[发明专利]内燃机的发火延迟期间推定装置以及发火正时控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及对以柴油发动机为代表的压缩自发火式的内燃机的发火延迟期间进行推定的装置、以及通过实现该发火延迟期间的合理化来控制发火正时的装置。本发明尤其涉及用于提高发火延迟期间的推定精度的对策。

背景技术

公知汽车等中搭载的柴油发动机的燃烧主要由预混合燃烧以及扩散燃烧构成。具体而言，若开始了从喷射器向燃烧室内的燃料喷射，则首先通过燃料的气化扩散来生成可燃混合气体（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发火，燃烧迅速发展（预混合燃烧）。而且，通过对温度由于该预混合燃烧而充分上升了的燃烧室内继续喷射燃料，或者经规定间隔（燃料喷射停止期间）开始喷射燃料，来进行扩散燃烧。然后，由于在燃料喷射结束后也存在未燃燃料，所以在短时间内继续热产生（后燃烧期间）。

然而，近年来伴随着汽车的排气排放限制的强化（Euro6等），要求即使是缸内的压力、温度、气体（空气）量、氧浓度等对混合气体的发火正时造成影响的参数（也被称为“燃烧状态量”）因环境变化、运转过渡等发生变化的状况，也通过使混合气体的发火正时合理化，来改善排气排放，并且防止燃烧变动、失火。

其中，作为柴油发动机中发生发火延迟的原因，可举出左右混合气体的发火正时的各种条件（环境条件等）成为与一般的标准状态不同的状况的情况。具体而言，在海拔高的高地行驶时，有可能在燃料性状（例如十六烷值）比标准的差的情况（使用了低十六烷值燃料的情况）、外部空气低温时、发动机负载迅速变化时（运转过渡时）等条件下混合气体的发火延迟变大的可能性。

另外，作为柴油发动机中的混合气体的发火延迟，有物理性发火延迟和化学性发火延迟。物理性发火延迟是燃料液滴的蒸发、混合所需要的时间。另一方面，化学性发火延迟是燃料蒸汽的化学结合、分解以及氧化发热所需要的时间。

作为使上述混合气体的发火正时合理化的手法，可考虑推定混合气体的发火延迟期间，按照该发火延迟期间与规定的恰当期间一致的方式来控制燃料喷射形态等。作为鉴于该点的方案，提出了下述的专利文献1～3。

专利文献1中公开了基于缸内的压缩端温度、压缩端压力（活塞到达压缩上止点的时刻的燃烧室内温度以及燃烧室内压力）来推定发火延迟期间，根据该发火延迟期间对燃料喷射期间进行控制的内容。

另外，专利文献2中公开了在极低温时推定为引燃喷射的燃料的发火延迟期间变长，通过使引燃喷射的喷射正时提前，来使引燃喷射的燃料的燃烧时机最佳化的内容。

并且，专利文献3中公开了在热产生率最大值比基准十六烷值燃料低的情况下，推定为主喷射的发火延迟期间变长，使引燃喷射量增加，来提高引燃喷射燃料以及主喷射燃料的发火性，从而缩短主喷射的发火延迟期间的内容。

专利文献1:日本特开平11－148412号公报

专利文献2:日本特开平11－93735号公报

专利文献3:日本特开2006－183466号公报

然而，目前的状况是，在现有技术中，针对能够充分提高混合气体的发火延迟期间的推定精度的技术未有提及，尤其针对使物理性发火延迟的推定精度提高的技术完全没有开发。

即，在上述各专利文献所公开的技术中，由于只不过对缸内温度、缸内压力、外部空气温度等燃烧场所周边的环境条件（针对燃烧场所间接造成影响的参数）进行识别来推定发火延迟期间，所以没有直接推定实际的燃烧场所内的喷雾状态（能够在燃烧场所内发火的条件是否成立），不能说充分得到了该发火延迟期间的推定可靠性。例如，由于即使以高的精度识别缸内温度、缸内压力，如果进气量、涡流速度、气体组成等不同，则物理性发火延迟期间也发生变化，所以难以推定可靠性高的发火延迟期间。

发明内容

本发明鉴于该点而提出，其目的在于，提供一种能够以高的精度推定混合气体的发火延迟期间而有助于该发火延迟期间的合理化的内燃机的发火延迟期间推定装置、以及恰当控制由该发火延迟期间推定装置推定出的发火延迟期间的发火正时控制装置。

–课题的解决原理-

作为为了实现上述目的而采取的本发明的解决原理，通过基于燃料喷雾内的当量比推定混合气体的发火延迟期间，来直接识别对该混合气体在燃烧场所内有无发火进行左右的条件，推定发火延迟期间，从而提高该发火延迟期间的推定可靠性。另外，针对该可靠性高的发火延迟期间识别与作为目标的发火正时的偏差，通过发火延迟期间的合理化来使混合气体的发火正时与目标发火正时一致。

–解决手段-