[发明专利]燃料喷射控制器和内燃发动机

说明书

技术领域

本发明涉及燃料喷射控制器和内燃发动机。

背景技术

已提出通过在降低燃烧温度以减少NOx的运转区域内设定相当长的点火延迟时段来减少烟雾（例如，参见日本专利申请公报No.7-4287（JP-A-7-4287））。另外，在一些情况下，使喷射正时偏移以使得通过主喷射所喷射的燃料喷雾不会与燃烧室内残留的先导喷射的火焰或燃烧气体重叠。这避免了使通过主喷射所喷射的燃料喷雾与先导喷射的火焰或燃烧气体重叠并且避免了燃料喷雾在氧不足的状态下燃烧。因而，可防止烟雾排出量增加（参见日本专利申请公报No.11-82139（JP-A-11-82139））。

发明内容

然而，在JP-A-7-4287和JP-A-11-82139中描述的理念中，当内燃发动机的负荷高时燃料喷射时段长。由此，即使试图完成主喷射以避免通过先导喷射所形成的燃料喷雾，通过主喷射所喷射的喷雾也部分地与通过先导喷射所喷射的燃料喷雾发生干涉。另外，在燃料喷射时段长的高负荷运转期间，即使在通过主喷射所喷射的燃料被点燃之后燃料喷射也继续，这导致一定量的烟雾。

一个目的是提供能够既在低负荷状态下又在高负荷状态下减少烟雾的燃料喷射控制器和内燃发动机。

一个实施例的燃料喷射控制器包括控制部，该控制部取得关于包括燃料喷射阀的内燃发动机的负荷的信息并且基于该负荷信息在第一控制与第二控制之间进行切换。第二控制是在内燃发动机的负荷高于选择所述第一控制时的负荷的状况下选择的控制。第一控制是在避免由于涡流效果而漂移（飘偏，drift）的通过先导喷射所喷射的喷雾的正时执行主喷射的控制。第二控制是在与由于涡流效果而漂移的通过先导喷射所喷射的喷雾发生干涉的正时执行主喷射的控制。

在第一控制中，在通过主喷射所喷射的喷雾不会与通过先导喷射所喷射的喷雾重叠这样的正时执行主喷射，从而保证用于在点燃之前混合空气和燃料的时间，由此促进了混合物的扩散。这样，降低了混合物的浓度，以减少烟雾。这种第一控制旨在通过降低混合物的浓度来减少烟雾，也就是，通过物理的手段来减少烟雾。

另一方面，第二控制旨在通过在点火后利用由OH自由基实现的烟尘（soot）的氧化和烟尘的生成抑制来减少烟雾。第二控制旨在通过使OH自由基与烟尘发生反应来减少烟雾，也就是，通过化学的手段来减少烟雾。

当内燃发动机的负荷低时，燃料喷射时段短，并且在点燃后剩下的喷射时段与整个主喷射时段的比例低。也就是，利用在点燃后发生的现象的价值小。因而，在低负荷状态下，将先导喷射与随后的主喷射之间的间隔设定为积极降低混合物的浓度的间隔。具体而言，在避免由于涡流效果而漂移的通过先导喷射所喷射的喷雾的正时执行主喷射。

另一方面，当内燃发动机的负荷高时，燃料喷射时段长，并且在点火后剩下的喷射时段与整个主喷射时段的比例高。因而，在高负荷状况下，将先导喷射与随后的主喷射之间的间隔设定为积极利用在点燃之后发生的现象的间隔。具体而言，在与由于涡流效果而漂移的通过先导喷射所喷射的喷雾发生干涉的正时执行主喷射。

可以说，如上所述使OH自由基与烟尘发生反应就近来的柴油发动机降低压缩比和增加EGR量的趋势而言是合适的对策。具体而言，如果进一步降低压缩比和/或进一步增加EGR量，则会出现即使在不存在通过先导喷射所喷射的喷雾的区域内氧的量也少的情形，因此容易导致烟雾。因而，在这种情形中，难以通过物理的手段（例如，通过降低混合物的浓度）来减少烟雾。因而，通过化学的手段来减少烟雾变得有效。

燃料喷射控制器中的控制部可在通过主喷射所喷射的燃料喷雾的点火正时处在主喷射时段的前半段内的状况下切换到第二控制，并且在通过主喷射所喷射的燃料喷雾的点火正时处在主喷射时段的后半段内的状况下切换到第一控制。

如上所述，作为对抗烟雾的对策的物理手段在点火前发挥烟雾减少效果，而化学手段在点火后发挥烟雾减少效果。当内燃发动机的负荷高且燃料喷射量变大时，燃料喷射时段变长。当内燃发动机的负荷低时，燃料喷射时段短。因而，当点火正时处在燃料喷射时段的前半段内时，选择对通过在点火后发挥效果的化学手段来减少烟雾的效果给予重视的控制。控制部可执行在这种点火正时的情况下执行的第二控制。另一方面，当点火正时处在燃料喷射时段的后半段内时，选择对通过在点火前发挥效果的物理手段来减少烟雾的效果给予重视的控制。控制部可执行在这种点火正时的情况下执行的第一控制。