[发明专利]柴油发动机的燃烧控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油发动机的燃烧控制装置，具体地说，涉及可以切换为预混合燃烧模式与通常燃烧模式而控制燃料喷射的技术。

背景技术

在柴油发动机的燃烧控制装置中，已知切换为下述模式的技术：通常燃烧模式，其在活塞的压缩上死点附近喷射燃料，在燃料喷射过程中点火；以及预混合燃烧模式，其在燃料自燃点火定时之前完成燃料喷射，然后点火。

在通常燃烧模式中，因为在点火后也追加供给燃料，所以可以增加燃料向缸内的供给量，确保高输出。另一方面，在预混合燃烧模式中，因为在燃料喷射完成后，混合气体被充分稀释、均匀化后再点火，所以可以抑制局部的燃烧温度的上升，减少NOx(氮氧化物)的产生量。因此，通常在低转速、低负载时或怠速时考虑排气性能而选择预混合燃烧模式，在其它情况下考虑输出性能而选择通常燃烧模式，进行燃烧控制。

已知下述技术，其在预混合燃烧模式和通常燃烧模式下，在对应图等中设定燃料喷射定时等控制参数的目标值，在预混合燃烧模式与通常燃烧模式的切换转换时，控制为将与各个模式相对应的2个对应图相连，以逐渐改变控制参数的目标值(参照日本国特开2006—105046号公报)。

但是，在上述公报中所述的燃烧控制中，因为仅控制为将预混合燃烧模式的对应图与通常燃烧模式的对应图相连，所以，例如在带有EGR装置的发动机中，在这两种燃烧模式的切换转换时(转换模式时)，由于EGR装置的动作延迟，难以进行适当的燃料喷射，可能会产生烟、或产生扭矩冲击、或产生NOx。

另一方面，在柴油发动机的排气通路中，大量地设有捕捉排气中的NOx并进行还原去除的排气净化催化剂。但是，在例如刚冷态起动之后，排气净化催化剂为非活性状态的情况下，还存在无法利用排气净化催化剂充分去除NOx而被外部排放的问题。

发明内容

本发明是为了解决这些问题点而提出的，其目的在于提供一种柴油发动机的燃烧控制装置，其可以在预混合燃烧模式和通常燃烧模式的切换转换时，进行适当的燃料喷射，抑制烟的产生，同时，可以抑制扭矩冲击的产生，进行顺利的转换，另外，在排气净化催化剂为非活性状态的情况下，还可以抑制NOx的排出。

为了实现上述目的，本发明涉及的柴油发动机的燃烧控制装置，其控制燃料喷射定时，可以切换为以下任意一种模式：在燃料的喷射期间内点火的通常燃烧模式；在燃料喷射完成后经过预混合期间再点火的预混合燃烧模式；以及在前述通常燃烧模式与预混合燃烧模式之间进行转换的转换模式，其特征在于，具有控制单元，其在前述通常燃烧模式下，在进气氧气浓度小于或等于规定值的情况下，从前述通常燃烧模式切换为前述转换模式。

由此，因为可以根据进气氧气浓度在通常燃烧模式与转换模式间切换而控制燃料喷射定时，所以，在例如设有EGR装置的柴油发动机中，即使EGR装置的响应相对于发动机的运行状态的变化延迟，也可以设定适合于进气状态的燃料喷射定时，抑制烟的产生。

另外，优选前述控制单元，在前述转换模式下，具有多个用于设定与进气氧气浓度相对应的燃料喷射定时的对应图，根据发动机运行状态而选择使用前述对应图中的某一个，控制燃料喷射定时。

由此，在转换模式时，可以根据发动机的运行状态设定适当的燃料喷射定时，进行顺利的转换。

另外，优选在前述控制单元中，作为前述对应图，具有：低排放模式用对应图，其抑制氮氧化物的排放；以及低烟模式用对应图，其抑制烟的排放，同时抑制输出扭矩相对于进气氧气浓度变化的变动。

由此，通过在转换模式时，根据发动机的运行状态切换至低排放模式及低烟模式，从而可以实现氮氧化物的排放抑制与烟的排放及输出扭矩变化的抑制的并存。

另外，优选前述低烟模式用对应图中的燃料喷射定时，在相同的进气氧气浓度下，与前述低排放模式用对应图相比设定在超前角侧。

由此，在低烟模式下，可以相对于低排放模式，将输出扭矩维持得较高。

另外，优选具有催化剂状态推定单元，其用于推定去除前述柴油发动机的排气中的氮氧化物的排气净化催化剂是否为非活性状态，前述控制单元，在由前述催化剂状态推定单元推定排气净化催化剂为非活性状态的情况下，选择前述低排放模式用对应图。

由此，即使是例如刚冷态起动之后的排气净化催化剂为非活性状态，也可以抑制氮氧化物的排放。

另外，优选还具有限制单元，其在由前述催化剂状态推定单元推定前述排气净化催化剂为非活性状态的情况下，限制加速器开度，以使得在前述控制单元中根据发动机运行状态选择低排放模式。