[发明专利]内燃机的燃烧控制装置和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及掌握燃烧室内碳沉积物等的堆积状况，根据该堆积状况而能够切换成抑制排气性质和状态恶化运转的内燃机的燃烧控制装置和控制方法。

背景技术

内燃机一般地随着长期间工作而在燃烧室内，例如在活塞的顶部、燃料喷射阀等处逐渐堆积有燃料、润滑油的残渣即碳沉积物等堆积物。由此而压缩比上升，排气中的NO_X、CO、HC等有增大的倾向。图12是表示安装在汽车的内燃机中，燃烧室内沉积物的堆积(行走距离)与排气所含的NO_X的关系的线图。从图12了解到，随着沉积物的堆积而NO_X量增大，通过清扫气缸内而把沉积物除去，使排气中的NO_X降低。关于排气中的CO、HC，也看到与之同样的倾向。

现有，对于内燃机的燃烧控制和燃烧状态的监控，采用有各种方法。例如如专利文献1或专利文献2所公开的那样，有监视内燃机缸内压的燃烧控制方法。这是单单根据气缸内的压力波形来检测燃烧状态，并依据该检测结果来校正燃料供给量、燃料供给时机、点火时机等的方法，不是检测沉积物的有无。因此，即使在特定的气缸有何异常发生、沉积物已经极端增加，也不能早期检测其异常，有可能导致内燃机损伤等问题。

且由于沉积物的堆积状况只有在把发动机打开(或者在停止时由光纤传导显示器等进行检查)才能知道，所以在安装时进行内燃机的运转调整时，需要预见时效变化而对于排气性质和状态给予以余量来设定。因此，不一定能够进行高效率的运转设定。

且由于现有把沉积物除去的维修保养是机械地设定为每一定运转时间进行，所以同一型号的内燃机，即使是对于沉积物少的运转条件的内燃机也在进行不需要的维修保养，出现多余的维修保养成本。相反，对于沉积物多的运转条件的内燃机(低负载运转多的内燃机等)，则除去沉积物的时机迟，排气有可能超过规定值。

另一方面，专利文献3公开有推测气缸内部有无堆积的沉积物的机构。该推测机构着眼点在于，在有沉积物的情况下，由于燃料被沉积物所吸附，所以在设置于在排气管的氧气浓度传感器输出浓混合比信号之前就要有比正常时多的喷嘴喷射次数。即，使特定气缸的喷嘴停止一定时间后再打开，根据这时在氧气浓度传感器输出浓混合比信号之前的喷嘴喷射次数，来推测沉积物的有无。

且专利文献4公开有主要推测在燃料喷射阀等处堆积的沉积物堆积量的机构。该推测机构从由预先实验等取得的运转状态量(净平均有效压力、旋转速度等)与沉积物堆积量的相关图表来推测沉积物堆积量。

现有技术文献

专利文献1：(日本)特开平9-96238号公报

专利文献2：(日本)特开2007-170405号公报

专利文献3：(日本)特开平8-261033号公报

专利文献4：(日本)特开2010-71126号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，由于在气缸内部堆积有沉积物，所以压缩比上升，排气中的NO_X、CO、HC等有增大的倾向。由于沉积物的堆积量与实际的压缩比上升相关，所以为了掌握沉积物的堆积量而检测实际的压缩比是有效的。

但专利文献3或专利文献4所公开的推测机构，不是从实际的缸内压力检测值来计算实际压缩比并掌握沉积物堆积量，因此，难于正确掌握沉积物的堆积量。

本发明鉴于该现有技术课题，目的在于以简易且低成本的机构来正确检测气缸内的沉积物堆积量，通过进行抑制沉积物堆积量的运转而把排气性质和状态抑制在规定值以下，且节减内燃机用于运行的成本和除去沉积物的维修保养成本。

为了达到该目的，本发明内燃机的燃烧控制装置具备有：缸内压传感器，其检测燃烧室内的压力；实际压缩比计算机构，其依据该缸内压传感器检测的压缩前压力和点火前压缩压力来计算实际压缩比；沉积物堆积量推测机构，其把计算出的实际压缩比和与点火前压缩压力的检测时的曲轴角为同一曲轴角的设计压缩比进行比较，并从两者的偏差来推测气缸内的沉积物堆积量；运转条件校正机构，其在所述偏差超过界限值时校正内燃机的运转条件。

本发明依据缸内压传感器检测的压缩前压力和点火前压缩压力来计算实际压缩比。从实际压缩比与设计压缩比的偏差就能够正确掌握气缸的沉积物堆积量。且由于设置有所述偏差的界限值，如果偏差超过界限值，则由运转条件校正机构校正运转条件，所以即使在由沉积物堆积而有排气性质和状态恶化倾向的情况下，通过运转条件的校正也能够把排气保持在规定值以下。