[发明专利]控制具有强制进气系统的柴油发动机的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及控制具有强制进气系统的柴油发动机的方法和装置。

背景技术

在安装在车辆上的柴油发动机中，在发动机的一个循环内在汽缸内完成多次燃料喷射，以便，例如降低废气内所含的NOx和烟灰，减少噪音或振动，并且改善耗油量和转矩。例如，JP2009-293383A公开了一种带有涡轮增压器的柴油发动机，其中完成5次燃料喷射：产生转矩的主喷射；在主喷射之前完成的以便预热汽缸的前导喷射(pilot injection)；在前导喷射和主喷射之间完成的以抑制主喷射喷射燃料的点火延迟的预喷射；在主喷射后实施的以提高废气的温度的后喷射(after injection)；以及通过紧接在后喷射后将燃料直接引入排气系统而提高催化剂的温度的次后喷射(postinjection)。

而且，例如，JP2005-240709A公开了一项技术，其中，鉴于通过在主燃烧前的初步燃烧而提高汽缸内的温度，前导喷射的燃料喷射量将根据发动机载荷和发动机转速而变化。因此，汽缸内的温度将在完成主喷射时升高，以必然超过燃料能够压燃的温度，并且因此防止主喷射喷射的燃料不点火。

同时，在通过压缩而使供给汽缸的燃料压燃的柴油发动机中，设置了例如15∶1或更低几何压缩比的相对较低的压缩比，以便达到，例如，减少NOx排放的数量。低压缩比降低了每个汽缸内的燃烧并抑制NOx的产生。而且，由于发动机的较低的压缩比降低了机械阻力损失，其也有利于提高发动机的热效率。

通常，鉴于改善柴油发动机的耗油量和NVH性能，需要在接近压缩冲程的上止点处可靠地实现主要包括扩散燃料的主燃烧。然而，在喷射燃料后，如果燃烧开始之前的点火延迟变长，燃料的可控性下降，并且因此会变得，例如难以在临近压缩冲程的上止点处稳定地实现主燃烧。发明者已经发现在主喷射之前完成至少一次前期喷射使得在主燃烧开始前产生适当的前期燃烧，从而通过优化在主燃烧开始时汽缸内部温度和压强而相对缩短点火延迟，并有利于提高主燃烧的可控性，换句话说，改善耗油量和NVH性能。

不过，当发动机转速和发动机载荷较低时，发动机较低的压缩比会降低压缩冲程末期的温度和压强，并且因此为了提高汽缸内部温度和压强以提高主燃烧的可控性，需要通过前期喷射喷射大量的燃料。例如，尤其是，当发动机处于非预热状态中或外部气温较低(其中压缩冲程末期的温度降低)，或在高海拔环境下(其中压缩冲程末期的温度和压强均降低)，前期喷射的燃料喷射量需要大幅度提高。

发明内容

鉴于上述情况提出本发明，本发明提供用于柴油发动机的具有强制进气系统的控制装置，其通过优化主喷射开始时汽缸内部温度和压强的状态而提高主燃烧的可控性，并降低优化汽缸内部状态所需的前期喷射的燃料喷射量。