焼室内の空燃比を検出又は推定する空燃比検出手段と、
前記予混合燃焼手段によって予混合燃焼が行われているときに、前記圧縮着火内燃機関の機関回転速度と燃料噴射量とから算出される予混合燃焼基準空燃比と前記空燃比検出手段によって検出又は推定される空燃比とに基づいて、予混合気の空燃比に起因する予混合燃焼状態の安定性を判定する予混合燃焼安定性判定手段と、
を備えることを特徴とする予混合圧縮着火内燃機関。 - 圧縮着火内燃機関において、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に行われる燃料噴射によって予混合気を形成して予混合燃焼を行う予混合燃焼手段と、
前記燃焼室内の圧力を検出又は推定する圧力検出手段と、
前記予混合燃焼手段によって予混合燃焼が行われているときに、前記圧力検出手段によって検出又は推定される前記燃焼室内の圧力の最大値または該圧力の変化率の少なくとも何れかと前記圧縮着火内燃機関の燃料噴射量とに基づいて、予混合気の空燃比に起因する予混合燃焼状態の安定性を判定する予混合燃焼安定性判定手段と、
を備えることを特徴とする予混合圧縮着火内燃機関。 - 圧縮着火内燃機関において、圧縮行程上死点近傍の時期より早い時期に行われる燃料噴射によって予混合気を形成して予混合燃焼を行う予混合燃焼手段と、
前記圧縮着火内燃機関の機関出力の加速度を検出する加速度検出手段と、
前記予混合燃焼手段によって予混合燃焼が行われているときに、前記加速度検出手段によって検出される前記圧縮着火内燃機関の機関出力の加速度に基づいて、予混合気の空燃比に起因する予混合燃焼状態の安定性を判定する予混合燃焼安定性判定手段と、
を備えることを特徴とする予混合圧縮着火内燃機関。 - 前記予混合燃焼安定性判定手段は、前記加速度検出手段によって検出される前記圧縮着火内燃機関の機関出力の加速度が、該圧縮着火内燃機関において噴射される燃料噴射量によって決定される所定加速度より低い場合、前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定することを特徴とする請求項3に記載の予混合圧縮着火内燃機関。
- 供給電圧が調整されることで、前記圧縮着火内燃機関における吸気の圧力を所望の圧力とする電動式過給機を更に備え、
前記予混合燃焼安定性判定手段によって、前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定されるとき、前記電動式過給機への供給電圧を所定の供給電圧より増量することを特徴とする請求項4に記載の予混合圧縮着火内燃機関。 - 前記圧縮着火内燃機関における吸気の圧力を所望の圧力とすべくタービンホイールに吹き付けられる排気の流速をノズルベーンの開閉により可変とする可変容量型過給機を更に備え、
前記予混合燃焼安定性判定手段によって、前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定されるとき、前記ノズルベーンの開度を所定の開度より閉じ側に制御することを特徴とする請求項4に記載の予混合圧縮着火内燃機関。 - 前記可変容量型過給機は、低圧側過給機と高圧側過給機とが直列に配置されることで構成
される二段過給機における該高圧側過給機、または複数台の過給機から構成され、前記圧縮着火内燃機関の運転状態に基づいて作動する過給機を切替える切替式過給機において常時作動状態にある過給機のいずれかの過給機であることを特徴とする請求項6に記載の予混合圧縮着火内燃機関。 - 前記圧縮着火内燃機関における吸気の圧力を所望の圧力とする過給機と、
前記過給機の下流側の前記圧縮着火内燃機関の吸気通路に、該過給機によって過給された空気を貯留する空気タンクと、を更に備え、
前記予混合燃焼安定性判定手段によって、前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定されるとき、前記空気タンクに貯留された空気を前記吸気通路に導入することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の予混合圧縮着火内燃機関。 - 酸素富化膜によって吸気中の酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段を更に備え、
前記空気タンクには、前記酸素濃度調整手段によって酸素濃度が通常酸素濃度より高く調整された空気が貯留されることを特徴とする請求項8に記載の予混合圧縮着火内燃機関。 - 前記圧縮着火内燃機関の吸気通路に酸素富化膜を設け、該酸素富化膜の下流側の圧力を調整することで吸気中の酸素濃度を調整する酸素濃度調整手段を更に備え、
前記予混合燃焼安定性判定手段によって、前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定されるとき、前記酸素濃度調整手段によって前記酸素富化膜の下流側を減圧することで、吸気中の酸素濃度を上昇させることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の予混合圧縮着火内燃機関。 - 酸素富化膜によって吸気中の酸素濃度または窒素濃度を調整する吸気調整手段と、
前記吸気調整手段により吸気中の窒素濃度を増加することによって、排気中のNOx濃度を低減させるNOx濃度低減手段と、を更に備え、
前記NOx濃度低減手段によって排気中のNOx濃度を低減しているときに、前記予混合燃焼安定性判定手段によって、前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定される場合は、前記吸気調整手段による吸気中の窒素濃度の増加を中断し、且つ該吸気調整手段によって吸気中の酸素濃度を増加することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の予混合圧縮着火内燃機関。 - 前記圧縮着火内燃機関の排気通路に、酸化能を有する酸化触媒と、
前記酸化触媒に流入する排気の酸素濃度を酸化富化膜によって調整する排気酸素濃度調整手段と、を更に備え、
前記予混合燃焼安定性判定手段によって、前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定されるとき、前記排気酸素濃度調整手段によって、前記酸化触媒に流入する排気の酸素濃度を上昇させることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の予混合圧縮着火内燃機関。 - 前記圧縮着火内燃機関の排気通路に、酸化能を有する酸化触媒と、
前記酸化触媒の上流の排気通路に空気を導入する空気導入手段と、を更に備え、
前記予混合燃焼安定性判定手段によって、前記燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比となることで予混合燃焼状態が不安定であると判定されるとき、前記空気導入手段によって、前記酸化触媒の上流の排気通路に空気を導入することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の予混合圧縮着火内燃機関。
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