JP5233748B2 - Control device for compression self-ignition internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は、オクタン価の異なる２種以上の燃料をそれぞれ筒内に供給して圧縮自己着火燃焼を行う圧縮自己着火式内燃機関の制御に関する。 The present invention relates to control of a compression self-ignition internal combustion engine in which two or more kinds of fuels having different octane numbers are respectively supplied into a cylinder to perform compression self-ignition combustion.
特許文献１には、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料とを筒内に個々に噴射するようにした内燃機関が開示されている。ここでは、２つの燃料噴射弁からオクタン価の異なる燃料を両者が実質的に重ならないように噴射することで、燃料濃度が均質でかつオクタン価分布のある混合気場を形成するようにしており、これによって広い運転領域で圧縮着火燃焼の実現を図っている。
しかしながら、上記特許文献１の技術では、２つの燃料を別個に分布させることができる反面、中間のオクタン価となる混合した燃料分布を形成できないため、適用可能な運転領域が限定されてしまう。すなわち、特許文献１では、負荷の増加に伴って、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の供給割合を、低オクタン価燃料が少なくなるように制御する旨開示されているが、２つの燃料が混合せずに負荷の増加とともに高オクタン価燃料の量を増加させた場合、低オクタン価燃料によって着火した高オクタン価燃料が一斉に発火するため、燃焼後半が急峻燃焼になって燃焼騒音が過大となり、あるいは燃焼が良好に移行せず、未燃燃料の排出量が増大する。また、負荷の増加に対し低オクタン価燃料が過度に増加すると、低オクタン価燃料が一斉に発火し、燃焼の前半が急峻な燃焼となる。
However, in the technique of the above-described
そこで本発明は、オクタン価の異なる２種以上の燃料を筒内に供給し、圧縮自己着火させる圧縮自己着火式内燃機関の制御装置において、機関運転条件に応じて、筒内に分布する燃料の平均オクタン価と、筒内に分布する燃料のオクタン価幅と、を制御することによって、燃焼重心時期と燃焼期間とを制御するようにした。 Therefore, the present invention provides a control device for a compression self-ignition internal combustion engine that supplies two or more kinds of fuels having different octane numbers into a cylinder and performs compression self-ignition, and in accordance with engine operating conditions, an average of the fuel distributed in the cylinder By controlling the octane number and the octane number range of the fuel distributed in the cylinder, the combustion center-of-gravity timing and the combustion period are controlled.
『平均オクタン価』とは、筒内に供給される燃料のオクタン価の平均値であり、例えば低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射比率に相当する値である。『オクタン価幅』とは、筒内に分布する混合気中の燃料のオクタン価の中で、最高のオクタン価と最低のオクタン価との差であり、例えば筒内にオクタン価の異なる２つの混合気を分布させる場合、両混合気の燃料のオクタン価の差に相当する。『燃焼重心時期』とは、燃焼による熱発生量が総熱発生量の５０％となる時期（クランク角）であり、熱発生量は熱発生率（単位クランク角での熱発生量）の積算値に相当する。 The “average octane number” is an average value of the octane number of the fuel supplied into the cylinder, for example, a value corresponding to the injection ratio of the low octane number fuel and the high octane number fuel. “Octane number range” is the difference between the highest octane number and the lowest octane number among the octane numbers of the fuel in the mixture distributed in the cylinder. For example, two mixtures with different octane numbers are distributed in the cylinder. In this case, this corresponds to the difference in the octane number between the fuels of the two air-fuel mixtures. “Combustion center-of-gravity time” is the time (crank angle) when the amount of heat generated by combustion is 50% of the total heat generated, and the amount of heat generated is the sum of the heat generation rate (heat generated at the unit crank angle). Corresponds to the value.
例えば低負荷側の運転条件範囲においては、燃焼重心時期を圧縮上死点近傍の所定時期に維持することが機関の熱効率の点から望ましい。但し、燃焼重心時期をほぼ一定に維持しつつ負荷の増加に伴って平均オクタン価のみを上昇させると、急峻な燃焼により燃焼騒音を生じるおそれがある。そこで、機関負荷の増加つまり燃料噴射量の増加に伴って、燃焼期間を拡大することで、急峻な燃焼による燃焼騒音の発生を抑制しつつ、燃焼重心時期をほぼ一定に維持することで、熱効率を向上することができる。 For example, in the operating condition range on the low load side, it is desirable from the viewpoint of engine thermal efficiency to maintain the combustion gravity center timing at a predetermined timing near the compression top dead center. However, if only the average octane number is increased with an increase in load while maintaining the combustion center-of-gravity time almost constant, combustion noise may occur due to steep combustion. Therefore, by increasing the engine load, that is, by increasing the fuel injection amount, the combustion period is extended to suppress the generation of combustion noise due to steep combustion, while maintaining the combustion center-of-gravity timing almost constant, thereby improving the thermal efficiency. Can be improved.
高負荷側の運転条件範囲では、燃焼重心時期をほぼ一定に維持したまま、機関負荷の増加に応じて平均オクタン価を高くして燃料噴射量を増量していくと、筒内圧が限界を超えるおそれがある。一方、筒内圧を抑えるために機関負荷の増加に伴って燃焼期間を大きくすると、燃焼期間が過大となって機関の熱効率が低下する。そこで、高負荷側の運転条件範囲では、機関負荷の増加に応じて、上記燃焼重心時期を遅角することで、筒内圧の過度な上昇を抑えつつ、燃焼期間をほぼ一定に維持することで、機関の熱効率の低下を抑制することができる。 In the operating condition range on the high load side, if the average octane number is increased and the fuel injection amount is increased as the engine load increases while the combustion center of gravity is maintained almost constant, the in-cylinder pressure may exceed the limit. There is. On the other hand, if the combustion period is increased as the engine load increases in order to suppress the in-cylinder pressure, the combustion period becomes excessive and the thermal efficiency of the engine decreases. Therefore, in the operating condition range on the high load side, by retarding the combustion center of gravity timing as the engine load increases, the combustion period can be maintained substantially constant while suppressing an excessive increase in the in-cylinder pressure. The reduction in the thermal efficiency of the engine can be suppressed.
本発明によれば、筒内に分布する燃料の平均オクタン価とオクタン価幅とを制御することで、急峻燃焼による燃焼騒音を抑制しつつ、機関負荷等の機関運転条件に応じて、燃焼重心時期と燃焼期間とを適切に変化させることで、機関の熱効率を向上することができる。 According to the present invention, by controlling the average octane number and octane number width of the fuel distributed in the cylinder, while suppressing combustion noise due to steep combustion, according to engine operating conditions such as engine load, By appropriately changing the combustion period, the thermal efficiency of the engine can be improved.
図１は、この発明に係る圧縮着火内燃機関の第１実施例を示しており、シリンダヘッド１ａとシリンダブロック１ｂとピストン２とによって燃焼室３が形成されている。この燃焼室３は、吸気弁４を介して吸気ポート６と連通し、かつ排気弁５を介して排気ポート７と連通する。燃焼室３の上面中心部には、２つの燃料噴射弁つまり低オクタン価燃料用燃料噴射弁１７と高オクタン価燃料用燃料噴射弁１８とが並んで配置されている。
FIG. 1 shows a first embodiment of a compression ignition internal combustion engine according to the present invention. A
低オクタン価燃料噴射弁１７には、低オクタン価燃料タンク１９より低圧燃料ポンプ２１，低圧燃料配管２５Ａ，高圧燃料ポンプ２３，高圧燃料配管２５Ｂを介して低オクタン価燃料が供給される。同様に、高オクタン価燃料噴射弁１８には、低オクタン価燃料タンク２０より低圧燃料ポンプ２２，低圧燃料配管２６Ａ，高圧燃料ポンプ２４，高圧燃料配管２６Ｂを介して高オクタン価燃料が供給される。これらの燃料噴射弁１７，１８に対向して、ピストン２の冠面中央部には、適宜な形状のキャビティ２ａが設けられている。これら２つの燃料噴射弁１７，１８は、いずれも、シリンダ中心軸線を中心とした円錐形の噴霧を形成する。なお、これらの燃料噴射弁１７，１８は、通常は、全体として円錐形の噴霧を形成するマルチホール型燃料噴射弁が用いられるが、必ずしもこれに限定されず、円錐形の噴霧を形成する単噴孔のものであってもよい。
Low octane number
吸気コレクタ８の上流には吸入空気量を調整するスロットル弁９が設けられている。制御部１０は、機関回転数（速度）を検出するクランク角センサ２７，負荷要求に相当するアクセ得開度を検出するアクセル開度センサ１１，機関水温を検出する水温センサ１２，ノッキングを検出するノックセンサ１３等の検出信号に基づいて、スロットル弁のアクチュエータ９ａへ制御信号を出力し、スロットル開度を制御するとともに、燃料噴射弁１７，１８へ制御信号を出力し、各々の燃料噴射時期や噴射量等を制御する。
A throttle valve 9 for adjusting the amount of intake air is provided upstream of the
本実施例のように２本の直噴型燃料噴射弁１７，１８を備える構成においては、燃料噴射時期を、吸気行程又は圧縮行程の前半の予備噴射時期と、圧縮行程後半のメイン噴射時期の少なくとも２回に分けることによって、筒内に燃料のオクタン価が異なる２つの混合気を分布させることができる（混合気成層化手段）。すなわち、図２に示すように、予備噴射時期における燃料噴射によって、筒内に所定オクタン価の均質な混合気Ｆ１を形成する一方、メイン噴射時期における燃料噴射によって、筒内の一部（中央部）に異なるオクタン価の成層混合気Ｆ２を形成することができる。また、個々の噴射時期での低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射比率（噴射量の割合）を制御することによって、個々の混合気Ｆ１，Ｆ２の燃料のオクタン価を調整することができる（オクタン価調整手段）。このように燃料オクタン価の分布を意図的に生成することで、図２（Ｃ）の特性Ｌ２に示すように、筒内圧の過度な上昇を抑制しつつ、着火時期や燃焼期間を適正化することが可能となる。例えば負荷の増加に応じて単に筒内の平均オクタン価を上昇させた場合、図２（Ｃ）の破線の特性Ｌ２に示すように、急峻な燃焼となって燃焼騒音が増大するとともに、筒内圧が過大となってしまう。なお、図中の『ＲＯＮ』はオクタン価を意味している。
In the configuration including the two direct injection
図３〜図５を参照して、平均オクタン価ａｖｅＲＯＮは、筒内に供給された燃料のオクタン価の平均値（オクタン価に応じた燃料の供給量によって、オクタン価に重み付けを行なった上での平均値）であり、オクタン価幅ΔＲＯＮは、筒内に分布する混合気の燃料のオクタン価の格差、つまり最も高い最高オクタン価ｍａｘＲＯＮと最も低い最低オクタン価ｍｉｎＲＯＮとの差である。燃焼重心時期θ５０は、熱発生量が総熱発生量の５０％となる時期（クランク角）であって、必ずしも燃焼期間θ１０−９０（熱発生量が総熱発生量の１０％になった時のクランク角から、９０％になった時のクランク角までのクランク角範囲）の中央の時期（クランク角）ではない。燃焼期間θ１０−９０は、圧力上昇を伴う燃焼期間に相当し、実際の燃焼開始から終了までの期間θ０−１００よりも適宜に短い期間に設定される。なお、図３において、符号α１は２つの混合気Ｆ１，Ｆ２の燃料の分布割合（燃料量の割合）を示している。また、図４，図５は図３の符号（１）〜（５）に示す代表的な負荷での熱発生率（Ｈ．Ｒ．Ｒ．）の特性を示している。 3 to 5, the average octane number aveRON is the average value of the octane number of the fuel supplied into the cylinder (the average value after weighting the octane number according to the amount of fuel supplied according to the octane number). The octane number width ΔRON is the difference between the octane numbers of the fuels of the air-fuel mixture distributed in the cylinder, that is, the difference between the highest highest octane number maxRON and the lowest lowest octane number minRON. The combustion center-of-gravity timing θ50 is a time (crank angle) at which the heat generation amount becomes 50% of the total heat generation amount, and is necessarily the combustion period θ10-90 (when the heat generation amount becomes 10% of the total heat generation amount). This is not the central time (crank angle) of the crank angle range from the crank angle to the crank angle when it reaches 90%. The combustion period θ10-90 corresponds to a combustion period accompanied by a pressure increase, and is set to a period appropriately shorter than the period θ0-100 from the actual start to end of combustion. In FIG. 3, symbol α1 indicates the fuel distribution ratio (fuel ratio) of the two air-fuel mixtures F1 and F2. 4 and 5 show the characteristics of the heat generation rate (HRRR) at typical loads shown in reference numerals (1) to (5) of FIG.
［１］本実施例においては、機関運転条件に応じて、筒内に分布する燃料の平均オクタン価ａｖｅＲＯＮと、筒内に分布する燃料のオクタン価幅ΔＲＯＮと、を制御することによって、燃焼重心時期θ５０と、燃焼期間θ１０−９０と、を制御する。これによって、後述するように、機関負荷等の機関運転条件に応じて燃焼重心時期と燃焼期間とを適切に変化させることで、急峻燃焼による燃焼騒音を抑制しつつ、機関の熱効率を向上することが可能となる。 [1] In this embodiment, the combustion center-of-gravity timing θ50 is controlled by controlling the average octane number aveRON of fuel distributed in the cylinder and the octane number width ΔRON of fuel distributed in the cylinder according to the engine operating conditions. And the combustion period θ10-90. As described later, by appropriately changing the combustion center-of-gravity timing and the combustion period according to the engine operating conditions such as the engine load, the combustion noise due to steep combustion is suppressed and the thermal efficiency of the engine is improved. Is possible.
［２］所定負荷ＳＬ未満の低−中負荷域（第１の運転条件範囲）では、図４（Ａ）にも示すように、燃焼重心時期θ５０を一定に維持するように、機関負荷の増加に応じて、上記燃焼期間θ１０−９０を拡大する。すなわち、負荷の増加に応じて燃焼期間θ１０−９０を拡大することによって、急峻燃焼を抑えつつ負荷増加に応じて燃料噴射量を増量し、かつ、燃焼重心時期θ５０をほぼ一定に維持することで、燃焼重心時期θ５０の遅角や進角による機関の熱効率の低下を防ぐことができる。 [2] In the low-medium load range (first operating condition range) less than the predetermined load SL, as shown in FIG. 4A, the engine load increases so as to keep the combustion gravity center timing θ50 constant. Accordingly, the combustion period θ10-90 is expanded. That is, by expanding the combustion period θ10-90 according to the increase in load, the fuel injection amount is increased according to the increase in load while suppressing steep combustion, and the combustion center-of-gravity timing θ50 is maintained substantially constant. Further, it is possible to prevent a decrease in the thermal efficiency of the engine due to the retard or advance of the combustion center-of-gravity timing θ50.
［３］具体的には、図３にも示すように、低−中負荷域では、機関負荷の増加に応じて、平均オクタン価を高くしつつ、オクタン価幅を拡大することで、燃焼期間θ１０−９０を拡大しつつ、燃焼重心時期θ５０をほぼ一定に維持することができる。 [3] Specifically, as shown in FIG. 3, in the low-medium load region, the combustion period θ10− is increased by increasing the average octane number while increasing the average octane number as the engine load increases. The combustion center-of-gravity timing θ50 can be maintained substantially constant while 90 is enlarged.
［４］所定負荷ＳＬ以上の中−高負荷域（第２の運転条件範囲）では、図５の破線で示すように、燃焼重心時期θ５０をほぼ一定に維持したままの熱発生では（クランク角に対する熱発生率が高くなり過ぎて）、筒内圧が限界を超えるおそれがある。一方、燃焼期間θ１０−９０が過大となると機関の熱効率が低下する。そこで、このような中−高負荷域では、上記燃焼期間θ１０−９０を一定に維持するように、機関負荷の増加に応じて、燃焼重心時期θ５０を遅角する。これによって、筒内圧の過度な上昇を抑えつつ、燃焼期間θ１０−９０をほぼ一定に維持し、機関の熱効率を向上することができる。 [4] In the middle to high load range (second operating condition range) above the predetermined load SL, as shown by the broken line in FIG. 5, the heat generation with the combustion gravity center timing θ50 maintained substantially constant (crank angle) The heat generation rate for the cylinder becomes too high), and the in-cylinder pressure may exceed the limit. On the other hand, if the combustion period θ10-90 is excessive, the thermal efficiency of the engine decreases. Therefore, in such a medium-high load region, the combustion center-of-gravity timing θ50 is retarded according to the increase in the engine load so as to keep the combustion period θ10-90 constant. Accordingly, the combustion period θ10-90 can be maintained substantially constant while suppressing an excessive increase in the in-cylinder pressure, and the thermal efficiency of the engine can be improved.
［５］具体的には、中−高負荷域では、機関負荷の増加に応じて、平均オクタン価ａｖｅＲＯＮを高くしつつ、上記オクタン価幅ΔＲＯＮを縮小することによって、図５の（４），（５）に示すように、燃焼期間θ１０−９０をほぼ一定に維持しつつ、燃焼重心時期θ５０を遅角させていくことができる。 [5] Specifically, in the medium-high load range, the average octane number aveRON is increased in accordance with the increase in engine load, and the octane number range ΔRON is reduced to reduce (4), (5) in FIG. ), The combustion gravity center timing θ50 can be retarded while maintaining the combustion period θ10-90 substantially constant.
［６］また、中−高負荷域においては、図３に示すように、負荷の増加に応じて燃焼重心時期θ５０を遅角させつつ燃焼期間θ１０−９０をほぼ一定に維持するように、負荷の増加に応じた平均オクタン価の上昇率を低−中負荷域よりも小さくしている。 [6] Also, in the middle-high load range, as shown in FIG. 3, the load is set so that the combustion period θ10-90 is maintained substantially constant while retarding the combustion center-of-gravity timing θ50 as the load increases. The rate of increase of the average octane number corresponding to the increase of is smaller than the low-medium load range.
［７］このように本実施例では、低−中負荷域と中−高負荷域とで、機関負荷の変化に対する平均オクタン価ａｖｅＲＯＮの変化率とオクタン価幅の変化率とを異ならせることで、全ての負荷域にわたって、図５に示すように熱発生率の特性を適正なものとすることができ、急峻燃焼による燃焼騒音や未燃燃料の排出を抑制しつつ、機関の熱効率の低下を抑制することができる。 [7] As described above, in this embodiment, the change rate of the average octane ave RON and the change rate of the octane value width with respect to the change of the engine load are made different between the low-medium load region and the medium-high load region. As shown in FIG. 5, the characteristics of heat generation rate can be made appropriate over the load range of the engine, and the deterioration of the engine thermal efficiency is suppressed while suppressing the combustion noise and the discharge of unburned fuel due to the steep combustion. be able to.
［８］上記第１実施例では、図２に示すように、燃料のオクタン価が異なる２つの混合気Ｆ１，Ｆ２を分布させ、両混合気Ｆ１，Ｆ２の燃料の分布割合α１を異ならせているが、図６に示す第２実施例のように、燃料のオクタン価を筒内で連続的に変化させ、オクタン価が高くなるほど、その燃料の分布割合（燃料量の割合）α２を高くするようにしても良い。 [8] In the first embodiment, as shown in FIG. 2, two fuel mixtures F1 and F2 having different fuel octane numbers are distributed, and the fuel distribution ratio α1 of both the fuel mixtures F1 and F2 is made different. However, as in the second embodiment shown in FIG. 6, the octane number of the fuel is continuously changed in the cylinder, and the higher the octane number, the higher the fuel distribution ratio (fuel amount ratio) α2. Also good.
［９］筒内全体に混合気を均質に分布させるとともに、機関負荷の増加に応じて上記混合気の当量比を高くする場合、図２に示すように、低−中負荷域では、機関負荷の増加に応じて、筒内に分布する燃料の最小オクタン価ｍｉｎＲＯＮ及び最高オクタン価ｍａｘＲＯＮの双方をそれぞれ高くすることで、燃焼重心時期θ５０をほぼ一定に維持しつつ、燃焼期間θ１０−９０を拡大していくことができる。つまり、当量比が高くなるほど、着火性が高くなり、燃焼開始時期θ１０が進角することから、機関負荷の増加に応じて最小オクタン価ｍｉｎＲＯＮを高くしても、当量比の上昇により燃焼開始時期θ１０を進角させて、燃焼期間θ１０−９０を拡大することができる。 [9] When the air-fuel mixture is uniformly distributed throughout the cylinder and the equivalence ratio of the air-fuel mixture is increased in accordance with the increase in the engine load, as shown in FIG. In accordance with the increase in the combustion period, by increasing both the minimum octane number minRON and the maximum octane number maxRON of the fuel distributed in the cylinder, the combustion period θ10-90 is expanded while maintaining the combustion center-of-gravity timing θ50 substantially constant. I can go. That is, as the equivalence ratio increases, the ignitability increases and the combustion start timing θ10 advances. Therefore, even if the minimum octane number minRON is increased as the engine load increases, the combustion start timing θ10 is increased by increasing the equivalence ratio. Can be advanced to expand the combustion period θ10-90.
［１０］図７に示す第３実施例では、機関負荷の増加に応じて、混合気Ｆ０の当量比をほぼ一定に維持しつつ、上記混合気Ｆ０が分布する領域を拡大している。この場合、当量比をほぼ一定に維持することから、低−中負荷域において、上記第１実施例と同様、最小オクタン価ｍｉｎＲＯＮを高くすると、燃焼開始時期θ１０が遅角し、燃焼期間θ１０−９０を拡大することができない。そこで、このような場合には、図８に示すように、低−中負荷域においては、機関負荷の増加に応じて最小オクタン価ｍｉｎＲＯＮを低くすることで、上記第１実施例と同様、機関負荷の増加に応じて燃焼開始時期θ１０を進角させて、燃焼期間θ１０−９０を拡大することができる。 [10] In the third embodiment shown in FIG. 7, as the engine load increases, the region in which the mixture F0 is distributed is expanded while maintaining the equivalence ratio of the mixture F0 substantially constant. In this case, since the equivalence ratio is maintained substantially constant, in the low-medium load region, as in the first embodiment, when the minimum octane number minRON is increased, the combustion start timing θ10 is retarded and the combustion period θ10-90. Can not be expanded. Therefore, in such a case, as shown in FIG. 8, in the low-medium load region, the engine load is reduced as in the first embodiment by lowering the minimum octane number minRON in accordance with the increase in engine load. The combustion start timing θ10 can be advanced in accordance with the increase in the combustion period to extend the combustion period θ10-90.
［１１］ターボ過給機を備えた構成においては、機関負荷の増加に応じて過給圧が増加するために、筒内全体に混合気を均質に分布させた場合であっても、機関負荷の増加に応じて混合気の当量比が低くなる。従って、低−中負荷域において、上記第１実施例のように、負荷の増加に応じて最小オクタン価ｍｉｎＲＯＮを高くすると、燃焼開始時期θ１０が遅角し、燃焼期間θ１０−９０を拡大することができない。そこで、このような場合には、上記第３実施例と同様、図８に示すように、低−中負荷域においては、負荷の増加に応じて最小オクタン価ｍｉｎＲＯＮを低くすることで、機関負荷の増加に応じて燃焼開始時期θ１０を進角させて、燃焼期間θ１０−９０を拡大することができる。 [11] In the configuration provided with the turbocharger, the supercharging pressure increases as the engine load increases. Therefore, even when the air-fuel mixture is uniformly distributed throughout the cylinder, the engine load The equivalence ratio of the air-fuel mixture decreases as the value increases. Therefore, in the low-medium load region, as in the first embodiment, when the minimum octane number minRON is increased in accordance with the increase in the load, the combustion start timing θ10 is retarded and the combustion period θ10-90 is extended. Can not. Therefore, in such a case, as in the third embodiment, as shown in FIG. 8, in the low-medium load region, the minimum octane number minRON is lowered according to the increase in the load, thereby reducing the engine load. The combustion period θ10-90 can be expanded by advancing the combustion start timing θ10 according to the increase.
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば吸気ポートに燃料噴射弁を備える構成においては、吸気行程で吸気ポートに燃料を噴射することによって均質混合気Ｆ１を形成するようにしても良い。また、筒内の異なる領域に燃料を噴射する２本の直噴式噴射弁と、それぞれの噴射弁に供給する燃料を改質することによってオクタン価を調整可能な改質器と、を備える構成としても良い。この場合、改質器により適宜に調整されたオクタン価の燃料をそれぞれの噴射弁より筒内の異なる領域に噴射することで、筒内に燃料のオクタン価が異なる２つの混合気を分布させることができる。また、上記機関負荷に代えて、燃料噴射量，最高筒内圧力，最高筒内圧力変化率，あるいは燃焼騒音等に基づいて運転条件範囲を設定したり制御を行うようにしても良い。 As described above, the present invention has been described based on the specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and changes without departing from the spirit of the present invention. . For example, in a configuration in which a fuel injection valve is provided in the intake port, the homogeneous mixture F1 may be formed by injecting fuel into the intake port in the intake stroke. Further, it may be configured to include two direct injection valves that inject fuel into different regions in the cylinder, and a reformer that can adjust the octane number by reforming the fuel supplied to each of the injection valves. good. In this case, it is possible to distribute two air-fuel mixtures having different octane numbers of the fuel in the cylinder by injecting the octane fuel appropriately adjusted by the reformer into different areas in the cylinder from the respective injection valves. . Further, the operating condition range may be set or controlled based on the fuel injection amount, the maximum in-cylinder pressure, the maximum in-cylinder pressure change rate, the combustion noise, or the like instead of the engine load.
３…燃焼室
６…吸気ポート
１０…制御部
１７…低オクタン価燃料用燃料噴射弁
１８…高オクタン価燃料用燃料噴射弁
DESCRIPTION OF
Claims (14)
機関運転条件に応じて、筒内に分布する燃料の平均オクタン価と、筒内に分布する燃料のオクタン価幅と、を制御することによって、燃焼重心時期と燃焼期間とを制御することを特徴とする圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 In a control device for a compression self-ignition internal combustion engine that supplies two or more kinds of fuels having different octane numbers into a cylinder and performs compression self-ignition,
By controlling the average octane number of the fuel distributed in the cylinder and the octane width of the fuel distributed in the cylinder according to the engine operating conditions, the combustion center-of-gravity timing and the combustion period are controlled. A control device for a compression self-ignition internal combustion engine.
第２の運転条件範囲においては、機関負荷の増加に応じて、上記平均オクタン価を高くしつつ、上記オクタン価幅を縮小し、かつ、上記平均オクタン価の上昇率を上記第１の運転条件範囲よりも小さくすることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 In the first operating condition range, as the engine load increases, the average octane number is increased while the octane number range is expanded.
In the second operating condition range, as the engine load increases, the average octane number is increased while the octane number range is reduced, and the increase rate of the average octane number is set higher than that in the first operating condition range. The control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5, wherein the control device is made small.
上記第２の運転条件範囲が、機関負荷が上記所定負荷以上の中−高負荷域であることを特徴とする請求項６又は７に記載の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 The first operating condition range is a low-medium load range where the engine load is less than a predetermined load,
The control apparatus for a compression self-ignition internal combustion engine according to claim 6 or 7, wherein the second operating condition range is a medium-high load range in which the engine load is equal to or greater than the predetermined load.
各々の混合気の燃料のオクタン価を調整するオクタン価調整手段と、
を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 A mixture stratification means for distributing a mixture of fuel having a low octane number and a mixture of fuel having a high octane number to different regions in the cylinder;
Octane number adjusting means for adjusting the octane number of the fuel of each mixture,
The control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to any one of claims 1 to 12, wherein:
上記混合気成層化手段は、吸気行程又は圧縮行程の前半の予備噴射時期に燃料を噴射するとともに、圧縮行程後半のメイン噴射時期に燃料を噴射し、
上記オクタン価調整手段は、各々の噴射時期で、低オクタン価燃料と高オクタン価燃料の噴射比率を制御することを特徴とする請求項１３に記載の圧縮自己着火式内燃機関の制御装置。 It has two fuel injection valves that inject low octane fuel and high octane fuel directly into the cylinder,
The mixed gas stratification means injects fuel at a preliminary injection timing in the first half of the intake stroke or compression stroke, and injects fuel at a main injection timing in the latter half of the compression stroke,
14. The control device for a compression self-ignition internal combustion engine according to claim 13, wherein the octane number adjusting means controls the injection ratio of the low octane number fuel and the high octane number fuel at each injection timing.
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| JP2009048751A JP5233748B2 (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Control device for compression self-ignition internal combustion engine |
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