[发明专利]内燃机的燃料喷射控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以柴油发动机为代表的内燃机的燃料喷射控制装置。更特别地，本发明涉及对于能够在来自燃料喷射阀的主喷射之前执行副喷射(在下文中也被称为引燃喷射)的压缩自燃式内燃机的用于实现所述副喷射的最优化的方法。

背景技术

如通常所知，在用作汽车发动机等的柴油发动机中，进行根据诸如发动机转数、加速器的操作量、冷却液温度以及进气温度的运转状态来调节燃料喷射阀(下文也被称为喷射器)的燃料喷射正时和燃料喷射量的燃料喷射控制。

附带地，柴油发动机燃烧包括预混燃烧和扩散燃烧。当来自燃料喷射阀的燃料喷射开始时，首先通过燃料的汽化和扩散(点火延迟期间)来产生可燃混合气。接下来，所述可燃混合气在燃烧室中的多处在大约同一时刻自燃，并且燃烧快速地进行(预混燃烧)。此外，向燃烧室内的燃料喷射继续，以便连续地进行燃烧(扩散燃烧)。之后，甚至在燃料喷射已经结束后未燃燃料仍然存在，因此在一时间段内继续生热(后燃期间)。

而且，在柴油发动机中，随着点火延迟期间变长，或随着燃料在点火延迟期间的汽化变得更强烈，在点火之后的火焰传播速度将增加。当所述火焰传播速度大时，立即燃烧的燃料的量变得过大，气缸内的压力急剧增加，因此产生了振动或噪声。这种现象被称为柴油机爆震，并且通常特别是在低负载运转时发生。而且，在这种情况下，燃烧温度的急剧上升伴随着产生的氮氧化物(下文被称为“NOx”)的量的增加，因此废气排放变得恶化。

结果，为了防止这种柴油机爆震并减小NOx的产生量，已经开发了多种燃料喷射控制装置。例如，已经开发了在主喷射之前进行喷射少量燃料的引燃喷射从而引起有助于产生发动机扭矩的燃烧的燃料喷射控制装置。也就是说，建议在执行引燃喷射之后，暂时中断燃料喷射，并且当该燃料达到点火状态(所谓的闪点)时，执行主喷射(见下文的专利引文1至3)。

通过执行这种引燃喷射，能够缓和伴随后续主喷射的开始的初始燃烧，因此能够抑制柴油机爆震的发生。而且，当执行主喷射时，在引燃喷射中喷射出的燃料已经被点燃，并已经建立了闪点状态，因此还能够避免失火的发生。因此，通过引燃喷射，改善了低温启动，也减小了低温时白烟的发生。此外，通过该引燃喷射，减小了点火延迟期间内的燃料喷射量，因此也抑制了预混燃烧。而且，在预混燃烧过程中，发热率高，因此能够促进NOx的产生，但由于通过上述引燃喷射抑制了预混燃烧，NOx的产生以及伴随预混燃烧的噪声的产生二者都将同样被减小。

然而，为了进行少量燃料的引燃喷射，必须以高精度控制所述引燃喷射的量。例如，在专利引文2中，执行引燃喷射以使作为在发动机压缩冲程中在气缸内产生的最大压力的压缩端压力接近目标压缩端压力。在这种情况下，随着目标压缩端压力和实际压缩端压力之间的差变小，设定更少量的引燃喷射。

而且，专利引文3公开了随着进气温度降低并且随着进气压力的增加而增加引燃喷射量。

专利引文1：JP 2004-308440A

专利引文2：JP 2000-154757A

专利引文3：JP 2006-274997A

发明内容

技术问题

然而，关于常规的引燃喷射控制，尽管已经考虑到进行调节以增加或减少引燃喷射量，但是还没有建立引燃喷射的控制逻辑，例如适当地判断引燃喷射是否必要，因此还不确定是否正在进行适当的引燃喷射控制。

例如，以下可以作为所述问题的起因而被引用。通常，引燃喷射具有在主喷射期间适当地控制点火和适当地控制发热率的功能，但是在常规引燃喷射中，这些功能没有被明确地区分开。结果，甚至在即使仅执行主喷射也就是即使没有执行引燃喷射也能够确保充分的点火的情况下，通常也执行引燃喷射，因此很可能正在执行超出必要的引燃喷射。在这种正在执行超出必要的引燃喷射的情况下，存在的顾虑是废气排放将会恶化(通过过量的引燃喷射，由于局部氧气不足的发生使得HC或PM产生的量将增加的顾虑)，或燃料消耗率将会恶化。

本发明的目的是为能够在主喷射之前执行引燃喷射的内燃机提供能够判断引燃喷射是否必要的用于引燃喷射执行的控制逻辑。

技术方案

-方案的原理-