专利名称：内燃机的碳烟排放量推断装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种对在内燃机的燃烧室内因燃料的反应而引起的碳烟(碳微粒。以下，也称为“Soot”。)的排放量进行推断的碳烟排放量推断装置。
背景技术：
构成产生在内燃机(尤其是，柴油发动机)的燃烧室内的粒状物质(微粒(PM:Particulate Matters))的主要成分之一为Soot。为了高精度地控制该Soot的排放量以减少Soot的排放量，需要高精度地推断出Soot的排放量。例如，在日本特开2007-46477号公报所记载的内燃机的碳烟排放量推断装置中， 公开了一种使用基于Soot的生成机理的复杂的反应模型，从而即使在内燃机处于过渡运转状态的情况下，也能够高效地推断Soot的排放量的方法。
发明内容
在上述文献所记载的装置中，由于在Soot的排放量的推断中使用了复杂的反应模型，因此Soot的排放量的推断所涉及的计算负荷比较庞大。因此，期望开发出一种即使在内燃机处于过渡状态的情况下，也能够以较少的计算负荷而高精度地推断出Soot的排放量的方法。而且，Soot的排放量依存于当量比，并且一般情况下，当量比越大，则Soot的排放量越大。在此，当量比是指，燃料量相对于空气量的比例乘以理论空燃比所得到的值。尤其是，与燃烧室整体的平均的当量比(以下，称为“缸内整体的平均当量比”)相比，Soot的排放量更大程度地依存于点火开始时刻处的、燃料喷雾(混合气)内的当量比(以下，称为“喷雾当量比”)。点火开始时刻处的喷雾当量比与缸内整体的平均当量比相比相当大。因此，可以认为，当进行Soot的排放量的推断时，优选考虑点火开始时刻处的喷雾当量比。本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种即使在内燃机处于过渡运转状态的情况下，也能够以较少的计算负荷、且以考虑点火开始时刻处的喷雾当量比的方式而高精度地推断出Soot的排放量的内燃机的碳烟排放量推断装置。本发明所涉及的碳烟排放量推断装置具备稳态排放量取得单元、稳态值取得单元、过渡值取得单元、过渡补正值计算单元和碳烟排放量推断单元。以下，对这些单元依次进行说明。稳态排放量取得单元用于取得碳烟的稳态排放量。该稳态排放量为，内燃机以当前的运转速度以及燃料喷射量而处于稳态运转状态时的碳烟的排放量。稳态排放量是根据内燃机处于稳态运转状态时的、至少所述内燃机的运转速度以及燃料喷射量与从所述内燃机排放的碳烟的排放量之间的预先被存储的关系(表、映射)，和所述运转速度以及燃料喷射量的当前值来取得的。该“关系”能够通过实验等而预先取得。稳态值取得单元用于取得点火开始时刻处的喷雾当量比的稳态值。该“点火开始时刻处的喷雾当量比的稳态值”为，内燃机以当前的参数值(例如，当前的运转速度以及燃料喷射量)而处于稳态运转状态时的点火开始时刻处的喷雾当量比。“点火开始时刻处的喷雾当量比的稳态值”是根据所述内燃机处于稳态运转状态时的、表示所述内燃机的运转状态的预定的参数的值与“点火开始时刻处的喷雾当量比”之间的预先被存储的关系(表、映射)，和所述预定的参数的当前值来取得的。“预定的参数”是指，例如，内燃机的运转速度、燃料喷射量等。该“关系”也能够通过实验等而预先取得。此外，喷雾当量比是指，基于燃料喷雾内的“燃料量相对于空气量的比例”的值，例如为，燃料喷雾内的“燃料量相对于空气量的比例”乘以理论空燃比而得到的值。喷雾当量比既可以为燃料喷雾内的局部的值，也可以为燃料喷雾内的平均的值。此外，“点火开始时刻处的喷雾当量比”是基于点火延迟期间(从燃料的喷射开始时刻起到所喷射的燃料的点火开始时刻为止的期间)而获得的。其依据在于，点火开始时刻和燃料喷雾的扩散程度等根据点火延迟期间而被确定。具体而言，点火延迟期间越短，则“点火开始时刻处的喷雾当量比”越大。过渡值取得单元用于取得所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的当前值、即所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值。该“点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值”是至少根据所述点火延迟期间的当前值而取得的。点火延迟期间的当前值为，例如，通 过对当前的点火延迟期间进行检测、推断的单元而得到的检测值、推断值等。过渡补正值计算单元用于根据稳态特性值和过渡补正值来计算与碳烟的排放量相关的过渡补正值。在此，稳态特性值根据相对于所述喷雾当量比的与碳烟排放量相关的预先被存储的特性、和所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的稳态值而获得。过渡特性值根据所述特性和所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值而获得。“过渡补正值”为，例如，稳态特性值与过渡特性值之间的差、比等。在过渡运转状态下，点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值可偏离其稳态值。过渡补正值为，对由于在过渡运转状态下可能产生的“点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值从稳态值的偏离”而引起的、碳烟排放量从所述稳态排放量的偏离程度进行表示的值。碳烟排放量推断单元根据所述稳态排放量和所述过渡补正值，来推断碳烟的排放量。碳烟的排放量例如通过将稳态排放量与过渡补正值相乘、或者、在稳态排放量上加上过渡补正值而获得。在稳态运转状态下，过渡补正值被计算为“1”(过渡补正值乘以稳态排放量的情况)、或者、被计算为“O”(过渡补正值加上稳态排放量的情况)，碳烟的排放量与稳
态排放量一致。根据上述结构，利用用于取得稳态排放量的表检索、以及过渡补正值计算这种较少的计算负荷，从而即使在过渡运转状态下也能够高精度地推断出碳烟的排放量。除此之夕卜，通过以考虑对碳烟的排放量造成较大影响的“点火开始时刻处的喷雾当量比”的方式而对碳烟的排放量进行推断，从而能够非常高精度地推断出碳烟的排放量。另外，碳烟的产生速度(排放速度)通过碳烟生成速度(因燃料的反应而生成碳烟的速度)与碳烟氧化速度(因燃料的反应而生成的碳烟被氧化的速度)之间的差来表示。因此，碳烟的排放量能够以考虑对碳烟生成速度造成影响的因子(中的一个或多个)、以及/或者、对碳烟氧化速度造成影响的因子(中的一个或多个)的方式而被推断出。上述的“点火开始时刻处的喷雾当量比”为，对碳烟生成速度造成影响的因子之一。“点火开始时刻处的喷雾当量比”越大，则碳烟生成速度(因此，产生速度)越快，从而碳烟的排放量越大。换言之，由于点火延迟期间越短，“点火开始时刻处的喷雾当量比”越大，因此碳烟的排放量将增大。所述点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值不仅受到点火延迟期间的当前值的影响，还受到燃烧室内的气体的氧浓度(缸内氧浓度)的当前值的影响。具体而言，缸内氧浓度越小，则碳烟的排放量越大。因 此，优选为，所述点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值不仅根据点火延迟期间的当前值，还要根据缸内氧浓度的当前值来取得。由此，在点火延迟期间固定的情况下，能够表现为，缸内氧浓度越小，则碳烟的排放量越大。此时，具体而言，根据点火延迟期间的当前值，而取得点火开始时刻处的喷雾形成气体的量。喷雾形成气体是指，在燃烧室内与所喷射的燃料混合在一起而形成了燃料喷雾的气体，其为燃烧室内的气体的一部分。而且，根据该计算出的喷雾形成气体在点火开始时刻处的量、燃烧室内的气体的氧浓度的当前值、和所喷射的燃料的量，可取得点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值。以下，对如上文所述，使用了“点火开始时刻处的喷雾当量比”以作为对碳烟生成速度造成影响的因子的情况进行附带说明。此时，优选为，只在预定条件成立时，以考虑“点火开始时刻处的喷雾当量比”的方式而计算所述过渡补正值，而当所述预定条件不成立时，以不考虑“点火开始时刻处的喷雾当量比”的方式而计算所述过渡补正值。由此，在“点火开始时刻处的喷雾当量比”的大小对碳烟的产生量造成的影响度较小的条件下(即，预定条件不成立时)，以不考虑“点火开始时刻处的喷雾当量比”的方式而计算过渡补正值。由此，在这种条件下，当计算过渡补正值时，能够在不降低计算精度的条件下，避免基于考虑“点火开始时刻处的喷雾当量比”的情况而导致的计算负荷的增大。具体而言，所述预定条件在“点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值”大于预定值时成立。其依据在于，由于当“点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值”较小时，难以生成碳烟，从而“点火开始时刻处的喷雾当量比”的大小对碳烟的产生量造成的影响度会比较小。此外，所述预定条件在燃烧室内的膨胀冲程中的火焰温度在预定范围内时成立。其依据在于，由于当火焰温度在预定范围外时，难以生成碳烟，从而“点火开始时刻处的喷雾当量比”的大小对碳烟的产生量造成的影响度会比较小。另外，在此，所述火焰温度是指，例如火焰温度的最高值(最高火焰温度)等。此外，在上述这种只有在预定条件成立时才以考虑“点火开始时刻处的喷雾当量t匕”的方式而计算过渡补正值的情况下，还可以仅在“点火开始时刻处的喷雾当量比”的过渡值大于其稳态值时，即，仅在过渡值相对于稳态值而向碳烟的排放量增大的方向偏移了时，才以考虑“点火开始时刻处的喷雾当量比”的方式而计算出所述过渡补正值。由此，在对于碳烟的排放量而言难以成为问题的“点火开始时刻处的喷雾当量比的过渡值在其稳态值以下的情况”、即“过渡值相对于稳态值而向碳烟的排放量减少的方向偏移了的情况”下，以不考虑“点火开始时刻处的喷雾当量比”的方式而计算过渡补正值。由此，在这种情况下，当计算过渡补正值时，能够避免基于考虑“点火开始时刻处的喷雾当量比”的情况而导致的计算负荷的增大。
图I为将本发明的实施方式所涉及的内燃机的碳烟排放量推断装置应用于四气缸内燃机(柴油发动机)中的系统整体的概要结构图。图2为表示在燃料喷雾内主要在空气过剩率< I的区域内进行Soot的生成时的状况的模式图。图3为表示在燃料喷雾内主要在空气过剩率> I的区域内进行Soot的氧化时的状况的模式图。图4为表不用于求取稳态排放量的表的坐标图。图5为表示燃料喷雾内的温度分布的模式图。图6为表示“与Soot排放量相关的特性值Al”相对于喷雾代表温度Tf的特性的坐标图。图7为表示“与Soot排放量相关的特性值A2”相对于缸内压力Pc的特性的图。·图8为用于对火焰温度以及当量比与Soot的生成区域之间的关系、以及点火开始时刻处的喷雾当量比与缸内整体的平均当量比之间的不同进行说明的图。图9为用于对点火延迟期间、喷雾平均当量比、Soot排放量之间的关系进行说明的图。图10为表示“与Soot排放量相关的特性值A3”相对于喷雾平均当量比Φ的特性的图。图11为用于对氧化区域代表温度Tol的计算进行说明的图。图12为表示“与Soot排放量相关的特性值BI”相对于氧化区域代表温度Tol的特性的坐标图。图13为表示“与Soot排放量相关的特性值B2”相对于缸内氧浓度Roxc的特性的坐标图。图14为表示只在预定条件下才以考虑基于喷雾平均当量比的补正的方式而推断Soot排放量时的、处理的流程的一个示例的流程图。图15为表示只在预定条件下才以考虑基于喷雾平均当量比的补正的方式而推断Soot排放量时的、处理的流程的另一个示例的流程图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的内燃机(柴油发动机)的碳烟排放量推断装置的实施方式进行说明。图I图示了，将本发明的实施方式所涉及的碳烟排放量推断装置应用于四气缸内燃机(柴油发动机)10中的系统整体的概要结构。该系统包括发动机主体20，其包括燃料供给系统；进气系统30，其用于向发动机主体20的各个气缸的燃烧室(缸内)导入气体；排气系统40，其用于排放来自发动机主体20的废气；EGR装置50，其用于实施排气回流；电子控制装置60。在发动机主体20的各个气缸的上部，分别配置有利用了针阀的燃料喷射阀INJ。进气系统30包括进气歧管31，其分别与发动机主体20的各个气缸的燃烧室相连接；进气管32，其与进气歧管31的上游侧集合部相连接，并且与进气歧管31 —起构成进气通道；节流阀33，其以可旋转的方式被保持在进气管32内；内部冷却器34和增压器35的压缩机35a，其在节流阀33的上游处，被依次介入安装在进气管32上；以及空气滤清器36，其被配置在进气管32的前端部。排气系统40包括排气歧管41，其分别与发动机主体20的各个气缸相连接；排气管42，其与排气歧管41的下游侧集合部相连接；增压器35的汽轮机35b，其被配置在排气管42上；以及柴油颗粒过滤器(DPNR) 43，其被介入安装在排气管42上。排气歧管41以及排气管42构成了排气通道。EGR装置50具备排气回流管51，其构成使废气回流的通道(EGR通道)；EGR控制阀52，其被介入安装在排气回流管51上；EGR冷却器53。排气回流管51将汽轮机35b的上游侧排气通道(排气歧管41)与节流阀33的下游侧进气通道(进气歧管31)连通。EGR控制阀52被设定为，能够响应来自电子控制装置60的驱动信号，而对再循环的废气量(排气回流量、EGR气体流量)进行变更。电子控制装置60是由彼此通过总线而连接的如下部件构成的微电脑，即CPU ;预先存储了由CPU所执行的程序、表(映射)、以及常数等的R0M、RAM ;备份RAM ；以及包含AD转换器的接口等。
上述接口与热线式气流计71、进气温度传感器72、进气管压力传感器73、进气氧浓度传感器74、缸内压力传感器75、发动机转速传感器76、排气温度传感器77、空燃比传感器78、加速器开度传感器79、以及排气压力传感器81相连接，从而将来自这些传感器的信号供给至CPU。此外，接口与燃料喷射阀INJ、未图示的节流阀作动器、以及EGR控制阀52相连接，从而根据CPU的指示，向这些部件发送驱动信号。热线式气流计71对通过进气通道内的进入空气的质量流量(每单位时间内的进入空气(新气体)流量)进行计测。进气温度传感器72对被吸入至发动机10的燃烧室(缸内)的气体的温度(进气温度)进行检测。进气管压力传感器73对被吸入至内燃机10的燃烧室内的气体的压力(进气压力)进行检测。进气氧浓度传感器74对被吸入至内燃机10的燃烧室内的气体中的氧浓度(进气氧浓度)进行检测。缸内压力传感器75对燃烧室内的气体的压力(缸内压力)进行检测。发动机转速传感器76对实际曲轴转角、和发动机10的转速、即发动机转速进行检测。排气温度传感器77对从燃烧室排放出的气体的温度(排气温度)进行检测。空燃比传感器78对DPNR43的下游的废气的空燃比进行检测。加速器开度传感器79对加速踏板AP的操作量(加速器开度)进行检测。排气压力传感器81对从燃烧室排放出的气体的压力(排气压力)进行检测。(Soot排放量的推断方法)接下来，对以如上方式构成的碳烟排放量推断装置的实施方式中采用的Soot排放量的推断方法进行说明。在燃烧室内，因燃料的反应而生成Soot。如图2所示，Soot的生成主要在燃料喷雾内空气过剩率λ < I的区域(尤其是，λ <0.5且大约1500Κ以上的高温处)内进行。另一方面，所生成的Soot的一部分被氧化。如图3所示，所生成的Soot的氧化主要在燃料喷雾内空气过剩率λ > I的区域(尤其是，大约1500Κ以上的高温处)内进行。而且，所生成的Soot中未被氧化的部分作为Soot而从燃烧室中被排出。在该实施方式中，以这种方式来推断从燃烧室中排出的Soot的量(Soot排放量)。
在该实施方式中，计算出“每单位时间内从燃烧室中排放的Soot的质量”，以作为Soot排放量。即，在该实施方式中被计算出的Soot排放量的单位能够用例如g/h、g/s来表不。在该实施方式中，根据下述式(I)来推断Soot排放量。在式(I)中，“稳态排放量”为，内燃机10以当前的运转速度以及燃料喷射量而处于稳态运转状态时的Soot排放量。“过渡补正值”为，表示过渡运转状态下的Soot排放量从“稳态排放量”的偏离程度的值(系数)。因此，如式(I)所示，通过用“稳态排放量”乘以“过渡补正值”，从而能够计算出过渡运转状态下的Soot排放量。通过式(I)而进行的对Soot排放量的推断，例如在喷射燃料的气缸的压缩冲程中每当燃料喷射量被确定的时刻到来时被重复执行。Soot排放量=稳态排放量·过渡补正值…(I)根据图4所示的以发动机转速NE和燃料喷射量q为参数的、用于求取稳态排放量 的表，和发动机转速NE的当前值(瞬时值)以及燃料喷射量q的当前值(本次值)，而通过表检索来取得稳态排放量。该表能够通过在对发动机转速和燃料喷射量的组合进行各种各样的变更的同时，反复实施如下的实验而制作，所述实验为，在将发动机转速以及燃料喷射量维持为固定的稳态运转状态下，对Soot排放量进行计测的实验。如图4所示，一般情况下，NE越大且q越大,则稳态排放量越被确定为更大的值。以下，首先对关于过渡补正值的计算的概要进行说明。过渡补正值根据下述式(2)来进行计算。如式2所示，在本实施方式中，过渡补正值通过将Soot的生成所涉及的补正项(补正系数)与Soot的氧化所涉及的补正项(补正系数)相乘而被计算出。
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过渡补正值=丨Α2Γ'Α3Γ!"I(2)
I____________________ I-------------1当计算过渡补正值时，导入对Soot排放量造成影响的多个因子(后文所述的喷雾平均当量比Φ、喷雾代表温度Tf、缸内压力Pc等)。以下，为了方便说明，将各个因子统称并标记为“X”。此外，对于各个因子，分别导入相对于因子X的值的、与Soot排放量相关的特性式(例如，Tf的情况，请参照后述的图6所示的坐标图)。对于各个因子，分别取得因子X的稳态值Xs和因子X的过渡值XU稳态值Xs为，内燃机10以当前的运转速度以及燃料喷射量而处于稳态运转状态时的因子X的值。对于各个因子，稳态值Xs和上述的“稳态排放量”同样，根据以发动机转速NE和燃料喷射量q为参数的、用于求取因子X的值的表，和发动机转速NE的当前值(瞬时值)以及燃料喷射量q的当前值(本次值)，而通过表检索来取得。用于对各个因子求取因子X的值的表，能够通过在对发动机转速以及燃料喷射量的组合进行各种各样的变更的同时，反复实施如下的实验而制作，所述实验为，在将发动机转速以及燃料喷射量维持为固定的稳态运转状态下，对因子X的值进行计测的实验。以下，将用于对各个因子求取稳态值Xs的、预先制作的表，表示为 MapXs (NE, q)。过渡值Xt为因子X的当前值(瞬时值)。对于各个因子，过渡值Xt如后文所述，是根据传感器的检测结果、由公知的推断模型而获得的推断结果等而取得的。在稳态运转状态下，过渡值Xt与稳态值Xs —致，而在过渡运转状态下，过渡值Xt可能偏离稳态值Xs。即，即使NE的当前值(瞬时值)与q的当前值(本次值)的组合相同，Xt也可能偏离Xs。因该偏离，从而Soot排放量可能偏离稳态适合值。对于各个因子，根据稳态值Xs和关于因子X的上述“特性式”而分别取得关于因子X的稳态特性值(例如，在Tf的情况下，为式(2)中的Als)，并且根据过渡值)(t和关于因子X的上述“特性式”而分别取得关于因子X的过渡特性值(例如，在Tf的情况下，为式
(2)中的AU)。在表示特性值的变量(Al等)的末尾添加从而分别表示稳态特性值、过渡特性值。对于各个因子，计算出稳态特性值与过渡特性值之间的比(例如，在Tf的情况下，为式⑵中的“Alt/Als”)，关于因子X的“稳态特性值与过渡特性值之间的比”为，对由在过渡运转状态下可能产生的“过渡值Xt从稳态值Xs的偏离”而引起的、Soot排放量从稳态排放量的偏离程度进行表示的值。如式(2)所示，过渡补正值可通过将关于各个因子的“稳态特性值与过渡特性值的比”分别相乘在一起而进行计算。其结果为，过渡补正值被计算为，关于过渡运转状态下 的各个因子的“过渡值Xt从稳态值Xs的偏离”的影响全部被考虑到的、“表示Soot排放量从稳态排放量的偏离程度的值(系数)”。以下，针对式⑵所示的每一个补正项，对关于各个因子的“稳态特性值与过渡特性值之间的比”依次进行详细说明。(生成补正项)在Soot的生成所涉及的补正项(生成补正项)中，使用了对因燃料的反应而对生成Soot的速度(Soot生成速度)造成影响的因子，以作为上述“因子”。具体而言，导入了喷雾代表温度Tf、缸内压力Pc以及喷雾平均当量比Φ，以作为“对Soot生成速度造成影响的因子”。上述式(2)中的特性值Al、A2、A3分别对应于喷雾代表温度Tf、缸内压力Pc、喷雾平均当量比Φ。以下，对每个因子依次进行说明。(基于喷雾代表温度Tf的Alt/Als)喷雾代表温度Tf是指，代表在燃料喷雾内(尤其是，生成有Soot的空气过剩率λ< I的区域内)根据位置而不同的温度的温度。如图5所示，在从喷孔喷射出的燃料喷雾中的λ < I的区域内，温度以如下方式分布，S卩，随着远离喷孔部分(喷雾根源、λ =0)(即、随着λ从O变大到I)，温度从压缩端温度Tcomp逐渐升高到最高火焰温度Tmax。在本示例中，作为喷雾代表温度Tf，采用了例如作为压缩端温度Tcomp和最高火焰温度Tmax之间的平均值的平均温度、以相对于λ而分布的喷雾(混合气)的量对相对于λ的温度进行加权而获得的温度、即重心温度等。喷雾代表温度Tf的稳态值Tfs如上所述，可根据预先制作的表MapTfs (NE, q)，和发动机转速NE的当前值(瞬时值)以及燃料喷射量q的当前值(本次值)，而通过表检索来取得。喷雾代表温度Tf的过渡值Tft能够根据压缩端温度Tcomp的当前值(本次值)和最高火焰温度Tmax的当前值(本次值)等而求取。Tcomp、Tmax能够根据例如可分别从上述的传感器取得的进气温度、进气压力及进气氧浓度，和被吸入至燃烧室内的气体的总量(缸内气体量)等，而通过公知的方法来取得。缸内气体量能够根据进气温度、进气压力、压缩开始时间点上的燃烧室的容积以及气体的状态方程式而取得。在本示例中，如下述式(3)以及图6所示，使用高斯函数来表示用于求取相对于喷雾代表温度Tf的“与Soot排放量相关的特性值Al”的特性式。采用高斯函数的依据在于，Soot的生成量(生成速度)具有，当温度为某一温度Tp (例如，1895K左右)时成为最大，并且随着温度远离Tp而减少的特性。
权利要求
1.一种内燃机的碳烟排放量推断装置，具备 稳态排放量取得单元，其根据内燃机处于稳态运转状态时的、至少所述内燃机的运转速度以及燃料喷射量与从所述内燃机排放的碳烟的排放量之间的预先被存储的关系，和所述运转速度以及燃料喷射量的当前值，来取得碳烟的稳态排放量； 稳态值取得单元，其根据所述内燃机处于稳态运转状态时的、表示所述内燃机的运转状态的预定的参数值与喷雾当量比在点火开始时刻处的值之间的预先被存储的关系，以及所述预定的参数的当前值，来取得所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的稳态值，其中，所述喷雾当量比为，基于燃料喷雾内的、燃料量相对于空气量的比例的值，所述喷雾当量比在点火开始时刻处的值，是基于从燃料的喷射开始时刻起到所喷射的燃料的点火开始时刻为止的期间、即点火延迟期间而获得的； 过渡值取得单元，其取得所述点火延迟期间的当前值，并至少根据所取得的所述点火延迟期间的当前值，来取得所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的当前值、即所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值； 过渡补正值计算单元，其根据稳态特性值和过渡特性值来计算与碳烟的排放量相关的过渡补正值，其中，所述稳态特性值根据相对于所述喷雾当量比的与碳烟排放量相关的预先被存储的特性、和所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的稳态值而获得，所述过渡特性值根据所述特性和所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值而获得； 碳烟排放量推断单元，其根据所述稳态排放量和所述过渡补正值，来推断碳烟的排放量。
2.如权利要求I所述的内燃机的碳烟排放量推断装置，其中， 使用基于所述燃料喷雾内的、燃料量相对于空气量的比例的值的平均值，以作为所述喷雾当量比。
3.如权利要求I或权利要求2所述的内燃机的碳烟排放量推断装置，其中， 所述过渡值取得单元被构成为，取得所述内燃机的燃烧室内的气体的、氧浓度的当前值，并且根据所取得的所述氧浓度的当前值，来取得所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值。
4.如权利要求3所述的内燃机的碳烟排放量推断装置，其中， 所述过渡值取得单元被构成为，根据所述点火延迟期间的当前值，来计算在所述燃烧室内与所喷射的燃料混合在一起而形成了燃料喷雾的气体、即喷雾形成气体在所述点火开始时刻处的量，并且根据所计算出的所述喷雾形成气体在所述点火开始时刻处的量、所取得的所述燃烧室内的气体的氧浓度的当前值、和所喷射的所述燃料的量，来取得所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值。
5.如权利要求I至权利要求4中任意一项所述的内燃机的碳烟排放量推断装置，其中， 所述过渡补正值计算单元被构成为，当所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值大于预定值时，以考虑所述喷雾当量比的方式而计算所述过渡补正值，而当所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值在所述预定值以下时，以不考虑所述喷雾当量比的方式而计算所述过渡补正值。
6.如权利要求I至权利要求4中任意一项所述的内燃机的碳烟排放量推断装置，其中， 所述过渡补正值计算单元被构成为，当所述内燃机的燃烧室内的膨胀冲程中的火焰温度在预定范围内时，以考虑所述喷雾当量比的方式而计算所述过渡补正值，而当所述火焰温度在所述预定范围外时，以不考虑所述喷雾当量比的方式而计算所述过渡补正值。
7.如权利要求5或权利要求6所述的内燃机的碳烟排放量推断装置，其中， 所述过渡补正值计算单元被构成为，当所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值大于其稳态值时，以考虑所述喷雾当量比的方式而计算所述过渡补正值，而当所述点火开始时刻处的所述喷雾当量比的过渡值在其稳态值以下时，以不考虑所述喷雾当量比的方式而计算所述过渡补正值。
全文摘要
一种内燃机的碳烟排放量推断装置。其通过用“稳态排放量”乘以“过渡补正值”来计算Soot排放量。稳态排放量为稳态运转状态下的Soot排放量，并可通过表检索来取得。对于对Soot排放量造成影响的多个因子中的每一个，将因子的稳态值(表检索值)以及过渡值(当前值)代入相对于因子的值的、与Soot排放量相关的特性式中，从而分别取得稳态特性值以及过渡特性值，并计算出“稳态特性值与过渡特性值的比”。将关于各个因子的“稳态特性值与过渡特性值的比”全部相乘，从而得到过渡补正值。作为因子中的一个，包含对Soot生成速度造成较大程度且直接的影响的“点火开始时刻处的喷雾当量比”。过渡补正值被计算为，关于过渡运转状态下的各个因子的“过渡值从稳态值的偏离”的影响全部被考虑到的、“表示Soot排放量从稳态排放量的偏离程度的系数”。
文档编号F01N3/02GK102803669SQ20098015969
公开日2012年11月28日 申请日期2009年6月3日 优先权日2009年6月3日
发明者大西知美 申请人:丰田自动车株式会社