[发明专利]内燃机的燃烧控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以柴油发动机为代表的压缩自点火式的内燃机的燃烧控制装置。

背景技术

在作为汽车用发动机等而使用的柴油发动机中，通过根据发动机转数、加速器操作量、冷却水温度、进气温度等，调节来自燃料喷射阀（下面，有时也称为喷射器）的燃料喷射时刻及燃料喷射量，从而对燃烧室内（气缸内）的燃烧方式进行控制。

如下述的专利文献1中所公开的那样，上述柴油发动机的燃烧主要由预混燃烧和扩散燃烧构成。当开始实施从喷射器向燃烧室内的燃料喷射时，首先，通过燃料的蒸发扩散而生成可燃混合气体（发火延迟期间）。接下来，该可燃混合气体在燃烧室的几个位置几乎同时自燃，且急速地进行燃烧（预混燃烧）。而且，继续实施向燃烧室内的燃料喷射，从而持续地进行燃烧（扩散燃烧）。此后，因为在燃料喷射结束之后仍存在未燃烧燃料，所以短时间之内热释放将会持续（后燃期间）。

另外，在柴油发动机中，重要的是同时满足以下的各要求，即，通过同时抑制NOx的产生量及烟的产生量而实现废气排放的改善、燃烧行程时的燃烧噪音的降低、发动机转矩的充分的确保。

作为对NOx的产生量进行抑制的装置，已知一种使废气的一部分回流到进气通道中的废气回流（EGR：Exhaust Gas Recirculation）装置（例如，参照下述的专利文献2）。在这种EGR装置中，通过朝向气缸内而使废气回流以降低气缸内（燃烧室内）的氧浓度，从而促进发火延迟并增大预混燃烧的比例，由此，抑制了NOx的生成并实现了排气的改善。

此外，具有如下的燃料喷射方法，即，通过对朝向燃烧室内的燃料喷射进行分割（例如，二分割），并将利用在先的第一喷射而实施的燃烧设定为预混燃烧，从而消除燃烧场中的氧不足。在这种燃料喷射方法中，只要使在后的第二喷射的喷射正时接近于在先的第一喷射，并且最大限度地活用喷雾干涉冷却，则能够抑制NOx产生量及烟的产生量，并且能够抑制耗油率（燃料消耗率）的恶化。另外，喷雾干涉冷却是指，在先被喷射的燃料的喷雾通过后续被喷射的燃料的吸热反应而被冷却的现象。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-156519号公报

专利文献2：日本特开2004-003415号公报

发明内容

发明所要解决的课题

虽然根据上述的活用了喷雾干涉冷却的燃烧（预混燃烧主体的燃烧），能够实现NOx产生量的抑制、烟的产生量的抑制、耗油率恶化的抑制，但是因为是初始的发火延迟影响燃烧整体的燃烧（稳健性较低的燃烧），所以在缸内压力因过渡工况时的增压装置所引起的增压延迟而降低、或者缸内的氧浓度因EGR量的减量动作的延迟等而降低，从而预混燃烧的发火延迟变得较大的情况下，燃烧重心将较大程度地滞后，从而有可能出现HC（碳化氢）急剧增加、或者发生失火的情况。此外，即使在使用了低十六烷值的燃料的情况下，也会由于预混燃烧的发火延迟变得较大，从而产生同样的问题。

本发明是在考虑了这种实际情况的基础上而完成的，其目的在于，应用如下的内燃机的燃烧控制装置，所述内燃机的燃烧控制装置即使在内燃机的过渡工况时或低十六烷值的燃烧使用时，也能够实现排放的减少及燃烧稳定性的确保。

用于解决课题的方法

（课题的解决原理）

为了实现上述的目的而采取的本发明的解决原理，其特征在于，为了能够利用预混燃烧及扩散燃烧的各自的优点作为燃烧室内的燃烧方式，通过将这些预混燃烧的重心和扩散燃烧的重心错开，来使这些预混燃烧和扩散燃烧分离，从而实现废气排放的改善及燃烧的稳定性。

另外，上述燃烧重心是指，在被喷射至燃烧室内的燃料（例如，在预混燃烧用的燃料喷射中被喷射的燃料、在扩散燃烧用的燃料喷射中被喷射的燃料）在燃烧室内进行燃烧时，在将该全部的燃料的燃烧完成的完全燃烧状态设定为燃烧程度“100%”的情况下，燃烧程度达到了“50%”的时间点。换言之，是指燃烧室内的热释放量的积累相对于被喷射的燃料的全部量燃烧后的热释放量而达到了“50%”的时间点。

（解决方法）