JP6332240B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents
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Description
図2は、エンジン本体1の概略断面図である。
吸気通路30には、上流側から順に、エアクリーナ31と、スロットルバルブ32とが設けられており、エアクリーナ31およびスロットルバルブ32を通過した後の空気がエンジン本体1に導入される。
排気通路40には、上流側から順に、排気を浄化するための浄化装置41、熱交換器42(昇温装置)、コンデンサー(凝縮器)43、排気シャッターバルブ44が設けられている。熱交換器42およびコンデンサー43は、水循環装置60の一部を構成するものである。浄化装置41は、例えば、三元触媒41からなる。
水循環装置60は、排気の熱エネルギーを利用して超臨界水を生成するためのものである。
(5−1)システム構成
図6は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示すように、当実施形態のエンジンシステムは、PCM(パワートレイン・コントロール・モジュール、制御手段)100によって統括的に制御される。PCM100は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサである。
低回転数領域A1では、燃費性能を高めるために、低圧ポンプ63および高圧ポンプ64を駆動して、水噴射装置22から気筒2内に超臨界水を噴射する。
低負荷高回転数領域A2_2では、システム全体のエネルギー効率を高くするために、低圧ポンプ63および高圧ポンプ64の駆動を停止して、水噴射装置22から気筒2内への超臨界水の噴射を停止する。
一方、高負荷高回転数領域A2_1では、機械抵抗の増大に加えて熱効率が低いため、燃費性能の悪化代が大きくなりやすい。また、高負荷高回転数領域A2_1では、排気の温度が非常に高くなりやすく、排気通路40および浄化装置41が熱害を受けるおそれがある。そこで、高負荷高回転数領域A2_1では、燃費性能を高めるため、および、浄化装置41等の熱害を抑制するために、低圧ポンプ63および高圧ポンプ64を駆動して水噴射装置22から気筒2内へ超臨界水を噴射する。
以上のように、本実施形態では、燃費性能の悪化代が比較的大きくなりやすく、かつ、排気の温度が非常に高くなりやすい高負荷高回転数領域A2_1において、圧縮上死点を挟んで所定期間、超臨界水を気筒2内に噴射するとともに、この超臨界水の噴射率の重心βを圧縮上死点よりも遅角側としている。
前記実施形態では、気筒2内に水として超臨界水が噴射される場合について説明したが、前述したように、亜臨界水であって超臨界水に近い性状を有する水を超臨界水の代わりに気筒2内に噴射してもよい。この場合であっても、密度が通常の水よりも高く潜熱が非常に小さいことから多量の水を効率よく気筒2内に供給することができるとともにエンジン本体の熱効率および燃費性能をより確実に高くすることができる。
2 気筒
21 燃料噴射装置(燃料供給手段)
22 水噴射装置
42 熱交換器(昇温装置)
60 水循環装置
70 ヒートパイプ(昇温装置)
100 PCM(制御手段)
A1 低回転数領域
A2 高回転数領域
A2_1 高負荷高回転数領域
A2_2 低負荷高回転数領域
Claims (3)
- 気筒と、前記気筒に燃料を供給する燃料供給手段とを備え、前記気筒内で燃料と空気との混合気が内側で燃焼するエンジンの制御装置において、
前記気筒内に超臨界水または亜臨界水を噴射する水噴射装置と、
前記水噴射装置に供給される水を前記エンジン本体から排出された排気で昇温する昇温装置と、
前記燃料供給手段および前記水噴射装置を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
エンジン回転数が予め設定された基準回転数以上の高回転数領域において、圧縮上死点を挟んで所定期間、前記水噴射装置による前記超臨界水または亜臨界水の前記気筒内への噴射を実施するとともに、当該超臨界水または亜臨界水の噴射率の重心が圧縮上死点よりも遅角側になるように前記水噴射装置を制御し、
エンジン回転数が前記基準回転数未満の低回転領域において、前記超臨界水または亜臨界水が前記気筒内に噴射される期間の少なくとも一部が前記気筒内で前記混合気が冷炎反応を起こしている期間と重複するタイミングで、前記水噴射装置による前記超臨界水または亜臨界水の噴射を実施することを特徴とするエンジンの制御装置。 - 気筒と、前記気筒に燃料を供給する燃料供給手段とを備え、前記気筒内で燃料と空気との混合気が内側で燃焼するエンジンの制御装置において、
前記気筒内に超臨界水または亜臨界水を噴射する水噴射装置と、
前記燃料供給手段および前記水噴射装置を含むエンジンの各部を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
エンジン回転数が予め設定された基準回転数以上の高回転数領域のうち、エンジン負荷が基準負荷以上の高負荷高回転数領域において、圧縮上死点を挟んで所定期間、前記水噴射装置による前記超臨界水または亜臨界水の前記気筒内への噴射を実施するとともに、当該超臨界水または亜臨界水の噴射率の重心が圧縮上死点よりも遅角側になるように前記水噴射装置を制御し、
前記高回転数領域のうちエンジン負荷が前記基準負荷未満の低負荷高回転数領域において、前記水噴射装置による前記気筒内への前記超臨界水または亜臨界水の噴射を停止させることを特徴とするエンジンの制御装置。 - 請求項1または2に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御手段は、前記高回転数領域において、前記超臨界水または亜臨界水の噴射率の重心を圧縮上死点から圧縮上死点後15°CAの間の所定時期に制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
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