JP6744765B2 - 筒内直接噴射式内燃機関の制御方法及び制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態を適用する筒内直接噴射式内燃機関(以下、「エンジン」ともいう)1の、燃焼室周辺の概略構成図である。なお、図1はひとつの気筒についてのみ示しているが、本実施形態は多気筒エンジンにも適用可能である。
一方、燃料噴霧は直線運動するので、圧縮前期噴射された燃料噴霧の運動エネルギEsprayは、燃料噴霧の重量m及び速度vを用いて、式(2)で表される。
目標燃圧で圧縮前期噴射した場合の燃料噴霧の運動エネルギをEspray_tとすると、圧縮前期噴射により燃焼安定度を確保し得る程度まで強度が低下したタンブル流動の運動エネルギEtum1は、式(3)で表される。
これに対し、実燃圧で圧縮前期噴射した場合の燃料噴霧の運動エネルギをEspray_rとすると、圧縮前期噴射により強度が低下したタンブル流動の運動エネルギEtum2は、式(4)で表される。
すなわち、不足エネルギβは、Etum1とEtum2との差ということになる。
本実施形態は、燃圧が低い状態において圧縮比を高めることによって燃焼安定度を確保するという技術的思想においては第1実施形態と同様であるが、圧縮比を変更する方法が第1実施形態とは異なる。すなわち、図13のステップS140で設定した目標圧縮比を実現する方法が第1実施形態と異なる。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
3 ピストン
6 吸気バルブ
7 排気バルブ
8 点火プラグ
9 燃料噴射弁
20 可変動弁機構
40 コモンレール
100 コントローラ
Claims (8)
- 筒内にガス流動を形成し、
吸気行程の前半に筒内全域にストイキよりもリーンな均質混合気を形成する第1の燃料噴射を行い、
点火プラグ周りにストイキよりもリッチな混合気を形成する第2の燃料噴射を圧縮行程以降に行い、
前記第2の燃料噴射で噴射された燃料が形成する混合気に火花点火する、
筒内直接噴射式内燃機関の制御方法において、
圧縮行程中であって前記第2の燃料噴射の前に実行する燃料噴射であって、前記ガス流動の強度が高いほど噴射される燃料噴霧の運動量を大きくすることで前記ガス流動を燃焼が安定する強度まで弱めるための圧縮前期噴射と、
エンジン始動後であって前記ガス流動の強度に応じた前記燃料噴霧の運動量を確保できない程度に燃圧が低いために、前記圧縮前期噴射だけでは燃焼安定度を確保できるところまで前記ガス流動を弱めることができない場合に実行する、前記筒内直接噴射式内燃機関の有効圧縮比を上昇させる圧縮比制御と、
を含むことを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関の制御方法。 - 請求項1に記載の筒内直接噴射式内燃機関の制御方法において、
前記圧縮比制御は、前記ガス流動を燃焼が安定するところまで弱めるために必要な所定燃圧と実際の燃圧との差が大きいほど、前記有効圧縮比を大きく上昇させる制御である筒内直接噴射式内燃機関の制御方法。 - 請求項2に記載の筒内直接噴射式内燃機関の制御方法において、
前記筒内直接噴射式内燃機関は、機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構をさらに備え、
前記圧縮比制御は、前記可変圧縮比機構により機械圧縮比を上昇させる制御である筒内直接噴射式内燃機関の制御方法。 - 請求項2に記載の筒内直接噴射式内燃機関の制御方法において、
前記筒内直接噴射式内燃機関は、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化させることでバルブタイミングを変更する可変動弁機構をさらに備え、
前記圧縮比制御は、前記可変動弁機構により吸気バルブの閉タイミングを下死点通過後から前記下死点に近づくよう進角して前記有効圧縮比を上昇させる制御である筒内直接噴射式内燃機関の制御方法。 - 請求項4に記載の筒内直接噴射式内燃機関の制御方法において、
前記圧縮比制御は、前記吸気バルブの閉タイミングを進角するとともに、バルブオーバーラップ期間が変化しないように排気バルブの開タイミングを進角する制御である筒内直接噴射式内燃機関の制御方法。 - 請求項2から5のいずれかに記載の筒内直接噴射式内燃機関の制御方法において、
前記圧縮比制御は、上昇させた前記有効圧縮比を、前記実際の燃圧が目標燃圧に到達したら上昇させる前の前記有効圧縮比まで低下させる制御である筒内直接噴射式内燃機関の制御方法。 - 請求項6に記載の筒内直接噴射式内燃機関の制御方法において、
前記圧縮比制御は、前記有効圧縮比を低下させる際に、前記実際の燃圧の上昇中に油水温が高くなるほど段階的に低下させる制御である筒内直接噴射式内燃機関の制御方法。 - 筒内にタンブル流動が形成されるよう配置した吸気通路と、
筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁から噴射された燃料が形成する混合気に火花点火する点火装置と、
吸気行程の前半に筒内全域にストイキよりもリーンな均質混合気を形成する第1の燃料噴射を行い、点火プラグ周りにストイキよりもリッチな混合気を形成する第2の燃料噴射を圧縮行程以降に行う制御部と、
を備える筒内直接噴射式内燃機関の制御装置において、
前記制御部が、圧縮行程中であって前記第2の燃料噴射の前に実行する燃料噴射であって、前記タンブル流動の強度が高いほど噴射される燃料噴霧の運動量を大きくすることで前記タンブル流動を燃焼が安定する方向に変化させる圧縮前期噴射と、エンジン始動後であって前記タンブル流動の強度に応じた前記燃料噴霧の運動量を確保できない程度に燃圧が低いために、前記圧縮前期噴射だけでは前記タンブル流動を燃焼が安定するところまで変化させることができない場合に実行する、前記筒内直接噴射式内燃機関の有効圧縮比を上昇させる圧縮比制御と、
を行うことを特徴とする筒内直接噴射式内燃機関の制御装置。
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