JPH11210477A - 過給機付き筒内噴射エンジンの吸気温度制御装置 - Google Patents

過給機付き筒内噴射エンジンの吸気温度制御装置

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JPH11210477A
JPH11210477A JP10016178A JP1617898A JPH11210477A JP H11210477 A JPH11210477 A JP H11210477A JP 10016178 A JP10016178 A JP 10016178A JP 1617898 A JP1617898 A JP 1617898A JP H11210477 A JPH11210477 A JP H11210477A
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JP
Japan
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combustion
intercooler
intake air
intake
supercharger
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Pending
Application number
JP10016178A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Hosaka
浩 保坂
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Supercharger (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】成層燃焼時の吸気温度の低下を抑制し、燃焼効
率の改善を図る。 【解決手段】吸気通路4に介装したインタークーラ12
の上流と下流とをバイパス通路13を介して連通し、バ
イパス通路13の分岐口に流路切換え弁14を配設す
る。成層燃焼時は流路切換え弁14によりインタクーラ
12の上流を閉塞し、吸入空気をバイパス通路13を通
して燃焼室に供給する。成層燃焼時の吸入空気がインタ
ークーラ12を迂回して供給されることにより、吸気温
度の低下が抑制され、燃焼効率が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼形態に応じて
燃焼室へ供給する吸入空気の温度を可変設定する過給機
付き筒内噴射エンジンの吸気温度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、ガソリン用筒内噴射エン
ジンの燃焼は、燃料を燃焼室内に直接噴射するため、吸
気温度の影響を強く受けやすい。例えば、燃焼改善率の
高い成層燃焼では、吸気温度を高く設定することで、圧
縮空気温度が高くなり、燃料霧化が促進されるため、燃
焼安定性が良好となり、HC,COの排出量が低減され
る。一方、パワーが要求される運転領域では、燃焼形態
が均一燃焼となるため、吸入空気温度を下げることによ
り充填効率を高くし、高いエンジン出力特性を得る。
【0003】尚、筒内噴射エンジンの燃焼形態を成層燃
焼と均一燃焼との間で状態に応じて切換える技術につい
ては、本出願人が先に提出した、特開平7−16692
7号公報に詳述されているため、ここでの説明は省略す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、筒内噴射エン
ジンに過給機が併設されているものでは、均一燃焼時の
吸気温度を下げるためにインタークーラを併設している
ものが多く、成層燃焼であっても、上記インタークーラ
により吸入空気の温度が下げられてしまい、燃焼改善率
をより高めることができない。
【0005】特に、上記インタークーラは暖機運転の際
の吸入空気の温度をも下げてしまうため、暖機運転時に
は成層燃焼の運転可能領域が狭くなり、燃焼改善率が低
くなるばかりか、燃費が悪くなってしまう。
【0006】本発明は、上記事情に鑑み、成層燃焼によ
る運転可能領域が広くなり、燃費が改善されるばかりで
なく、燃焼改善率をより高めることのできる過給機付き
筒内噴射エンジンの吸気温度制御装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第1の過給機付き筒内噴射エンジンの吸気
温度制御装置は、吸気通路に過給機とインタークーラと
を備え、又インジェクタが燃焼室に直接臨まされている
ものにおいて、上記吸気通路に上記インタークーラの上
流と下流とを連通するバイパス通路が接続されていると
共に、燃焼形態が成層燃焼時には吸入空気を上記バイパ
ス通路へ導き、均一燃焼時には上記吸入空気を上記イン
タークーラ方向へ導く流路切換え弁を設けたことを特徴
とする。
【0008】第2の過給機付き筒内噴射エンジンの吸気
温度制御装置は、吸気通路に過給機とインタークーラと
を備え、又インジェクタが燃焼室に直接臨まされている
ものにおいて、上記吸気通路に上記インタークーラの上
流と下流とを連通するバイパス通路が接続されていると
共に、燃焼形態が成層燃焼で且つ暖機運転が完了してい
るときには吸入空気を上記バイパス通路へ導き、均一燃
焼時或いは暖機運転中は上記吸入空気を上記インターク
ーラ方向へ導く流路切換え弁を設けたことを特徴とす
る。
【0009】第1の過給機付き筒内噴射エンジンの吸気
温度制御装置では、燃焼形態が成層燃焼時には、流路切
換え弁によりインタークーラをバイパスするバイパス通
路を通して吸入空気を燃焼室へ導き、又、燃焼形態が均
一燃焼時には、上記流路切換え弁により上記インターク
ーラを通過した後の吸入空気を燃焼室へ導く。
【0010】第2の過給機付き筒内噴射エンジンの吸気
温度制御装置では、燃焼形態が成層燃焼時、或いは暖機
運転中のときは、流路切換え弁によりインタークーラを
バイパスするバイパス通路を通して吸入空気を燃焼室へ
導き、又、暖機運転が完了し、且つ燃焼形態が均一燃焼
のときは、上記流路切換え弁により上記インタークーラ
を通過した後の吸入空気を燃焼室へ導く。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図1〜図5に本発明の第1実施
の形態を示す。
【0012】図1、図2の符号1は過給機付き筒内噴射
エンジンで、この筒内噴射エンジン1の吸気ポート1a
が吸気マニホルド2を介してエアーチャンバ3に集合さ
れており、このエアーチャンバ3の上流に吸気通路4が
連通されている。
【0013】この吸気通路4の空気取り入れ口にはエア
ークリーナ5が取付けられており、又、この吸気通路4
の中途にターボ過給機6のコンプレッサ6aが介装され
ている。又、このターボ過給機6のタービン6bが、上
記エンジン1の排気ポート1bに排気マニホルド7を介
して連通する排気通路8に介装されている。尚、符号9
は触媒、10はマフラである。
【0014】又、上記吸気通路4の上記エアーチャンバ
3の上流にスロットル弁11が介装されており、このス
ロットル弁11の上流にインタークーラ12が介装され
ている。更に、上記吸気通路4には、上記インタークー
ラ12の上流と下流とを連通するバイパス通路13が接
続されている。
【0015】上記吸気通路4の上記バイパス通路13の
分岐口に流路切換え弁14が配設されている。この流路
切換え弁14は、吸入空気の流路を上記インタークーラ
12側と上記バイパス通路13とに選択的に切換えるも
ので、通電(ON)時は、図1に示すように上記バイパ
ス通路13を開き、又、非通電(OFF)時は、図2に
示すようにインタークーラ12側を開く。又、図3に示
すように、上記エンジン1に形成された各気筒の燃焼室
1aに筒内噴射用高圧インジェクタ15が臨まされてい
る。
【0016】上記流路切換え弁14の切換え動作は、図
4に示す制御装置(ECU)21で制御される。この制
御装置21の入力側には、エンジン運転状態検出手段と
してクランク角センサ22、負荷検出手段23、冷却水
温センサ24等が接続されており、出力側に上記流路切
換え弁14が接続されている。尚、上記負荷検出手段2
3としては、スロットル開度センサ、吸入空気量センサ
等があり、又、上記スロットル開度センサ、或いは上記
吸入空気量センサに代えてアクセル開度センサ、或いは
吸気管圧力センサを用いても良い。
【0017】以下、上記制御装置21で実行される流路
切換え弁制御ルーチンについて、図5に示すフローチャ
ートに従って説明する。先ず、ステップS1で、クラン
ク角センサ22の出力信号に基づいて算出したエンジン
回転数と、負荷検出手段23からの出力信号に基づいて
算出したスロットル開度、吸入空気量等、エンジン負荷
を示すパラメータとに基づき、エンジンの運転状態を調
べる。
【0018】次いで、ステップS2で、上記運転状態に
基づき燃焼形態が成層燃焼か、均一燃焼かを判定する。
【0019】そして、成層燃焼のときは、ステップS3
へ進み、流路切換え弁14をON動作させ、ルーチンを
抜ける。
【0020】すると、図1に示すように、上記流路切換
え弁14がインタークーラ12の上流を閉塞すると共
に、バイパス通路13を開口し、従って、吸気通路4に
導入された吸入空気は、バイパス通路13を通り、上記
インタークーラ12をバイパスしてスロットル弁11の
上流に導かれる。その結果、吸入空気はインタークーラ
12にて冷却されなかった分、燃焼室1aへ供給される
吸気温度の低下が抑制され、良好な燃焼を得ることがで
き、排気エミッションの低減が図れるばかりでなく、ト
ルクショックの発生を回避することができ、ドライバビ
リティが向上する。
【0021】又、上記ステップS2で均一燃焼と判定し
たときは、ステップS4へ進み、上記流路切換え弁14
をOFF動作させて、ルーチンを抜ける。
【0022】すると、図2に示すように、上記流路切換
え弁14がバイパス通路13を遮断し、吸入空気をイン
タークーラ12の方向へ導く。その結果、燃焼室1aに
はインタークーラ12により吸気温度の低下した空気が
供給され、その分、充填効率が高くなり、高出力が得ら
れる。
【0023】図6に本発明の第2実施の形態を示す。本
実施の形態では、暖機運転中においても吸入空気をバイ
パス通路13を通して燃焼室1aへ供給しようとするも
のである。即ち、ステップS1で、エンジン運転状態を
検出し、次いで、ステップS11で冷却水温センサ24
の出力信号に基づいて算出した冷却水温Twと、暖機完
了温度Twoとを比較し、Tw≧Twoの暖機運転完了
のときは、ステップS2へ進み、燃焼形態を判定する。
又、Tw<Twoの暖機運転中のときは、ステップS3
へ進む。
【0024】従って、本実施の形態では、暖機運転中、
或いは暖機運転完了後の燃焼形態が均一燃焼のとき、流
路切換え弁14をON動作させて、吸入空気をバイパス
通路13を通して燃焼室1aへ供給する。その結果、暖
機運転中の吸気温度が、インタークーラ12により低下
されることがなくなり、暖機運転中の成層燃焼による運
転可能領域が拡大し、燃費を向上させることができるば
かりでなく、暖機時間の短縮化を促進することができ
る。
【0025】尚、本発明は、上記実施の形態に限るもの
ではなく、例えば、燃焼形態を高圧用インジェクタ15
に対する燃料噴射パルス幅で判定するようにしても良
い。又、暖機運転中か否かは、冷却水温以外に油温、或
いは排気温度等に基づいて判定するようにしても良い。
【0026】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
成層燃焼時の吸入空気をインタークーラを通さずに供給
することができるので、成層燃焼時の吸気温度が低下さ
れることがなく、良好な燃焼を得ることができ、その
分、成層燃焼による運転可能領域が広くなり、燃費が改
善されるばかりでなく、燃焼改善率をより高めることが
できるばかりでなく、排気エミッション、及びトルクシ
ョックが低減され、ドライバビリティが向上する。
【0027】又、暖機運転中も吸入空気をインタークー
ラを通さずに供給することで、暖機運転中の成層燃焼に
よる運転領域を広げることかでき、燃費向上を図ること
ができると共に、暖機時間の短縮化を促進することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施の形態による成層燃焼時の過給機付き
筒内噴射エンジンの全体概略図
【図2】同、均一燃焼時の過給機付き筒内噴射エンジン
の全体概略図
【図3】同、燃焼室の拡大図
【図4】同、制御装置の構成図
【図5】同、流路切換え制御ルーチンを示すフローチャ
ート
【図6】第2実施の形態による流路切換え制御ルーチン
を示すフローチャート
【符号の説明】
1…筒内噴射エンジン 1a…燃焼室 4…吸気通路 6…過給機(ターボ過給機) 12…インタークーラ 13…バイパス通路 14…流路切換え弁 15…インジェクタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気通路に過給機とインタークーラとを備
    え、又インジェクタが燃焼室に直接臨まされている過給
    機付き筒内噴射エンジンにおいて、 上記吸気通路に上記インタークーラの上流と下流とを連
    通するバイパス通路が接続されていると共に、 燃焼形態が成層燃焼時には吸入空気を上記バイパス通路
    へ導き、均一燃焼時には上記吸入空気を上記インターク
    ーラ方向へ導く流路切換え弁を設けたことを特徴とする
    過給機付き筒内噴射エンジンの吸気温度制御装置。
  2. 【請求項2】吸気通路に過給機とインタークーラとを備
    え、又インジェクタが燃焼室に直接臨まされている過給
    機付き筒内噴射エンジンにおいて、 上記吸気通路に上記インタークーラの上流と下流とを連
    通するバイパス通路が接続されていると共に、 燃焼形態が成層燃焼で且つ暖機運転が完了しているとき
    には吸入空気を上記バイパス通路へ導き、均一燃焼時或
    いは暖機運転中は上記吸入空気を上記インタークーラ方
    向へ導く流路切換え弁を設けたことを特徴とする過給機
    付き筒内噴射エンジンの吸気温度制御装置。
JP10016178A 1998-01-28 1998-01-28 過給機付き筒内噴射エンジンの吸気温度制御装置 Pending JPH11210477A (ja)

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JP (1) JPH11210477A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6622710B2 (en) 2000-12-08 2003-09-23 Nissan Motor Co., Ltd. Internal combustion engine
KR20040022523A (ko) * 2002-09-09 2004-03-16 현대자동차주식회사 인터쿨러의 흡입공기 바이패스 구조
JP2012136957A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Isuzu Motors Ltd 内燃機関、及びそのegr方法
EP3225805A1 (en) 2016-03-28 2017-10-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine

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