內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種在火花塞周圍形成混合氣并實(shí)施了火花點(diǎn)火之后，直接向燃燒室內(nèi)噴射燃料而進(jìn)行壓縮自燃燃燒的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003]另外，已知一種如下的技術(shù)，即，在輕負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過對預(yù)混氣體實(shí)施火花點(diǎn)火從而實(shí)施通過火炎傳播而進(jìn)行的燃燒，而在高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，實(shí)施通過壓縮自燃而進(jìn)行的擴(kuò)散燃燒(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。而且，在對通過火炎傳播而進(jìn)行的燃燒、和擴(kuò)散燃燒進(jìn)行切換時(shí)，在針對引燃噴射燃料而實(shí)施強(qiáng)制點(diǎn)火從而使混合氣燃燒之后，并在使主噴射燃料進(jìn)行壓縮自燃擴(kuò)散燃燒之后進(jìn)行切換。
[0004]另外，已知一種如下的技術(shù)，S卩，在容易發(fā)生爆燃的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中，在壓縮上止點(diǎn)之前于氣缸內(nèi)實(shí)施第一燃料噴射，并通過火花點(diǎn)火而使所噴射的燃料燃燒，并且在第一燃料噴射結(jié)束后實(shí)施第二燃料噴射，并通過擴(kuò)散燃燒而使所噴射的燃料燃燒(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
[0005]另外，以使點(diǎn)火電極部位于從燃料噴射閥被噴射的燃料的噴霧的內(nèi)部或噴霧附近的方式而設(shè)置火花塞，在燃料噴射之后，利用火花塞而對燃料進(jìn)行點(diǎn)火從而使產(chǎn)生火焰，在通過所產(chǎn)生的火焰而重新使一次以上的噴霧進(jìn)行擴(kuò)散燃燒，在燃燒行程中的全部的噴射結(jié)束后，至少重新點(diǎn)火一次以上(例如，參照專利文獻(xiàn)4)。
[0006]另外，已知一種如下的技術(shù)，S卩，在實(shí)施均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)的內(nèi)燃機(jī)中，存在燃燒狀態(tài)從預(yù)定范圍向失火側(cè)偏離的氣缸的情況下，實(shí)施通過火花塞而進(jìn)行的點(diǎn)火輔助的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)5)。但是，由于在進(jìn)行均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火的內(nèi)燃機(jī)中，氣缸內(nèi)均勻地成為大幅度地高于理論空燃比的空燃比(過稀空燃比)，因此難以實(shí)施通過火花塞而進(jìn)行的點(diǎn)火。
[0007]在此，當(dāng)在實(shí)施了通過火花點(diǎn)火而進(jìn)行的燃燒之后，實(shí)施通過壓縮自燃而進(jìn)行的擴(kuò)散燃燒時(shí)，能夠提高熱效率。但是，擴(kuò)散燃燒成立的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域較窄。而且，當(dāng)偏離該運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域時(shí)，可能出現(xiàn)未燃燃料在擴(kuò)散燃燒未發(fā)生的情況下被排出的狀況。另外，由于實(shí)施了通過火花點(diǎn)火而進(jìn)行的燃燒之后的燃燒室內(nèi)的溫度以及壓力的偏差，也可能會不發(fā)生擴(kuò)散燃燒。而且，由于如果不發(fā)生擴(kuò)散燃燒，則燃料和空氣的混合就會推進(jìn)，因此，可能會如均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)那樣，使大量的燃料一次性地發(fā)生自燃。這樣一來，可能會在燃燒時(shí)伴隨有急劇的壓力上升。而且，由于該壓力上升，從而燃燒噪聲有可能會增大。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-254105號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-169714號公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-064187號公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)4:日本特開2007-278257號公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)5:日本特開2007-016777號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明所要解決的課題
[0016]本發(fā)明是鑒于如上所述的問題點(diǎn)而完成的發(fā)明，其目的在于抑制失火以及急劇的壓力上升。
[0017]用于解決問題的方法
[0018]為了實(shí)現(xiàn)上述課題，本發(fā)明在至少一部分的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)，針對通過主噴射而被噴射出的燃料實(shí)施通過壓縮自燃而進(jìn)行的擴(kuò)散燃燒，并針對在所述主噴射之前被噴射出的燃料實(shí)施通過火花塞的火花點(diǎn)火而進(jìn)行的分層充氣燃燒，所述內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)具備:判斷部，其對所述擴(kuò)散燃燒是否發(fā)生進(jìn)行判斷；控制部，其在通過所述判斷部而判斷為所述擴(kuò)散燃燒未發(fā)生的情況下，針對通過所述主噴射而被噴射出的燃料實(shí)施通過所述火花塞的火花點(diǎn)火而進(jìn)行的燃燒。
[0019]在此，通過在主噴射之前實(shí)施分層充氣燃燒，從而氣缸內(nèi)的溫度以及壓力將上升。由此，能夠容易地實(shí)施擴(kuò)散燃燒。但是，存在由于空燃比的偏差、分層充氣燃燒時(shí)的溫度或壓力的偏差等而使得之后的通過壓縮自燃而進(jìn)行的擴(kuò)散燃燒變得困難的情況。即，存在即使實(shí)施主噴射，也不發(fā)生擴(kuò)散燃燒的情況。在這種情況下，可能伴隨有急劇的壓力上升而使燃料燃燒或失火。相對于此，如果在主噴射后利用火花點(diǎn)火，則能夠更加切實(shí)地使通過主噴射而被噴射出的燃料進(jìn)行燃燒。
[0020]并且，擴(kuò)散燃燒未發(fā)生的情況是指，例如，在分層充氣燃燒后氣缸內(nèi)的溫度未上升至能夠進(jìn)行擴(kuò)散燃燒的溫度的情況、或從進(jìn)行主噴射起經(jīng)過了預(yù)定期間也未產(chǎn)生熱量的情況。并且，未產(chǎn)生熱量的情況也可以被設(shè)為，未檢測出燃燒的情況、或壓力上升量小于預(yù)定值的情況。
[0021]另外，在本發(fā)明中，所述判斷部在為了實(shí)施所述分層充氣燃燒從而利用所述火花塞而實(shí)施了火花點(diǎn)火之后，所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的溫度在預(yù)定溫度以上，且從所述主噴射的開始起的預(yù)定期間內(nèi)未檢測出通過所述主噴射而噴射出的燃料的燃燒的情況下，所述判斷部判斷為所述擴(kuò)散燃燒未發(fā)生。
[0022]此處所說的預(yù)定溫度能夠被設(shè)為能夠通過壓縮自燃而進(jìn)行的擴(kuò)散燃燒。另外，預(yù)定溫度也可以被設(shè)定為發(fā)生均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火(HCCI)的溫度。另外，預(yù)定期間能夠被設(shè)為通過主噴射而噴射出的燃料可進(jìn)行擴(kuò)散燃燒的期間的上限。另外，預(yù)定期間也可以被設(shè)為在發(fā)生擴(kuò)散燃燒的情況下的、從主噴射的開始起至檢測出燃料的燃燒為止的期間的上限。而且，預(yù)定期間也可以被設(shè)為在發(fā)生擴(kuò)散燃燒的情況下的、從主噴射的開始起至檢測出熱量的產(chǎn)生為止的期間的上限。即，在從主噴射的開始起經(jīng)過了預(yù)定期間時(shí)，如果擴(kuò)散燃燒未開始，則之后有可能發(fā)生失火。另外，由于空氣和燃料的混合推進(jìn)，從而有可能發(fā)生均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火。在此，即使通過分層充氣燃燒而使氣缸內(nèi)的溫度上升至預(yù)定溫度，也存在因?yàn)槟撤N原因而使之后的擴(kuò)散燃燒變得困難的情況。相對于此，如果通過火花塞的火花點(diǎn)火而使通過主噴射而被噴射出的燃料燃燒，則能夠抑制失火或均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火的發(fā)生。
[0023]另外，在本發(fā)明中，在為了實(shí)施所述分層充氣燃燒從而利用所述火花塞而實(shí)施了火花點(diǎn)火之后，所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的溫度小于預(yù)定溫度的情況下，所述判斷部判斷為所述擴(kuò)散燃燒未發(fā)生，所述控制部在由所述判斷部判斷為所述擴(kuò)散燃燒未發(fā)生的情況下，以使氣缸內(nèi)的空燃比低于理論空燃比的方式來對通過所述主噴射而噴射的燃料量進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且，針對通過所述主噴射而被噴射出的燃料實(shí)施通過所述火花塞的火花點(diǎn)火而進(jìn)行的燃
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[0024]此處所說的預(yù)定溫度能夠被設(shè)為可通過壓縮自燃而進(jìn)行擴(kuò)散燃燒的溫度。在此，即使實(shí)施分層充氣燃燒，也存在溫度不會充分上升的情況。當(dāng)在這樣的情況下欲實(shí)施擴(kuò)散燃燒時(shí)，通過主噴射而被噴射出的燃料可能伴隨有急劇的壓力上升而進(jìn)行燃燒、或者發(fā)生失火。相對于此，如果代替擴(kuò)散燃燒而實(shí)施通過火花塞的火花點(diǎn)火而進(jìn)行的燃燒，則能夠抑制失火或由均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火而引起的急劇的壓力上升。另外，由于均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火在高于理論空燃比的空燃比(過稀空燃比)下易于發(fā)生，因此，如果以使氣缸內(nèi)的空燃比低于理論空燃比的空燃比(過濃空燃比)的方式對燃料量進(jìn)行調(diào)節(jié)，則能夠抑制均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火的發(fā)生。另外，通過設(shè)為過濃空燃比，從而能夠更加切實(shí)地實(shí)施通過火花點(diǎn)火而進(jìn)行的燃燒。
[0025]另外，在本發(fā)明中能夠設(shè)為，所述控制部在所述主噴射開始后的所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的壓力上升率成為了預(yù)定率以上的情況下，使所述主噴射在中途停止。
[0026]壓力上升率也可以被設(shè)為每單位時(shí)間內(nèi)的壓力上升量。此處所說的預(yù)定率能夠被設(shè)為在發(fā)生了均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火的情況下的壓力上升率、或可能發(fā)生均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火的壓力上升率。該預(yù)定率為，大于發(fā)生了通過壓縮自燃而進(jìn)行的擴(kuò)散燃燒的情況下的壓力上升率的值。另外，預(yù)定率也可以被設(shè)為氣缸內(nèi)的壓力有可能超過容許范圍的壓力上升率。在此，在主噴射時(shí)壓力上升率較高的情況下，可能發(fā)生了均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火。當(dāng)在這樣的情況下持續(xù)進(jìn)行主噴射時(shí)，壓力會進(jìn)一步上升，從而燃燒噪聲可能會增大。相對于此，通過使主噴射在中途停止，從而能夠抑制以后的壓力上升。
[0027]另外，在本發(fā)明中能夠設(shè)為，所述控制部在使所述主噴射在中途停止之后，使所述主噴射再次開始。
[0028]在使主噴射在中途停止的情況下，相對于要求轉(zhuǎn)矩而言燃料噴射量不足。相對于此，如果使主噴射再次開始，則能夠?qū)ο鄬τ谝筠D(zhuǎn)矩而言的燃料噴射量不足量進(jìn)行補(bǔ)充。另外，也可以在使主噴射再次開始之后內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的壓力上升率成為預(yù)定率以上的情況下，使主噴射再次停止。通過以上方式，也可以分成多次來實(shí)施主噴射，直到成為與要求轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的燃料噴射量為止。并且，也可以在通過主噴射而被噴射出的燃料的剩余量少于可進(jìn)行擴(kuò)散燃燒的燃料的情況下，不噴射與該剩余量相對應(yīng)的量的燃料。
[0029]另外，在本發(fā)明中能夠設(shè)為，所述控制部在所述主噴射被開始實(shí)施之前，實(shí)施多次所述分層充氣燃燒，直至所述內(nèi)燃機(jī)的氣缸內(nèi)的溫度成為預(yù)定溫度以上。
[0030]在此所說的預(yù)定溫度能夠被設(shè)為能夠進(jìn)行通過壓縮自燃而進(jìn)行的擴(kuò)散燃燒的溫度。如果通過以上方式而使氣缸內(nèi)的溫度上升至預(yù)定溫度以上，則能夠更加切實(shí)地實(shí)施通過壓縮自燃而進(jìn)行的擴(kuò)散燃燒。在每次實(shí)施分層充氣燃燒時(shí)，對氣缸內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測，并在氣缸內(nèi)的溫度小于預(yù)定溫度的情況下，再次實(shí)施分層充氣燃燒。分層