JP6131840B2 - 圧縮着火式エンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
CI燃焼領域のうちエンジン回転数が所定の基準回転数NE1未満の低回転領域に設定された第1領域A1では、外部EGRは実施されずに内部EGRすなわち既燃ガスを吸気に還流させるのではなく気筒内に直接残留させることが実施される。そして、第1領域A1では、図6に示すように、排気二度開きにより内部EGRが行われる。具体的には、第1領域A1では、EGR弁511およびEGRクーラバイパス弁531は閉弁される。一方、排気VVL71により排気弁22の作動状態が特殊モードとされる。特殊モードとされることで、排気弁22は、排気行程に加えて吸気行程中にも開弁し、排気行程で一旦排気ポート17に排出された排気が吸気行程中に燃焼室19内に逆流するため、高温の既燃ガスを燃焼室19内に残留させることができる。図6において、実線は排気弁22のバルブリフトを示しており、破線は吸気弁21のバルブリフトを示している。
CI燃焼領域のうちエンジン回転数が基準回転数NE1以上の高回転領域に設定された第2領域A2でも、EGR弁511およびEGRクーラバイパス弁531は閉弁されて外部EGRは停止され、内部EGRのみが実施される。ただし、この第2領域A2では、図7に示すように、排気二度開きではなく、吸気上死点TDCを挟んで吸気弁21および排気弁22がいずれも閉弁しているネガティブオーバーラップ(NVO)期間が設けられることで内部EGRが行われる。具体的には、排気VVL71により排気弁22の作動状態は通常モードとされ、排気VVT75により排気弁22の閉弁時期EVCが吸気上死点TDCよりも進角側とされるとともに、吸気VVT74により吸気弁21の開弁時期IVOが吸気上死点TDCよりも遅角側とされる。このように吸気上死点TDCを挟んでネガティブオーバーラップ期間が設けられると、既燃ガスの一部は排気ポート17側へ排出されることなく気筒18内に残留する。本実施形態では、吸気VVT72および排気VVT75により、排気弁22の吸気上死点TDCからの進角量θ1と吸気弁21の吸気上死点からの遅角量θ2とは同一とされる。また、排気VVT75により、排気弁22の開弁時期EVOは第1領域A1での開弁時期EVOよりも進角側とされる。
SI燃焼領域での具体的制御内容は特に限定されるものではないが、このエンジンシステム100では、SI燃焼領域では、過早着火やノッキングといった異常燃焼の回避、NOx生成の抑制および冷却損失の低減を目的として、高圧リタード噴射が実施され、内部EGRが停止される一方クールドEGRガスを燃焼室19内に導入する外部EGRが実施される。また、SI燃焼領域では、ポンプ損失を低減するべく、スロットル弁36は全開とされて、EGR弁511の開度を調整することで気筒18内に導入する新気量が調整される。また、吸気弁21は、吸気VVL54により、大リフトとされる。
10 PCM(制御手段)
18 気筒
21 吸気弁
22 排気弁
71 VVL
Claims (6)
- 内側に少なくとも燃料と空気とを含む混合気が燃焼する燃焼室が形成された気筒と、当該気筒内に吸気を導入する吸気ポートと、前記気筒内から排気を排出する排気ポートと、前記吸気ポートを開閉可能な吸気弁と、前記排気ポートを開閉可能な排気弁とを有するエンジン本体と、
前記混合気の燃焼形態と、前記吸気弁および排気弁の開弁状態とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
少なくともエンジン負荷が所定負荷よりも低い低負荷領域では当該領域全域で前記燃焼室内での燃焼形態を圧縮自着火燃焼にし、
前記圧縮自着火燃焼が実施される圧縮自着火領域において、エンジン回転数が特定回転数以上の高回転側圧縮自着火領域では、排気弁を吸気上死点よりも進角側で閉弁し、かつ、吸気弁を吸気上死点よりも遅角側で開弁させることで吸気上死点を挟んで排気弁と吸気弁とがともに閉弁しているネガティブオーバーラップ期間を設けて気筒内に既燃ガスを残留させる一方、エンジン回転数が前記特定回転数未満の低回転側圧縮自着火領域では、排気弁を少なくとも排気行程と吸気行程中とに開弁させて前記排気ポート側に排出された既燃ガスを気筒内に逆流させることで気筒内に既燃ガスを残留させることを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
排気弁のリフト特性を、吸気上死点よりも進角側で閉弁する第1特性と、当該第1特性よりも長い開弁期間を有し吸気行程の途中まで開弁を継続する第2特性とに変更可能な排気弁リフト特性変更手段を有し、
前記第2特性は、所定の第1開弁期間、前記排気弁が所定のリフト量で開弁した後、前記第1開弁期間に継続して当該第1開弁期間の終了後から吸気行程の所定タイミングまでの第2開弁期間、前記排気弁が前記第1の開弁期間中における最大リフト量よりも小さいリフト量で開弁するよう構成されており、
前記制御手段は、
前記排気弁リフト特性変更手段を制御して、前記排気弁のリフト特性を、前記高回転側圧縮自着火領域では前記第1特性にする一方、前記低回転側圧縮自着火領域では前記第2特性にすることを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1または2に記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前記低回転側圧縮自着火領域において、前記吸気弁の開弁時期を、吸気上死点よりも遅角側にすることを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
吸気弁のリフト特性を、所定の小リフト特性と、最大リフト量が前記小リフト特性の最大リフト量よりも大きく設定された大リフト特性とに変更可能な吸気弁リフト特性変更手段を有し、
前記制御手段は、前記吸気弁リフト特性変更手段を制御して、前記吸気弁のリフト特性を、前記高回転側圧縮自着火領域では前記大リフト特性にする一方、前記低回転側圧縮自着火領域では前記小リフト特性にすることを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記高回転側圧縮自着火領域での前記排気弁の開弁時期を前記低回転側圧縮自着火領域での前記排気弁の開弁時期よりも進角側に制御することを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の圧縮着火式エンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前記高回転側圧縮自着火領域において、前記吸気弁の開弁時期の吸気上死点からの遅角量と、前記排気弁の閉弁時期の吸気上死点からの進角量とをほぼ同一にすることを特徴とする圧縮着火式エンジンの制御装置。
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