内燃机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种内燃机的控制装置。目的在于，在使用自燃温度较高的燃料来进行柴油燃烧的内燃机中，抑制燃料发生急剧的自燃。在本发明专利技术中，在压缩行程中进行火花点火的预燃烧。之后，在压缩行程上止点前执行缸内喷射阀的主喷射。由此，通过主喷射而喷射出的燃料以通过预燃烧而产生的火焰为起点开始燃烧，进而产生燃料的自燃以及扩散燃烧。而且，在本发明专利技术中，至少在内燃机的一部分运转区域，在对预喷射燃料进行火花点火之后且主喷射之前的正时执行中间喷射。而且，通过中间喷射而喷射出的燃料通过火焰传播而燃烧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内燃机的控制装置。
技术介绍
作为对燃烧室内的压缩空气直接喷射燃料而使该燃料自燃并扩散燃烧的燃烧方式的所谓的柴油燃烧，与通过火花点火进行的燃烧相比，其热效率较高。近年来，为了在汽油发动机也享有这样的柴油燃烧的优点，正在开发用于使通过汽油的自燃以及扩散燃烧进行的燃烧成立的技术。例如在专利文献1所公开的技术中，首先，通过利用缸内喷射阀在压缩行程的前一半进行第1燃料喷射而在燃烧室内整个区域形成大致均质的混合气。然后，对通过第1燃料喷射形成的混合气进行火花点火。之后进行第2燃料喷射而使所喷射出的燃料燃烧，进而，利用由该燃烧引起的燃烧室内的温度以及压力上升而使剩余的燃料自燃。另外，在专利文献2中公开了以自燃温度较高的天然气等作为燃料来用于实现柴油燃烧的技术。在该专利文献2所公开的技术中，首先，在压缩行程的初期或中期对燃烧室内的预定的火花点火区域进行燃料喷射，由此形成可火花点火的混合气。而且，在即将到达压缩行程上止点的正时对形成于该火花点火区域的混合气进行点火，由此进行火花点火燃烧。由此，燃烧室内成为能够使天然气自燃的高温且高压的状态。之后，向高温高压状态的燃烧室内直接喷射燃料而使该燃料进行柴油燃烧。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-276442号公报专利文献2：日本特开2003-254105号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于，在使用像汽油这样自燃温度较高的燃料来进行柴油燃烧的内燃机中，抑制产生燃料急剧的自燃。用于解决问题的方案本专利技术的内燃机的燃料喷射阀从燃烧室的中央附近的位置放射状喷射燃料。在内燃机中，在压缩行程中执行燃料喷射阀的预喷射，并且对通过该预喷射而喷射出的燃料(以下也有时称为“预喷射燃料”)进行火花点火。之后，在压缩行程上止点前开始执行燃料喷射阀的主喷射。由此，以通过对预喷射燃料进行火花点火而产生的火焰为起点，使通过主喷射而喷射出的燃料(以下也有时称为“主喷射燃料”)开始燃烧，进而产生燃料的自燃以及扩散燃烧。进而，在本专利技术中，至少在内燃机的一部分运转区域，除了执行预喷射以及主喷射之外，还执行燃料喷射阀的中间喷射。该中间喷射在对预喷射燃料进行的火花点火之后且主喷射之前的正时进行。而且，通过中间喷射而喷射出的燃料(以下也有时称为“中间喷射燃料”)通过火焰传播而燃烧。此外，本专利技术的“预喷射”、“主喷射”、“中间喷射”这样的用语只不过是为了在一个燃烧循环中区分由燃料喷射阀执行的各个燃料喷射而出于方便的目的使用的。更详细而言，本专利技术的内燃机的控制装置具备：燃料喷射阀，其从内燃机中的燃烧室的中央附近的位置放射状喷射燃料；点火装置，其相对于所述燃料喷射阀的相对位置被确定为使得从该燃料喷射阀喷射出的燃料喷雾的一部分通过可点火区域并能够对该燃料喷雾直接点火；以及燃烧控制单元，其在压缩行程中的预喷射正时执行所述燃料喷射阀的预喷射，并且由所述点火装置对通过该预喷射形成的燃料喷雾即预喷雾进行点火，进而，在主喷射正时开始执行所述燃料喷射阀的主喷射，由此产生燃料的自燃并且至少使通过所述主喷射而喷射出的燃料的一部分扩散燃烧，所述主喷射
正时是由所述点火装置对所述预喷雾点火之后且压缩行程上止点前的正时，且所述主喷射正时被设定为使得喷射燃料以通过对所述预喷雾点火而产生的火焰为起点开始燃烧，至少在内燃机的一部分运转区域，所述燃烧控制单元，在一个燃烧循环中除了执行所述预喷射和所述主喷射以外还在中间喷射正时执行由所述燃料喷射阀喷射比同一个燃烧循环中的所述预喷射的燃料喷射量少的燃料的中间喷射，并通过下述的火焰传播使通过该中间喷射而喷射出的燃料燃烧，所述火焰传播是以通过对所述预喷雾点火而产生的火焰为起点的火焰传播，所述中间喷射正时是由所述点火装置对所述预喷雾点火之后且所述主喷射正时之前的正时。本专利技术的燃料喷射阀从燃烧室的中央附近的位置放射状喷射燃料。而且，在本专利技术中，首先，在压缩行程中的预喷射正时执行预喷射，并且利用点火装置对由预喷射燃料形成的预喷雾进行直接点火。由此，可实现所谓的喷雾引导燃烧。以下也有时将这样的通过对预喷雾点火而产生的喷雾引导燃烧称为“预燃烧”。而且，在对预喷雾进行点火的点火正时之后的主喷射正时开始执行主喷射。此外，主喷射是在压缩行程上止点前开始执行的喷射，但也可以使主喷射持续到压缩行程上止点以后。另外，在本专利技术中，预喷射正时、点火正时、以及主喷射正时被设定为使得主喷射燃料以通过预燃烧而产生的火焰为起点开始燃烧。而且，在主喷射燃料开始燃烧后，燃料会因燃烧室内的温度以及压力上升而发生自燃，进而至少主喷射燃料的一部分进行扩散燃烧。另外，预喷射燃料中的、通过点火装置的点火而燃烧的燃料是一部分。除了通过由该点火产生的火焰传播而燃烧的一部分燃料以外的预喷射燃料在主喷射的执行开始后通过自燃或扩散燃烧而燃烧。因此，预喷射燃料以及主喷射燃料均贡献于内燃机的输出。因此，能够实现热效率高的柴油燃烧。在此，如上所述，预燃烧是通过火焰传播而进行的燃烧。而且，通过在产生了该火焰传播的期间执行主喷射，从而主喷射燃料以该火焰为起点开始燃烧。然而，在燃料喷射阀的周围的一部分区域，在因对预喷雾点火而在点火装置附近产生的火焰通过传播到达之前，预喷射燃料发生扩散，
从而有时成为空燃比高到燃料难以燃烧的程度的状态。在成为这样的空燃比高的状态的区域火焰无法传播。因此，在燃料喷射阀的周围，局部地产生即使在预燃烧时也不产生火焰的区域。以下将这样的区域称为“火焰未产生区域”。而且，在本专利技术中，自燃料喷射阀从燃烧室的中央附近的位置放射状喷射燃料。因此，在预燃烧时产生了火焰未产生区域的情况下，若通过燃料喷射阀执行主喷射，则也向该火焰未产生区域供给主喷射燃料。然而，在火焰未产生区域，与存在有通过预燃烧而产生的火焰的其他区域相比，通过主喷射而供给的燃料(主喷射燃料)难以燃烧。因此，火焰未产生区域中的开始执行主喷射后的燃料的自燃的产生迟于其他区域中的执行主喷射后的燃料的自燃的产生。其结果，在火焰未产生区域中产生的燃料的自燃变得急剧。这样的燃料的急剧的自燃成为产生爆震、燃烧噪音的产生原因。于是，在本专利技术中，至少在内燃机的一部分运转区域，除了执行预喷射以及主喷射之外，还执行燃料喷射阀的中间喷射。该中间喷射通过在点火装置对预喷雾点火后且主喷射正时之前的中间喷射正时，由燃料喷射阀喷射比同一燃烧循环中的预喷射的燃料喷射量少的量的燃料来执行。另外，中间喷射正时被设定为使得中间喷射燃料通过以通过对预喷雾点火而产生的火焰为起点的火焰传播来燃烧的正时。即，中间喷射燃料被提供给预燃烧。通过在中间喷射正时执行中间喷射，从而在主喷射正时之前向如下区域追加供给燃料(中间喷射燃料)，所述区域是在假定没有执行所述中间喷射的情况下可能成为火焰未产生区域的区域。由此，该区域中的空燃比降低到燃料能够燃烧的程度。其结果，通过预燃烧而产生的火焰能够传播到该区域。因此，在该区域也产生火焰。即，中间喷射燃料通过火焰传播而燃烧，由此，可在主燃料喷射开始执行的时刻的燃料喷射阀的周围扩大火焰所存在的区域。这样，通过执行中间喷射，可抑制火焰未产生区域的产生。另外，中
间喷射燃料量少于同一燃烧循环中的预喷射燃料量。因此，即使在执行了中间喷射的情况下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制装置，具备：燃料喷射阀，其从内燃机中的燃烧室的中央附近的位置放射状喷射燃料；点火装置，其相对于所述燃料喷射阀的相对位置被确定为使得从该燃料喷射阀喷射出的燃料喷雾的一部分通过可点火区域并能够对该燃料喷雾直接点火；以及燃烧控制单元，其在压缩行程中的预喷射正时执行所述燃料喷射阀的预喷射，并且由所述点火装置对通过该预喷射形成的燃料喷雾即预喷雾进行点火，进而，在主喷射正时开始执行所述燃料喷射阀的主喷射，由此产生燃料的自燃并且至少使通过所述主喷射而喷射出的燃料的一部分扩散燃烧，所述主喷射正时是由所述点火装置对所述预喷雾点火之后且压缩行程上止点前的正时，且所述主喷射正时被设定为使得喷射燃料以通过对所述预喷雾点火而产生的火焰为起点开始燃烧，至少在内燃机的一部分运转区域，所述燃烧控制单元，在一个燃烧循环中除了执行所述预喷射和所述主喷射以外还在中间喷射正时执行由所述燃料喷射阀喷射比同一个燃烧循环中的所述预喷射的燃料喷射量少的燃料的中间喷射，并通过下述的火焰传播使通过该中间喷射而喷射出的燃料燃烧，所述火焰传播是以通过对所述预喷雾点火而产生的火焰为起点的火焰传播，所述中间喷射正时是由所述点火装置对所述预喷雾点火之后且所述主喷射正时之前的正时。...

【技术特征摘要】
2015.04.03 JP 2015-0770721.一种内燃机的控制装置，具备：燃料喷射阀，其从内燃机中的燃烧室的中央附近的位置放射状喷射燃料；点火装置，其相对于所述燃料喷射阀的相对位置被确定为使得从该燃料喷射阀喷射出的燃料喷雾的一部分通过可点火区域并能够对该燃料喷雾直接点火；以及燃烧控制单元，其在压缩行程中的预喷射正时执行所述燃料喷射阀的预喷射，并且由所述点火装置对通过该预喷射形成的燃料喷雾即预喷雾进行点火，进而，在主喷射正时开始执行所述燃料喷射阀的主喷射，由此产生燃料的自燃并且至少使通过所述主喷射而喷射出的燃料的一部分扩散燃烧，所述主喷射正时是由所述点火装置对所述预喷雾点火之后且压缩行程上止点前的正时，且所述主喷射正时被设定为使得喷射燃料以通过对所述预喷雾点火而产生的火焰为起点开始燃烧，至少在内燃机的一部分运转区域，所述燃烧控制单元，在一个燃烧循环中除了执行所述预喷射和所述主喷射以外还在中间喷射正时执行由所述燃料喷射阀喷射比同一个燃烧循环中的所述预喷射的燃料喷射量少的燃料的中间喷射，并通过下述的火焰传播使通过该中间喷射而喷射出的燃料燃烧，所述火焰传播是以通过对所述预喷雾点火而产生的火焰为起点的火焰传播，所述中间喷射正时是由所述点火装置对所述预喷雾点火之后且所述主喷射正时之前的正时。2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，所述一部分运转区域是内燃机的内燃机负载比预定负载高的运转区域，在内...

【专利技术属性】
技术研发人员：越智雄大，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP