JP5678835B2 - 内燃機関のガス供給装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明にかかる制御装置を多気筒圧縮着火式内燃機関(ディーゼルエンジン)を備える車載コモンレールシステムに適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、先の第2の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第4の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
以下、第5の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (9)
- 内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁を備える内燃機関の燃焼制御システムに適用され、新気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する高酸素濃度ガス及び新気中の酸素濃度よりも低い酸素濃度を有する低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給する供給手段を備える内燃機関のガス供給装置において、
前記高酸素濃度ガスの酸素濃度以下の酸素濃度を有するガスを高水準酸素濃度ガスとし、
前記高水準酸素濃度ガスの酸素濃度よりも低くて且つ前記低酸素濃度ガスの酸素濃度以上の酸素濃度を有するガスを低水準酸素濃度ガスとし、
前記供給手段は、前記燃焼室において、前記燃料噴射弁の噴孔から噴射された燃料噴霧の周辺領域のうち該燃料噴霧を挟んで前記噴孔とは反対側付近の領域に前記高水準酸素濃度ガスが配置されて且つ、前記燃料噴霧の周辺領域のうち前記高水準酸素濃度ガスが配置される領域以外の領域に前記低水準酸素濃度ガスが配置されるように前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給するものであり、
前記燃焼室の一部の領域であって且つ該燃焼室の中心軸線を通って該中心軸線方向に延びる領域を中心領域とし、前記燃焼室のうち前記中心領域以外の領域を外周領域とし、
前記供給手段は、前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスのそれぞれを各別の経路で1の気筒の前記燃焼室に供給する一対の吸気ポートであり、
前記一対の吸気ポートのうち前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートは、前記中心領域に前記低酸素濃度ガスを供給するものであり、
前記一対の吸気ポートのうち前記高酸素濃度ガスを供給する吸気ポートは、前記外周領域に前記高酸素濃度ガスを供給するものであり、
前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートから前記燃焼室に該低酸素濃度ガスを供給するに先立ち、前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートから前記燃焼室に前記高酸素濃度ガスを供給させる割込供給手段を備えることを特徴とする内燃機関のガス供給装置。 - 内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁を備える内燃機関の燃焼制御システムに適用され、新気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する高酸素濃度ガス及び新気中の酸素濃度よりも低い酸素濃度を有する低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給する供給手段を備える内燃機関のガス供給装置において、
前記高酸素濃度ガスの酸素濃度以下の酸素濃度を有するガスを高水準酸素濃度ガスとし、
前記高水準酸素濃度ガスの酸素濃度よりも低くて且つ前記低酸素濃度ガスの酸素濃度以上の酸素濃度を有するガスを低水準酸素濃度ガスとし、
前記供給手段は、前記燃焼室において、前記燃料噴射弁の周囲に前記低水準酸素濃度ガスが配置されて且つ、該配置された低水準酸素濃度ガスの外周に前記高水準酸素濃度ガスが配置されるように前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給するものであり、
前記燃焼室の一部の領域であって且つ該燃焼室の中心軸線を通って該中心軸線方向に延びる領域を中心領域とし、前記燃焼室のうち前記中心領域以外の領域を外周領域とし、
前記供給手段は、前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスのそれぞれを各別の経路で1の気筒の前記燃焼室に供給する一対の吸気ポートであり、
前記一対の吸気ポートのうち前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートは、前記中心領域に前記低酸素濃度ガスを供給するものであり、
前記一対の吸気ポートのうち前記高酸素濃度ガスを供給する吸気ポートは、前記外周領域に前記高酸素濃度ガスを供給するものであり、
前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートから前記燃焼室に該低酸素濃度ガスを供給するに先立ち、前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートから前記燃焼室に前記高酸素濃度ガスを供給させる割込供給手段を備えることを特徴とする内燃機関のガス供給装置。 - 前記割込供給手段は、前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートに前記高酸素濃度ガスを噴射供給するものであり、
前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートのうち前記割込供給手段によって前記高酸素濃度ガスが噴射供給される位置よりも上流側の流路面積を調節する流路面積調節手段と、
前記内燃機関の吸気バルブの閉弁期間において、前記流路面積調節手段によって前記流路面積を絞りつつ前記割込供給手段から前記高酸素濃度ガスを噴射供給すべく、前記流路面積調節手段及び前記割込供給手段を操作する操作手段とを更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関のガス供給装置。 - 酸素を透過させる分離部材を有して且つ新気が供給される分離装置を更に備え、
前記分離装置は、該分離装置に供給される新気のうち、前記分離部材を透過する気体を前記高酸素濃度ガスとして供給し、残余を前記低酸素濃度ガスとして供給する機能を有するものであり、
前記供給手段は、前記分離装置から供給される前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関のガス供給装置。 - 前記内燃機関から排出される排気の一部を外部EGRとして前記低酸素濃度ガスを供給する吸気ポートに還流させるEGR手段と、
前記分離装置から供給される前記低酸素濃度ガスの量が不足すると判断されることに基づき、前記分離装置から供給される低酸素濃度ガスに加えて、前記EGR手段によって還流された外部EGRを前記燃焼室に供給させる手段とを更に備えることを特徴とする請求項4記載の内燃機関のガス供給装置。 - 前記供給手段は、前記分離装置によって生成される前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスのそれぞれを各別の経路で1の気筒の前記燃焼室に供給する一対の供給通路であり、
前記一対の供給通路のうち前記低酸素濃度ガスを供給する通路と、前記一対の供給通路のうち前記高酸素濃度ガスを供給する通路とを接続する連通通路と、
前記連通通路に設けられて且つ該連通通路の流路面積を調節する第1の流路面積調節手段と、
前記一対の供給通路のうち前記高酸素濃度ガスを供給する通路と、前記分離装置に新気を供給する通路とを接続する新気供給通路と、
前記新気供給通路に設けられて且つ該新気供給通路の流路面積を調節する第2の流路面積調節手段と、
前記内燃機関の負荷が急増する又は該内燃機関の負荷が高いと判断された場合、前記第1の流路面積調節手段によって前記連通通路の流路面積を増大させる処理、及び前記第2の流路面積調節手段によって前記新気供給通路の流路面積を増大させる処理を行う増大手段とを更に備えることを特徴とする請求項4又は5記載の内燃機関のガス供給装置。 - 内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁を備える内燃機関の燃焼制御システムに適用され、新気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する高酸素濃度ガス及び新気中の酸素濃度よりも低い酸素濃度を有する低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給する供給手段を備える内燃機関のガス供給装置において、
前記高酸素濃度ガスの酸素濃度以下の酸素濃度を有するガスを高水準酸素濃度ガスとし、
前記高水準酸素濃度ガスの酸素濃度よりも低くて且つ前記低酸素濃度ガスの酸素濃度以上の酸素濃度を有するガスを低水準酸素濃度ガスとし、
前記供給手段は、前記燃焼室において、前記燃料噴射弁の噴孔から噴射された燃料噴霧の周辺領域のうち該燃料噴霧を挟んで前記噴孔とは反対側付近の領域に前記高水準酸素濃度ガスが配置されて且つ、前記燃料噴霧の周辺領域のうち前記高水準酸素濃度ガスが配置される領域以外の領域に前記低水準酸素濃度ガスが配置されるように前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給するものであり、
酸素を透過させる分離部材を有して且つ新気が供給される分離装置を更に備え、
前記分離装置は、該分離装置に供給される新気のうち、前記分離部材を透過する気体を前記高酸素濃度ガスとして供給し、残余を前記低酸素濃度ガスとして供給する機能を有するものであり、
前記供給手段は、前記分離装置によって生成される前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスのそれぞれを各別の経路で1の気筒の前記燃焼室に供給する一対の供給通路であり、
前記一対の供給通路のうち前記低酸素濃度ガスを供給する通路と、前記一対の供給通路のうち前記高酸素濃度ガスを供給する通路とを接続する連通通路と、
前記連通通路に設けられて且つ該連通通路の流路面積を調節する第1の流路面積調節手段と、
前記一対の供給通路のうち前記高酸素濃度ガスを供給する通路と、前記分離装置に新気を供給する通路とを接続する新気供給通路と、
前記新気供給通路に設けられて且つ該新気供給通路の流路面積を調節する第2の流路面積調節手段と、
前記内燃機関の負荷が急増する又は該内燃機関の負荷が高いと判断された場合、前記第1の流路面積調節手段によって前記連通通路の流路面積を増大させる処理、及び前記第2の流路面積調節手段によって前記新気供給通路の流路面積を増大させる処理を行う増大手段とを備えることを特徴とする内燃機関のガス供給装置。 - 内燃機関の燃焼室に燃料を直接噴射供給する燃料噴射弁を備える内燃機関の燃焼制御システムに適用され、新気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する高酸素濃度ガス及び新気中の酸素濃度よりも低い酸素濃度を有する低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給する供給手段を備える内燃機関のガス供給装置において、
前記高酸素濃度ガスの酸素濃度以下の酸素濃度を有するガスを高水準酸素濃度ガスとし、
前記高水準酸素濃度ガスの酸素濃度よりも低くて且つ前記低酸素濃度ガスの酸素濃度以上の酸素濃度を有するガスを低水準酸素濃度ガスとし、
前記供給手段は、前記燃焼室において、前記燃料噴射弁の周囲に前記低水準酸素濃度ガスが配置されて且つ、該配置された低水準酸素濃度ガスの外周に前記高水準酸素濃度ガスが配置されるように前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給するものであり、
酸素を透過させる分離部材を有して且つ新気が供給される分離装置を更に備え、
前記分離装置は、該分離装置に供給される新気のうち、前記分離部材を透過する気体を前記高酸素濃度ガスとして供給し、残余を前記低酸素濃度ガスとして供給する機能を有するものであり、
前記供給手段は、前記分離装置によって生成される前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスのそれぞれを各別の経路で1の気筒の前記燃焼室に供給する一対の供給通路であり、
前記一対の供給通路のうち前記低酸素濃度ガスを供給する通路と、前記一対の供給通路のうち前記高酸素濃度ガスを供給する通路とを接続する連通通路と、
前記連通通路に設けられて且つ該連通通路の流路面積を調節する第1の流路面積調節手段と、
前記一対の供給通路のうち前記高酸素濃度ガスを供給する通路と、前記分離装置に新気を供給する通路とを接続する新気供給通路と、
前記新気供給通路に設けられて且つ該新気供給通路の流路面積を調節する第2の流路面積調節手段と、
前記内燃機関の負荷が急増する又は該内燃機関の負荷が高いと判断された場合、前記第1の流路面積調節手段によって前記連通通路の流路面積を増大させる処理、及び前記第2の流路面積調節手段によって前記新気供給通路の流路面積を増大させる処理を行う増大手段とを備えることを特徴とする内燃機関のガス供給装置。 - 酸素を透過させる分離部材を有して且つ新気が供給される複数の分離装置を更に備え、
前記分離装置は、前記分離装置に供給される新気のうち、前記分離部材を透過する気体を前記高酸素濃度ガスとして供給し、残余を前記低酸素濃度ガスとして供給する機能を有するものであり、
前記供給手段は、前記分離装置から供給される前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスを前記燃焼室に供給するものであり、
前記内燃機関の負荷が高いほど、前記高酸素濃度ガス及び前記低酸素濃度ガスの生成に用いる前記分離装置の数を増大させる手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の内燃機関のガス供給装置。
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