專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及炭煙排放量估計(jì)裝置，該炭煙排放量估計(jì)裝置估計(jì)在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)燃料的反應(yīng)所導(dǎo)致產(chǎn)生的炭煙(碳微粒子)的排放量。
背景技術(shù)：
構(gòu)成在內(nèi)燃機(jī)(尤其是柴油內(nèi)燃機(jī))的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的粒狀物質(zhì)(顆粒物質(zhì) (PM))的主成分之一是炭煙。要想高精度控制該炭煙的排放量并減少炭煙的排放量，需要高精度估計(jì)炭煙的排放量。例如，在日本專利文獻(xiàn)特開2007-46477號(hào)公報(bào)中記載的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置中披露了以下手法使用基于炭煙的生成機(jī)理的復(fù)雜的反應(yīng)模型，在內(nèi)燃機(jī)處于瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下也高精度估計(jì)炭煙的排放量。

發(fā)明內(nèi)容
在上述文獻(xiàn)中記載的裝置中，由于在炭煙的排放量的估計(jì)中使用復(fù)雜的反應(yīng)模型，炭煙的排放量的估計(jì)所涉及的計(jì)算負(fù)載變得龐大。因而，正渴望以小的計(jì)算負(fù)載在內(nèi)燃機(jī)處于瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下也高精度估計(jì)炭煙的排放量的手法出現(xiàn)。本發(fā)明是為了解決上述的問題而完成的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，該炭煙排放量估計(jì)裝置能夠在內(nèi)燃機(jī)處于瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下也以小的計(jì)算負(fù)載高精度估計(jì)炭煙的排放量。本發(fā)明的炭煙排放量估計(jì)裝置包括穩(wěn)定排放量獲取單元、穩(wěn)定值獲取單元、瞬態(tài)值獲取單元、瞬態(tài)修正值計(jì)算單元、炭煙排放量估計(jì)單元。下面，依次說明這些單元。穩(wěn)定排放量獲取單元根據(jù)至少內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和所述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量和被從所述內(nèi)燃機(jī)排放的炭煙的排放量之間在所述內(nèi)燃機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下的預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)系(表、設(shè)定表)、所述運(yùn)轉(zhuǎn)速度的當(dāng)前值、以及所述燃料噴射量的當(dāng)前值，獲取炭煙的穩(wěn)定排放量。該“穩(wěn)定排放量”是內(nèi)燃機(jī)以當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和燃料噴射量在處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下的炭煙的排放量。該“關(guān)系”是可通過實(shí)驗(yàn)等預(yù)先獲取。穩(wěn)定值獲取單元根據(jù)預(yù)定的參數(shù)的值和影響炭煙的排放量的因子的值之間的預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)系(表、設(shè)定表)、所述預(yù)定的參數(shù)的當(dāng)前值來獲取所述因子的穩(wěn)定值，所述預(yù)定的參數(shù)表示所述內(nèi)燃機(jī)在所述內(nèi)燃機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在此，“影響炭煙的排放量的因子”例如是燃燒室內(nèi)的氣體的溫度、壓力、氧濃度等。“預(yù)定的參數(shù)”例如是內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、燃料噴射量等。該“因子的穩(wěn)定值”是內(nèi)燃機(jī)以當(dāng)前的參數(shù)值(例如，當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和燃料噴射量)在處于 穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下的因子的值。該“關(guān)系”也可通過實(shí)驗(yàn)等預(yù)先獲取。瞬態(tài)值獲取單元獲取所述因子的瞬態(tài)值，所述因子的瞬態(tài)值是所述因子的當(dāng)前值。該“因子的瞬態(tài)值”例如是將當(dāng)前的因子的值通過檢測(cè)·估計(jì)單元得到的檢測(cè)值·估計(jì)值。
瞬態(tài)修正值計(jì)算單元根據(jù)穩(wěn)定特性值和瞬態(tài)特性值來計(jì)算與炭煙的排放量相關(guān)的瞬態(tài)修正值，根據(jù)所述因子的穩(wěn)定值和與針對(duì)所述因子的炭煙的排放量相關(guān)的預(yù)先存儲(chǔ)的特性而得到所述穩(wěn)定特性值，根據(jù)所述特性和所述因子的瞬態(tài)值而得到所述瞬態(tài)特性值。當(dāng)存在多個(gè)所述因子時(shí)，按照每一個(gè)因子，分別設(shè)定所述特性并且分別計(jì)算穩(wěn)定特性值和瞬態(tài)特性值?！八矐B(tài)修正值”例如是穩(wěn)定特性值與瞬態(tài)特性值之差、之比等。當(dāng)存在多個(gè)所述因子時(shí)，瞬態(tài)修正值是針對(duì)各因子的穩(wěn)定特性值與瞬態(tài)特性值之差、之比等。在瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，因子的瞬態(tài)值可能會(huì)偏離因子的穩(wěn)定值。瞬態(tài)修正值是表示在瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下可能會(huì)產(chǎn)生的“因子的瞬態(tài)值偏離因子的穩(wěn)定值”導(dǎo)致的、炭煙排放量偏離所述穩(wěn)定排放量的程度。炭煙排放量估計(jì)單元根據(jù)所述穩(wěn)定排放量和所述瞬態(tài)修正值來估計(jì)炭煙的排放量。炭煙的排放量例如是通過向穩(wěn)定排放量相乘瞬態(tài)修正值或者通過向穩(wěn)定排放量相加瞬態(tài)修正值而獲得。在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，瞬態(tài)修正值被計(jì)算為“1”(當(dāng)瞬態(tài)修正值被相乘穩(wěn)定排放量時(shí))或者被計(jì)算為“0” (當(dāng)瞬態(tài)修正值被相加穩(wěn)定排放量時(shí))，炭煙的排放量與穩(wěn)定
排放量一致。根據(jù)上述構(gòu)成，能夠以用于獲取穩(wěn)定排放量的表檢索以及計(jì)算瞬態(tài)修正值這樣的少量計(jì)算負(fù)載，在瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下也高精度估計(jì)炭煙的排放量。在上述本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置中，至于所述因子，使用影響炭煙生成速度的因子，該炭煙生成速度是燃料的反應(yīng)導(dǎo)致生成炭煙的速度，和/或，使用影響炭煙氧化速度的因子，該炭煙氧化速度是燃料的反應(yīng)導(dǎo)致生成的炭煙被氧化的速度。這是基于如下情況炭煙的產(chǎn)生速度(排放速度)可通過所述炭煙生成速度與所述炭煙氧化速度之差來表示。至于所述影響炭煙生成速度的因子，可列舉燃燒室內(nèi)的氣體的溫度、壓力等。另外，至于所述影響炭煙生成速度的因子，也可列舉燃燒室內(nèi)的氣體的氧濃度。這是基于如下情況如果氧濃度小，則燃料的燃燒速度變小而燃料的燃燒時(shí)間(因而，燃料處于高溫的時(shí)間)變長(zhǎng)，容易生成炭煙。另一方面，至于所述影響炭煙氧化速度的因子，也可列舉燃燒室內(nèi)的氣體的溫度、氧濃度等。另外，至于所述影響炭煙生成速度的因子，也可列舉點(diǎn)火延遲時(shí)間(從燃料的噴射開始時(shí)刻起至被噴射的燃料的點(diǎn)火開始時(shí)刻的時(shí)間)或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值。 這是基于如下情況如果點(diǎn)火延遲時(shí)間短，則由于點(diǎn)火開始時(shí)點(diǎn)處的燃料噴霧的大小小而燃料噴霧的(平均)當(dāng)量比變大，容易生成炭煙。至于所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值，例如可列舉壓縮端溫度(所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體在壓縮上死點(diǎn)處的溫度)。這是基于如下情況如果壓縮端溫度高，則由于點(diǎn)火開始時(shí)刻變?cè)缍c(diǎn)火延遲時(shí)間變短。即，如果壓縮端溫度高，則容易生成炭煙。另外，至于所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值，例如可列舉所述內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的氣體的壓力(排氣壓力)。這是基于如下情況如果排氣壓力大，則由于內(nèi)部EGR氣體(從排氣通道經(jīng)由內(nèi)燃機(jī)的排氣閥而回流到燃燒室的排氣)的量增加而壓縮端溫度變高(因而， 點(diǎn)火延遲時(shí)間變短)。即，如果排氣壓力大，則容易生成炭煙。另外，至于所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值，例如可列舉所述內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的氣體的溫度(排氣溫度)。這是基于如下情況如果排氣溫度高，則由于內(nèi)部EGR氣體的溫度變高而壓縮端溫度變高(因而，點(diǎn)火延遲時(shí)間變短)。即，如果排氣溫度高，則容易生成炭煙。另外，至于所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值，例如可列舉所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的氣體的溫度(進(jìn)氣溫度)。這是基于如下情況如果進(jìn)氣溫度高，則壓縮端溫度變高(因而， 點(diǎn)火延遲時(shí)間變短)。即，如果進(jìn)氣溫度高，則容易生成炭煙。另外，至于所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值，也可以使用將排氣溫度和進(jìn)氣溫度一起考慮而得到的值。具體地說，可使用根據(jù)排氣溫度、進(jìn)氣溫度、以及內(nèi)部EGR氣體的量對(duì)外部 EGR氣體(從所述排氣通道經(jīng)由連通所述排氣通道和所述進(jìn)氣通道的排氣回流道而回流到所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的排氣)的量與內(nèi)部EGR氣體的量之和的比例(內(nèi)部EGR比例)而得到的值。排氣溫度的高低對(duì)壓縮端溫度(因而，點(diǎn)火延遲時(shí)間)的影響程度較大地依賴于內(nèi)部EGR比例。換句話說，也可以說進(jìn)氣溫度對(duì)壓縮端溫度(因而，點(diǎn)火延遲時(shí)間)的影響程度較大地依賴于(1-內(nèi)部EGR比例)。上述構(gòu)成基于該見解。根據(jù)此，可分別考慮排氣溫度和進(jìn)氣溫度對(duì)壓縮端溫度(因而，點(diǎn)火延遲時(shí)間)的影響程度而計(jì)算所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值。結(jié)果，可將瞬態(tài)修正值計(jì)算為更恰當(dāng)?shù)闹?，由此能夠在瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)一步高精度地估計(jì)炭煙的排放量。下面，至于所述影響炭煙生成速度的因子，附帶說使用所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值的情況。在此情況下，優(yōu)選的是，僅在所述條件成立時(shí)，考慮用作所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值，而在所述條件不成立時(shí)，不考慮所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。由此，在點(diǎn)火延遲時(shí)間容易穩(wěn)定的條件下或者在點(diǎn)火延遲時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)炭煙的生成程度的影響度小的條件下(即，預(yù)定條件不成立時(shí))，不考慮點(diǎn)火延遲時(shí)間而加算瞬態(tài)修正值。由此，在該條件下，當(dāng)計(jì)算瞬態(tài)修正值時(shí)，可在不降低計(jì)算精度的情況下避免基于考慮點(diǎn)火延遲時(shí)間的計(jì)算負(fù)載增大。具體地說，所述預(yù)定條件當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體的氧濃度或與所述氧濃度相關(guān)的值小于預(yù)定值時(shí)成立。這是基于如下情況如果燃燒室內(nèi)的氣體的氧濃度大，則由于不容易生成炭煙，點(diǎn)火延遲時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)炭煙的生成程度的影響度小。另外，所述預(yù)定條件當(dāng)在主噴射之前不進(jìn)行引燃噴射時(shí)成立。這是基于如下情況 如果在主噴射之前進(jìn)行引燃噴射，則不管排氣壓的高低等如何壓縮端溫度均都穩(wěn)定，因而， 點(diǎn)火延遲時(shí)間容易穩(wěn)定。另外，所述預(yù)定條件當(dāng)燃燒室的壁的溫度大于預(yù)定值時(shí)成立。這是基于如下情況 如果燃燒室的壁的溫度低，則即使排氣壓力等增大，壓縮端溫度難以增大，因此壓縮端溫度穩(wěn)定，因而，點(diǎn)火延遲時(shí)間容易穩(wěn)定。另外，所述預(yù)定條件當(dāng)燃燒室內(nèi)的膨脹沖程中的火焰溫度在預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)成立。這是基于如下情況如果火焰溫度在預(yù)定范圍之外，則由于難以生成炭煙，點(diǎn)火延遲時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)炭煙的生成程度的影響度小。另外，在此，所述火焰溫度例如指火焰溫度的最高值(最高火焰溫度)等。另外，如上述那樣，在僅在預(yù)定條件成立時(shí)考慮點(diǎn)火延遲時(shí)間而計(jì)算瞬態(tài)修正值的情況下，也可以是，僅當(dāng)所述點(diǎn)火延遲時(shí)間(或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值)的瞬態(tài)值相對(duì)于其穩(wěn)定值向炭煙的排放量增大的方向偏移了時(shí)，考慮所述點(diǎn)火延遲時(shí)間(或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值)而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。這是基于如下情況在對(duì)于炭煙的排放量不容易成為問題的“點(diǎn)火延遲時(shí)間的瞬態(tài)值相對(duì)于其穩(wěn)定值向炭煙的排放量減少的方向偏移了時(shí)”，可以不考慮點(diǎn)火延遲時(shí)間而計(jì)算瞬態(tài)修正值。由此，在該情況下，當(dāng)計(jì)算瞬態(tài)修正值時(shí)，可避免基于考慮點(diǎn)火延遲時(shí)間的計(jì)算負(fù)載增大。在上述本發(fā)明的炭煙排放量估計(jì)裝置中，也可以是，當(dāng)至于所述影響炭煙氧化速度的因子而使用所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體的溫度和氧濃度中至少一個(gè)時(shí)，所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元構(gòu)成為根據(jù)針對(duì)與燃料的燃燒前半程相關(guān)的所述氣體的溫度和氧濃度中至少一個(gè)的所述穩(wěn)定特性值和所述瞬態(tài)特性值、針對(duì)與燃料的燃燒后半程相關(guān)的所述氣體的溫度和氧濃度中至少一個(gè)的所述穩(wěn)定特性值和所述瞬態(tài)特性值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。生成的炭煙的氧化反應(yīng)不僅在燃料的燃燒前半程(燃料噴霧在擴(kuò)散的途中的階段，燃燒在繼續(xù)中的高溫的噴霧狀態(tài))中，還在燃料的燃燒后半程(燃料噴霧充分?jǐn)U散而混合氣均勻且大致結(jié)束了燃燒的狀態(tài))中也會(huì)產(chǎn)生。燃燒室內(nèi)的氣體的溫度以及氧濃度在燃燒前半程和燃燒后半程之間大不相同，因此炭煙的氧化速度(氧化程度)也大不相同。因而，認(rèn)為優(yōu)選的是，單獨(dú)處理炭煙在燃燒前半程中的氧化反應(yīng)和炭煙在燃燒后半程中的氧化反應(yīng)。上述構(gòu)成基于該見解。在此情況下，優(yōu)選的是，所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元構(gòu)成為根據(jù)所述燃燒室內(nèi)的氣體的溫度、壓力、以及氧濃度中至少一個(gè)來決定炭煙在所述燃燒前半程中氧化的程度與炭煙在所述燃燒后半程中氧化的程度的比例，考慮所述比例而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。關(guān)于所述“比例”根據(jù)燃燒室內(nèi)的氣體的溫度、壓力、以及氧濃度中至少一個(gè)來決定并得到的這一點(diǎn)，在后面詳述。根據(jù)此，在所述因子是影響炭煙氧化速度的因子的情況下，瞬態(tài)修正值成為進(jìn)一步高精度表示“因子的瞬態(tài)值偏離因子的穩(wěn)定值”導(dǎo)致炭煙排放量偏離穩(wěn)定排放量的程度的值。另外，優(yōu)選的是，至于所述影響炭煙氧化速度的因子，使用考慮燃燒氣體攝取比例而得到并有助于炭煙的氧化的所述燃燒室內(nèi)的氣體的實(shí)際的氧濃度，所述燃燒氣體攝取比例是所述燃料噴射量的全部燃料完全燃燒所需要的所述燃燒室內(nèi)的氣體量對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的全部氣體量的比例。在此，所述燃料噴射量的全部燃料完全燃燒所需要的所述燃燒室內(nèi)的氣體量是可根據(jù)燃燒室內(nèi)的氣體的氧濃度和燃料噴射量計(jì)算而得到，氧濃度越小該氣體量越大。因而， 氧濃度越小所述“燃燒氣體攝取比例”(< 1)越大。具體地說，所述“實(shí)際的氧濃度”是向燃燒前的氣體的氧濃度(大致相等于進(jìn)氣氧濃度)相乘(1-燃燒氣體攝取比例)的值。炭煙的氧化反應(yīng)較大地受到燃燒室內(nèi)的氣體的氧濃度?！叭紵龤怏w攝取比例”表示在假設(shè)燃料噴射量的全部燃料完全燃燒了的情況下在之后燃料噴霧攝取完全燃燒后的氣體(燃燒氣體)的概率。在燃燒氣體之中不存在氧。因而，如果考慮在此情況下炭煙在燃料噴霧中的氧化反應(yīng)，則被攝取到燃料噴霧中的氣體的氧濃度可考慮為實(shí)質(zhì)上大致相等于所述“實(shí)際的氧濃度”。結(jié)果，“實(shí)際的氧濃度”可成為比燃燒前的氣體的氧濃度(大致相等于進(jìn)氣氧濃度)強(qiáng)烈地影響炭煙的排放量的因子。上述構(gòu)成基于該見解。另外，優(yōu)選的是，至于所述影響炭煙氧化速度的因子，使用噴霧的重合率，該噴霧的重合率是所述燃料噴射量的全部燃料完全燃燒所需要的所述燃燒室內(nèi)的氣體量對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體中除去無助于燃料的燃燒的部分之后的氣體的量的比例。在所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體之中，必然存在燃料噴霧無法到達(dá)(與燃料噴霧不會(huì)混合)的部分。該部分對(duì)應(yīng)于“無助于燃料的燃燒的部分”。如果將燃燒室內(nèi)的氣體之中有助于燃料的燃燒的部分的比例設(shè)為“空氣利用率”，則“燃燒室內(nèi)的氣體中除去無助于燃料的燃燒的部分之后的氣體的量”成為向燃燒室內(nèi)的全部氣體量相乘空氣利用率的值。 與上述“燃燒氣體攝取比例”相同，氧濃度越小所述“噴霧的重合率”也越大?？紤]了所述 “無助于燃料的燃燒的部分”的結(jié)果，“噴霧的重合率”也有時(shí)會(huì)超過“ 1”?！皣婌F的重合率”越大(尤其，比“ 1”大時(shí))，被從多個(gè)噴孔分別噴射·形成的燃料噴霧之間重合的概率越高。在燃料噴霧之間重合的部分，難以攝取氣體中的氧，結(jié)果炭煙在該部分的氧化程度下降。因而，“噴霧的重合率”可成為強(qiáng)烈地影響炭煙的排放量的因子。 上述構(gòu)成基于該見解。


圖1是將本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置在四氣缸內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī))中適用了的系統(tǒng)整體的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖；圖2是示出燃料噴霧內(nèi)之中在過量空氣系數(shù)< 1的區(qū)域中被主要進(jìn)行炭煙生成的狀況的示意圖；圖3是示出燃料噴霧內(nèi)之中在過量空氣系數(shù)> 1的區(qū)域中被主要進(jìn)行炭煙氧化的狀況的示意圖；圖4是示出用于求得穩(wěn)定排放量的表的坐標(biāo)圖；圖5是示出燃料噴霧內(nèi)的溫度分布的示意圖；圖6是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)l”對(duì)噴霧代表溫度Tf的特性的坐標(biāo)圖；圖7是示出采用了對(duì)噴霧代表溫度Tf的穩(wěn)定值 瞬態(tài)值Tfs，Tft、穩(wěn)定特性值 瞬態(tài)特性值A(chǔ)ls，Alt的情況下的炭煙排放量變化的一例子的曲線圖；圖8是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)2”對(duì)缸內(nèi)壓力Pc的特性的坐標(biāo)圖；圖9是用于說明氧化區(qū)域代表溫度Tol的計(jì)算的圖；圖10是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值Bi”對(duì)氧化區(qū)域代表溫度Tol的特性的坐標(biāo)圖；圖11是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值B2”對(duì)缸內(nèi)氧濃度Roxc的特性的坐標(biāo)圖；圖12是用于說明全部燃料完全燃燒所需要的缸內(nèi)氣體量(is和缸內(nèi)氧濃度Roxc 之間的關(guān)系的圖；圖13是示出燃燒氣體攝取比例X的定義式的圖；圖14是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值Cl”對(duì)燃燒氣體攝取比例X的特性的坐標(biāo)圖；圖15是用于說明燃料噴霧的大小、缸內(nèi)氧濃度、點(diǎn)火延遲、燃燒時(shí)間之間的關(guān)系的圖16是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)3”對(duì)缸內(nèi)氧濃度Roxc的特性的坐標(biāo)圖；圖17是用于說明在燃燒前半程和燃燒后半程之間另行處理炭煙的氧化反應(yīng)而計(jì)算氧化修正項(xiàng)的圖；圖18是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值B2’ ”對(duì)實(shí)際缸內(nèi)氧濃度Roxc’的特性的坐標(biāo)圖；圖19是示出采用了對(duì)實(shí)際缸內(nèi)氧濃度Roxc’的穩(wěn)定值 瞬態(tài)值Roxc’ SjRoxc' t、 穩(wěn)定特性值·瞬態(tài)特性值的情況下的炭煙排放量變化的一例子的曲線圖；圖20是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值B3”對(duì)氧化區(qū)域代表溫度To2的特性的坐標(biāo)圖；圖21是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值Β4”對(duì)缸內(nèi)氧濃度Roxc的特性的坐標(biāo)圖；圖22是示出在決定用于計(jì)算權(quán)重系數(shù)α的系數(shù)β時(shí)使用的表的坐標(biāo)圖；圖23是示出在決定用于計(jì)算權(quán)重系數(shù)α的系數(shù)Υ時(shí)使用的表的坐標(biāo)圖；圖M是示出噴霧重合率L的定義式的圖；圖25是用于說明全部燃料完全燃燒所需要的缸內(nèi)氣體量(is、缸內(nèi)氧濃度Roxc、噴霧重合率L之間的關(guān)系的圖；圖沈是用于說明點(diǎn)火延遲時(shí)間、噴霧平均當(dāng)量比、炭煙排放量之間的關(guān)系的圖；圖27是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)4”對(duì)點(diǎn)火延遲時(shí)間ID的特性的坐標(biāo)圖；圖觀是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)5”對(duì)壓縮端溫度Tcomp的特性的坐標(biāo)圖；圖四是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)6”對(duì)排氣壓力Pe的特性的坐標(biāo)圖；圖30是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)7”對(duì)排氣壓力Te的特性的坐標(biāo)圖；圖31是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)8”對(duì)進(jìn)氣壓力Te的特性的坐標(biāo)圖；圖32是示出“與炭煙排放量相關(guān)的特性值A(chǔ)9”對(duì)考慮了排氣溫度Te、進(jìn)氣溫度 Ti、內(nèi)部EGR率r的溫度Tz的特性的坐標(biāo)圖；圖33是示出只在預(yù)定條件下考慮基于點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值的修正而估計(jì)炭煙排放量時(shí)的處理流程的一例子的流程圖；圖34是示出只在預(yù)定條件下考慮基于點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值的修正而估計(jì)炭煙排放量時(shí)的處理流程的另外例子的流程圖；圖35是示出只在預(yù)定條件下考慮基于點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值的修正而估計(jì)炭煙排放量時(shí)的處理流程的另外例子的流程圖；圖36是示出只在預(yù)定條件下考慮基于點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值的修正而估計(jì)炭煙排放量時(shí)的處理流程的另外例子的流程圖；圖37是示出生成炭煙所要求的、最高火焰溫度和噴霧的當(dāng)量比之間的關(guān)系的坐標(biāo)圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī))的炭煙排放量估計(jì)裝置的實(shí)施方式。圖1是將本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置在四氣缸內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī))10中適用了的系統(tǒng)整體的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。該系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)主體20，其包括燃料供應(yīng)系統(tǒng)；進(jìn)氣系統(tǒng)30，用于將氣體導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)主體20的各氣缸的燃燒室(缸內(nèi))；排氣系統(tǒng) 40，用于放出來自發(fā)動(dòng)機(jī)主體20的排氣；EGR裝置50，用于進(jìn)行排氣回流；以及電氣控制裝置60。在發(fā)動(dòng)機(jī)主體20的各氣缸的上部分別配置有利用了針閥的燃料噴射閥INJ。進(jìn)氣系統(tǒng)30包括進(jìn)氣歧管31，分別連接于發(fā)動(dòng)機(jī)主體20的各氣缸的燃燒室；進(jìn)氣管32，連接于進(jìn)氣歧管31的上游側(cè)集合部，并與進(jìn)氣歧管31 —起構(gòu)成進(jìn)氣通道；節(jié)流閥 33，被可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持在進(jìn)氣管32內(nèi)；內(nèi)部冷卻器34，在節(jié)流閥33的上游處依次夾裝于進(jìn)氣管32 ；增壓器35的壓縮機(jī)35a ；以及空氣濾清器36，配置于進(jìn)氣管32的頂端部。排氣系統(tǒng)40包括排氣歧管41，分別連接于發(fā)動(dòng)機(jī)主體20的各氣缸；排氣管42， 連接于排氣歧管41的下游側(cè)集合部；增壓器35的汽輪機(jī)35b，配置于排氣管42 ；以及柴油顆粒過濾器(DPNR) 43。排氣歧管41和排氣管42構(gòu)成排氣通道。EGR裝置50包括排氣回流管51，其構(gòu)成使排氣回流的通道(EGR通道)；EGR控制閥52，夾裝于排氣回流管51 ；以及EGR冷卻器50。排氣回流管51連通汽輪機(jī)3 的上游側(cè)排氣通道(排氣歧管41)和節(jié)流閥33的下游側(cè)進(jìn)氣通道(進(jìn)氣歧管31)。EGR控制閥52向應(yīng)來自電氣控制裝置60的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而可變更再循環(huán)的排氣量(排氣回流量、EGR氣體流量)。電氣控制裝置60是包括彼此通過總線連接的CPU、ROM、RAM、后備RAM、以及接口等的微型計(jì)算機(jī)，其中所述CPU、ROM、RAM、后備RAM預(yù)先存儲(chǔ)有由CPU執(zhí)行的程序、表(設(shè)定表)、以及常數(shù)等，所述接口包括AD轉(zhuǎn)換器。上述接口與熱敏空氣流量計(jì)71、進(jìn)氣溫度傳感器72、進(jìn)氣管壓力傳感器73、進(jìn)氣氧濃度傳感器74、缸內(nèi)壓力傳感器75、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器76、排氣溫度傳感器77、空燃比傳感器78、加速器開度傳感器79、以及排氣壓力傳感器81，并將來自這些傳感器的信號(hào)供應(yīng)到 CPU。另外，接口與燃料噴射閥INJ、未圖示的節(jié)流閥執(zhí)行器、以及EGR控制閥52連接，并應(yīng)CPU的指示而向這些送出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。熱敏空氣流量計(jì)71測(cè)量流經(jīng)進(jìn)氣通道內(nèi)的進(jìn)氣空氣的質(zhì)量流量(每單位時(shí)間的進(jìn)氣空氣(新氣)流量)。進(jìn)氣溫度傳感器72檢測(cè)被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)10的燃燒室(缸內(nèi))的氣體的溫度(進(jìn)氣溫度)。進(jìn)氣管壓力傳感器73檢測(cè)被吸入內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室的氣體的壓力(進(jìn)氣壓力)。進(jìn)氣氧濃度傳感器74檢測(cè)被吸入內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室的氣體中的氧濃度(近期氧濃度)。缸內(nèi)壓力傳感器75檢測(cè)燃燒室內(nèi)的氣體的壓力(缸內(nèi)壓力)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器76檢測(cè)既為實(shí)際曲軸轉(zhuǎn)角又為發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。排氣溫度傳感器77檢測(cè)從燃燒室排放的氣體的溫度(排氣溫度)?？杖急葌鞲衅?8檢測(cè)DPNR43的下游的排氣的空燃比。加速器開度傳感器79檢測(cè)加速踏板AP的操作量(加速器開度)。排氣壓力傳感器81檢測(cè)從燃燒室排放的氣體的壓力(排氣發(fā)力)。
(第一實(shí)施方式的炭煙排放量的估計(jì)方法)其次，說明如上述構(gòu)成的炭煙排放量估計(jì)裝置根據(jù)第一實(shí)施方式的炭煙排放量的估計(jì)方法。在燃燒室內(nèi)，燃料的反應(yīng)導(dǎo)致生成炭煙。如圖2所示，在燃料噴霧內(nèi)之中的過量空氣系數(shù)λ < 1的區(qū)域(尤其，λ < 0. 5并約1500Κ以上的高溫區(qū))中主要進(jìn)行炭煙的生成。另一方面，所生成的炭煙的一部分被氧化。如圖3所示，在燃料噴霧內(nèi)之中的過量空氣系數(shù)λ > 1的區(qū)域(尤其，約1500Κ以上的高溫區(qū))中主要進(jìn)行所生成的炭煙的氧化。然后，在所生成的炭煙之中未被氧化的部分從燃燒室作為炭煙排放。在第一實(shí)施方式中，對(duì)如此被從燃燒室排放的炭煙的量(炭煙排放量)進(jìn)行估計(jì)。在第一實(shí)施方式中，至于炭煙排放量，計(jì)算“每單位時(shí)間從燃燒室排放的炭煙的質(zhì)量”。即，在第一實(shí)施方式中所計(jì)算的炭煙排放量的單位例如可通過g/h、g/s來表示。在第一實(shí)施方式中，按照下述式(1)估計(jì)炭煙排放量。在式(1)中，“穩(wěn)定排放量”是內(nèi)燃機(jī)10以當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及燃料噴射量處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下的炭煙排放量?！八矐B(tài)修正值”是表示瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的炭煙排放量偏離“穩(wěn)定排放量”的偏離程度的值(系數(shù))。因而，如式(1)所示，通過向“穩(wěn)定排放量”相乘“瞬態(tài)修正值”，可計(jì)算瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的炭煙排放量?；谑?1)的炭煙排放量的估計(jì)是每當(dāng)在被噴射燃料的氣缸的壓縮行程中決定燃料噴射量的定時(shí)來到時(shí)重復(fù)執(zhí)行。炭煙排放量=穩(wěn)定排放量·瞬態(tài)排放量...(1)根據(jù)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和燃料噴射量q作為參數(shù)并用于求出穩(wěn)定排放量的表、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的當(dāng)前值(瞬時(shí)值)以及燃料噴射量q的當(dāng)前值(此次值)并通過表檢索來獲取穩(wěn)定排放量。該表是可通過如下方法來制成將在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量恒定維持的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下測(cè)量炭煙排放量的實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量的組合進(jìn)行各種變更來重復(fù)進(jìn)行。如圖4所示，一般來說，穩(wěn)定排放量是NE越大且q越大會(huì)被決定為更大的值。下面，首先，簡(jiǎn)要說明瞬態(tài)修正值的計(jì)算。根據(jù)下述式(2)來計(jì)算瞬態(tài)修正值。如式(2)所示，在第一實(shí)施方式中，通過將涉及炭煙的生成的修正項(xiàng)(修正系數(shù))、涉及炭煙的氧化的修正項(xiàng)(修正系數(shù))、涉及燃料噴霧和燃燒室內(nèi)氣體(缸內(nèi)氣體)的混合的修正項(xiàng) (修正系數(shù))相乘而計(jì)算瞬態(tài)修正值。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，包括穩(wěn)定排放量獲取單元，根據(jù)至少內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及所述內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射量與被從所述內(nèi)燃機(jī)排放的炭煙的排放量之間在所述內(nèi)燃機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下的預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)系、所述運(yùn)轉(zhuǎn)速度的當(dāng)前值、以及所述燃料噴射量的當(dāng)前值，獲取炭煙的穩(wěn)定排放量；穩(wěn)定值獲取單元，根據(jù)預(yù)定的參數(shù)的值和影響炭煙的排放量的因子的值之間的預(yù)先存儲(chǔ)的關(guān)系、以及所述預(yù)定的參數(shù)的當(dāng)前值來獲取所述因子的穩(wěn)定值，所述預(yù)定的參數(shù)表示在所述內(nèi)燃機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的情況下所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；瞬態(tài)值獲取單元，獲取所述因子的瞬態(tài)值，所述因子的瞬態(tài)值是所述因子的當(dāng)前值；瞬態(tài)修正值計(jì)算單元，根據(jù)穩(wěn)定特性值和瞬態(tài)特性值來計(jì)算與炭煙的排放量相關(guān)的瞬態(tài)修正值，所述穩(wěn)定特性值是根據(jù)所述因子的穩(wěn)定值和與針對(duì)所述因子的炭煙的排放量相關(guān)的預(yù)先存儲(chǔ)的特性而得到的，所述瞬態(tài)特性值是根據(jù)所述特性和所述因子的瞬態(tài)值而得到的；以及炭煙排放量估計(jì)單元，根據(jù)所述穩(wěn)定排放量和所述瞬態(tài)修正值來估計(jì)炭煙的排放量。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用影響炭煙生成速度的因子作為所述因子，該炭煙生成速度是燃料的反應(yīng)導(dǎo)致生成炭煙的速度。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體的氧濃度作為所述影響炭煙生成速度的因子。
4.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值作為所述影響炭煙生成速度的因子，所述點(diǎn)火延遲時(shí)間是從燃料的噴射開始時(shí)刻起至被噴射的燃料的點(diǎn)火開始時(shí)刻為止的時(shí)間。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用壓縮端溫度作為所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值，該壓縮端溫度是所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體在壓縮上死點(diǎn)處的溫度。
6.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用所述內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的氣體的壓力作為所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值。
7.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用所述內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的氣體的溫度作為所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值。
8.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的氣體的溫度作為所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值。
9.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，作為所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)值，使用根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的排氣通道內(nèi)的氣體的溫度、所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的氣體的溫度、以及內(nèi)部EGR氣體的量相對(duì)于外部EGR氣體的量與所述內(nèi)部EGR氣體的量之和的比例而得到的值，所述內(nèi)部EGR氣體是從所述排氣通道經(jīng)由所述內(nèi)燃機(jī)的排氣閥而回流到所述燃燒室的排氣，所述外部EGR氣體是從所述排氣通道經(jīng)由連通所述排氣通道和所述進(jìn)氣通道的排氣回流道而回流到所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的排氣。
10.如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元被構(gòu)成為當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體的氧濃度或與所述氧濃度相關(guān)的值小于預(yù)定值時(shí)，考慮作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值，當(dāng)所述氧濃度或與所述氧濃度相關(guān)的值大于等于所述預(yù)定值時(shí)，不考慮作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。
11.如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中， 所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元被構(gòu)成為當(dāng)在主噴射之前不進(jìn)行引燃噴射時(shí)，考慮作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值，當(dāng)在所述主噴射之前進(jìn)行所述引燃噴射時(shí)，不考慮作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。
12.如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中， 所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元被構(gòu)成為當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的壁的溫度大于預(yù)定值時(shí)，考慮作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值，當(dāng)所述燃燒室的壁的溫度小于等于所述預(yù)定值時(shí)，不考慮作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。
13.如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中， 所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元被構(gòu)成為當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的膨脹沖程中的火焰溫度在預(yù)定范圍之內(nèi)時(shí)，考慮作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值，當(dāng)所述火焰溫度在所述預(yù)定范圍之外時(shí)，不考慮作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。
14.如權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中， 所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元被構(gòu)成為當(dāng)作為所述影響炭煙生成速度的因子的所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值的瞬態(tài)值相對(duì)于其穩(wěn)定值向炭煙的排放量增大的方向偏移了時(shí)，考慮所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值，當(dāng)所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值的瞬態(tài)值相對(duì)于其穩(wěn)定值沒有向炭煙的排放量增大的方向偏移時(shí)，不考慮所述點(diǎn)火延遲時(shí)間或與所述點(diǎn)火延遲時(shí)間相關(guān)的值而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用影響炭煙氧化速度的因子作為所述因子，該炭煙氧化速度是燃料的反應(yīng)而導(dǎo)致生成的炭煙被氧化的速度。
16.如權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體的溫度和氧濃度中至少一個(gè)作為所述影響炭煙氧化速度的因子，所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元被構(gòu)成為根據(jù)針對(duì)與燃料的燃燒前半程相關(guān)的所述氣體的溫度和氧濃度中至少一個(gè)的所述穩(wěn)定特性值和所述瞬態(tài)特性值、以及針對(duì)與燃料的燃燒后半程相關(guān)的所述氣體的溫度和氧濃度中至少一個(gè)的所述穩(wěn)定特性值和所述瞬態(tài)特性值，計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。
17.如權(quán)利要求16所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，所述瞬態(tài)修正值計(jì)算單元被構(gòu)成為根據(jù)所述燃燒室內(nèi)的氣體的溫度、壓力、以及氧濃度中至少一個(gè)來決定炭煙在所述燃燒前半程中氧化的程度與炭煙在所述燃燒后半程中氧化的程度的比例，考慮所述比例而計(jì)算所述瞬態(tài)修正值。
18.如權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，作為所述影響炭煙氧化速度的因子，使用考慮燃燒氣體攝取比例而得到的、有助于炭煙的氧化的所述燃燒室內(nèi)的氣體的實(shí)際的氧濃度，所述燃燒氣體攝取比例是所述燃料噴射量的全部燃料完全燃燒所需要的所述燃燒室內(nèi)的氣體量相對(duì)于所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的全部氣體量的比例。
19.如權(quán)利要求15所述的內(nèi)燃機(jī)的炭煙排放量估計(jì)裝置，其中，使用噴霧的重合率作為所述影響炭煙氧化速度的因子，該噴霧的重合率是所述燃料噴射量的全部燃料完全燃燒所需要的所述燃燒室內(nèi)的氣體量相對(duì)于從所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的氣體中除去無助于燃料的燃燒的部分之后的氣體的量的比例。
全文摘要
可通過向“穩(wěn)定排放量”相乘“瞬態(tài)修正值”來計(jì)算炭煙排放量。穩(wěn)定排放量是在穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的炭煙排放量，通過表檢索來獲取。關(guān)于影響炭煙排放量的多個(gè)因子的每一個(gè)，在針對(duì)因子值的與炭煙排放量相關(guān)的特性式中代入因子的穩(wěn)定值(表檢索值)和瞬態(tài)值(當(dāng)前值)而分別獲取穩(wěn)定特性值和瞬態(tài)特性值，計(jì)算“穩(wěn)定特性值與瞬態(tài)特性值之比”?？赏ㄟ^相乘針對(duì)各因子的所有“穩(wěn)定特性值與瞬態(tài)特性值之比”來得到“瞬態(tài)修正值”，可計(jì)算將針對(duì)各因子的“瞬態(tài)值偏離穩(wěn)定值”在瞬態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的影響全部考慮進(jìn)去的“表示炭煙排放量偏離穩(wěn)定排放量的程度的系數(shù)”。
文檔編號(hào)F01N3/02GK102159804SQ20098011773
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者中山茂樹, 大西知美 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社