JP2014173532A - 圧縮自己着火式エンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンの吸気通路20は、吸気を加熱する加熱手段(26)が設けられた高温通路22と、加熱手段が設けられない低温通路23と、各通路22,23の流量を調節する流量調節手段(28,29)とを備える。CI燃焼が実行されるCI領域Aでの運転時には、吸気の一部が高温通路22を通じてエンジン本体1に導入され、SI領域Bでの運転時には、低温通路23からの吸気の割合が増大される。CI領域AからSI領域Bへと運転ポイントが移行する過渡運転時には、SI領域Aでの定常運転時よりも燃料の噴射開始時期を遅らせた状態でSI燃焼が実行され、この過渡運転時の噴射開始時期は、圧縮上死点前45°CAから圧縮上死点後15°CAの範囲内に設定される。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施形態にかかる圧縮自己着火式エンジンの全体構成を示す図である。本図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される4サイクルのガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、紙面に直交する方向に列状に並ぶ複数の気筒2(図1にはそのうちの1つの気筒のみを示す)を有するエンジン本体1と、エンジン本体1に空気を導入するための吸気通路20と、エンジン本体1で生成された排気ガスを排出するための排気通路30と、排気通路30を流通する排気ガスの一部を吸気通路20に還流するためのEGR装置40と、排気ガスのエネルギーにより駆動されるターボ過給機50とを備えている。
次に、図2を用いて、エンジンの制御系について説明する。当実施形態のエンジンは、その各部がECU(エンジン制御ユニット)60によって統括的に制御される。ECU60は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM等を含むマイクロプロセッサからなり、本発明にかかる制御手段に相当するものである。
次に、図3〜図5を用いて、運転状態に応じたエンジン制御の具体的内容について説明する。
次に、図6のフローチャートを用いて、エンジンの運転中に行われる制御動作の手順について説明する。ただし、図3の各運転領域(A1,A2,B)で行われる定常運転時の制御については既に大まかに説明したので、ここでは、運転領域を短時間でまたぐような過渡運転時の制御や、第1、第2スロットル弁28,29の開度の決め方などについて主に説明することにする。
以上説明したとおり、当実施形態の圧縮自己着火式エンジンでは、燃料としてガソリンを含有する燃料が用いられ、予め定められたCI領域A(第1CI領域A1および第2CI領域A2)でCI燃焼がされるとともに、CI領域Aよりも高負荷側の領域を含むSI領域BでSI燃焼が実行される。このエンジンの吸気通路20は、吸気を加熱するインターウォーマ26(加熱手段)が設けられた高温通路22と、高温通路22と並列に延び、かつ吸気を冷却するインタークーラ27(冷却手段)が設けられた低温通路23と、高温通路22および低温通路23が集合したサージタンク24(集合部)と、サージタンク24とエンジン本体1とを接続する独立通路25(下流側通路)と、高温通路22および低温通路23をそれぞれ流通する吸気の流量を調節する第1、第2スロットル弁28,29(流量調節手段)とを有する。第1、第2スロットル弁28,29については、CI領域Aでの運転時に、吸気の一部が高温通路22を通じてエンジン本体1に導入されるように制御され(つまり両スロットル弁28,29が開かれ)、SI領域Bでの運転時には、エンジン本体1に導入される吸気が全て低温通路23からの吸気となるように制御される(つまり第1スロットル弁28が全閉とされる)。CI領域AからSI領域Bへと運転ポイントが移行する過渡運転時には、SI領域Aでの定常運転時よりも燃料の噴射開始時期を遅らせた状態でSI燃焼が実行され(過渡SIモード)、この過渡運転時の噴射開始時期(当実施形態では後段噴射の開始時期)は、圧縮上死点前45°CAから圧縮上死点後15°CAの範囲内に設定される。このような構成によれば、CI燃焼からSI燃焼への移行を、異常燃焼を伴うことなくしかもスムーズに行うことができるという利点がある。
20 吸気通路
22 高温通路
23 低温通路
24 サージタンク(集合部)
25 独立通路(下流側通路)
26 インターウォーマ(加熱手段)
27 インタークーラ(冷却手段)
28 第1スロットル弁(流量調節手段)
29 第2スロットル弁(流量調節手段)
60 ECU(制御手段)
A CI領域
B SI領域
Claims (5)
- ガソリンを含有する燃料を燃焼室に噴射するインジェクタと燃焼室に火花を放電する点火プラグとを含むエンジン本体と、エンジン本体に導入される吸気が流通する吸気通路と、予め定められたCI領域で上記燃料の自着火によるCI燃焼を実行させるとともに、CI領域よりも高負荷側の領域を含むSI領域で上記点火プラグの火花点火によるSI燃焼を実行させる制御手段とを備えた圧縮自己着火式エンジンであって、
上記吸気通路は、吸気を加熱する加熱手段が設けられた高温通路と、高温通路と並列に延び、かつ加熱手段が設けられない低温通路と、高温通路および低温通路が集合した集合部と、集合部と上記エンジン本体とを接続する下流側通路と、上記高温通路および低温通路をそれぞれ流通する吸気の流量を調節する流量調節手段とを有し、
上記制御手段は、上記CI領域での運転時に、吸気の少なくとも一部が上記高温通路を通じてエンジン本体に導入されるように上記流量調節手段を制御する一方、上記SI領域での運転時には、上記低温通路からエンジン本体に導入される吸気の割合が上記CI領域での運転時よりも増えるように上記流量調節手段を制御し、さらに、
上記制御手段は、上記CI領域からSI領域へと運転ポイントが移行する過渡運転時に、上記SI領域での定常運転時よりも上記燃料の噴射開始時期を遅らせた状態でSI燃焼を実行し、かつその過渡運転時の噴射開始時期を、圧縮上死点前45°CAから圧縮上死点後15°CAの範囲に含まれるように設定する、ことを特徴とする圧縮自己着火式エンジン。 - 請求項1記載の圧縮自己着火式エンジンにおいて、
上記SI領域での定常運転時に設定される燃料の噴射開始時期が、圧縮上死点前50°CAから圧縮上死点後10°CAの範囲に含まれる、ことを特徴とする圧縮自己着火式エンジン。 - 請求項2記載の圧縮自己着火式エンジンにおいて、
上記SI領域での定常運転時、および、上記CI領域からSI領域への過渡運転時は、上記インジェクタから2回以上に分割して燃料が噴射され、
上記分割噴射される燃料の最終段の噴射開始時期が、SI領域での定常運転のときは圧縮上死点前50°CAから圧縮上死点後10°CAの範囲であり、上記CI領域からSI領域への過渡運転のときは圧縮上死点前45°CAから圧縮上死点後15°CAの範囲である、ことを特徴とする圧縮自己着火式エンジン。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮自己着火式エンジンにおいて、
上記SI領域からCI領域へと運転ポイントが移行する逆過渡運転時にはSI燃焼が実行され、かつそのときの燃料の噴射開始時期は、上記CI領域からSI領域への過渡運転時よりも早い時期に設定される、ことを特徴とする圧縮自己着火式エンジン。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧縮自己着火式エンジンにおいて、
上記低温通路には、その内部を流通する吸気を冷却する冷却手段が設けられた、ことを特徴とする圧縮自己着火式エンジン。
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