内燃机的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种内燃机的控制系统。
【背景技术】
[0002]已知一种在火花塞周围形成混合气并实施了火花点火之后，直接向燃烧室内喷射燃料而进行压缩自燃燃烧的技术(例如，参照专利文献1)。
[0003]另外，已知一种如下的技术，即，在轻负载运转时，通过对预混气体实施火花点火从而实施通过火炎传播而进行的燃烧，而在高负载运转时，实施通过压缩自燃而进行的扩散燃烧(例如，参照专利文献2)。而且，在对通过火炎传播而进行的燃烧、和扩散燃烧进行切换时，在针对引燃喷射燃料而实施强制点火从而使混合气燃烧之后，并在使主喷射燃料进行压缩自燃扩散燃烧之后进行切换。
[0004]另外，已知一种如下的技术，S卩，在容易发生爆燃的运转区域中，在压缩上止点之前于气缸内实施第一燃料喷射，并通过火花点火而使所喷射的燃料燃烧，并且在第一燃料喷射结束后实施第二燃料喷射，并通过扩散燃烧而使所喷射的燃料燃烧(例如，参照专利文献3)。
[0005]另外，以使点火电极部位于从燃料喷射阀被喷射的燃料的喷雾的内部或喷雾附近的方式而设置火花塞，在燃料喷射之后，利用火花塞而对燃料进行点火从而使产生火焰，在通过所产生的火焰而重新使一次以上的喷雾进行扩散燃烧，在燃烧行程中的全部的喷射结束后，至少重新点火一次以上(例如，参照专利文献4)。
[0006]另外，已知一种如下的技术，S卩，在实施均质充量压缩点火(HCCI)的内燃机中，存在燃烧状态从预定范围向失火侧偏离的气缸的情况下，实施通过火花塞而进行的点火辅助的技术(例如，参照专利文献5)。但是，由于在进行均质充量压缩点火的内燃机中，气缸内均匀地成为大幅度地高于理论空燃比的空燃比(过稀空燃比)，因此难以实施通过火花塞而进行的点火。
[0007]在此，当在实施了通过火花点火而进行的燃烧之后，实施通过压缩自燃而进行的扩散燃烧时，能够提高热效率。但是，扩散燃烧成立的运转区域较窄。而且，当偏离该运转区域时，可能出现未燃燃料在扩散燃烧未发生的情况下被排出的状况。另外，由于实施了通过火花点火而进行的燃烧之后的燃烧室内的温度以及压力的偏差，也可能会不发生扩散燃烧。而且，由于如果不发生扩散燃烧，则燃料和空气的混合就会推进，因此，可能会如均质充量压缩点火(HCCI)那样，使大量的燃料一次性地发生自燃。这样一来，可能会在燃烧时伴随有急剧的压力上升。而且，由于该压力上升，从而燃烧噪声有可能会增大。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特开2003-254105号公报
[0011]专利文献2:日本特开2008-169714号公报
[0012]专利文献3:日本特开2007-064187号公报
[0013]专利文献4:日本特开2007-278257号公报
[0014]专利文献5:日本特开2007-016777号公报
【发明内容】
[0015]发明所要解决的课题
[0016]本发明是鉴于如上所述的问题点而完成的发明，其目的在于抑制失火以及急剧的压力上升。
[0017]用于解决问题的方法
[0018]为了实现上述课题，本发明在至少一部分的运转区域内，针对通过主喷射而被喷射出的燃料实施通过压缩自燃而进行的扩散燃烧，并针对在所述主喷射之前被喷射出的燃料实施通过火花塞的火花点火而进行的分层充气燃烧，所述内燃机的控制系统具备:判断部，其对所述扩散燃烧是否发生进行判断；控制部，其在通过所述判断部而判断为所述扩散燃烧未发生的情况下，针对通过所述主喷射而被喷射出的燃料实施通过所述火花塞的火花点火而进行的燃烧。
[0019]在此，通过在主喷射之前实施分层充气燃烧，从而气缸内的温度以及压力将上升。由此，能够容易地实施扩散燃烧。但是，存在由于空燃比的偏差、分层充气燃烧时的温度或压力的偏差等而使得之后的通过压缩自燃而进行的扩散燃烧变得困难的情况。即，存在即使实施主喷射，也不发生扩散燃烧的情况。在这种情况下，可能伴随有急剧的压力上升而使燃料燃烧或失火。相对于此，如果在主喷射后利用火花点火，则能够更加切实地使通过主喷射而被喷射出的燃料进行燃烧。
[0020]并且，扩散燃烧未发生的情况是指，例如，在分层充气燃烧后气缸内的温度未上升至能够进行扩散燃烧的温度的情况、或从进行主喷射起经过了预定期间也未产生热量的情况。并且，未产生热量的情况也可以被设为，未检测出燃烧的情况、或压力上升量小于预定值的情况。
[0021]另外，在本发明中，所述判断部在为了实施所述分层充气燃烧从而利用所述火花塞而实施了火花点火之后，所述内燃机的气缸内的温度在预定温度以上，且从所述主喷射的开始起的预定期间内未检测出通过所述主喷射而喷射出的燃料的燃烧的情况下，所述判断部判断为所述扩散燃烧未发生。
[0022]此处所说的预定温度能够被设为能够通过压缩自燃而进行的扩散燃烧。另外，预定温度也可以被设定为发生均质充量压缩点火(HCCI)的温度。另外，预定期间能够被设为通过主喷射而喷射出的燃料可进行扩散燃烧的期间的上限。另外，预定期间也可以被设为在发生扩散燃烧的情况下的、从主喷射的开始起至检测出燃料的燃烧为止的期间的上限。而且，预定期间也可以被设为在发生扩散燃烧的情况下的、从主喷射的开始起至检测出热量的产生为止的期间的上限。即，在从主喷射的开始起经过了预定期间时，如果扩散燃烧未开始，则之后有可能发生失火。另外，由于空气和燃料的混合推进，从而有可能发生均质充量压缩点火。在此，即使通过分层充气燃烧而使气缸内的温度上升至预定温度，也存在因为某种原因而使之后的扩散燃烧变得困难的情况。相对于此，如果通过火花塞的火花点火而使通过主喷射而被喷射出的燃料燃烧，则能够抑制失火或均质充量压缩点火的发生。
[0023]另外，在本发明中，在为了实施所述分层充气燃烧从而利用所述火花塞而实施了火花点火之后，所述内燃机的气缸内的温度小于预定温度的情况下，所述判断部判断为所述扩散燃烧未发生，所述控制部在由所述判断部判断为所述扩散燃烧未发生的情况下，以使气缸内的空燃比低于理论空燃比的方式来对通过所述主喷射而喷射的燃料量进行调节，并且，针对通过所述主喷射而被喷射出的燃料实施通过所述火花塞的火花点火而进行的燃
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[0024]此处所说的预定温度能够被设为可通过压缩自燃而进行扩散燃烧的温度。在此，即使实施分层充气燃烧，也存在温度不会充分上升的情况。当在这样的情况下欲实施扩散燃烧时，通过主喷射而被喷射出的燃料可能伴随有急剧的压力上升而进行燃烧、或者发生失火。相对于此，如果代替扩散燃烧而实施通过火花塞的火花点火而进行的燃烧，则能够抑制失火或由均质充量压缩点火而引起的急剧的压力上升。另外，由于均质充量压缩点火在高于理论空燃比的空燃比(过稀空燃比)下易于发生，因此，如果以使气缸内的空燃比低于理论空燃比的空燃比(过浓空燃比)的方式对燃料量进行调节，则能够抑制均质充量压缩点火的发生。另外，通过设为过浓空燃比，从而能够更加切实地实施通过火花点火而进行的燃烧。
[0025]另外，在本发明中能够设为，所述控制部在所述主喷射开始后的所述内燃机的气缸内的压力上升率成为了预定率以上的情况下，使所述主喷射在中途停止。
[0026]压力上升率也可以被设为每单位时间内的压力上升量。此处所说的预定率能够被设为在发生了均质充量压缩点火的情况下的压力上升率、或可能发生均质充量压缩点火的压力上升率。该预定率为，大于发生了通过压缩自燃而进行的扩散燃烧的情况下的压力上升率的值。另外，预定率也可以被设为气缸内的压力有可能超过容许范围的压力上升率。在此，在主喷射时压力上升率较高的情况下，可能发生了均质充量压缩点火。当在这样的情况下持续进行主喷射时，压力会进一步上升，从而燃烧噪声可能会增大。相对于此，通过使主喷射在中途停止，从而能够抑制以后的压力上升。
[0027]另外，在本发明中能够设为，所述控制部在使所述主喷射在中途停止之后，使所述主喷射再次开始。
[0028]在使主喷射在中途停止的情况下，相对于要求转矩而言燃料喷射量不足。相对于此，如果使主喷射再次开始，则能够对相对于要求转矩而言的燃料喷射量不足量进行补充。另外，也可以在使主喷射再次开始之后内燃机的气缸内的压力上升率成为预定率以上的情况下，使主喷射再次停止。通过以上方式，也可以分成多次来实施主喷射，直到成为与要求转矩相对应的燃料喷射量为止。并且，也可以在通过主喷射而被喷射出的燃料的剩余量少于可进行扩散燃烧的燃料的情况下，不喷射与该剩余量相对应的量的燃料。
[0029]另外，在本发明中能够设为，所述控制部在所述主喷射被开始实施之前，实施多次所述分层充气燃烧，直至所述内燃机的气缸内的温度成为预定温度以上。
[0030]在此所说的预定温度能够被设为能够进行通过压缩自燃而进行的扩散燃烧的温度。如果通过以上方式而使气缸内的温度上升至预定温度以上，则能够更加切实地实施通过压缩自燃而进行的扩散燃烧。在每次实施分层充气燃烧时，对气缸内的温度进行检测，并在气缸内的温度小于预定温度的情况下，再次实施分层充气燃烧。分层