(57)【要約】  圧縮着火エンジン（２０）が、データを処理する制御システム（２６）と、１つ又は２つ以上の燃焼室（２２）と、燃料を燃焼室（２２）内に噴射するインジェクタ（２４）とを有する。制御システム（２６）は、エンジン（２０）を作動させる３つの燃料供給モード（ＨＣＣＩ，ＨＣＣＩ＋ＣＤ，ＣＤ）の１つを選択するために或る特定のデータ、例えばエンジン速度やエンジン負荷の処理の結果を用いて燃料供給を制御する。処理の結果によりＨＣＣＩモードが選択された場合、均質チャージ圧縮着火（ＨＣＣＩ）燃焼を全ての燃焼室（２２）内で生じさせるようエンジン（２０）に燃料供給する。処理の結果によりＨＣＣＩ＋ＣＤモードが選択された場合、均質チャージ圧縮着火（ＨＣＣＩ）燃焼を全ての燃焼室（２２）内で生じさせるようエンジン（２０）に燃料供給する。ＨＣＣＩ燃焼を幾つかの燃焼室（２２）内で生じさせると共にＣＤ（従来型ディーゼル）燃焼を残りの燃焼室（２２）内で生じさせるようエンジン（２０）に燃料供給する。処理の結果によりＣＤモードが選択された場合、ＣＤ燃焼を全ての燃焼室（２２）内で生じさせるようエンジン（２０）に燃料供給する。
2008504483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮着火エンジンの作動方法であって、
或る特定のデータを処理して前記エンジンを作動させるための複数の燃料供給モードの１つを選択するステップを有し、
ａ）前記処理の結果により第１の燃料供給モードが選択された場合、多数の燃焼室の各々に燃料供給して対応のエンジンサイクル中、前記各燃焼室内に実質的に均質な空気と燃料のチャージを生じさせ、各チャージを圧縮して自己着火させ、この場合、前記対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにするステップと、
ｂ）前記処理の結果により第２の燃料供給モードが選択された場合、
ｉ）第１の群をなす前記燃焼室に燃料供給して対応のエンジンサイクル中に前記第１の群の前記各燃焼室内に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、どのエンジン速度に対しても、前記第１の群の前記各燃焼室内に送り込まれる燃料の量が、エンジン負荷ではなくエンジン速度の関数であるようにし、各チャージを圧縮して自己着火させ、この場合、前記対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにし、
ｉｉ）第２の群をなす前記燃焼室への燃料供給を、前記第２の群の対応の前記燃焼室内の空気が燃料を導入しながら燃料を燃焼させるのに十分圧縮されたときに前記エンジンサイクル中の或る時点で燃料を導入することによって、行うステップと、
ｃ）前記処理の結果により第３の燃料供給モードが選択された場合、前記燃焼室の各々への燃料供給を、対応の前記燃焼室内の空気が燃料を導入しながら燃料を燃焼させるのに十分圧縮されたときに前記エンジンサイクル中の或る時点で燃料を導入することによって、行うステップとを有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
どのエンジン速度に対しても、前記第２の燃料供給モード中、前記第１の群の前記各燃焼室内に送り込まれる燃料の量は、実質的に一定であり、負荷が変化しても変化しないが、前記エンジン速度が或る速度から別の速度に変化したとき、前記第１の群の前記各燃焼室内に送り込まれる燃料は、先の速度での最大許容燃料供給量に対応する或る特定の実質的に一定の量から新たな速度での最大許容燃料供給量に対応する別の実質的に一定の量に変化する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
どのエンジン速度に対しても、前記第２の燃料供給モード中、前記第２の群の各燃焼室内に送り込まれる燃料の量は、エンジン負荷の関数である、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第２の燃料供給モード中、前記第２の群の各燃焼室内に送り込まれる燃料の量は、エンジン速度の関数でもある、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
或るデータを処理して前記エンジンを作動させる複数の燃料補給モードの１つを選択する前記ステップは、
エンジン負荷を表すデータを処理するステップを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
或るデータを処理して前記エンジンを作動させる複数の燃料補給モードの１つを選択する前記ステップは、
エンジン速度を表すデータを処理するステップを含む、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記エンジンを作動温度まで暖機運転した状態で、原点が速度０及び負荷０に対応するエンジン速度とエンジン負荷の関係を表すグラフ図において、前記ステップａ）は、前記原点と境界を接する前記グラフ図の第１のゾーン内のエンジン速度及びエンジン負荷で生じ、前記ステップｂ）は、前記第１のゾーンと境界を接する第２のゾーン内のエンジン速度及びエンジン負荷で生じ、前記ステップｃ）は、前記第２のゾーンと境界を接するエンジン速度及びエンジン負荷で生じる、
請求項１記載の方法。
【請求項８】
燃料は、噴射により前記燃焼室内に導入され、前記方法は、燃料を両方のシリンダ群内に噴射する圧力を制御して前記噴射圧力が前記両方のシリンダ群について実質的に同一であるようにするステップを更に有する、
請求項１記載の方法。
【請求項９】
燃料噴射期間を制御して前記第２の燃料供給モード中、一方の群に関する燃料噴射期間が、他方の群に関する燃料噴射期間とは異なるようにするステップを更に有する、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
燃料噴射時期を制御して、前記第２の燃料供給モード中、一方の群に関する燃料噴射時期が、他方の群に関する燃料噴射時期とは異なるようにするステップを更に有する、
請求項９記載の方法。
【請求項１１】
３つ全ての前記燃料供給モードにおいて、前記燃焼室の前記燃料供給は全て、燃料をシリンダ内インジェクタから前記燃焼室内に直接噴射することにより行われる、
請求項１記載の方法。
【請求項１２】
圧縮着火エンジンであって、
データを処理する制御システムと、
１つ又は２つ以上の燃焼室と、
燃料を前記１つ又は２つ以上の燃焼室内に噴射する燃料供給システムとを有し、前記制御システムは、前記制御システムにより或る特定のデータを処理して前記エンジンを作動させるための複数の燃料供給モードのうち１つを選択した結果を用いて前記燃料供給システムを制御して、
ａ）前記処理の結果により第１の燃料供給モードが選択された場合、多数の燃焼室の各々に燃料供給して対応のエンジンサイクル中、前記各燃焼室内に実質的に均質な空気と燃料のチャージを生じさせ、各チャージを圧縮して自己着火させ、この場合、前記対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにし、
ｂ）前記処理の結果により第２の燃料供給モードが選択された場合、
ｉ）第１の群をなす前記燃焼室に燃料供給して対応のエンジンサイクル中に前記第１の群の前記各燃焼室内に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、どのエンジン速度に対しても、前記第１の群の前記各燃焼室内に送り込まれる燃料の量が、エンジン負荷ではなくエンジン速度の関数であるようにし、各チャージを圧縮して自己着火させ、この場合、前記対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにし、
ｉｉ）第２の群をなす前記燃焼室への燃料供給を、前記第２の群の対応の前記燃焼室内の空気が燃料を導入しながら燃料を燃焼させるのに十分圧縮されたときに前記エンジンサイクル中の或る時点で燃料を導入することによって、行い、
ｃ）前記処理の結果により第３の燃料供給モードが選択された場合、前記燃焼室の各々への燃料供給を、対応の前記燃焼室内の空気が燃料を導入しながら燃料を燃焼させるのに十分圧縮されたときに前記エンジンサイクル中の或る時点で燃料を導入することによって、行うようにする、
ことを特徴とするエンジン。
【請求項１３】
どのエンジン速度に対しても、前記第２の燃料供給モード中、前記第１の群の前記各燃焼室内に送り込まれる燃料の量は、実質的に一定であり、負荷が変化しても変化しないが、前記エンジン速度が或る速度から別の速度に変化したとき、前記第１の群の前記各燃焼室内に送り込まれる燃料は、先の速度での最大許容燃料供給量に対応する或る特定の実質的に一定の量から新たな速度での最大許容燃料供給量に対応する別の実質的に一定の量に変化する、
請求項１２記載のエンジン。
【請求項１４】
前記第２の燃料供給モード中どのエンジン速度に対しても、前記第２の群の各燃焼室内に送り込まれる燃料の量は、エンジン負荷の関数である、
請求項１３記載のエンジン。
【請求項１５】
前記第２の群の各燃焼室内に送り込まれる燃料の量は、エンジン速度の関数でもある、
請求項１４記載のエンジン。
【請求項１６】
前記或る特定のデータは、エンジン負荷を表すデータを含む、
請求項１２記載のエンジン。
【請求項１７】
前記或る特定のデータは、エンジン速度を表すデータを含む、
請求項１６記載のエンジン。
【請求項１８】
前記エンジンを作動温度まで暖機運転した状態で、原点が速度０及び負荷０に対応するエンジン速度とエンジン負荷の関係を表すグラフ図において、前記ステップａ）は、前記原点と境界を接する前記グラフ図の第１のゾーン内のエンジン速度及びエンジン負荷で生じ、前記ステップｂ）は、前記第１のゾーンと境界を接する第２のゾーン内のエンジン速度及びエンジン負荷で生じ、前記ステップｃ）は、前記第２のゾーンと境界を接するエンジン速度及びエンジン負荷で生じる、
請求項１２記載のエンジン。
【請求項１９】
燃料を噴射により前記燃焼室内に導入する燃料噴射システムを更に有し、前記制御システムは、前記第２の燃料供給モード中に燃料を両方のシリンダ群内に噴射する圧力を制御して前記噴射圧力が前記両方のシリンダ群について実質的に同一であるようにする、
請求項１２記載のエンジン。
【請求項２０】
前記制御システムは、前記第２の燃料供給モード中に燃料噴射期間を制御して一方の群に関する燃料噴射期間が、他方の群に関する燃料噴射期間とは異なるようにする、
請求項１９記載のエンジン。
【請求項２１】
前記制御システムは、燃料噴射時期を制御して、前記第２の燃料供給モード中、一方の群に関する燃料噴射時期が、他方の群に関する燃料噴射時期とは異なるようにする、
請求項２０記載のエンジン。
【請求項２２】
前記燃焼室内への燃料の直接噴射により３つ全ての前記燃料供給モードにおいて前記燃焼室の燃料供給を全て行うシリンダ内インジェクタを更に有する、
請求項１２記載のエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には、内燃エンジン（内燃機関）に関する。特に、本発明は、互いに異なるエンジン作動モード中、均質チャージ圧縮着火（ＨＣＣＩ）の属性の利点を種々の仕方で用いる方式でＨＣＣＩを選択的に利用する制御方式に関する。本発明は、詳細には、第１のモード中、ＨＣＣＩ燃焼を全てのシリンダ内で生じさせ、第２のモード中、全てには足りないシリンダ内でＨＣＣＩ燃焼を生じさせると共に残りのシリンダ内でＣＤ（従来型ディーゼル）燃焼を生じさせ、第３のモード中、全てのシリンダ内でＣＤ燃焼を生じさせるようエンジンに燃料供給する方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＣＣＩは、エンジンサイクルの圧縮上昇行程中、エンジンシリンダ内部に実質的に均質の空気と燃料のチャージ（供給混合気）を作る仕方でディーゼルエンジンに燃料補給する公知のプロセスである。チャージについて所望量の燃料をシリンダ内へ噴射して実質的に均質の空気と燃料の混合気を作った後、上昇行程中のピストンによるチャージの圧縮の増大により、チャージの自己着火を生じさせるのに十分大きな圧力が生じる。換言すると、ディーゼルエンジンのＨＣＣＩ作動モードは、１）圧縮上昇行程中、所望量の燃料を適当な時期にシリンダ内へ噴射して噴射された燃料が先の吸気下降行程及び圧縮上昇行程の初期の部分中にシリンダに流入した給気と、シリンダ内に実質的に均質の混合気を形成するような仕方で混ざり合うようにするステップと、次に、２）上死点（ＴＤＣ）の近く又はそのところで自己着火といってもよい程度まで混合気をますます圧縮するステップとを有するものであるということができる。自己着火は、混合気内の種々の場所で気化燃料の実質的に同時の瞬時燃焼として生じることができる。自己着火後、追加の燃料が噴射されることはない。
【０００３】
ＨＣＣＩの属性の１つは、比較的リーン又は希薄混合気を燃焼させることができ、それにより燃焼温度が比較的低く保たれるということにある。比較的高い燃焼温度が生じるのを避けることにより、ＨＣＣＩは、エンジン排気ガスの望ましくない成分であるＮＯXの顕著な減少をもたらすことができる。
【０００４】
ＨＣＣＩのもう１つの属性は、実質的に均質の空気と燃料のチャージの自己着火が、より完全な燃焼を生じさせ、その結果エンジン廃棄物中のスート（すす状物質）が比較的少ないということにある。
【０００５】
したがって、テールパイプ（尾筒）放出物の減少に対するＨＣＣＩの潜在的な利益は、かなり顕著であり、したがって、ＨＣＣＩは、エンジンリサーチ及びデザイン業界における科学者及び技術者による活発な研究及び開発の主題である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＨＣＣＩの一問題は、これがスート及びＮＯXのテールパイプ放出物の劇的な減少をもたらすことができる度合いに制約を課すことにあるように思われる。高いエンジン速度及び高いエンジン負荷では、燃焼速度は、制御が困難である。したがって、公知のエンジン制御方式は、ＨＣＣＩを比較的低い速度及び比較的低いエンジン負荷でしか利用しない場合がある。高い速度及び（又は）高い負荷では、燃料が燃料を噴射しながら燃料を燃焼させるのに十分に高い圧力までシリンダ内で圧縮された給気中へ噴射されたとき、燃料が従来型ディーゼル（ＣＤ）燃焼方式によって燃焼するようにエンジンの燃料補給が行われる。
【０００７】
エンジン作動の全範囲にわたりエンジンサイクル中、燃料を互いに異なる噴射圧力で、互いに異なる時期に、そして互いに異なる期間にわたり噴射できる高精度で燃料噴射を制御できるプロセッサ制御型燃料噴射システムの出現により、ディーゼルエンジンは、ＣＤ燃焼とＨＣＣＩ燃焼の両方を行うことができるようになっている。
【０００８】
以下に説明するように、本発明は、これら燃料噴射の機能及びエンジン作動の或る特定の観点に応じて燃料噴射を種々の仕方で制御する処理システムを利用する。より正確に言えば、特定の燃料噴射システムを任意所与のエンジンにおいて関連の処理システムによりどのように制御するかは、エンジン、燃料噴射システム及び処理システムの詳細で決まることになる。
【０００９】
自動車に動力を供給するディーゼルエンジンは、エンジン作動に影響を及ぼす自動車及びエンジンへの種々の入力に応じて種々の速度及び種々の負荷で作動するので、燃料補給に関する要件は、速度及び負荷の変更として変化する。関連の処理システムは、例えばエンジン速度及びエンジン負荷のようなパラメータを表すデータを処理してエンジン速度とエンジン負荷の種々の組合せについて燃料噴射システムの適正な制御を保証する特定の作動条件について所望のエンジン燃料補給を設定する制御データを生じさせる。
【００１０】
２００４年３月２５日に出願された米国特許出願第１０／８０９，２５４号明細書は、ディーゼルエンジン及び或る特定のデータを処理してエンジンを作動させるための複数の燃料供給モードの１つを選択する関連のプロセッサ制御型燃料噴射システムを開示している。処理の結果により第１の燃料供給モード（ＨＣＣＩモード）が選択された場合、エンジンサイクル中、エンジンに燃料補給して１つ又は２つ以上の燃焼室内に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせる。このチャージは、自己着火により燃焼するよう圧縮され、自己着火後にそれ以上燃料は導入されない。処理結果により第２の燃料供給モード（ＨＣＣＩ−ＣＤモード）が選択された場合、エンジンサイクル中、エンジンに燃料補給して１つ又は２つ以上の燃焼室内に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせる。このチャージは、自己着火（ＨＣＣＩ）により燃焼するよう圧縮され、その後、燃料を更に１つ又は２つ以上の燃焼室内に導入して追加の燃焼（ＣＤ）を生じさせる。エンジンは、比較的低負荷及び比較的低速度でＨＣＣＩ燃焼を利用し、比較的高負荷及び比較的高速度でＨＣＣＩ−ＣＤ燃焼と呼ばれる状態を利用する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、エンジン廃棄物中の望ましくない成分、特にスート及びＮＯXの生成の一段の減少を含む目的の達成のため、ディーゼルエンジンにおいてＨＣＣＩ燃焼の使用を促進し、熱効率を向上させるエンジン、システム及び方法に関する。本発明は、関連の処理システムにプログラムされた方式である燃料噴射制御方式に具体化される。
【００１２】
本発明の原理によれば、ＨＣＣＩ燃焼の利用は、米国特許出願第１０／８０９，２５４号明細書に記載されている仕方とは異なる仕方で行われる。本発明は、３つの別々のエンジン作動モード、即ち、１）ＨＣＣＩモード、２）ＨＣＣＩ＋ＣＤモード、３）ＣＤモードを有する。これらモードの各々について以下に詳細に説明する。
【００１３】
ＨＣＣＩモードは、比較的低負荷及び比較的低速で利用される。ＨＣＣＩ＋ＣＤは、ＨＣＣＩモードの負荷よりも比較的高い負荷で且つＨＣＣＩモードの速度よりも比較的高い速度で利用される。ＣＤモードは、ＨＣＣＩ＋ＣＤモードの負荷よりも更に比較的高い負荷で且つＨＣＣＩ＋ＣＤモードの速度よりも更に比較的高い速度で利用される。
【００１４】
ＨＣＣＩ＋ＣＤモードにより、ＨＣＣＩの利点をＨＣＣＩがもっぱら用いられる範囲の部分とＣＤがもっぱら用いられる範囲の部分との間のエンジン作動範囲の部分で得ることができる。
【００１５】
本発明の一般的な一特徴は、或る特定のデータを処理してエンジンを作動させる複数の燃料供給モードの１つを選択する圧縮着火エンジンの作動方法に関する。
【００１６】
処理の結果により第１の燃料供給モードが選択された場合、多数の燃焼室の各々に燃料供給して対応のエンジンサイクル中、各燃焼室内に実質的に均質な空気と燃料のチャージを生じさせ、各チャージを圧縮して自己着火させ、この場合、対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにする。
【００１７】
処理の結果により第２の燃料供給モードが選択された場合、第１の群をなす燃焼室に燃料供給して対応のエンジンサイクル中に第１の群の各燃焼室内に実質的に均質の空気と燃料のチャージを生じさせ、どのエンジン速度に対しても、第１の群の各燃焼室内に送り込まれる燃料の量が、エンジン負荷ではなくエンジン速度の関数であるようにし、各チャージを圧縮して自己着火させ、この場合、対応のエンジンサイクル中、自己着火後に追加の燃料を導入しないようにする。第２の群をなす燃焼室への燃料供給を、第２の群の対応の燃焼室内の空気が燃料を導入しながら燃料を燃焼させるのに十分圧縮されたときにエンジンサイクル中の或る時点で燃料を導入することによって行う。
【００１８】
処理の結果により第３の燃料供給モードが選択された場合、燃焼室の各々への燃料供給を、対応の燃焼室内の空気が燃料を導入しながら燃料を燃焼させるのに十分圧縮されたときにエンジンサイクル中の或る時点で燃料を導入することによって行う。
【００１９】
別の一般的な特徴は、直前に説明した方法に従って動作する圧縮着火エンジンに関する。
【００２０】
本発明の開示した実施形態では、特定のモードを選択するために処理されるデータは、エンジン速度データ及びエンジン負荷データを含む。噴射圧力、噴射期間及び噴射時期は、モード毎に異なる場合がある。種々のモードの各々に関する燃料供給データは、エンジン制御システム中のマップ内に格納されている。
【００２１】
本発明の上記特徴及び利点並びに他の特徴及び利点は、本発明を実施するためにこの時点で計画された最適対応を示す本発明の現時点において好ましい実施形態についての以下の開示で理解されよう。本願は、後で概略的に説明する図面を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、縦軸がエンジン負荷を表し、横軸がエンジン速度を表すグラフ図である。グラフの原点のところでは、エンジン負荷は０であり、エンジン速度は０である。実線１０，１２，１４は、ＨＣＣＩ、ＨＣＣＩ＋ＣＤ、ＣＤと表示された３つのゾーンを定めている。
【００２３】
ゾーンＨＣＣＩは、比較的低いエンジン負荷と比較的低いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。ゾーンＨＣＣＩ＋ＣＤは、比較的高いエンジン負荷と比較的高いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。ゾーンＣＤは、ゾーンＨＣＣＩ＋ＣＤよりも更に比較的高いエンジン負荷と更に比較的高いエンジン速度の種々の組合せを含む領域をカバーしている。
【００２４】
圧縮着火エンジンがゾーンＨＣＣＩに属する速度及び負荷で作動しているとき、燃料は、ＨＣＣＩ燃焼を生じさせるような仕方でエンジンシリンダ内に噴射される。エンジンが、ゾーンＨＣＣＩ＋ＣＤに属する速度及び負荷で作動しているとき、燃料は、幾つかのエンジンシリンダ内でＨＣＣＩ燃焼を生じさせる仕方でこれら幾つかのエンジンシリンダ内に噴射され、他のエンジンシリンダ内にはＣＤ燃焼を生じさせるような仕方で噴射される。エンジンがゾーンＣＤに属する速度及び負荷で作動しているとき、燃料は、ＣＤ燃焼を生じさせる仕方でエンジンシリンダ内に噴射される。
【００２５】
図２は、自動車に動力を与える図１に記載された本発明の方式に従って動作する例示のターボチャージ式ディーゼルエンジン２０の一部を概略的に示している。エンジン２０は、ピストンが往復動するシリンダ２２を有している。各ピストンは、対応の連接棒によりクランクシャフトのそれぞれの行程部に結合されている。各シリンダの吸気弁が開かれているとき、取り込み空気（吸気）が吸気系統（図面には特に示されていない）を通って各シリンダに送られる。
【００２６】
エンジンは、シリンダ２２のためのインジェクタ２４を有する燃料供給システムを有している。エンジンは、種々の源からのデータを処理してエンジン動作に関する種々の特質を制御するための種々の制御データを生じさせるプロセッサ利用型エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２６を更に有する。ＥＣＵ２６により処理されたデータは、外部ソース、例えば種々のセンサ２８から来るのがよくしかも（或いは）内部で生じる。処理データの例としては、エンジン速度、吸気マニホルド圧力、排気マニホルド圧力、燃料噴射圧力、燃料供給量、燃料供給時期（タイミング）、質量流量及びアクセルペダル位置が挙げられる。
【００２７】
ＥＣＵ２６は、インジェクタ２４の動作の制御を含む燃料供給システムの動作の制御によりシリンダ２２内への燃料の噴射を制御する。ＥＣＵ２６内に具体化された処理システムは、装置作動時期及び装置作動期間をリアルタイムで計算するのに十分迅速にデータを処理してシリンダ内への燃料の各噴射タイミングと各噴射量の両方を設定することができる。かかる制御機能は、本発明の方式を具体化するために用いられる。
【００２８】
エンジン速度及びエンジン負荷に関するデータ値をどのように生じさせるかとは無関係に、本発明のこの特定の実施形態は、瞬間エンジン速度及び瞬間エンジン負荷を用いてエンジンに関する特定の燃料供給モード、即ち、１）全てのシリンダ内でＨＣＣＩ燃焼を生じさせるＨＣＣＩモード、２）幾つかのシリンダ内でＨＣＣＩ燃焼を生じさせると共に他のシリンダ内でＣＤ燃焼を生じさせるＨＣＣＩ＋ＣＤモード、３）全てのシリンダ内でＣＤ燃焼を生じさせるＣＤモードのいずれかを選択し、次に、選択した燃料供給モードの方式に従って燃料供給システムを作動させてエンジンに燃料供給する。変形例として、特定のモードを選択する方式が、エンジン負荷だけを用いてもよい。
【００２９】
図３は、ＥＣＵ２６の処理システムにより実行される本発明の方式に関する流れ図３０を示している。参照符号３２は、この方式の開始を表している。ステップ３４では、エンジン速度データ及びエンジン負荷データを処理して図１の３つの燃料供給モードのうちどれを選択すべきかを決定する。モードを選択する一手法は、１つ又は２つ以上のマップを処理システムに提供して３つのゾーンを定め、マップに従って瞬間エンジン速度及びエンジン負荷に関するデータ値を比較することである。
【００３０】
ステップ３４でＨＣＣＩモードを選択した場合、線図３０は、燃料が各シリンダ内に噴射されて全てのシリンダ内でＨＣＣＩ燃焼を生じさせることを開示している（参照符号３６）。図４Ａは、噴射圧力とクランクシャフト回転位置との関係を表す無次元グラフ図に示された矩形ゾーン３８によって表されているＨＣＣＩ燃焼のための燃料供給の一般的な例を示している。図４Ｂは、噴射圧力と噴射時間の関係を表すグラフ図に示された矩形ゾーン４２によって表されているＣＤ燃焼に関する燃料供給の一般的な例を示している。
【００３１】
ＨＣＣＩ燃焼に関する燃料供給は、図４Ａと図４Ｂを比較することにより理解できる幾つかのやり方の点で、ＣＤ燃焼に関する燃料供給とは異なっている。
【００３２】
各図において、原点から対応のゾーン３８，４２の始まりまでの水平軸線に沿って取られた距離は、エンジンサイクル中における噴射時期を表している。ＣＤ燃焼の噴射時期は、ＨＣＣＩ燃焼に関する噴射時期と比較して進められていることが理解できる。
【００３３】
また、各ゾーンの幅により表される噴射期間は、ＨＣＣＩ燃焼に関する場合よりもＣＤ燃焼に関する場合の方が長いことが理解できる。各ゾーンの高さにより表される燃料噴射圧力は、ＨＣＣＩ燃焼とＣＤ燃焼の両方について実質的に同一である。
【００３４】
ゾーン３８又はゾーン４２のいずれのゾーン内においても、実際の燃焼は、それぞれの燃焼タイプを生じさせるのに適した任意の仕方で行われるのがよい。例えば、ＨＣＣＩ燃焼は、１回又は２回以上の別々の噴射に起因して生じる場合があるが、別々の噴射回数とは無関係に、ＨＣＣＩモードは、シリンダ内で往復動するピストンの圧縮上昇行程中、燃料をシリンダ内に導入する。燃料は、すぐ前の吸気下降行程及び圧縮上昇行程の初期部分中にシリンダに流入した給気と混ざり合い、その結果得られた空気と燃料の混合物（混合気）は、実質的に均質のものである。この燃料供給は、燃焼が生じる前に終了する。チャージを自己着火するのに十分圧縮すると、ＨＣＣＩ燃焼が始まる。
【００３５】
ステップ３４でＣＤモードを選択した場合、線図３０は、燃料が各シリンダ内に噴射されて全てのシリンダ内でＣＤ燃焼を生じさせることを開示している（参照符号４０）。ＣＤ燃焼は、１回又は２回以上の別々の噴射に起因して生じる場合があるが、別々の噴射回数とは無関係に、ＣＤモードは、シリンダ内で往復動するピストンの圧縮上昇行程の最上部の近くで燃料をシリンダ内に導入する。燃料は、燃料を噴射しているときにＣＤ燃焼を生じさせるほど十分高い圧力まで圧縮された給気と混じり合う。
【００３６】
ステップ３４がＨＣＣＩ＋ＣＤモードを選択した場合、線図３０は、幾つかのシリンダ内でＨＣＣＩ燃焼を生じさせると共に他のシリンダ内でＣＤ燃焼を生じさせるよう燃料を噴射するステップ４４を示している。図２は、各々が等しい数のシリンダを収容した２列のシリンダＧ１，Ｇ２を有するＶ字形エンジンの一例を示している。
【００３７】
ＨＣＣＩ＋ＣＤモード中、列Ｇ１のシリンダに燃料供給してＨＣＣＩ燃焼がこれらシリンダ内で生じるようにし、他方、列Ｇ２のシリンダに燃料供給してＣＤ燃焼をこれらシリンダ内で生じるようにする。列Ｇ１のシリンダに図４Ａの仕方で燃料供給し、これに対し、列Ｇ２のシリンダには図４Ｂの仕方で燃料供給する。ＨＣＣＩ＋ＣＤモードにおいてどのエンジン速度に対しても、ＨＣＣＩシリンダ内に送り込まれる燃料は一定であり、即ち、燃料マップ（噴射圧力、噴射期間及び噴射時期）は、実質的に一定であり、負荷が変化しても変化しない。しかしながら、エンジン速度がＨＣＣＩ＋ＣＤモードにおいて或る速度から別の速度に変化すると、ＨＣＣＩシリンダ内に送り込まれる燃料は、先の速度での最大許容燃料供給に対応した或る決まった量から新たな速度での最大許容燃料供給に対応した別の決まった量に変化する。それ故、ＨＣＣＩ燃料供給は、ＨＣＣＩ＋ＣＤモードでは、エンジン速度の関数であるが、エンジン負荷の関数ではない。
【００３８】
ＨＣＣＩ＋ＣＤモードにおいてどのエンジン速度に対しても、燃料供給は、ＣＤシリンダについてのみ変化し、負荷変化の関数として変化する。ＣＤシリンダに関する燃料供給も又、このモードではエンジン速度の関数として変化することができる。
【００３９】
一方式で燃料供給されるべきシリンダと別の方式で燃料供給されるべきシリンダの選択は、決まっていてもよく又は可変であってもよい。換言すると、ＨＣＣＩ＋ＣＤモードでは、特定のシリンダに或る特定の時期に一方の仕方で燃料供給し、他の時期では他方の仕方で燃料供給することが可能である。この方式は、適当なレートで繰り返し行われて負荷／速度変化が素早く先に起こり、適当な燃料供給モードを行うようにする。ＨＣＣＩ＋ＣＤモードでは、ＨＣＣＩとＣＤが交互して起こる着火順序は、トルク変動を最小限に抑えるのに役立つ場合がある。
【００４０】
ＨＣＣＩ燃焼を行うためにシリンダに燃料供給しようとする場合、処理システムは、これに対応した１つ又は複数の燃料マップを利用し、かかるマップは、噴射されるべき燃料を特定のエンジン速度又はエンジン負荷に関するゾーン３０に一致させるのに適した燃料供給パラメータを提供する。ＨＣＣＩモードでは、全てのシリンダの燃料供給は、エンジン速度とエンジン負荷の両方の関数として変化する。ＨＣＣＩ＋ＣＤモードでは、ＨＣＣＩシリンダの燃料供給は、エンジン負荷ではなくエンジン速度のみの関数として変化する。ＣＤ燃焼を行うためにシリンダに燃料供給する場合、処理システムは、これに対応した１つ又は複数の燃料供給マップを利用し、かかるマップは、噴射されるべき燃料を特定のエンジン速度及びエンジン負荷に関するゾーン４２に一致させるのに適した燃料供給パラメータを提供する。ＨＣＣＩ＋ＣＤモードとＣＤモードの両方では、ＣＤシリンダの燃料供給は、エンジン速度とエンジン負荷の両方の関数である。それ故、図３、図４Ａ及び図４Ｂでは、ＦＭ１という表示は、ＨＣＣＩ燃焼に関する燃料供給マップを表し、ＦＭ２という表示は、ＣＤ燃焼に関する燃料供給マップを表している。
【００４１】
本発明は、以下の利点を有する。
１）本発明は、ＮＯX及びスートを同時に減少させることができる。
２）本発明は、熱効率が高い。
３）本発明は、エンジンの作動範囲全体をカバーできる。
４）本発明は、大型、中型及び小型ディーゼルエンジンに使用できる。
５）本発明は、プロセッサが十分な容量を有していることを条件として、プロセッサだけで具体的に構成でき、これにより、本発明の費用効果が極めて高くなる。
【００４２】
図１に記載された燃料供給方式は、エンジンが所望の作動温度まで暖機運転されていることを前提条件としている。これとは異なり又は変更された方式を、冷えたエンジンを始動させ、このエンジンが暖機運転を開始するときに用いてもよい。
【００４３】
本発明を具体化したエンジンは、シリンダ内ディーゼルインジェクタに加えてポートインジェクタ及び（又は）点火装置を有すると共に二元燃料で動作する或る特定の他の特許文献に記載されたエンジンとは異なり、真の意味でディーゼルエンジンであることは注目されるべきである。図示すると共に本明細書において説明した本発明の好ましい実施形態の原理は、ディーゼル燃料のシリンダ内噴射のみを想定している。
【００４４】
本発明の現時点において好ましい実施例を図示すると共に説明したが、本発明の原理は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属する全ての実施形態に当てはまることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】或る速度と負荷の条件に関するＨＣＣＩ燃焼モード、他の速度と負荷の条件に関するＨＣＣＩ＋ＣＤ燃焼モード及び更に他の速度と負荷の条件に関するＣＤ燃焼モードを有する本発明の第１の実施形態の原理による燃料供給方式を表すグラフ図である。
【図２】本発明の図１の実施形態の或る特定の原理と関連した例示のディーゼルエンジンの幾つかの部分の全体的な略図である。
【図３】図２のエンジンで利用される本発明の方式の実施形態を示す流れ図である。
【図４Ａ】ＨＣＣＩ燃焼のために用いられる一般的な燃料供給マップによる一般的な燃料噴射量を示す図である。
【図４Ｂ】ＣＤ燃焼のために用いられる一般的な燃料供給マップによる一般的な燃焼噴射量を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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