[发明专利]用于内燃机的燃料喷射控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于以柴油发动机为典型示例的内燃机的燃料喷射控制装置。特别地，本发明涉及一种用于优化在压缩自燃式内燃机中的主喷射和副喷射的喷射模式的技术，所述压缩自燃式内燃机能够在来自燃料喷射阀的主喷射(primary injection)(下文也称为“主喷射(main injection)”)之前执行副喷射(下文也称为“预喷射”)。

背景技术

如传统技术中公知的，在用作汽车发动机等的柴油发动机中，能够进行燃料喷射控制以便根据发动机转速、加速器操作量、冷却液温度、进气温度等调节来自燃料喷射阀(下文也称为“喷射器”)的燃料喷射正时和燃料喷射量(例如，请参见PTL1)。

通过预混燃烧和扩散燃烧来实现柴油发动机的燃烧。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产生可燃混合气(点火延迟期间)。然后可燃混合气在燃烧室中的多个位置处近似同时自燃，并且燃烧快速进行(预混燃烧)。此外，继续将燃料喷射到燃烧室中，使得燃烧连续地发生(扩散燃烧)。此后，甚至在燃料喷射完成之后还存在未燃燃料，因此在一时间段内继续生热(后燃期间)。

另外，在柴油发动机中，当点火延迟期间变得更长时，或者当在点火延迟期间中的燃料的汽化变得更强烈时，点火后的火焰传播速度增大。当火焰传播速度高时，每次有过多燃料燃烧，并且气缸内的压力急剧增大，产生振动或噪声。这种现象被称为“柴油机爆震”，并且这种现象尤其在低负荷运行时经常发生。而且，在这种情况下，随着燃烧温度的急剧升高，氮氧化物(下文称为“NOx”)的产生量增大，使废气排放恶化。

为了防止上述的柴油机爆震并且降低NOx的产生量，已经研制了各种燃料喷射控制装置。例如，通常进行间歇喷射，其中通过将来自燃料喷射阀的燃料喷射分割为多次喷射来间歇地进行所述燃料喷射。

例如，根据PTL2，将在主喷射之前喷射燃料的引燃喷射的喷射正时设定为提早与从引燃喷射的喷射正时到实际点火正时的延迟期间相等的量。结果，能够将在引燃喷射中喷射出的燃料的点火正时设定为与主喷射期间基本相同，从而减少PM(颗粒物质)和HC(碳氢化合物)的排放量。

引文列表

专利文献

[PTL1]JP 2002-155791A

[PTL2]JP 2002-195084A

发明内容

技术问题

如上所述，在主喷射之前执行预喷射或引燃喷射(作为典型示例，下面的说明是指预喷射)的情况下，在开始所述喷射时，由于吸热反应产生了点火延迟，并且点火延迟的长度基于发动机的运转状态和其它环境条件而变化。

在柴油发动机的传统燃料喷射控制中，使由吸热反应产生的热平衡最小化的燃料喷射的喷射正时，或者燃料喷射之间的间隔(喷射间隔)未被定量化。因此，还没有研制出通常在最佳正时执行预喷射和主喷射的技术。换句话说，利用传统的技术，从降低燃烧噪声、减小NOx的产生量和确保高发动机转矩的观点单独设定各种控制参数(诸如燃料喷射量和燃料喷射正时)，并且通过反复试验确定用于每种类型的发动机的合适设置(为每种类型的发动机构造用于预喷射和主喷射的合适的燃料喷射方式)。

如上所述，在设定用于预喷射和主喷射的燃料喷射方式的传统技术中，存在喷射正时和间隔的多种组合，并且确定合适设置的操作者的评价变化导致与最佳燃料喷射方式的偏离，与所述最佳燃料喷射方式的偏离直接表现为燃料喷射方式的变化。为此，几乎不可能获得最佳燃料喷射方式(最佳方案)。换句话说，在传统技术中，由于每种燃料喷射方式都是通过反复试验来确定的，还没有研制出一种对于各种发动机共用的系统化的燃料喷射控制技术，因此，存在有优化燃料喷射控制的需求。

本发明是鉴于上述问题来构思的，并且本发明的目的是提供一种用于能够在主喷射之前执行副喷射的压缩自燃式内燃机的系统化的燃料喷射控制技术，利用所述技术能够实现用于主喷射和副喷射的最佳喷射模式。

问题的解决方案