專(zhuān)利名稱(chēng)：用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的控制設(shè)備，并特別涉及用于帶有諸如顆粒過(guò)濾器與NOx收集器等排氣凈化器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制設(shè)備，其配置為降低發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)量的空氣比，并提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度，而不會(huì)增加排氣煙霧。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)于在排氣通道中帶有排氣凈化器的發(fā)動(dòng)機(jī)，公開(kāi)了提高排氣溫度以激活排氣凈化器的各種技術(shù)。在Japanese PatentProvisional Publication No.2000-320386，特別是在節(jié) 到 中公開(kāi)了這樣的一種技術(shù)。在這一技術(shù)中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)計(jì)算產(chǎn)生所需發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的基本燃料噴射量。燃料的基本燃料噴射量通過(guò)上死點(diǎn)(TDC)附近的多個(gè)燃料噴射器提供給發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸。
另一方面，從排氣去除一氧化氮(NOx)的一種已知的方法采用了NOx收集器。NOx收集器收集氧化氣氛中的NOx，并在還原氣氛中釋放NOx。NOx收集器還從排氣中去除并在氧化氣氛中收集硫含量。因而，已知的在釋放NOx收集器中收集的NOx和硫含量以便再生NOx收集器的方法，是降低過(guò)量空氣比以降低排氣-燃料比。一般來(lái)說(shuō)，在NOx收集器釋放硫含量期間，除了降低排氣-燃料比之外，升高排氣溫度以促進(jìn)硫含量的分解。

發(fā)明內(nèi)容
然而，以上討論的技術(shù)有以下的困難。在該技術(shù)中分離燃料噴射(split fuel injection)造成連續(xù)的燃燒。換言之，隨后的燃料被噴射到由先前燃料噴射產(chǎn)生的火焰中。于是，擴(kuò)散的燃燒過(guò)程在由第二次或后來(lái)的燃料噴射產(chǎn)生的燃燒中有很大影響。在擴(kuò)散的燃燒中，降低的過(guò)量空氣比導(dǎo)致增加排氣的煙霧。雖然這種燃燒控制能夠提高排氣溫度，但就排氣煙霧來(lái)看其難以減少過(guò)量空氣比。因而，這種技術(shù)不適于需要降低過(guò)量空氣比的NOx收集器的再生。
因而，本發(fā)明的目的是要提供一種燃燒控制設(shè)備，用于有諸如NOx收集器與顆粒過(guò)濾器的排氣凈化器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其配置為降低發(fā)動(dòng)機(jī)的過(guò)量空氣比，并提高發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度，而不增加排氣煙霧。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述和其他目的，一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制設(shè)備，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通路中的排氣凈化器，用于在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中引起燃燒的燃燒控制致動(dòng)器，用于控制燃燒控制致動(dòng)器的控制器，以及所述控制器配置為執(zhí)行以下過(guò)程，根據(jù)排氣凈化器狀態(tài)在正常燃燒模式與分離延遲燃燒(split retard combustion)模式之間切換燃燒模式，在正常燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程，產(chǎn)生正常燃燒以生成發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并在分離延遲燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程，在或接近上死點(diǎn)產(chǎn)生初步燃燒，以釋放燃燒室中預(yù)定量的熱，在初步燃燒結(jié)束之后，在晚于正常燃燒模式的正常燃燒起動(dòng)定時(shí)的一個(gè)定時(shí)起動(dòng)主燃燒，以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，確定用于初步燃燒的第一燃料噴射開(kāi)始定時(shí)與初步燃燒的開(kāi)始定時(shí)之間的點(diǎn)火滯后，并根據(jù)初步燃燒的點(diǎn)火滯后調(diào)節(jié)第一燃料噴射的第一燃料噴射量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方式，一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制設(shè)備，包括用于直接向發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室噴射燃料的燃料噴射器，用于控制燃料噴射器的控制器，以及所述控制器配置為執(zhí)行以下過(guò)程，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)在正常燃燒模式與分離延遲燃燒模式之間切換燃燒模式，在正常燃燒模式中執(zhí)行以下過(guò)程，控制正常燃料噴射以產(chǎn)生正常燃燒生成發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并在分離延遲燃燒模式中執(zhí)行以下過(guò)程，控制第一燃料噴射以便在或接近上死點(diǎn)產(chǎn)生初步燃燒，以釋放預(yù)定量的熱，在晚于正常燃燒模式的正常燃料噴射起動(dòng)定時(shí)的一個(gè)定時(shí)，起動(dòng)第二燃料噴射，以便在初步燃燒之后起動(dòng)主燃燒，以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，確定第一燃料噴射開(kāi)始定時(shí)與初步燃燒開(kāi)始定時(shí)之間的點(diǎn)火滯后，并根據(jù)初步燃燒點(diǎn)火滯后調(diào)節(jié)第一燃料噴射的第一燃料噴射量。
根據(jù)本發(fā)明的又一方式，一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制設(shè)備，包括用于凈化排氣的排氣凈化裝置；用于在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中引起燃燒的燃燒控制裝置；用于控制燃燒控制裝置的控制裝置，以及所述控制裝置配置為執(zhí)行以下過(guò)程，根據(jù)排氣凈化器狀態(tài)在正常燃燒模式與分離延遲燃燒模式之間切換燃燒模式，在正常燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程，產(chǎn)生正常燃燒以生成發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并在分離延遲燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程，在或接近上死點(diǎn)產(chǎn)生初步燃燒，以釋放燃燒室中預(yù)定量的熱，在初步燃燒結(jié)束之后，在晚于正常燃燒模式的正常燃燒起動(dòng)定時(shí)的一個(gè)定時(shí)起動(dòng)主燃燒，以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，確定初步燃燒的第一燃料噴射開(kāi)始定時(shí)與初步燃燒的開(kāi)始定時(shí)之間的點(diǎn)火滯后，并根據(jù)初步燃燒的點(diǎn)火滯后調(diào)節(jié)第一燃料噴射的第一燃料噴射量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方式，一種控制包含排氣凈化器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的方法，該方法包括根據(jù)排氣凈化器狀態(tài)在正常燃燒模式與分離延遲燃燒模式之間切換燃燒模式，在正常燃燒模式下執(zhí)行以下步驟，產(chǎn)生正常燃燒以生成發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并在分離延遲燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程，在或接近上死點(diǎn)產(chǎn)生初步燃燒，以釋放燃燒室中預(yù)定量的熱，在初步燃燒結(jié)束之后，在晚于正常燃燒模式的正常燃燒起動(dòng)定時(shí)的一個(gè)定時(shí)起動(dòng)主燃燒，以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，確定初步燃燒的第一燃料噴射開(kāi)始定時(shí)與初步燃燒的開(kāi)始定時(shí)之間的點(diǎn)火滯后，并根據(jù)初步燃燒的點(diǎn)火滯后調(diào)節(jié)第一燃料噴射的第一燃料噴射量。


在結(jié)合附圖從以下對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明最佳方式的詳細(xì)描述，可明顯看到本發(fā)明的以上目的和其他目的，特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是描繪包含根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃燒控制設(shè)備的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的示意圖。
圖2是確定根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式的過(guò)程的流程圖。
圖3是用于確定PM再生起動(dòng)的閾值壓力Pel、發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv之間的關(guān)系的圖表示。
圖4A是正常燃燒模式下燃料噴射量的時(shí)序圖。
圖4B是根據(jù)圖4A所示的燃料噴射的熱釋放率的時(shí)序圖。
圖5A是分離延遲燃燒模式下燃料噴射量的時(shí)序圖。
圖5B是根據(jù)圖5A所示的燃料噴射的熱釋放率的時(shí)序圖。
圖6A是分離延遲燃燒模式下排氣溫度與第二燃料噴射定時(shí)ITm之間的關(guān)系的表的表示。
圖6B是分離延遲燃燒模式下煙霧量與第二燃料噴射定時(shí)ITm之間的關(guān)系的表的表示。
圖6C是分離延遲燃燒模式下CO量與第二燃料噴射定時(shí)ITm之間的關(guān)系的表的表示。
圖6D是分離延遲燃燒模式下HC量與第二燃料噴射定時(shí)ITm之間的關(guān)系的表的表示。
圖7A是在低負(fù)荷狀態(tài)下分離延遲燃燒模式中燃料噴射量的時(shí)序圖。
圖7B是根據(jù)圖7A所示燃燒噴射量的熱釋放率的時(shí)序圖。
圖8是一流程圖，描繪根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于對(duì)分離延遲式燃料模式確定燃料噴射量的過(guò)程。
圖9是目標(biāo)EGR速率tRegr、發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv之間的關(guān)系的圖表示。
圖10是一流程圖，描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例確定燃料比重kfuel的過(guò)程。
圖11是第二燃料噴射量Qm、發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne、及加速器開(kāi)度APO之間的關(guān)系的圖表示。
圖12是基本第一燃料噴射量Qpbase、發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm之間的關(guān)系的圖表示。
圖13是目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ與基于第一點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid1之間的關(guān)系的表的表示。
圖14是目標(biāo)EGR速率tRegr與基于第二點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid2之間的關(guān)系的表的表示。
圖15是發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與基于第三點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid3之間的關(guān)系的表的表示。
圖16是燃料比重kfuel與基于第四點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid4之間的關(guān)系的表的表示。
圖17是描繪圖11中所示PM再生過(guò)程中控制排氣溫度的過(guò)程的流程圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例PM量PMQ與PM再生中目標(biāo)過(guò)量空氣比tλreg之間的關(guān)系的表的表示。
圖19是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例基準(zhǔn)吸入空氣量tQac0，發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm之間的關(guān)系的圖表示。
圖20是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例第一燃料噴射定時(shí)ITp，發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm之間的關(guān)系的圖表示。
圖21是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例第二燃料噴射定時(shí)ITm，發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm之間的關(guān)系的圖表示。
圖22是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1與第二燃料噴射定時(shí)ITm之間的關(guān)系的表的表示。
圖23是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr2與目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ之間的關(guān)系的表的表示。
圖24是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例S再生過(guò)程的流程圖。
圖25是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例NOx再生過(guò)程的流程圖。
圖26是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例避免排氣凈化器損壞的過(guò)程的流程圖。
圖27是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例擊穿避免模式中目標(biāo)吸入空氣量tQacrec、發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與主燃料噴射量Qmain之間的關(guān)系的圖表示。
圖28是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)置工作模式標(biāo)志的第一過(guò)程的流程圖。
圖29是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可采用分離延遲燃燒模式的分離延遲燃燒區(qū)域的圖表示。
圖30是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)置工作模式標(biāo)志的第二過(guò)程的流程圖。
圖31是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)置工作模式標(biāo)志的第三過(guò)程的流程圖。
圖32是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)置PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG過(guò)程的流程圖。
圖33是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)置S再生請(qǐng)求標(biāo)志rqDESUL過(guò)程的流程圖。
圖34是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)置NOx再生請(qǐng)求標(biāo)志rqSP過(guò)程的流程圖。
圖35是描繪根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例快速激活排氣凈化器過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見(jiàn)圖1，其中示出包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃燒控制設(shè)備的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。吸入空氣通過(guò)配置在進(jìn)氣通路11入口的空氣濾清器(未示出)流入?？諝鉃V清器從吸入的空氣去除灰塵顆粒。在進(jìn)氣通路11配置有可變噴嘴渦輪增壓器12的壓縮機(jī)12a，其壓縮吸入的空氣。在壓縮機(jī)12a的下游配置中間冷卻器13，其冷卻壓縮的吸入空氣。在冷卻之后，吸入的空氣流向緩沖罐14。緩沖罐14包括一歧管部分，用于向汽缸分配吸入空氣。緩沖罐14的上游配置有節(jié)流閥15，其改變吸入的空氣的氣流量。節(jié)流閥15A連接到節(jié)流閥致動(dòng)器151，以調(diào)節(jié)其開(kāi)度。
在發(fā)動(dòng)機(jī)1的汽缸頭中配置有每一汽缸內(nèi)的燃料噴射器21。從燃料泵(未示出)釋放的燃料通過(guò)一公共軌道22提供給燃料噴射器21。燃料噴射器21直接向每一燃燒室噴射燃料。燃料噴射器21能夠在一個(gè)沖程中在多個(gè)定時(shí)噴射燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)1通常以正常工作模式工作在正常燃燒模式。在正常燃燒模式中，燃料噴射器21執(zhí)行用于產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的主燃料噴射，以及在主燃料噴射之前的引燃燃料噴射。
排氣在排氣通路31中流動(dòng)。排氣歧管的下游配置有渦輪增壓器12的渦輪12b。渦輪12b旋轉(zhuǎn)由排氣驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)12a。渦輪12b包含可移動(dòng)葉片121。可移動(dòng)葉片121連接到葉片致動(dòng)器122，用于調(diào)節(jié)其角度。渦輪12b的下游配置有NOx收集器32，其下游配置有顆粒過(guò)濾器，諸如柴油顆粒過(guò)濾器(DPF)33。NOx收集器32根據(jù)排氣-燃料比具有不同的功能。就是說(shuō)，在排氣-燃料比低或排氣在燃料中貧乏期間，NOx收集器32從排氣去除和收集NOx。另一方面，在排氣-燃料比高或在燃料中排氣豐富期間，NOx收集器32釋放NOx。從NOx收集器32釋放的NOx通過(guò)還原劑諸如碳?xì)浠衔?HC)在排氣中被凈化。除了NOx，NOx收集器32從排氣去除和收集硫含量(S)。NOx收集器32除了凈化NOx的功能之外，具有氧化HC及一氧化碳(CO)的功能。DPF 33包含由陶瓷形成的多孔過(guò)濾器元件。DPF 33的過(guò)濾器元件過(guò)濾排氣以去除排氣顆粒物。NOx收集器32和DPF 33用作為排氣凈化器，以收集排氣中的物質(zhì)。
在進(jìn)氣通路11與排氣通路31之間配置有EGR管路34。在EGR管路34內(nèi)配置有EGR閥35。EGR閥35連接到EGR致動(dòng)器351，以調(diào)節(jié)EGR閥35的開(kāi)度。在排氣通路31中，壓力傳感器51配置在NOx收集器32與DPF 33之間，用于檢測(cè)排氣的排氣壓力Pexh。DPF33的下游配置有氧傳感器52和溫度傳感器53。氧傳感器52檢測(cè)過(guò)量空氣比λ。溫度傳感器53檢測(cè)排氣的溫度。被檢測(cè)的排氣溫度用于估計(jì)NOx收集器32的底部溫度(NOx收集器溫度)Tnox以及DPF 33的底部溫度(DPF溫度)Tdpf。NOx收集器溫度Tnox和DPF溫度Tdpf可通過(guò)配置在NOx收集器32和DPF 33處的溫度傳感器直接檢測(cè)。該發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)包括空氣流量計(jì)54，曲軸角度傳感器55，加速器開(kāi)度傳感器56，以及溫度傳感器57。作為狀態(tài)傳感器的傳感器收集確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)所需的信息，并向控制器諸如電控單元(ECU)41輸出信號(hào)。ECU 41基于分別來(lái)自空氣流量計(jì)54、曲軸角度傳感器55與加速器開(kāi)度傳感器56的信號(hào)，確定或計(jì)算吸入的空氣量Qac，發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne，加速器開(kāi)度APO，及燃料溫度Tfuel。ECU 41執(zhí)行包括以上討論的計(jì)算的程序，并向燃燒控制致動(dòng)器發(fā)出命令，該致動(dòng)器包括燃料噴射器21，葉片致動(dòng)器122，節(jié)流閥致動(dòng)器151，及EGR致動(dòng)器351。
以下描述ECU 41的操作。PM再生指示從DPF 33釋放PM的操作。NOx再生指示從NOx收集器32釋放NOx的操作。S再生指示從NOx收集器32釋放硫含量的操作?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖2，其中示出一流程圖，描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例確定發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式的過(guò)程。ECU41根據(jù)該工作模式切換燃燒模式。
在步驟S1，ECU 41讀取發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne，加速器開(kāi)度APO，NOx收集器溫度Tnox，及排氣壓力Pexh。
在步驟S2，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定NOx收集器32是否被激活。實(shí)際上，這是確定NOx收集器溫度Tnox是否高于或等于預(yù)定的閾值溫度T11。當(dāng)對(duì)步驟S2的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S3。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S2的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到圖35所示的程序。溫度T11是NOx收集器32被激活的激活溫度。
在步驟S3，ECU 41確定收集的NOx量(NOx量NOX)。作為在NOx收集器32中收集的NOx量NOX，是基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne從以下方程式(1)計(jì)算的。
NOX＝NOXn-1+Ne·Δt (1)其中包含數(shù)字下標(biāo)n-1的變量指示在先前執(zhí)行的計(jì)算的值，Δt指示程序執(zhí)行系列的時(shí)間間隔。另外，NOx量NOX可通過(guò)對(duì)每一預(yù)定行進(jìn)距離預(yù)定量求和估計(jì)。
在步驟S4，ECU 41確定S的收集量(S量SOX)。作為在NOx收集器32中收集的NOX的量的S量SOX，如同在NOx量NOX的情形那樣，是基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne從以下方程式(2)計(jì)算的。
SOX＝SOXn-1+Ne·Δt (1)
在步驟S5，ECU 41確定顆粒物(PM)累積量PMQ。作為在DPF33中累積的PM量的PM量PMQ，是基于DPF 33上游的排氣壓力Pexh計(jì)算的。另外，PM量PMQ可基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne和/或行進(jìn)距離通過(guò)計(jì)算每單位時(shí)間PM量并求和而估計(jì)。
在步驟S6，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定PM再生標(biāo)志Freg是否等于零。在正常工作模式期間，PM再生標(biāo)志Freg被復(fù)位為零。當(dāng)對(duì)步驟S6的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S7。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S6的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到圖17所示的程序。
在步驟S7，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定S再生標(biāo)志Fdesul是否等于零。在正常工作模式期間，S再生標(biāo)志Fdesul復(fù)位為零。當(dāng)對(duì)步驟S7的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S8。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S7的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到圖24所示的程序。
在步驟S8，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定NOx再生標(biāo)志Fsp是否等于零。在正常工作模式期間，NOx再生標(biāo)志Fsp復(fù)位為零。當(dāng)對(duì)步驟S8的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S9。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S8的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到圖25所示的程序。
在步驟S9，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定擊穿避免標(biāo)志Frec是否等于零。在正常工作模式期間，擊穿避免標(biāo)志Frec復(fù)位為零，并只是在PM再生或S再生中斷之后臨時(shí)設(shè)置為1。當(dāng)對(duì)步驟S9的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S10。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S9的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到圖26所示的程序。
在步驟S10，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定S再生請(qǐng)求標(biāo)志rqDESUL是否等于零。在正常工作模式期間，S再生請(qǐng)求標(biāo)志rqDESUL復(fù)位為零，并當(dāng)根據(jù)S量SOX需要S再生時(shí)被設(shè)置為1。當(dāng)對(duì)步驟S10的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S11。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S10的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到圖28所示的程序。
在步驟S11，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG是否等于零。在正常工作模式期間，PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG復(fù)位為零，并當(dāng)根據(jù)PM量PMQ需要PM再生時(shí)被設(shè)置為1。當(dāng)對(duì)步驟S11的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S12。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S11的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到圖30所示的程序。
在步驟S12，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG是否等于零。在正常工作模式期間，PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG復(fù)位為零，并當(dāng)根據(jù)NOx量NOX需要NOx再生時(shí)被設(shè)置為1。當(dāng)對(duì)步驟S12的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S13。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S12的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到圖31所示的程序。在圖31的步驟S701，NOx再生標(biāo)志Fsp設(shè)置為1。
在步驟S13，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定是否需要PM再生。就是說(shuō)，確定PM量PMQ是否大于或等于預(yù)定的閾值量PM1。根據(jù)工作狀態(tài)確定對(duì)應(yīng)于閾值量PM1的排氣壓力Pe1。實(shí)際上，由壓力傳感器51檢測(cè)的排氣壓力Pexh與壓力Pe1比較。壓力Pe1是從如圖3所示的作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv的函數(shù)的圖計(jì)算或檢索的。閾值壓力Pe1隨增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne及增加的燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv而增加。如以下所討論，燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv指示在正常燃燒模式下以主燃料噴射提供的燃料量(主燃料噴射量)Qmain，并指示在分離延遲燃燒模式下以次燃料噴射提供的燃料量(次燃料噴射量)Qm。當(dāng)對(duì)步驟S13的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟圖32所示的程序。在圖32的步驟S801，PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG設(shè)置為1。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S13的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S14。另外，為了確定PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG還可計(jì)算PM再生的上次過(guò)程之后的行進(jìn)距離。在這一情形下，當(dāng)上次PM再生之后行進(jìn)距離達(dá)到預(yù)定距離時(shí)，PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG設(shè)置為1。這防止了潛在的PM再生的多余執(zhí)行。
在步驟S14，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定是否需要S再生。就是說(shuō)，確定S量SOX是否大于或等于預(yù)定的閾值量SOX1。當(dāng)對(duì)步驟S14的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到圖33所示的程序。在圖33的步驟S901，S再生請(qǐng)求標(biāo)志rqDESUL設(shè)置為1。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S14的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S15。
在步驟S15，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定是否需要NOx再生，就是說(shuō)確定NOx量NOX是否大于或等于預(yù)定的閾值量NOX1。當(dāng)對(duì)步驟S15的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到圖34所示的程序。在圖34的步驟S1001，NOx再生請(qǐng)求標(biāo)志rqSP設(shè)置為1。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S15的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S16。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)1接通時(shí)，再生請(qǐng)求標(biāo)志reREG，reDESUL及reSP每一個(gè)復(fù)位為零。
在步驟S16，ECU 41按正常貧乏燃燒模式(正常燃燒模式)操縱發(fā)動(dòng)機(jī)1。另一方面，在程序從步驟S2進(jìn)到圖35的程序以激活NOx收集器32的情形下，在程序從步驟S6進(jìn)到圖17的程序以執(zhí)行PM再生的情形下，在程序從步驟S7進(jìn)到圖24的程序以執(zhí)行S再生的情形下，以及在程序從步驟S8進(jìn)到圖25的程序以執(zhí)行NOx再生的情形下，ECU 41把燃燒模式移向分離延遲燃燒模式。
以下詳細(xì)描述燃燒模式。參見(jiàn)圖4A到5B，其中示出每一燃燒模式中的燃料噴射方式與熱釋放速率。圖4A與4B示出正常燃燒模式。圖5A和5B示出分離延遲燃燒模式。在正常燃燒模式中，在正規(guī)工作狀態(tài)下進(jìn)行引燃燃料噴射和主燃料噴射。引燃燃料噴射在上死點(diǎn)之前(BTDC)的40-10℃A之間執(zhí)行。每沖程的燃料量設(shè)置為1-3mm3。在引燃燃燒噴射之后，在10°BTDC與20°上死點(diǎn)之后(ATDC)之間執(zhí)行主燃料噴射。引燃燃料噴射與主燃料噴射的定時(shí)(開(kāi)始定時(shí))之間的時(shí)間間隔設(shè)置在10-30℃A。
如圖5A和5B所示，在分離延遲燃燒模式中采用兩次燃料噴射。在分離延遲燃燒模式下，在壓縮沖程執(zhí)行第一燃料噴射，并在膨脹沖程中執(zhí)行第二燃料噴射。第一燃料噴射在或接近TDC產(chǎn)生初步燃燒以釋放熱量P，以便提高壓縮沖程的TDC處的汽缸內(nèi)溫度(壓縮結(jié)束溫度)。第一燃料噴射的燃料量(第一燃料噴射量)Qp是這樣確定的，使其產(chǎn)生可識(shí)別的熱釋放量。所需的第一燃料噴射量Qp根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的工作狀態(tài)而變化。在初步燃燒結(jié)束之后，執(zhí)行第二燃料噴射，使得主燃燒產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。主燃燒釋放熱量M。基于發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne確定第一燃料噴射開(kāi)始定時(shí)(第一燃料噴射定時(shí))ITp與第二燃料噴射開(kāi)始定時(shí)(第二燃料噴射定時(shí))ITm之間的時(shí)間間隔Δtij，使得初步燃燒的開(kāi)始定時(shí)與主燃燒的開(kāi)始定時(shí)之間的時(shí)間間隔長(zhǎng)于或等于20℃A。由于主燃燒發(fā)生在膨脹沖程，主燃燒的燃燒過(guò)程的持續(xù)時(shí)間被延長(zhǎng)，使得燃燒過(guò)程的結(jié)束定時(shí)在50°ATDC之后。初步燃燒或初步燃燒的熱釋放在第一燃料噴射開(kāi)始之后開(kāi)始點(diǎn)火滯后Δtigp。主燃燒或主燃燒的熱釋放在第二燃料噴射開(kāi)始之后開(kāi)始點(diǎn)火滯后Δtigm。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖6A到6D，其中示出參照第二燃料噴射定時(shí)ITm由分離延遲燃燒產(chǎn)生的效應(yīng)。過(guò)量空氣比λ保持不變。在分離延遲燃燒模式中，排氣溫度隨如圖6A所示的延遲的第二燃料噴射定時(shí)ITm而增加。調(diào)節(jié)第一燃料噴射定時(shí)ITp與第二燃料噴射定時(shí)ITm之間的時(shí)間間隔Δtij，以保證初步燃燒結(jié)束定時(shí)與主燃燒開(kāi)始定時(shí)之間的時(shí)間間隔。在初步燃燒結(jié)束之后執(zhí)行第二燃料噴射，保證了比對(duì)于初步燃燒結(jié)束定時(shí)與主燃燒開(kāi)始定時(shí)之間的時(shí)間間隔的點(diǎn)火滯后Δtigm長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間段。這增加了主燃燒中預(yù)混合燃燒的比例。在再生排氣凈化器期間，例如在對(duì)于DPF 33的PM再生期間，排氣溫度上升到激活NOx收集器32所需的高溫，且過(guò)量空氣比λ降低而不會(huì)增加排氣的煙霧。如圖6A和6B所示，排氣溫度上升且排氣煙霧量隨延遲的第二燃料噴射定時(shí)ITm降低。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)降低吸入空氣量降低排氣的空氣-燃料比，但這傾向于產(chǎn)生不穩(wěn)定的燃燒過(guò)程。然而，在所示的實(shí)施例中，初步燃燒增加了壓縮結(jié)束的溫度，以便允許穩(wěn)定的主燃燒過(guò)程。在分離延遲燃燒模式中，HC量保持低于與第二燃料噴射定時(shí)ITm有關(guān)的低水平。
在低負(fù)荷狀態(tài)下，排氣溫度固有的低。因而，必須大大提高排氣溫度，以獲得對(duì)于PM再生或S再生的目標(biāo)溫度。為了提高排氣溫度，主燃燒定時(shí)(主燃燒開(kāi)始定時(shí))需要比正常分離延遲燃燒模式更多的延遲。然而，有可能單個(gè)初步燃燒過(guò)程不足以維持汽缸內(nèi)溫度在所需的主燃燒水平以上。這種情形下，在分離延遲燃燒模式中，初步燃燒采用多個(gè)燃燒過(guò)程，如圖7A和7B所示。通過(guò)初步燃燒的第一過(guò)程提高汽缸內(nèi)溫度，并由以下的過(guò)程維持汽缸內(nèi)溫度。熱釋放P1，P2和M沒(méi)有間隙地分開(kāi)，以調(diào)節(jié)排氣溫度到目標(biāo)溫度而不增加排氣煙霧。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖8，其中示出描繪對(duì)于分離延遲燃燒模式確定燃料噴射量的過(guò)程的流程圖。這一程序在執(zhí)行分離延遲燃燒的情形下執(zhí)行。實(shí)際上，確定第一燃料噴射量Qp與由第二燃料噴射的燃料量(第二燃料噴射量)Qm。
在步驟S51，進(jìn)行檢驗(yàn)以確定是否命令燃燒模式轉(zhuǎn)移。ECU 41在激活NOx收集器32，PM再生，S再生，及NOX再生的情形下，發(fā)出轉(zhuǎn)移燃燒模式的命令。當(dāng)對(duì)步驟S51的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S52。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S51的回答為NO時(shí)，程序返回。
在步驟S52，ECU 41讀取發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne，加速器開(kāi)度APO，目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ，目標(biāo)EGR速率tRegr，及燃料比重kfuel。
目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ設(shè)置為對(duì)于PM再生，S再生，NOx再生及NOx收集器快速激活的每一個(gè)都適合的值。
目標(biāo)EGR速率tRegr是通過(guò)一EGR控制程序確定的。實(shí)際上，目標(biāo)EGR速率tRegr是從圖9所示作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv的函數(shù)的圖計(jì)算或檢索的。目標(biāo)EGR速率tRegr隨著降低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne和降低的燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv而增加。在EGR控制程序中，ECU 41確定目標(biāo)EGR閥開(kāi)度tAegr。首先，使用以下方程式(3)作為目標(biāo)EGR速率tRegr及吸入空氣量Qac的一個(gè)函數(shù)計(jì)算目標(biāo)EGR量tQegr。
TQegr＝{tRegr(1-tRegr)}×tQac (3)根據(jù)目標(biāo)EGR量tQegr確定目標(biāo)EGR閥開(kāi)度tQegr。ECU 41控制EGR致動(dòng)器351以調(diào)節(jié)EGR閥35到目標(biāo)EGR閥開(kāi)度tAegr。
通過(guò)圖10所示的檢測(cè)燃料性質(zhì)的程序確定燃料比重kfuel。每當(dāng)燃料桶充以燃料時(shí)執(zhí)行這一程序。
在圖10的步驟S61，ECU 41讀取吸入空氣量Qac，燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv，排氣空氣-燃料比ABYF，及燃料溫度Tfeul。然后程序進(jìn)到步驟S62。
在步驟S62，ECU 41確定燃料噴射重量Gm。燃料噴射重量Gm是通過(guò)吸入空氣量Qac除以排氣空氣-燃料比ABYF產(chǎn)生的(Gm＝Qac/ABYF)。然后，程序進(jìn)到步驟S63。
在步驟S63，ECU 41確定燃料比重k。燃料比重k是通過(guò)燃料噴射重量Qm除以燃料噴射量請(qǐng)求Qfdrv產(chǎn)生的(k＝Gm/Qfdrv)。然后程序進(jìn)到步驟S64。
在步驟S64，燃料比重k被轉(zhuǎn)換為在基準(zhǔn)溫度諸如20℃的燃料比重。計(jì)算的燃料比重存儲(chǔ)在燃料比重kfuel。然后程序返回。
返回圖8，步驟S52之后在步驟S53，ECU 41確定第二燃料噴射量Qm。第二燃料噴射量Qm是從圖11所示作為加速器開(kāi)度APO與發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne的函數(shù)的圖計(jì)算或檢索的。第二燃料噴射量Qm隨增加的加速器開(kāi)度APO與發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne保持不變而增加。然后程序進(jìn)到步驟S54。
在步驟S54，ECU 41確定一個(gè)基本第一燃料噴射量Qpbase?；镜谝蝗剂蠂娚淞縌pbase是從圖12所示作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm的函數(shù)的圖計(jì)算或檢索的?；镜谝蝗剂蠂娚淞縌pbase隨降低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與降低的第二燃料噴射量Qm而增加。然后程序進(jìn)到步驟S55。
在步驟S55，ECU 41確定基于點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid?；邳c(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid是基于用于增加初步燃燒的點(diǎn)火滯后的一個(gè)因子確定的。與點(diǎn)火滯后相關(guān)的該因子包含目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ，目標(biāo)EGR速率tRegr，發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne，與燃料比重kfuel。于是，根據(jù)對(duì)于點(diǎn)火滯后因子的元素計(jì)算基于點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid1到Kid4。基于點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid是通過(guò)基于點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid1到Kid4相乘產(chǎn)生的(Kid＝Kid1·Kid2·Kid3·Kid4)。如以下所討論，基于點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid用來(lái)調(diào)節(jié)第一燃料噴射量Qp。
基于第一點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid1是從圖13所示的作為目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ的函數(shù)的表計(jì)算或檢索的?；诘谝稽c(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid1隨降低的目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ而增加。在所示的實(shí)施例的燃燒控制中，吸入空氣量被降低以降低排氣空氣-燃料比。排氣空氣-燃料比的降低結(jié)果是壓縮結(jié)束溫度的降低。壓縮結(jié)束溫度的降低趨向增加點(diǎn)火滯后。因而，基于第一點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid1增加，以便隨降低的壓縮結(jié)束溫度增加第一燃料噴射量Qp。在所示的實(shí)施例中，目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ選擇為與壓縮結(jié)束溫度相關(guān)的一個(gè)變量。另外，另一變量諸如在規(guī)定的曲軸角度的汽缸內(nèi)壓力可選擇為調(diào)節(jié)因子。
基于第二點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid2是從圖14所示的作為目標(biāo)EGR速率tRegr的函數(shù)的表計(jì)算或檢索的?；诘诙c(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid2隨增加的目標(biāo)EGR速率tRegr而增加。目標(biāo)EGR速率tRegr增加的結(jié)果是氧濃度的降低。氧濃度的降低趨向增加點(diǎn)火滯后。因而，基于第二點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid2增加，以便隨降低的氧濃度增加第一燃料噴射量Qp。
基于第三點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid3是從圖15所示的作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne的函數(shù)的表計(jì)算或檢索的。基于第三點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid3隨增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne而增加。發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne增加的結(jié)果是曲軸角度點(diǎn)火滯后的增加。因而，基于第三點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid3增加，以便隨增加的點(diǎn)火滯后增加第一燃料噴射量Qp。
基于第四點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid4是從圖16所示的作為燃料比重kfuel的函數(shù)的表計(jì)算或檢索的?；诘谒狞c(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid4隨增加的燃料比重kfuel而增加。燃料比重kfuel增加(或十六烷值的降低)的結(jié)果是點(diǎn)火質(zhì)量的降低。點(diǎn)火質(zhì)量降低趨向增加點(diǎn)火滯后。因而，基于第四點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid4增加，以便隨降低的點(diǎn)火質(zhì)量增加第一燃料噴射量Qp。
步驟S55之后在步驟S56，確定第一燃料噴射量Qp。通過(guò)使基本第一燃料噴射量Qpbase乘以基于點(diǎn)火滯后的調(diào)節(jié)因子Kid產(chǎn)生第一燃料噴射量Qp(Qp＝Qpbase·Kid)。這一調(diào)節(jié)校正了由第一燃料噴射噴射的燃料的點(diǎn)火滯后。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖17，其中示出PM再生過(guò)程的流程圖。當(dāng)對(duì)圖2中步驟S6的回答為NO即當(dāng)PM再生標(biāo)志Freg設(shè)置為1時(shí)，執(zhí)行這一程序。通過(guò)升高排氣溫度實(shí)現(xiàn)PM再生以燃燒DPF 33中的顆粒物。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作在分離延遲燃燒模式。控制第二燃料噴射定時(shí)ITm以升高排氣溫度，并升高DPF溫度直到PM被燃燒的溫度，諸如在所示的實(shí)施例中為600℃。這一程序確定第一燃料噴射定時(shí)ITp和第二燃料噴射定時(shí)ITm。
在圖12中的步驟S101，ECU 41讀取DPF溫度Tdpf。然后，程序進(jìn)到步驟S102。
在步驟S102，ECU 41把過(guò)量空氣比λ控制到根據(jù)DPF 33中的PM量PMQ確定的目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ。通過(guò)激活節(jié)流閥15和EGR閥35控制過(guò)量空氣比λ。從圖18所示作為PM量PMQ的函數(shù)的表，計(jì)算或檢索PM再生中目標(biāo)過(guò)量空氣比tλreg。目標(biāo)過(guò)量空氣比tλreg隨增加的PM量PMQ而降低。在所示的實(shí)施例中，目標(biāo)過(guò)量空氣比tλreg一般在從1到1.4的范圍內(nèi)。對(duì)應(yīng)于理想配比的空氣過(guò)量比的基準(zhǔn)吸入空氣量tQac0，是從圖19所示的作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm的函數(shù)的圖計(jì)算或檢索的?；鶞?zhǔn)吸入空氣量tQac0隨增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與增加的第二燃料噴射量Qm而增加?；鶞?zhǔn)吸入空氣量tQac0乘以目標(biāo)過(guò)量空氣比tλreg，以產(chǎn)生目標(biāo)吸入空氣量tQac(tQac＝tQac0×tλreg)。ECU 41根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量tQac控制節(jié)流閥15?；趤?lái)自氧傳感器52的反饋信號(hào)，確定實(shí)際的過(guò)量空氣比與目標(biāo)過(guò)量空氣比tλreg之間的差。ECU 41控制EGR閥35以降低這一差?；谂艢鈮毫exh估計(jì)PM量PMQ。從圖20所示作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm的函數(shù)的圖，計(jì)算或檢索第一燃料噴射定時(shí)ITp。第一燃料噴射定時(shí)ITp隨增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與增加的第二燃料噴射量Qm而提前。從圖21所示作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm的函數(shù)的圖，計(jì)算或檢索第二燃料噴射定時(shí)ITm。第二燃料噴射定時(shí)ITm隨降低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與降低的第二燃料噴射量Qm而延遲。
這樣，第二燃料噴射定時(shí)ITm比在值正常燃燒模式中的主燃料噴射開(kāi)始定時(shí)晚得多。因而，根據(jù)第二燃料噴射定時(shí)ITm，調(diào)節(jié)第二燃料噴射量Qm與目標(biāo)吸入空氣量tQac，以便根據(jù)延遲的第二燃料噴射定時(shí)ITm降低發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的變化。從圖22所示作為第二燃料噴射定時(shí)ITm的函數(shù)的表計(jì)算或檢索燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1。第二燃料噴射量Qm乘以燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的第二燃料噴射量Qm。燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1隨延遲的第二燃料噴射定時(shí)ITm增加。此外，根據(jù)目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ調(diào)節(jié)第二燃料噴射量Qm與目標(biāo)吸入空氣量tQac，以便根據(jù)降低的過(guò)量空氣比降低泵損失的增加。第二燃料噴射量Qm乘以燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr2，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的第二燃料噴射量Qm。從圖23所示作為目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ的函數(shù)的表計(jì)算或檢索燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr2。
在步驟S103，進(jìn)行檢驗(yàn)以確定DPF溫度Tdpf是否足以燃燒DPF33中的PM。實(shí)際上，確定DPF溫度Tdpf是否高于或等于預(yù)定的閾值溫度T21諸如600℃。當(dāng)對(duì)步驟S103的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S104。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S103的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S108。
在步驟S108，ECU 41基于如圖21所示的圖延遲第二燃料噴射定時(shí)ITm，以便升高排氣溫度。然后，程序進(jìn)到步驟S109。
在步驟S109，ECU 41基于通過(guò)S108確定的第二燃料噴射定時(shí)ITm，使用如圖22所示的圖，確定燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1。第二燃料噴射量Qm乘以燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的第二燃料噴射量Qm。然后程序返回。
在步驟S104，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定DPF溫度是否低于或等于預(yù)定的閾值溫度T22。溫度T22設(shè)置為一溫度，在該溫度之下施加到DPF33的熱負(fù)荷在可接受的限制內(nèi)，諸如700℃。當(dāng)對(duì)步驟S104的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S105。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S104的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S110。
在步驟S110，ECU 41基于圖21所示的圖延遲第二燃料噴射定時(shí)ITm，以升高排氣溫度。然后，程序進(jìn)到步驟S111。
在步驟S111，ECU 41基于通過(guò)S110確定的第二燃料噴射定時(shí)ITm，使用如圖22所示的圖，確定燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1。第二燃料噴射量Qm乘以燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的第二燃料噴射量Qm。然后程序返回。
在步驟S105，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定在分離延遲燃燒模式在步驟S108或S110開(kāi)始之后是否經(jīng)過(guò)了預(yù)定的時(shí)間段treg。當(dāng)對(duì)步驟S105的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S106。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S105的回答為NO時(shí)，程序返回。在DPF溫度Tdpf保持在目標(biāo)范圍內(nèi)期間即在溫度T21與T22之間，PM被燃燒。
在步驟S106，PM再生標(biāo)志Freg復(fù)位為零，以便把工作模式切換到正常燃燒模式。PM量PMQ也復(fù)位為零。然后，程序進(jìn)到步驟S107。
在步驟S107，擊穿避免標(biāo)志Frec設(shè)置為1。由于設(shè)置了擊穿避免標(biāo)志Frec，發(fā)動(dòng)機(jī)被操縱防止擊穿或DPF 33過(guò)熱。如果過(guò)量空氣比立即設(shè)置為正常值λ而有部分PM未燃燒，則有可能未燃燒的PM被快速燃燒，以便對(duì)DPF 33強(qiáng)加大的熱負(fù)荷并引起DPF 33擊穿。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖20，其中示出描繪S再生過(guò)程的流程圖。S再生是通過(guò)把排氣控制為燃料豐富狀態(tài)以向NOx收集器32提供還原劑，或通過(guò)升高排氣溫度以促進(jìn)S的分解而實(shí)現(xiàn)的。實(shí)際上，發(fā)動(dòng)機(jī)在分離延遲燃燒模式下被操縱以執(zhí)行S再生。在所示的實(shí)施例中，NOx收集器32包含Ba型催化劑。對(duì)于S再生必須升高催化劑溫度到超過(guò)650℃。這一程序確定第一燃料噴射定時(shí)ITp與第二燃料噴射定時(shí)ITm。
在步驟S201，ECU 41讀取NOx收集器溫度Tnox。然后，程序進(jìn)到步驟S202。
在步驟S202，ECU 41把過(guò)量空氣比λ控制到目標(biāo)過(guò)量空氣比tλdesul(＝1，在所示的實(shí)施例中)。過(guò)量空氣比λ通過(guò)激活節(jié)流閥15和EGR閥35而被控制。對(duì)應(yīng)于理想配比的空氣過(guò)量比的基準(zhǔn)吸入空氣量tQac0，是從圖19所示的作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm的函數(shù)的圖計(jì)算或檢索的?；鶞?zhǔn)吸入空氣量tQac(tQac＝tQac0)隨增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與增加的第二燃料噴射量Qm而增加。ECU 41根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量tQac控制節(jié)流閥15。從圖20所示的作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm的函數(shù)的圖，計(jì)算或檢索第一燃料噴射定時(shí)ITp。使用圖21所示的圖確定第二燃料噴射定時(shí)ITm。用于降低泵損失增加的燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1與燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr2，是從圖22和23所示的表推導(dǎo)的。第二燃料噴射量Qm乘以燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1與燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr2，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的第二燃料噴射量Qm。
在步驟S203，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定NOx收集器溫度Tnox是否高于或等于預(yù)定的閾值溫度T13。溫度T13設(shè)置為分解S所需的最小溫度，諸如650℃。當(dāng)對(duì)步驟203的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S204。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟203的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S208。
在步驟S208，ECU 41基于如圖21所示的圖延遲第二燃料噴射定時(shí)ITm，以升高排氣溫度。然后，程序進(jìn)到步驟S209。
在步驟S209，ECU 41基于通過(guò)步驟S208確定的第二燃料噴射定時(shí)ITm，使用圖22所示的圖，確定燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1。第二燃料噴射量Qm乘以燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的第二燃料噴射量Qm。然后程序返回。
在步驟S204，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定在步驟S208分離延遲燃燒模式開(kāi)始之后是否經(jīng)過(guò)了預(yù)定的時(shí)間段tdesul。當(dāng)對(duì)步驟S204的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S205。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟204的回答為NO時(shí)，程序返回。在NOx收集器溫度Tnox保持在目標(biāo)范圍就是說(shuō)高于T13期間，S被分解并從NOx收集器32釋放。從NOx收集器32釋放的S由排氣中的還原劑凈化。
在步驟S205，S再生標(biāo)志Fdesul復(fù)位為零，以便把工作模式切換為正常燃燒模式。S量SOX也復(fù)位為零。然后，程序進(jìn)到步驟S206。
在步驟S206。NOx量NOX復(fù)位為零，且NOx再生請(qǐng)求標(biāo)志rqSP復(fù)位為零。然后程序進(jìn)到步驟S206。
在步驟S207，擊穿避免標(biāo)志Frec設(shè)置為1。由于設(shè)置的擊穿避免標(biāo)志Frec，發(fā)動(dòng)機(jī)被操縱防止DPF 33的擊穿。如果隨PM部分地被燃燒過(guò)量空氣比立即設(shè)置為正常值λ，則可能未燃燒的PM被迅速燃燒，而對(duì)DPF 33施加大的熱負(fù)荷。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖25，其中示出描繪NOx再生的過(guò)程的流程圖。NOx再生是通過(guò)把排氣控制到燃料豐富狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的，以向NOx收集器32提供還原劑。實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)被操縱在分離延遲燃燒模式執(zhí)行NOx再生。在NOx再生中，如同在S再生那樣希望升高排氣溫度。另一方面，在NOx再生中吸入空氣量降低，以降低排氣空氣燃料比，這一比趨向降低壓縮結(jié)束溫度。因而，采用分離延遲燃燒模式用于克服這一困難。這一程序確定第一燃料噴射定時(shí)ITp與第二燃料噴射定時(shí)ITm。
在步驟S301，ECU 41把過(guò)量空氣比λ控制到對(duì)于NOx再生確定的目標(biāo)過(guò)量空氣比tλsp。目標(biāo)過(guò)量空氣比tλsp設(shè)置為低于1的一個(gè)值，諸如0.9，這指示燃料豐富狀態(tài)。過(guò)量空氣比λ通過(guò)激活節(jié)流閥15和EGR閥35被控制。從圖19所示作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm的函數(shù)的圖，計(jì)算或檢索對(duì)應(yīng)于理想配比的空氣過(guò)量比的基準(zhǔn)吸入空氣量tQac0?；鶞?zhǔn)吸入空氣量tQac0乘以目標(biāo)過(guò)量空氣比tλsp，以產(chǎn)生目標(biāo)吸入空氣量tQac(tQac＝tQac0×tλsp)。ECU 41根據(jù)目標(biāo)吸入空氣量tQac控制節(jié)流閥15。實(shí)際的過(guò)量空氣比與目標(biāo)過(guò)量空氣比tλreg之間的差是基于來(lái)自氧傳感器52的反饋信號(hào)確定的。ECU 41控制EGR閥35以降低這個(gè)差。從圖20所示的作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與第二燃料噴射量Qm的函數(shù)的圖計(jì)算或檢索第一燃料噴射定時(shí)ITp。第二燃料噴射定時(shí)ITm是基于圖21所示的圖確定的。用于降低泵損失的增加的燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1和燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr2，是從圖22和23所示表推導(dǎo)的。第二燃料噴射量Qm乘以燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1和燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr2，以產(chǎn)生一調(diào)節(jié)的第二燃料噴射量Qm。
在步驟S302，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定在分離延遲燃燒模式之后是否經(jīng)過(guò)了預(yù)定的時(shí)間段tspike。在時(shí)間段tspike，從NOx收集器32分解和釋放NOx。通過(guò)排氣中的還原劑凈化從NOx收集器32釋放的NOx。當(dāng)對(duì)步驟302的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S303。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟302的回答為NO時(shí)，程序返回。
在步驟S303，NOx再生標(biāo)志Fsp復(fù)位為零，以便把工作模式切換為正常燃燒模式。NOx量NOX也復(fù)位為零。然后，程序返回。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖26，其中示出描繪擊穿避免操作過(guò)程的流程圖。擊穿避免操作是通過(guò)把過(guò)量空氣比λ控制為高于或等于一個(gè)值諸如1.4(燃料-貧乏狀態(tài))而實(shí)現(xiàn)的，其高于PM再生或S再生中的值。采用正常燃燒模式以降低排氣溫度。
在步驟S401，ECU 41讀取DPF溫度Tdpf。然后程序進(jìn)到步驟S402。
在步驟S402，ECU 41把過(guò)量空氣比λ控制為目標(biāo)過(guò)量空氣比tλrec，這是對(duì)于擊穿避免操作確定的。從圖27所示的作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne與主燃料噴射量Qmain的函數(shù)的圖，計(jì)算或檢索目標(biāo)吸入空氣量tQacrec。然后程序進(jìn)到步驟S403。
在步驟S403，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定DPF溫度Tdpf是否低于或等于預(yù)定的溫度T23。當(dāng)對(duì)步驟S302的回答為YES時(shí)，確定不可能快速燃燒未燃燒的PM，且程序進(jìn)到步驟S404。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S403的回答為NO時(shí)，程序返回。
在步驟S404，擊穿避免標(biāo)志Frec復(fù)位為零，以便把工作模式切換到正常燃燒模式。然后程序返回。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖28、30和31，其中示出設(shè)置再生標(biāo)志的過(guò)程。當(dāng)PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG，S再生請(qǐng)求標(biāo)志rqDESUL與NOx再生請(qǐng)求標(biāo)志rqSP之一被切換到1時(shí)，執(zhí)行這些程序之一。當(dāng)設(shè)置了多個(gè)請(qǐng)求標(biāo)志時(shí)，這些程序確定操作的優(yōu)先級(jí)或執(zhí)行順序，并設(shè)置PM再生標(biāo)志Freg，S再生標(biāo)志Fdesul，或NOx再生標(biāo)志Fsp。
當(dāng)S再生請(qǐng)求標(biāo)志rqDESUL等于1時(shí)，執(zhí)行圖28所示的程序。在步驟S601，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG是否等于零。當(dāng)對(duì)步驟S601的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S603。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S601的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S602。
在步驟S602，PM再生標(biāo)志Freg設(shè)置為1。然后程序返回。
在步驟S603，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定NOx收集器溫度Tnox是否高于或等于一預(yù)定的閾值溫度T14。溫度T14設(shè)置為最小溫度，在該溫度能夠在比較短的時(shí)間段平滑地進(jìn)行向S再生狀態(tài)的模式轉(zhuǎn)移，且該溫度低于S再生的目標(biāo)溫度T13。當(dāng)對(duì)步驟S603的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S604。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S603的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S606。
在步驟S604，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定當(dāng)前的工作狀態(tài)是否處于能夠采用分離延遲燃燒模式的分離延遲燃燒區(qū)內(nèi)。分離延遲燃燒區(qū)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度Ne與加速器開(kāi)度APO，基于圖29所示的圖定義的。當(dāng)對(duì)步驟S604的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S605。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S604的回答為NO時(shí)，程序返回。
在步驟S605，S再生標(biāo)志Fdesul設(shè)置為1。然后程序返回。
在步驟S606，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定NOx再生請(qǐng)求標(biāo)志rqSP是否等于零。當(dāng)對(duì)步驟S606的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S604。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S606的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S607，在此NOx再生標(biāo)志Fsp設(shè)置為1，并然后返回。NOx再生獲得比S再生高的優(yōu)先級(jí)。
當(dāng)PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG等于1且S再生請(qǐng)求標(biāo)志rqDESUL等于零時(shí)，執(zhí)行圖30所示的程序。在步驟S501，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定NOx再生請(qǐng)求標(biāo)志rqSP是否等于零。當(dāng)對(duì)步驟S501的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S502。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S501的回答為NO時(shí)，程序進(jìn)到步驟S504。
在步驟S502，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定當(dāng)前的工作狀態(tài)是否處于能夠采用分離延遲燃燒模式的分離延遲燃燒區(qū)內(nèi)。分離延遲燃燒區(qū)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的速度Ne與加速器開(kāi)度APO，基于圖29所示的圖定義的。在低速和低負(fù)荷狀態(tài)下，禁止向分離延遲燃燒模式的模式轉(zhuǎn)移。當(dāng)對(duì)步驟S502的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S503。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S502的回答為NO時(shí)，程序返回。
在步驟S503，PM再生標(biāo)志Freg設(shè)置為1。然后程序返回。
在步驟S504，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定發(fā)動(dòng)機(jī)1是否工作在排氣中NOx量小的低NOx狀態(tài)。例如這是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1的工作狀態(tài)是否處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)而確定的。就是說(shuō)，在發(fā)動(dòng)機(jī)1工作在穩(wěn)定狀態(tài)期間確定NOx量是小的。當(dāng)對(duì)步驟S504的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S505。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S504的回答為NO時(shí)，程序返回。
在步驟S505，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定DPF溫度Tdpf是否高于或等于預(yù)定的閾值溫度T24。溫度T24設(shè)置為低于PM再生目標(biāo)溫度T21的DFP 33被激活的溫度。當(dāng)對(duì)步驟S505的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S502。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S504的回答為NO時(shí)，確定取一可比較的時(shí)間段以增加DPF溫度Tdpf，且程序進(jìn)到步驟S506。
在步驟S506。NOx再生步驟Fsp設(shè)置為1。
當(dāng)PM再生請(qǐng)求標(biāo)志rqREG與S再生請(qǐng)求標(biāo)志rqDESUL等于零，且NOx再生請(qǐng)求標(biāo)志rqSP等于1時(shí)，執(zhí)行圖31所示的程序。因而，NOx再生標(biāo)志Fsp設(shè)置為1。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖35，其中示出排氣凈化器快速激活過(guò)程。在步驟S1101，ECU 41讀取NOx收集器溫度Tnox。然后程序進(jìn)到步驟S1102。
在步驟S1102，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定當(dāng)前工作狀態(tài)是否處于通過(guò)參照?qǐng)D29所示的圖的分離延遲燃燒區(qū)內(nèi)。當(dāng)對(duì)步驟S1102的回答為YES時(shí)，程序進(jìn)到步驟S1103。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S1102的回答為NO時(shí)，程序返回。
在步驟S1103，ECU 41把發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制在分離延遲燃燒模式。在分離延遲燃燒模式中，基于圖20和21所示的圖，ECU 41確定第一燃料噴射定時(shí)ITp與第二燃料噴射定時(shí)ITm。延遲第二燃料噴射定時(shí)ITm的結(jié)果是升高排氣溫度并激活NOx收集器32。此外，基于圖22所示的圖確定燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1。第二燃料噴射量Qm乘以燃料噴射量調(diào)節(jié)因子Ktr1，以產(chǎn)生調(diào)節(jié)的第二燃料噴射量Qm。在快速激活中，目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ設(shè)置為如同在正常燃燒模式中那樣的正常值。然后程序進(jìn)到步驟S1104。
在步驟S1104，進(jìn)行一檢驗(yàn)以確定NOx收集器溫度Tnox是否高于或等于閾值溫度T11。當(dāng)對(duì)步驟S1104的回答為YES時(shí)，程序返回。另一方面，當(dāng)對(duì)步驟S1104的回答為NO時(shí)，程序重復(fù)步驟S1103。在程序返回之后，燃燒模式被轉(zhuǎn)移到正常燃燒模式(步驟S16)。
以下描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制設(shè)備產(chǎn)生的效果。首先，DPF 33的PM再生，S再生，NOx再生，及NOx收集器32的快速激活，是通過(guò)把發(fā)動(dòng)機(jī)工作模式轉(zhuǎn)移到分離延遲燃燒模式實(shí)現(xiàn)的，其中在比正常燃燒模式中主燃料噴射晚的定時(shí)或曲軸角度執(zhí)行第二燃料噴射。其結(jié)果在于升高了排氣溫度，以便把NOx收集器32加熱到目標(biāo)溫度。在PM再生模式或S再生模式中，通過(guò)降低吸入空氣量降低排氣空氣燃料比。第一燃料噴射引起初步燃燒，這釋放熱以升高汽缸內(nèi)溫度。這導(dǎo)致穩(wěn)定的主燃燒過(guò)程。
第二，調(diào)節(jié)第一和第二燃料噴射之間的時(shí)間間隔Δtij，使得主燃燒的開(kāi)始定時(shí)在初步燃燒的結(jié)束定時(shí)之后。這提高了預(yù)混合燃燒比例。降低PM再生，NOx再生，及S再生中的過(guò)量空氣比，減少了排氣煙霧，因?yàn)轭A(yù)混合燃燒在主燃燒中占據(jù)主導(dǎo)。
第三，當(dāng)根據(jù)對(duì)于點(diǎn)火滯后的因子諸如目標(biāo)過(guò)量空氣比tλ，確定初步燃燒點(diǎn)火滯后在時(shí)間上或曲軸角度趨向增加時(shí)，第一燃料噴射量Qp增加，以調(diào)節(jié)初步燃燒的點(diǎn)火滯后。這保證了初步燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定主燃燒所需的熱釋放。
在所示的實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)包括分開(kāi)的NOx收集器32與DPF33。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)可以包含一整體的排氣凈化器。例如，NOx收集器的催化劑可安裝在DPF 33的過(guò)濾器元件上。
本申請(qǐng)基于2003年7月31日提交的先有的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2003-284325。這一日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2003-284325的全部?jī)?nèi)容在此結(jié)合以資對(duì)比。
雖然以上描述了實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明不限于這里所示和所述的特定實(shí)施例，在不背離按以下權(quán)利要求定義的發(fā)明的范圍和精神之下，可以作出各種變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制設(shè)備，包括在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通路中的排氣凈化器；用于在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中引起燃燒的燃燒控制致動(dòng)器；用于控制燃燒控制致動(dòng)器的控制器；以及所述控制器配置為執(zhí)行以下過(guò)程根據(jù)排氣凈化器狀態(tài)在正常燃燒模式與分離延遲燃燒模式之間切換燃燒模式；在正常燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程產(chǎn)生正常燃燒以生成發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；以及在分離延遲燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程在或接近上死點(diǎn)產(chǎn)生初步燃燒，以釋放燃燒室中預(yù)定量的熱；在初步燃燒結(jié)束之后，在晚于正常燃燒模式的正常燃燒起動(dòng)定時(shí)的一個(gè)定時(shí)起動(dòng)主燃燒，以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，確定用于初步燃燒的第一燃料噴射開(kāi)始定時(shí)與初步燃燒的開(kāi)始定時(shí)之間的點(diǎn)火滯后；以及根據(jù)初步燃燒的點(diǎn)火滯后調(diào)節(jié)第一燃料噴射的第一燃料噴射量。
2.如權(quán)利要求1中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃燒模式下，根據(jù)增加的初步燃燒的點(diǎn)火滯后，增加第一燃燒噴射量。
3.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制設(shè)備，包括用于直接向發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室噴射燃料的燃料噴射器；用于控制燃料噴射器的控制器；以及所述控制器配置為執(zhí)行以下過(guò)程根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)在正常燃燒模式與分離延遲燃燒模式之間切換燃燒模式；在正常燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程控制正常燃料噴射以產(chǎn)生正常燃燒生成發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；以及在分離延遲燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程控制第一燃料噴射以便在或接近上死點(diǎn)產(chǎn)生初步燃燒，以釋放預(yù)定量的熱；在晚于正常燃燒模式的正常燃料噴射起動(dòng)定時(shí)的一個(gè)定時(shí)，起動(dòng)第二燃料噴射，以便在初步燃燒之后起動(dòng)主燃燒，以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；以及根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，確定第一燃料噴射開(kāi)始定時(shí)與初步燃燒的開(kāi)始定時(shí)之間的點(diǎn)火滯后；以及根據(jù)初步燃燒的點(diǎn)火滯后調(diào)節(jié)第一燃料噴射的第一燃料噴射量。
4.如權(quán)利要求3中所述的燃燒控制設(shè)備，還包括狀態(tài)傳感器，用于收集確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)所需的信息。
5.如權(quán)利要求4中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲模式下執(zhí)行以下過(guò)程根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，確定與初步燃燒點(diǎn)火滯后相關(guān)的變量；以及根據(jù)該變量確定初步燃燒的點(diǎn)火滯后。
6.如權(quán)利要求5中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃燒模式中，根據(jù)增加的初步燃燒的點(diǎn)火滯后增加第一燃料噴射量。
7.如權(quán)利要求5中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃燒模式中執(zhí)行以下過(guò)程確定在壓縮沖程的上死點(diǎn)處汽缸內(nèi)溫度為與初步燃燒的點(diǎn)火滯后相關(guān)的變量；以及根據(jù)在壓縮沖程的上死點(diǎn)降低的汽缸內(nèi)溫度，增加第一燃料噴射量。
8.如權(quán)利要求5中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃燒模式中執(zhí)行以下過(guò)程確定EGR速率為與初步燃燒的點(diǎn)火滯后相關(guān)的變量；以及根據(jù)增加的EGR速率，增加第一燃料噴射量。
9.如權(quán)利要求5中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃料模式下執(zhí)行以下過(guò)程確定發(fā)動(dòng)機(jī)速度為與初步燃燒的點(diǎn)火滯后相關(guān)的變量；以及根據(jù)增加的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，增加第一燃料噴射量。
10.如權(quán)利要求5中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃料模式下執(zhí)行以下過(guò)程確定燃料性質(zhì)為與初步燃燒的點(diǎn)火滯后相關(guān)的變量；根據(jù)燃料性質(zhì)確定燃料的點(diǎn)火質(zhì)量；以及根據(jù)降低的燃料點(diǎn)火質(zhì)量，增加第一燃料噴射量。
11.如權(quán)利要求10所述的燃燒控制設(shè)備，其中燃料性質(zhì)是燃料的比重。
12.如權(quán)利要求5中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程確定過(guò)量空氣比為與初步燃燒的點(diǎn)火滯后相關(guān)的變量；根據(jù)降低的過(guò)量空氣比，增加第一燃料噴射量。
13.如權(quán)利要求3到12中任一項(xiàng)所述的燃燒控制設(shè)備，還包括在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣通路中的排氣凈化器，其中狀態(tài)傳感器檢測(cè)確定排氣凈化器狀態(tài)所需的信息；且控制器配置為根據(jù)排氣凈化器的狀態(tài)切換燃燒模式。
14.如權(quán)利要求13中所述的燃燒控制設(shè)備，其中排氣凈化器狀態(tài)包括排氣凈化器中收集的物質(zhì)量。
15.如權(quán)利要求13中所述的燃燒控制設(shè)備，其中排氣凈化器包括顆粒過(guò)濾器與NOx收集器至少之一。
16.如權(quán)利要求15中所述的燃燒控制設(shè)備，其中排氣凈化器包括顆粒過(guò)濾器與NOx收集器至少之一；且控制器配置為執(zhí)行以下過(guò)程根據(jù)排氣凈化器的狀態(tài)，產(chǎn)生對(duì)再生顆粒過(guò)濾器與NOx收集器中相關(guān)的一個(gè)的再生請(qǐng)求；以及響應(yīng)該再生請(qǐng)求選擇分離延遲燃燒模式。
17.如權(quán)利要求15中所述的燃燒控制設(shè)備，其中排氣凈化器包括顆粒過(guò)濾器與NOx收集器兩者；且控制器配置為執(zhí)行以下過(guò)程根據(jù)排氣凈化器狀態(tài)，產(chǎn)生對(duì)于再生顆粒過(guò)濾器的PM再生請(qǐng)求；根據(jù)排氣凈化器狀態(tài)，產(chǎn)生對(duì)于再生NOx收集器的NOx再生請(qǐng)求；以及響應(yīng)PM再生請(qǐng)求及NOx再生請(qǐng)求，選擇分離延遲燃燒模式。
18.如權(quán)利要求3到12中任一項(xiàng)所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃料模式下執(zhí)行以下過(guò)程根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度和第二燃料噴射的第二燃料噴射量，確定第一燃料噴射量的基本量；以及基于第一燃料噴射量的基本量，調(diào)節(jié)第一燃料噴射量。
19.如權(quán)利要求18中所述的燃燒控制設(shè)備，其中控制器配置為在分離延遲燃燒模式下執(zhí)行以下過(guò)程根據(jù)降低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度，并根據(jù)降低的第二燃料噴射量，增加第一燃料噴射量的基本量。
20.一種控制包含排氣凈化器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的方法，該方法包括根據(jù)排氣凈化器狀態(tài)在正常燃燒模式與分離延遲燃燒模式之間切換燃燒模式；在正常燃燒模式下執(zhí)行以下步驟產(chǎn)生正常燃燒以生成發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；以及在分離延遲燃燒模式下執(zhí)行以下步驟；在或接近上死點(diǎn)產(chǎn)生初步燃燒，以釋放燃燒室中預(yù)定量的熱；在初步燃燒結(jié)束之后，在晚于正常燃燒模式的正常燃燒起動(dòng)定時(shí)的一個(gè)定時(shí)起動(dòng)主燃燒，以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，確定用于初步燃燒的第一燃料噴射開(kāi)始定時(shí)與初步燃燒的開(kāi)始定時(shí)之間的點(diǎn)火滯后；以及根據(jù)初步燃燒的點(diǎn)火滯后，調(diào)節(jié)第一燃料噴射的第一燃料噴射量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃燒控制設(shè)備，用于在再生排氣凈化器諸如NOx收集器期間，以分離延遲燃燒模式操作內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。在分離延遲燃燒模式下，該燃燒控制設(shè)備控制第一燃料噴射，以引起在或接近上死點(diǎn)的初步燃燒，并在初步燃燒結(jié)束之后控制第二燃料噴射以引起主燃燒。以此方式，該燃燒控制設(shè)備控制排氣溫度，或排氣空氣－燃料比，而不增加排氣煙霧。分離延遲燃燒模式期間，燃燒控制設(shè)備根據(jù)初步燃燒的點(diǎn)火滯后，控制第一燃料噴射量。
文檔編號(hào)F02D41/40GK1576530SQ20041006333
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者北原靖久 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社