JP6059660B2 - ガソリン直噴内燃エンジンを動作させるシステム及び方法 - Google Patents
ガソリン直噴内燃エンジンを動作させるシステム及び方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6059660B2 JP6059660B2 JP2013536773A JP2013536773A JP6059660B2 JP 6059660 B2 JP6059660 B2 JP 6059660B2 JP 2013536773 A JP2013536773 A JP 2013536773A JP 2013536773 A JP2013536773 A JP 2013536773A JP 6059660 B2 JP6059660 B2 JP 6059660B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- fuel
- exhaust
- combustion
- valve
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B23/101—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the injector being placed on or close to the cylinder centre axis, e.g. with mixture formation using spray guided concepts
-
- 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
- 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
- F02D13/0265—Negative valve overlap for temporarily storing residual gas in the cylinder
-
- 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
- F02D13/0269—Controlling the valves to perform a Miller-Atkinson cycle
-
- 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
- F02D13/0273—Multiple actuations of a valve within an engine cycle
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/401—Controlling injection timing
-
- 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
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/402—Multiple injections
-
- 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
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
- F02B17/005—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders having direct injection in the combustion chamber
-
- 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
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/08—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition
- F02B23/10—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder
- F02B2023/102—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with positive ignition with separate admission of air and fuel into cylinder the spark plug being placed offset the cylinder centre axis
-
- 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
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0406—Layout of the intake air cooling or coolant circuit
- F02B29/0437—Liquid cooled heat exchangers
-
- 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
- F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
- F02B29/04—Cooling of air intake supply
- F02B29/0493—Controlling the air charge temperature
-
- 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
- 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
- F02D2041/3052—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion characterised by the mode(s) being used the mode being the stratified 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
- 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
- F02D41/008—Controlling each cylinder individually
-
- 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
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
[0001]本出願は、2010年10月26日出願の米国特許仮出願第61/406,689号の利益を主張するものであり、この仮出願の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
連邦政府委託の研究または開発に関する声明
[0002]本発明は、エネルギー省によって授与された契約番号DE−EE0003258を受けて国庫補助により行なわれた。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。
基本的にエンジンの全負荷速度範囲にわたって空気燃料混合物の自己発火を達成し、同時に、容認できる燃料消費量、雑音、および排出結果を達成するために、遅い噴射、層状化された混合物、低温燃焼プロセスを利用するのが有利であることが分かった。
また、本発明の一実施形態によれば、直接燃料噴射を伴う少なくとも1つのシリンダを有し、シリンダは、シリンダの内部で往復運動が可能な、クランクに接続されたピストンを収容する、ガソリン直噴内燃エンジンであって、シリンダのボア壁表面、ピストンの頂面、およびエンジンのシリンダヘッドの底面が容量可変燃焼室を画定し、シリンダヘッドが、吸気口との連通を制御する吸気弁および排気口との連通を制御する排気弁を備える、ガソリン直噴内燃エンジンを動作させる方法であって、エンジンの有効圧縮比を制御するステップと、燃焼室の中の残留既燃ガスの量を制御するステップと、燃焼室の中に排気ガスを再導入するために、排気再循環(EGR)制御手段を有する排気再循環(EGR)手段を使用するステップと、吸気圧ブースト制御手段を有する吸気圧ブースト手段を使用するステップと、燃焼サイクル当り複数回の噴射が可能な燃料噴射手段を使用するステップと、燃焼室の濡れを生じさせることなく、エンジンの全体の速度および負荷の動作範囲にわたって、中央で高く外側で低くなるように変化する別個の当量比が存在する非均一な燃料供給を達成するように、燃焼室の内部に燃料を空間的に分布させるステップと、排気再吸入、排気再循環(EGR)、燃焼サイクル当り燃料噴射の回数、燃料噴射の時期、および過給圧を、燃焼室の中で空気と75〜100の(RON+MON)/2値(ここで、RONはリサーチ法オクタン価であり、MONはモータ法オクタン価である)を有する燃料の混合物のガソリン直噴圧縮点火(GDCI)燃焼を可能にするように、エンジンの全体の速度および負荷の動作範囲にわたって、エンジン速度および負荷の関数として制御するステップとを含み、燃料噴射が、圧縮行程の上死点前クランク角30度より早まることがないように実行される方法が提供される。
[0006]本発明の一実施形態によれば、ガソリン直噴内燃エンジンを制御するためのエンジン制御システムが提供される。このエンジンは、直接燃料噴射を伴う少なくとも1つのシリンダを備える。エンジンは、シリンダの中で往復運動が可能な、クランクに接続されたピストンを備える。シリンダのボア壁表面、ピストンの頂面、およびエンジンのシリンダヘッドの底面が、容量可変燃焼室を画定する。シリンダヘッドは、吸気口との連通を制御する吸気弁および排気口との連通を制御する排気弁を備える。エンジン制御システムは、吸気弁を閉じる時間および排気の再吸入を制御するために、クランクの角度位置に対して吸気弁および排気弁を可変的に作動させるための可変弁作動システムを制御する手段を備える。エンジン制御システムは、燃焼室の中に排気ガスを再導入するための排気再循環(EGR)手段を制御する手段と、吸気圧ブースト手段を制御する手段とをさらに備え、給気層状化を制御するために、燃焼サイクル当り複数回の噴射が可能な燃料噴射手段を使用する。方法は、基本的にエンジンの全体の速度および負荷の動作範囲にわたって燃焼室の空気燃料混合物の自己発火を保つのに十分なやり方で、排気の再吸入、EGR、燃焼サイクル当りの燃料噴射の回数、燃料噴射時期、および過給圧を、エンジン速度および負荷の関数として制御するステップをさらに含む。本明細書に用いられる用語「自己発火」は、燃焼を開始するのに外部刺激(例えば点火プラグからの火花)を必要とせず、自発的に開始される空気燃料混合物の燃焼を指す。
[0055]IVCの時期は、エンジン速度および負荷が上昇するのにつれて、一般に遅らされる。高負荷では、IVCはかなり遅らされ得る。冷却EGRと組み合わせると、低NOxレベルが達成され得る。
Claims (21)
- 直接燃料噴射を伴う少なくとも1つのシリンダ(64)を有し、前記シリンダ(64)は、前記シリンダ(64)の内部で往復運動が可能な、クランクに接続されたピストン(66)を収容する、ガソリン直噴内燃エンジン(12)であって、前記シリンダ(64)のボア壁表面、前記ピストン(66)の頂面(74)、および前記エンジンのシリンダヘッドの底面が容量可変燃焼室(28)を画定し、前記シリンダヘッドが、吸気口との連通を制御する吸気弁(62A)および排気出口との連通を制御する排気弁(62B)を備える、ガソリン直噴内燃エンジン(12)と、
前記エンジン(12)の有効圧縮比を制御する手段と、
前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御する手段と、
前記クランクの角度位置に対して前記吸気弁(62A)および前記排気弁(62B)を可変的に動作させるための可変の弁動作機構(58)であって、吸気弁を閉じる時間および排気の再吸入を制御するように、前記吸気弁(62A)および前記排気弁(62B)を動作させることができる可変の弁動作機構(58)と、
前記燃焼室(28)の中に排気ガスを再導入するための排気再循環(EGR)制御手段(44)を有する排気再循環(EGR)手段(42)と、
吸気圧ブースト制御手段(54)を有する吸気圧ブースト手段(50)と、
燃焼サイクル当り複数回の噴射が可能であり、前記燃焼室の濡れを生じさせることなく、エンジンの全体の速度および負荷の動作範囲にわたって、中央で高く外側で低くなるように変化する別個の当量比が存在する非均一な燃料供給を達成するように、前記燃焼室の中で燃料を空間的に分布させることが可能な燃料噴射手段(30)と、
有効圧縮比、前記燃焼室の中の残留既燃ガスの量、排気再循環(EGR)、燃焼サイクル当りの燃料噴射の回数、燃料噴射の時期、および過給圧を、空気と75〜100の(RON+MON)/2値(ここで、RONはリサーチ法オクタン価であり、MONはモータ法オクタン価である)を有する燃料の混合物のガソリン直噴圧縮点火(GDCI)燃焼を可能にするように、エンジン(12)の全体の速度および負荷の動作範囲(502、504、506、508)にわたって、エンジン速度および負荷の関数として制御する制御手段(20、22)とを備えており、
燃料噴射が、圧縮行程の上死点前クランク角30度より早まることがないように実行されるシステム(10)。 - 前記エンジン(12)が、12を上回る幾何学的圧縮比を有する請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記エンジン(12)の前記有効圧縮比を制御する前記手段が、吸気弁を閉じる時間を制御するために、前記吸気弁(62A)を前記クランクの角度位置に対して可変的に作動させるように構成された可変の弁動作機構(58)を備える請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御する前記手段が、排気再吸入を制御するために、前記排気弁(62B)を前記クランクの角度位置に対して可変的に作動させるように構成された可変の弁動作機構(58)を備える請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御する前記手段は、前記ピストン(66)が排気行程の上死点に達する前の前記排気弁(62B)の閉鎖を制御するために、前記吸気弁(62A)および前記排気弁(62B)を前記クランクの角度位置に対して可変的に作動させるように構成された可変の弁動作機構(58)を備える請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御する前記手段が、前記排気弁が開いている間に前記吸気弁を開くことによって排気の逆流を制御するために、前記吸気弁(62A)および前記排気弁(62B)を前記クランクの角度位置に対して可変的に作動させるように構成された可変の弁動作機構(58)を備える請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記ピストン(66)の前記頂面(74)がボウル(72)を画定し、前記燃料噴射手段(30)が前記ボウル(72)の上方の中央に配置され、前記燃料噴射手段(30)が、60度〜140度の範囲内の所定の燃料噴霧角度(70)で燃料(68)を分配するように構成される請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記燃料噴射手段(30)が、10MPa〜50MPa(100バール〜500バール)の噴射圧で燃料を噴射するように構成される請求項1に記載のシステム(10)。
- 前記エンジン(12)が、圧縮点火を維持するには低温すぎるエンジンの燃焼を開始するために始動補助手段(24)をさらに備える請求項1に記載のシステム(10)。
- 直接燃料噴射を伴う少なくとも1つのシリンダ(64)を有し、前記シリンダ(64)は、前記シリンダ(64)の内部で往復運動が可能な、クランクに接続されたピストン(66)を収容する、ガソリン直噴内燃エンジン(12)であって、前記シリンダ(64)のボア壁表面、前記ピストン(66)の頂面(74)、および前記エンジンのシリンダヘッドの底面が容量可変燃焼室(28)を画定し、前記シリンダヘッドが、吸気口との連通を制御する吸気弁(62A)および排気口との連通を制御する排気弁(62B)を備える、ガソリン直噴内燃エンジン(12)を動作させる方法であって、
前記エンジン(12)の前記有効圧縮比を制御するステップと、
前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御するステップと、
前記燃焼室(28)の中に排気ガスを再導入するために、排気再循環(EGR)制御手段(44)を有する排気再循環(EGR)手段(42)を使用するステップと、
吸気圧ブースト制御手段(54)を有する吸気圧ブースト手段(50)を使用するステップと、
燃焼サイクル当り複数回の噴射が可能な燃料噴射手段(30)を使用するステップと、
前記燃焼室の濡れを生じさせることなく、エンジンの全体の速度および負荷の動作範囲にわたって、中央で高く外側で低くなるように変化する別個の当量比が存在する非均一な燃料供給を達成するように、前記燃焼室の内部に燃料を空間的に分布させるステップと、
排気再吸入、排気再循環(EGR)、燃焼サイクル当り燃料噴射の回数、燃料噴射の時期、および過給圧を、前記燃焼室(28)の中で空気と75〜100の(RON+MON)/2値(ここで、RONはリサーチ法オクタン価であり、MONはモータ法オクタン価である)を有する燃料の混合物のガソリン直噴圧縮点火(GDCI)燃焼を可能にするように、エンジン(12)の全体の速度および負荷の動作範囲(502、504、506、508)にわたって、エンジン速度および負荷の関数として制御するステップとを含み、
燃料噴射が、圧縮行程の上死点前クランク角30度より早まることがないように実行される方法。 - 前記エンジン(12)の前記有効圧縮比を制御する前記ステップが、吸気弁を閉じる時間を制御するために、前記吸気弁(62A)を前記クランクの角度位置に対して可変的に作動させるステップを含む請求項10に記載の方法。
- 前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御する前記ステップが、排気再吸入を制御するために、前記排気弁(62B)を前記クランクの角度位置に対して可変的に作動させるステップを含む請求項10に記載の方法。
- 前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御する前記ステップは、前記ピストン(66)が排気行程の上死点に達する前の前記排気弁(62B)の閉鎖を制御するために、前記吸気弁(62A)および前記排気弁(62B)を前記クランクの角度位置に対して可変的に作動させるステップを含む請求項10に記載の方法。
- 前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御する前記ステップが、前記排気弁が開いている間に前記吸気弁を開くことによって排気の逆流を制御するために、前記吸気弁(62A)および前記排気弁(62B)を前記クランクの角度位置に対して可変的に作動させるステップを含む請求項10に記載の方法。
- 前記燃焼室(28)の中の残留既燃ガスの量を制御する前記ステップが、エンジン負荷が増加したとき、前記燃焼室の中の残留既燃ガスの量を低減するステップを含む請求項10に記載の方法。
- エンジン負荷が増加したとき排気再循環(EGR)が増加される請求項10に記載の方法。
- エンジン負荷が増加したとき、燃焼サイクル当りの燃料噴射の回数が増加される請求項10に記載の方法。
- 前記エンジン(12)の前記有効圧縮比を制御する前記ステップが、エンジン負荷の増加に伴って前記有効圧縮比を低下させるステップを含む請求項10に記載の方法。
- エンジン負荷が増加したとき吸気ブーストが増加される請求項10に記載の方法。
- 燃料噴射が、圧縮行程の上死点前クランク角100度より早まることがなく、圧縮行程の上死点後クランク角10度より遅れることがないように実行される請求項10に記載の方法。
- 燃料が、燃焼事象当り複数回の噴射事象で噴射され、各噴射の、時期および燃料量が、燃焼の開始(SOC)を、上死点前クランク角5度と上死点後クランク角5度の間に達成するように制御される請求項10に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US40668910P | 2010-10-26 | 2010-10-26 | |
US61/406,689 | 2010-10-26 | ||
PCT/US2011/057842 WO2012058280A2 (en) | 2010-10-26 | 2011-10-26 | High-efficiency internal combustion engine and method for operating employing full-time low-temperature partially-premixed compression ignition with low emissions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013545011A JP2013545011A (ja) | 2013-12-19 |
JP6059660B2 true JP6059660B2 (ja) | 2017-01-11 |
Family
ID=45994712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013536773A Expired - Fee Related JP6059660B2 (ja) | 2010-10-26 | 2011-10-26 | ガソリン直噴内燃エンジンを動作させるシステム及び方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130213349A1 (ja) |
EP (1) | EP2633164B1 (ja) |
JP (1) | JP6059660B2 (ja) |
CN (1) | CN103201478B (ja) |
WO (1) | WO2012058280A2 (ja) |
Families Citing this family (38)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8689767B1 (en) * | 2011-01-26 | 2014-04-08 | Sandia Corporation | Method for operating homogeneous charge compression ignition engines using conventional gasoline |
JP5500104B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2014-05-21 | マツダ株式会社 | 火花点火式ガソリンエンジンの制御装置 |
US10358187B2 (en) | 2014-01-10 | 2019-07-23 | Polaris Industries Inc. | Snowmobile |
US9506407B2 (en) * | 2014-01-10 | 2016-11-29 | Polaris Industries Inc. | Engine having active exhaust valve position control system and method |
WO2013119958A2 (en) | 2012-02-09 | 2013-08-15 | Polaris Industries Inc. | Snowmobile |
JP6011174B2 (ja) * | 2012-09-07 | 2016-10-19 | マツダ株式会社 | 火花点火式直噴エンジン |
JP6239009B2 (ja) * | 2013-02-21 | 2017-11-29 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Si燃焼モードとhcci燃焼モードとの間の遷移を制御するシステムおよびその方法 |
DE102013004800A1 (de) * | 2013-03-20 | 2014-09-25 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine |
EP2986836A4 (en) * | 2013-04-16 | 2016-12-14 | Delphi Tech Inc | PISTONS AND MUGS FOR COMPRESSION IGNITION WITH FUEL INDIRECT INJECTION |
JP6268864B2 (ja) * | 2013-09-25 | 2018-01-31 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式エンジンの制御装置 |
US20150114339A1 (en) * | 2013-10-31 | 2015-04-30 | Delphi Technologies, Inc. | Cold start strategy and system for gasoline direct injection compression ignition engine |
US8997698B1 (en) | 2013-12-04 | 2015-04-07 | Delphi Technologies, Inc. | Adaptive individual-cylinder thermal state control using piston cooling for a GDCI engine |
US9410509B2 (en) | 2013-12-04 | 2016-08-09 | Delphi Technologies, Inc. | Adaptive individual-cylinder thermal state control using intake air heating for a GDCI engine |
US9726122B2 (en) * | 2013-12-09 | 2017-08-08 | Cummins Inc. | EGR cylinder operation in an internal combustion engine |
CN104712445B (zh) * | 2013-12-13 | 2019-09-06 | 周向进 | 单燃料压燃与点燃混合的燃烧控制方法及内燃机 |
JP6269410B2 (ja) * | 2014-09-18 | 2018-01-31 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP6128091B2 (ja) * | 2014-09-30 | 2017-05-17 | マツダ株式会社 | ディーゼルエンジンおよびその製造方法 |
US20190226419A1 (en) * | 2014-10-23 | 2019-07-25 | Xiangjin Zhou | Hybrid combustion mode of internal combustion engine and controller thereof, internal combustion engine, and automobile |
US10233850B2 (en) * | 2015-10-14 | 2019-03-19 | Delphi Technologies Ip Limited | Supervisory control of a compression ignition engine |
US20170114748A1 (en) | 2015-10-27 | 2017-04-27 | Delphi Technologies, Inc. | Charge property based control of gdci combustion |
US10605209B2 (en) * | 2015-10-28 | 2020-03-31 | Cummins Inc. | Thermal management via exhaust gas recirculation |
US11655738B2 (en) | 2015-12-04 | 2023-05-23 | Delphi Technologies Ip Limited | GDCI engine with accelerated oil warm-up |
JP6332320B2 (ja) | 2016-04-11 | 2018-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
US10260430B2 (en) * | 2016-07-18 | 2019-04-16 | Delphi Technologies Ip Limited | GDCI cold start and catalyst light off |
US9863305B1 (en) | 2016-09-20 | 2018-01-09 | Delphi Technologies, Inc. | Low-cost high-efficiency GDCI engines for low octane fuels |
CN110023610B (zh) * | 2016-12-01 | 2022-01-04 | 马自达汽车株式会社 | 压缩点火式汽油发动机 |
WO2018100707A1 (ja) * | 2016-12-01 | 2018-06-07 | マツダ株式会社 | 圧縮着火式ガソリンエンジン |
US10378427B2 (en) | 2017-03-31 | 2019-08-13 | Saudi Arabian Oil Company | Nitrogen enriched air supply for gasoline compression ignition combustion |
US10508017B2 (en) | 2017-10-13 | 2019-12-17 | Saudi Arabian Oil Company | Point-of-sale octane/cetane-on-demand systems for automotive engines |
US10436126B2 (en) | 2018-01-31 | 2019-10-08 | Saudi Arabian Oil Company | Adsorption-based fuel systems for onboard cetane on-demand and octane on-demand |
US10378462B1 (en) | 2018-01-31 | 2019-08-13 | Saudi Arabian Oil Company | Heat exchanger configuration for adsorption-based onboard octane on-demand and cetane on-demand |
US10422288B1 (en) | 2018-03-29 | 2019-09-24 | Saudi Arabian Oil Company | Adsorbent circulation for onboard octane on-demand and cetane on-demand |
US10408139B1 (en) | 2018-03-29 | 2019-09-10 | Saudi Arabian Oil Company | Solvent-based adsorbent regeneration for onboard octane on-demand and cetane on-demand |
US10544749B1 (en) | 2018-10-11 | 2020-01-28 | Delphi Technologies Ip Limited | Internal combustion engine control method |
BR112021022895A2 (pt) * | 2019-05-15 | 2022-01-18 | Clearflame Engines Inc | Partida a frio para combustíveis de alta octanagem em uma arquitetura de motor a diesel |
US11415068B2 (en) * | 2019-08-13 | 2022-08-16 | GM Global Technology Operations LLC | System and method for controlling engine operating parameters during engine warm-up to reduce emissions |
AU2021225956A1 (en) | 2020-02-26 | 2022-08-25 | Clearflame Engines, Inc. | Fuel agnostic compression ignition engine |
CN112483267B (zh) * | 2020-11-18 | 2023-03-28 | 中车工业研究院有限公司 | 均质预混合燃烧发动机及其控制方法 |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT404596B (de) * | 1991-02-26 | 1998-12-28 | Oemv Ag | Treibstoff für verbrennungsmotoren und verwendung von methylformiat |
US5868112A (en) * | 1996-12-19 | 1999-02-09 | Cummins Engine Company, Inc. | Deep angle injection nozzle and piston having complementary combustion bowl |
EP0983433B1 (en) * | 1998-02-23 | 2007-05-16 | Cummins Inc. | Premixed charge compression ignition engine with optimal combustion control |
US6206940B1 (en) * | 1999-02-12 | 2001-03-27 | Exxon Research And Engineering Company | Fuel formulations to extend the lean limit (law770) |
JP3743195B2 (ja) * | 1999-02-26 | 2006-02-08 | ふそうエンジニアリング株式会社 | 予混合圧縮着火内燃機関 |
DE60010176T2 (de) * | 1999-05-12 | 2004-08-26 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Selbstgezündete Brennkraftmaschine |
JP3765216B2 (ja) * | 1999-12-14 | 2006-04-12 | 日産自動車株式会社 | 圧縮自己着火式ガソリン内燃機関 |
JP3920526B2 (ja) * | 2000-03-08 | 2007-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 火花点火式成層燃焼内燃機関 |
JP3840871B2 (ja) * | 2000-03-14 | 2006-11-01 | 日産自動車株式会社 | 圧縮自己着火式ガソリン機関 |
CN1182325C (zh) * | 2002-01-11 | 2004-12-29 | 清华大学 | 一种汽油机的分层充气压缩燃烧方法及其装置 |
US20050235950A1 (en) * | 2002-05-14 | 2005-10-27 | Weber James R | Air and fuel supply system for combustion engine |
JP2003343312A (ja) * | 2002-05-22 | 2003-12-03 | Hitachi Ltd | ターボ過給機を備えた筒内噴射型内燃機関の制御方法及びターボ過給機を備えた筒内噴射型内燃機関 |
JP2004263562A (ja) * | 2003-01-14 | 2004-09-24 | Yanmar Co Ltd | 予混合圧縮自着火式内燃機関の制御方法 |
DE10303864B4 (de) | 2003-01-30 | 2005-03-31 | Ima Klessmann Gmbh Holzbearbeitungssysteme | Maschine in Gestalt eines Doppelendprofilers |
FR2853358B1 (fr) * | 2003-04-04 | 2005-05-06 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Moteur a combustion interne a essence et a auto-allumage |
AR045892A1 (es) * | 2003-06-18 | 2005-11-16 | Shell Int Research | Composicion de gasolina |
DE10329524A1 (de) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Daimlerchrysler Ag | Selbstzündende Brennkraftmaschine |
JP4265382B2 (ja) * | 2003-11-13 | 2009-05-20 | トヨタ自動車株式会社 | 予混合圧縮着火内燃機関 |
JP4244810B2 (ja) * | 2004-01-13 | 2009-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | 混合気を圧縮自着火させる自着火運転が可能な内燃機関 |
WO2006023098A2 (en) | 2004-07-26 | 2006-03-02 | General Motors Corporation | NOx EMISSION CONTROL FOR A CONTROLLED AUTO-IGNITION FOUR-SRTOKE 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 |
US7308872B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-12-18 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for optimized combustion in an internal combustion engine utilizing homogeneous charge compression ignition and variable valve actuation |
JP4100401B2 (ja) * | 2005-02-24 | 2008-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
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 |
JP2006342677A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Hitachi Ltd | 圧縮着火エンジン |
DE102005048349A1 (de) * | 2005-10-10 | 2007-04-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine |
JP4645456B2 (ja) * | 2006-01-23 | 2011-03-09 | 株式会社豊田自動織機 | 予混合圧縮自着火燃焼機関の制御装置 |
JP4663557B2 (ja) * | 2006-03-15 | 2011-04-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の制御装置及び制御方法 |
WO2007140138A2 (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Homogeneous charge compression-ignition engine |
JP2008025534A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Toyota Motor Corp | 予混合圧縮自着火内燃機関 |
US7765994B2 (en) * | 2007-07-12 | 2010-08-03 | Ford Global Technologies, Llc | Cylinder charge temperature control for an internal combustion engine |
JP4803151B2 (ja) * | 2007-10-03 | 2011-10-26 | マツダ株式会社 | ガソリンエンジンの制御装置 |
DE112009001033B4 (de) * | 2008-05-02 | 2021-08-05 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Erweiterung der Anwendung einer HCCI-Verbrennungsstrategie mit Mehrfacheinspritzung vom Leerlauf bis zu mittlerer Last |
JP2010001833A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Nippon Soken Inc | 内燃機関用制御装置 |
JP5040951B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2012-10-03 | マツダ株式会社 | 直噴エンジンの制御方法および直噴エンジン |
-
2011
- 2011-10-26 US US13/881,621 patent/US20130213349A1/en not_active Abandoned
- 2011-10-26 JP JP2013536773A patent/JP6059660B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-26 WO PCT/US2011/057842 patent/WO2012058280A2/en active Application Filing
- 2011-10-26 CN CN201180051380.6A patent/CN103201478B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-26 EP EP11836993.3A patent/EP2633164B1/en not_active Not-in-force
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103201478B (zh) | 2015-11-25 |
JP2013545011A (ja) | 2013-12-19 |
WO2012058280A2 (en) | 2012-05-03 |
EP2633164B1 (en) | 2019-01-23 |
EP2633164A2 (en) | 2013-09-04 |
WO2012058280A3 (en) | 2013-02-28 |
CN103201478A (zh) | 2013-07-10 |
US20130213349A1 (en) | 2013-08-22 |
EP2633164A4 (en) | 2015-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6059660B2 (ja) | ガソリン直噴内燃エンジンを動作させるシステム及び方法 | |
CA2807879C (en) | Gaseous-fuelled stoichiometric compression ignition internal combustion engine | |
CN102884300B (zh) | 火花点火引擎的控制方法以及火花点火引擎 | |
US8434450B2 (en) | Method for operating a direct-injection spark-assisted compression-ignition engine | |
US8459021B2 (en) | Method and apparatus for controlling supercharged engine | |
US20190107040A1 (en) | Control device for compression self-ignition engine | |
US8186329B2 (en) | Method for controlling a spark-ignition direct-injection internal combustion engine at low loads | |
EP2354508B1 (en) | Engine control method and apparatus | |
US7481185B1 (en) | Multi-mode 2-stroke/4-stroke internal combustion engine | |
US8290686B2 (en) | Method for controlling combustion mode transitions for an internal combustion engine | |
US7845335B2 (en) | Operating strategy for HCCI combustion during engine warm-up | |
JP4748255B2 (ja) | エンジンの制御方法および制御装置 | |
US7966991B2 (en) | Method and apparatus for controlling combustion mode transitions in an internal combustion engine | |
US10914259B2 (en) | Control device for pre-mixture compression ignition engine | |
JP2010236496A (ja) | 内燃機関を制御する方法及び装置 | |
US10920655B2 (en) | Control device for compression ignition engine | |
US20150114355A1 (en) | Method and apparatus for controlling combustion of engine having mixed combustion mode | |
KR20080107289A (ko) | 점화 타이밍 제어 방법, 점화 타이밍 지체 방법, 및 제품 | |
JP3791256B2 (ja) | 圧縮自己着火ガソリン内燃機関 | |
JP7167830B2 (ja) | 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 | |
JP7251287B2 (ja) | 予混合圧縮着火式エンジンの制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140530 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150209 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20150424 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160201 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20160425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160801 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161209 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6059660 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |