本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備。

背景技術(shù)：

所謂柴油燃燒，其中燃料被直接噴射到在燃燒室中的壓縮空氣中，自燃，并且通過(guò)擴(kuò)散燃燒而燃燒，與火花點(diǎn)火燃燒相比有利之處在于其優(yōu)異的熱效率。雖然通常在柴油燃燒中使用的燃料是具有相對(duì)低的自燃溫度的輕油，但是例如PTL1公開了一種技術(shù)，其中具有相對(duì)高的自燃溫度的天然氣被用作柴油燃燒中的燃料。具體而言，在壓縮沖程的早期階段或者中期階段在燃燒室中的預(yù)定區(qū)域中執(zhí)行燃料噴射，并且在前述區(qū)域中形成的空氣燃料混合物就在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前點(diǎn)燃，以產(chǎn)生能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣在燃燒室中的自燃的高溫、高壓條件。此外，在壓縮沖程的上死點(diǎn)后，燃料在高溫、高壓條件下被噴射到燃燒室中以用于擴(kuò)散燃燒。

還通過(guò)在火花點(diǎn)火汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中通過(guò)擴(kuò)散燃燒使汽油自燃并且燃燒進(jìn)行了對(duì)于點(diǎn)燃汽油的嘗試。例如，在PTL2中公開的技術(shù)中，在壓縮沖程的第一半部中的時(shí)段中執(zhí)行第一燃料噴射以在整個(gè)燃燒室中大致形成均勻的空燃比，并且通過(guò)該燃料噴射形成的燃料空氣混合物被火花點(diǎn)火。此后，執(zhí)行第二燃料噴射以燃燒由此噴射的燃料，使得剩余的燃料在由燃燒導(dǎo)致的燃燒室中的溫度和壓力升高情況下自燃。該技術(shù)能夠擴(kuò)大能夠防止爆燃出現(xiàn)的運(yùn)行范圍，從而能夠享有柴油燃燒的有利條件。

PTL3公開了一種與在PTL2中公開的技術(shù)一樣涉及以抑制爆燃為目的的在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的柴油燃燒的技術(shù)。具體而言，在可能發(fā)生爆 燃的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的相對(duì)高負(fù)荷運(yùn)行范圍中，在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前的時(shí)段中執(zhí)行第一燃料噴射，并且由此噴射的燃料通過(guò)火花點(diǎn)火而燃燒，并且在燃燒室中的壓力由于燃燒而是高壓的壓縮沖程的上死點(diǎn)之后的時(shí)段中執(zhí)行用于擴(kuò)散燃燒的燃料噴射。在該項(xiàng)技術(shù)中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度來(lái)調(diào)節(jié)第一燃料噴射的正時(shí)以實(shí)現(xiàn)有利于抑制爆燃的燃燒。

引用列表

專利文獻(xiàn)

PTL1：日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2003-254105

PTL2：日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2002-276442

PTL3：日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_No.2007-64187

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

為了在使用具有相對(duì)高的自燃溫度的燃料的內(nèi)燃機(jī)諸如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中引起柴油燃燒，有必要的是，在執(zhí)行確定內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的主噴射時(shí)，在燃燒室中的溫度和壓力足夠高以允許噴射的燃料自燃并且通過(guò)擴(kuò)散燃燒而燃燒。與上述現(xiàn)有技術(shù)的情形一樣，緊在壓縮沖程的上死點(diǎn)之后的主噴射之前執(zhí)行第一噴射并且燃料被火花點(diǎn)火以燃燒，這樣的第一噴射在壓縮沖程期間導(dǎo)致燃燒。這是內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力下降的原因。因此，難以提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率。進(jìn)而，前述現(xiàn)有技術(shù)沒有充分地描述提高在火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)中的柴油燃燒期間的熱效率。

已經(jīng)鑒于以上問題完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)在使用具有相對(duì)高的自燃溫度的燃料的內(nèi)燃機(jī)中的穩(wěn)定的柴油燃燒以及柴油燃燒的熱效率的提高。

問題的解決方案

在本發(fā)明中，為了解決上述問題，我們開發(fā)了一種控制設(shè)備，該控制設(shè)備促成預(yù)定方式的燃燒，其中在主要確定內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的主噴 射之前執(zhí)行預(yù)噴射，通過(guò)預(yù)噴射噴射的燃料(其將在之后被稱作“預(yù)噴射燃料”)被火花點(diǎn)火，并且此后至少通過(guò)主噴射噴射的燃料(其將在之后被稱作“主噴射燃料”)通過(guò)柴油燃燒而燃燒。此外，在我們開發(fā)的燃燒控制中，當(dāng)在上述方式的燃燒中預(yù)噴射燃料的量增加時(shí)，預(yù)噴射時(shí)間提前。利用上述特征，能夠?qū)崿F(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)中的穩(wěn)定的柴油燃燒以及熱效率的提高。應(yīng)注意，在本發(fā)明的上下文中的詞語(yǔ)“預(yù)”和“主”僅在其時(shí)序的優(yōu)先性以及在后性方面來(lái)限定燃燒，并且不應(yīng)以除了下文中描述的技術(shù)意義之外的任何限制性的意義來(lái)理解這些詞語(yǔ)。

具體地，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備，該控制設(shè)備包括：燃料噴射閥，所述燃料噴射閥能夠?qū)⑷剂蠂娚涞剿鰞?nèi)燃機(jī)的燃燒室中；點(diǎn)火裝置，所述點(diǎn)火裝置相對(duì)于所述燃料噴射閥的位置以通過(guò)所述燃料噴射閥噴射的燃料噴霧經(jīng)過(guò)能夠點(diǎn)火區(qū)域并且所述點(diǎn)火裝置能夠直接點(diǎn)燃所述燃料噴霧的方式來(lái)設(shè)定；以及控制裝置，所述控制裝置在壓縮沖程期間在預(yù)定的預(yù)噴射時(shí)間通過(guò)所述燃料噴射閥執(zhí)行預(yù)噴射，并且所述控制裝置在所述壓縮沖程的上死點(diǎn)之前在預(yù)定的噴射開始時(shí)間執(zhí)行主噴射，使得能夠在由預(yù)噴射燃料形成的預(yù)噴霧由所述點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃之后通過(guò)所述預(yù)噴射燃料的燃燒產(chǎn)生的火焰開始燃燒，從而導(dǎo)致產(chǎn)生自燃并且通過(guò)擴(kuò)散燃燒來(lái)燃燒主噴射燃料的至少一部分的預(yù)定方式的燃燒，其中，當(dāng)所述預(yù)噴射燃料的量增加時(shí)，所述控制裝置響應(yīng)于所述預(yù)噴射燃料的量的增加來(lái)使所述預(yù)噴射時(shí)間提前。

點(diǎn)火裝置相對(duì)于燃料噴射閥的位置被以如下方式設(shè)定，即，點(diǎn)火裝置能夠?qū)⒔?jīng)過(guò)的燃料噴霧直接點(diǎn)燃，該燃料噴霧是通過(guò)燃料噴射閥噴射的并且經(jīng)過(guò)能夠點(diǎn)火區(qū)域的燃料噴霧。通常的情形是，根據(jù)當(dāng)進(jìn)氣閥打開時(shí)的目標(biāo)燃燒形式或者位于活塞頂部的腔等的形狀借助于形成在燃燒室中的氣流將空氣燃料混合物帶入點(diǎn)火裝置的能夠點(diǎn)火區(qū)域，使得燃料噴霧點(diǎn)燃。在點(diǎn)火的該通常應(yīng)用的模式中，執(zhí)行通過(guò)噴 射閥進(jìn)行的噴射的噴射時(shí)間大程度地取決于進(jìn)氣閥的打開時(shí)間以及活塞在氣缸中的位置以及其他因素。與此相反，在根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備中，由于燃料噴射閥和點(diǎn)火裝置的相對(duì)位置如上所述地相對(duì)于彼此設(shè)定，所以對(duì)于燃料噴射時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)間的控制具有很高的靈活性，從而能夠通過(guò)燃燒控制裝置來(lái)控制燃料噴射，這將在后面描述。優(yōu)選地，點(diǎn)火裝置適于能夠在期望的時(shí)間直接點(diǎn)燃通過(guò)燃料噴射閥噴射的經(jīng)過(guò)的燃料噴霧而不考慮進(jìn)氣閥的打開時(shí)間和內(nèi)燃機(jī)的活塞位置。

在通過(guò)燃燒控制裝置實(shí)現(xiàn)的預(yù)定方式的燃燒中，首先執(zhí)行在壓縮沖程期間在預(yù)定的預(yù)噴射時(shí)間的預(yù)噴射以及由點(diǎn)火裝置進(jìn)行的預(yù)噴霧的點(diǎn)燃。此后，在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前在預(yù)定的噴射開始時(shí)間執(zhí)行主噴射，使得產(chǎn)生自燃擴(kuò)散燃燒。主噴射是以通過(guò)預(yù)噴射燃料產(chǎn)生的火焰開始燃燒的方式執(zhí)行的燃料噴射。因此，預(yù)噴射和主噴射的相互關(guān)系被以如下方式控制，即，主噴射燃料的一部分由預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火燃燒產(chǎn)生的火焰點(diǎn)燃并且此后產(chǎn)生自燃擴(kuò)散燃燒。由此，執(zhí)行預(yù)噴射的預(yù)定的預(yù)噴射時(shí)間不僅是在壓縮沖程期間的噴射時(shí)間，而是考慮到預(yù)噴射時(shí)間與主噴射的相互關(guān)系來(lái)設(shè)定該預(yù)噴射時(shí)間，以便在主噴射后實(shí)現(xiàn)自燃擴(kuò)散燃燒。

我們致力于發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的預(yù)定方式的燃燒能夠?qū)崿F(xiàn)不能由現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的燃燒的穩(wěn)定性以及內(nèi)燃機(jī)的熱效率的提高。引起以上效果的原因之一被認(rèn)為是，通過(guò)燃燒室中的預(yù)噴射燃料的燃燒，在主噴射燃料的噴射時(shí)，預(yù)噴射和主噴射的上述相互關(guān)系產(chǎn)生了高溫、高壓條件并且預(yù)噴射燃料的一部分與主噴射燃料一起自燃并且通過(guò)擴(kuò)散燃燒而燃燒以有效地有助于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。由本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的燃燒穩(wěn)定性以及內(nèi)燃機(jī)的熱效率的提高的原因不必限于上述內(nèi)容，并且基于上述技術(shù)理念的所有控制設(shè)備均被包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)，即使以上效果由其他原因?qū)崿F(xiàn)。

在上述預(yù)定方式的燃燒中，當(dāng)預(yù)噴射燃料的量由于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加或其他原因而增加時(shí)，燃燒控制裝置根據(jù)預(yù)噴射燃料的量的增加來(lái)使預(yù)噴射時(shí)間提前。如果在預(yù)噴射時(shí)間是固定的情況下增加預(yù)噴射燃料的量，則在預(yù)噴射之后通過(guò)火花塞的點(diǎn)火而燃燒的燃料的量將增加。鑒于此，當(dāng)預(yù)噴射燃料的量增加時(shí)，預(yù)噴射時(shí)間提前。認(rèn)為即使在主噴射時(shí)，這也導(dǎo)致了在燃燒室中剩余的燃料的量的增加。由于即使在主噴射時(shí)在燃燒室中剩余的預(yù)噴射燃料與主噴射燃料一起經(jīng)受自燃擴(kuò)散燃燒，所以有助于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。此外，如果在預(yù)噴射時(shí)間是固定的情況下增加預(yù)噴射燃料的量，則在主噴射后局部地出現(xiàn)考慮到氧氣而難以有效地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散燃燒的情形，并且可能產(chǎn)生煙。如果根據(jù)預(yù)噴射燃料的量的增加使預(yù)噴射時(shí)間提前，則在燃燒室中的壓力低于在預(yù)噴射時(shí)間未提前的情形中的燃燒室中的壓力的狀態(tài)下執(zhí)行預(yù)噴射。由此，在燃燒室中的空氣被有效地使用，并且能夠防止或減少煙的產(chǎn)生。結(jié)果，能夠在內(nèi)燃機(jī)的較寬的運(yùn)行范圍上在具有上述燃燒的穩(wěn)定性以及內(nèi)燃機(jī)的熱效率提高的情況下實(shí)現(xiàn)上述預(yù)定方式的燃燒。

在上述用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備中，響應(yīng)于所述預(yù)噴射燃料的量的增加，所述燃燒控制裝置可以使所述預(yù)噴射時(shí)間提前并且增加在所述預(yù)噴射時(shí)間和由所述點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火時(shí)間之間的點(diǎn)火間隔。能夠通過(guò)調(diào)節(jié)點(diǎn)火間隔來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)噴射和主噴射之間的相互關(guān)系。具體地，增大點(diǎn)火間隔導(dǎo)致在點(diǎn)火時(shí)燃燒室中的預(yù)噴射燃料的流動(dòng)狀態(tài)的變化。這繼而導(dǎo)致通過(guò)點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火而燃燒的預(yù)噴射燃料的比例的減小以及與主噴射燃料燃燒的預(yù)噴射燃料的比例的增加，這被認(rèn)為改變預(yù)噴射和主噴射之間的相互關(guān)系。從而，通過(guò)預(yù)噴射時(shí)間的提前實(shí)現(xiàn)了煙的減少以及內(nèi)燃機(jī)的熱效率的提高。

在如上所述的用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷等于或高于預(yù)定的第一負(fù)荷時(shí)，所述燃燒控制裝置可以根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加來(lái)增加所述預(yù)噴射燃料的量并且根據(jù)所述預(yù)噴射燃料 的量的增加來(lái)使所述預(yù)噴射時(shí)間提前。上述預(yù)定的第一負(fù)荷是在內(nèi)燃機(jī)中的一個(gè)周期的燃燒中燃燒的噴射燃料的量較大的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。在該情形中，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加時(shí)，在主噴射之后在燃燒室中，一部分預(yù)噴射燃料和主噴射燃料存在于可用空氣局部不足的狀態(tài)下。在該狀態(tài)下，可能產(chǎn)生煙。作為對(duì)此的對(duì)策，在本發(fā)明中，如上所述響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加，預(yù)噴射量增加并且其噴射時(shí)間提前。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于增加的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的適應(yīng)性以及煙的減少。在本發(fā)明中，由于預(yù)噴射和主噴射彼此關(guān)聯(lián)，所以當(dāng)預(yù)噴射燃料的量增加時(shí)，預(yù)噴射燃料的一部分與主噴射燃料一起燃燒。因此，內(nèi)燃機(jī)的熱效率能夠被保持在滿意的水平。

在上述用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷等于或高于比所述第一負(fù)荷高的預(yù)定的第二負(fù)荷時(shí)，所述燃燒控制裝置可以在將所述主噴射燃料的量保持在預(yù)定的上限量的同時(shí)根據(jù)所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加來(lái)增加所述預(yù)噴射燃料的量，并且所述燃燒控制裝置根據(jù)所述預(yù)噴射燃料的量的增加來(lái)使所述預(yù)噴射時(shí)間提前。上述預(yù)定的第二負(fù)荷是如下發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，即，如果主噴射燃料的量隨著在內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)周期的燃燒中燃燒的噴射燃料的量進(jìn)一步增加而增加，則出現(xiàn)可能由于主噴射燃料的蒸發(fā)潛熱的影響產(chǎn)生煙的可能性。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷達(dá)到或超過(guò)較高的第二負(fù)荷時(shí)，主噴射燃料的量被保持在預(yù)定的上限量以不超過(guò)上限量，從而減少煙。通過(guò)增加預(yù)噴射燃料的量并且使預(yù)噴射時(shí)間提前來(lái)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加的燃料的量的增加。通過(guò)執(zhí)行用于預(yù)定方式的燃燒的上述控制，能夠在內(nèi)燃機(jī)的較寬的高負(fù)荷范圍內(nèi)應(yīng)用預(yù)定方式的燃燒。

在上述用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在預(yù)定的低負(fù)荷范圍中時(shí)，所述燃燒控制裝置可以不根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加所述預(yù)噴射量的量，而是所述燃燒控制裝置將所述預(yù)噴射燃料的噴射量保持在最小預(yù)噴射量，所述最小預(yù)噴射量是在所述預(yù)噴射中的最小噴射量。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在預(yù)定的低負(fù)荷范圍中時(shí)，在一個(gè)周期中的燃料噴射量相對(duì)小。在該情形中，如果使預(yù)噴射燃料的量 不合理地大，則主噴射燃料的量減小。因而，即使建立預(yù)噴射和主噴射之間的上述相互關(guān)系，主噴射燃料的量的減小也能夠?qū)е聝?nèi)燃機(jī)的熱效率的顯著減小。另一方面，如果使預(yù)噴射燃料的量不合理地小，則不能夠適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生用于點(diǎn)燃主噴射燃料的火焰或者不能夠適當(dāng)?shù)亟⒂糜跀U(kuò)散燃燒的在燃燒室中的高溫、高壓條件，從而可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的燃燒。因此，前述最小預(yù)噴射量被設(shè)定為這樣一個(gè)量，即，預(yù)噴射燃料量在低負(fù)荷范圍被保持在所述量以實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的令人滿意的熱效率以及在低負(fù)荷范圍中的燃燒穩(wěn)定性。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠在使用具有相對(duì)高的自燃溫度的燃料的內(nèi)燃機(jī)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的柴油燃燒以及熱效率的提高。

附圖說(shuō)明

[圖1]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施例所應(yīng)用到的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的整體構(gòu)造的視圖。

[圖2]圖2是示出由圖1所示的內(nèi)燃機(jī)所裝配的點(diǎn)火裝置進(jìn)行的點(diǎn)火模式的視圖。

[圖3]圖3是示出由根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備執(zhí)行的燃燒控制(這將在下文中被稱作“根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制”)的視圖。

[圖4]圖4是在利用根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的燃燒室中的放熱率的變化的第一圖示。

[圖5]圖5是示出在圖1中示出的內(nèi)燃機(jī)中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中的預(yù)噴射的情形中，預(yù)噴射量和預(yù)噴射燃料的燃燒效率之間的關(guān)系的圖示，其中對(duì)于不同的預(yù)噴射時(shí)間執(zhí)行測(cè)量。

[圖6]圖6是在利用根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的燃燒室中的放熱率的變化的第二圖示。

[圖7]圖7包括在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制被應(yīng)用到圖1示出的內(nèi)燃機(jī)的情形中示出發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和熱效率之間的關(guān)系的實(shí)例的圖示以及示出發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和燃燒室中的空然比之間的關(guān)系的實(shí)例的圖示。

[圖8]圖8是示出在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中在低負(fù)荷狀態(tài)下內(nèi)燃機(jī)中的預(yù)噴射量和熱效率之間的關(guān)系的圖示。

[圖9]圖9包括在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中對(duì)于不同的預(yù)噴射量示出在氣缸中的壓力的變化的圖示和示出放熱率的變化的圖示。

[圖10]圖10是示出在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中隨著預(yù)噴射和主噴射之間的噴射間隔的變化的熱效率的變化的圖示。

[圖11]圖11是在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制被應(yīng)用到圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的情形中隨著預(yù)噴射燃料的量的增加以及預(yù)噴射時(shí)間的提前示出產(chǎn)生的煙量的變化的圖示以及示出熱效率的變化的圖示。

[圖12]圖12是示出在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制被應(yīng)用到圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的情形中對(duì)于不同的預(yù)噴射量測(cè)量到的產(chǎn)生的煙量與熱效率之間的關(guān)系的圖示。

[圖13]圖13是應(yīng)用到圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的流程圖。

[圖14]圖14是示出用于圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的用于預(yù)噴射、預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火以及主噴射的控制映射圖的第一圖示。

[圖15]圖15是示出用于圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的用于預(yù)噴射、預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火以及主噴射的控制映射圖的第二圖示。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。除非具體說(shuō)明，否則將關(guān)于實(shí)施例描述的部件的尺寸、材料、形狀、相對(duì)布置關(guān)系和其他特征不旨在將本發(fā)明的技術(shù)范圍僅限于此。

實(shí)例1

圖1是本發(fā)明所應(yīng)用到的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的整體構(gòu)造的視圖。圖1中示出的內(nèi)燃機(jī)1是具有多個(gè)氣缸的四沖程循環(huán)火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)(汽油發(fā)動(dòng)機(jī))。圖1示出多個(gè)氣缸中的僅一個(gè)氣缸。

在內(nèi)燃機(jī)1的每個(gè)氣缸2中，活塞3均被以可滑動(dòng)方式設(shè)置。活 塞3通過(guò)連接桿4與輸出軸(曲軸)連結(jié)，輸出軸在圖中未示出。氣缸2的內(nèi)部與進(jìn)氣口7和排氣口8連通。通向氣缸2的進(jìn)氣口7的端部由進(jìn)氣閥9打開/關(guān)閉。通向氣缸2的排氣口8的端部由排氣閥10打開/關(guān)閉。進(jìn)氣閥9和排氣閥10分別由在圖中未示出的進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪驅(qū)動(dòng)以打開/關(guān)閉。

此外，每個(gè)氣缸2均設(shè)有用于將燃料噴射到氣缸中的燃料噴射閥6。燃料噴射閥6被設(shè)置在形成在氣缸2中的燃燒室的頂部的中央部處。此外，能夠點(diǎn)燃通過(guò)燃料噴射閥6噴射的燃料的火花塞5被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)1的氣缸頭中。具體而言，如圖2所示，燃料噴射閥6具有噴射口6a，利用該噴射口6a能夠幾乎沿著徑向在16(十六)個(gè)方向上噴射燃料?；鸹ㄈ?相對(duì)于燃料噴射閥6的位置，具體而言，火花塞5能夠點(diǎn)火的在電極之間的區(qū)域5a的相對(duì)于燃料噴射閥6的位置被布置成使得從噴射口6a噴射的燃料噴霧或燃料射流中的至少一個(gè)經(jīng)過(guò)區(qū)域5a并且使得由此經(jīng)過(guò)區(qū)域5a的燃料噴霧能夠直接由在區(qū)域5a中流動(dòng)的電極間電流點(diǎn)燃。火花塞5位于兩個(gè)進(jìn)氣閥9之間，使得火花塞不與進(jìn)氣閥9和排氣閥10的操作干涉。

如上構(gòu)成的火花塞5和燃料噴射閥6能夠執(zhí)行噴霧引導(dǎo)燃燒。換言之，火花塞5和噴射閥6能夠在任何期望時(shí)間實(shí)現(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域5a的噴射燃料的點(diǎn)火，而不考慮內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣閥9的打開正時(shí)以及活塞3的位置，該火花塞5被以能夠直接點(diǎn)燃通過(guò)燃料噴射閥6噴射的燃料的方式布置。另一方面，在進(jìn)氣閥打開的情況下通過(guò)燃料噴射閥噴射的燃料借助于流入燃燒室中的空氣被帶入火花塞的鄰近區(qū)域以點(diǎn)燃該燃料的空氣引導(dǎo)燃燒的情形中以及在利用設(shè)置在活塞的頂部上的腔室的形狀將噴射的燃料帶入火花塞的鄰近區(qū)域以點(diǎn)燃該燃料的壁引導(dǎo)燃燒的情形中，難以執(zhí)行燃料噴射和點(diǎn)火，除非達(dá)到用于打開進(jìn)氣閥的預(yù)定時(shí)間并且建立預(yù)訂活塞位置。與空氣引導(dǎo)燃燒和壁引導(dǎo)燃燒相比，根據(jù)該實(shí)例的噴霧引導(dǎo)燃燒允許非常靈活的燃料噴射以及點(diǎn)火正時(shí)控制。

返回圖1，進(jìn)氣口7與進(jìn)氣通路70連通。進(jìn)氣通路70設(shè)有節(jié)流閥71?？諝饬髁坑?jì)72在節(jié)流閥71的上游被設(shè)置在進(jìn)氣通路70中。另一方面，排氣口8與排氣通路80連通。用于凈化從內(nèi)燃機(jī)1排出排氣的排氣凈化催化劑81被設(shè)置在排氣通路80中。如將在之后描述的，從內(nèi)燃機(jī)1排出的排氣具有比化學(xué)計(jì)量比稀薄的空燃比，并且能夠去除在具有這種稀薄的空燃比的排氣中的NOx的選擇性催化還原NOx催化劑和能夠捕捉在排氣中的微粒物質(zhì)(PM)的過(guò)濾器可以被應(yīng)用作為排氣凈化催化劑81。

此外，電子控制單元(ECU)20被附加到內(nèi)燃機(jī)1。ECU20是控制內(nèi)燃機(jī)1和排氣凈化設(shè)備等的運(yùn)行狀態(tài)的單元。ECU20與前述空氣流量計(jì)72、曲柄位置傳感器21、加速器位置傳感器22電連接，并且傳感器的測(cè)量值被供應(yīng)到ECU20。由此，ECU20能夠識(shí)別內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)行狀態(tài)，諸如，基于空氣流量計(jì)72的測(cè)量結(jié)果來(lái)識(shí)別進(jìn)氣量，基于曲柄位置傳感器21的測(cè)量結(jié)果來(lái)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)速度，并且基于加速器位置傳感器22的測(cè)量結(jié)果來(lái)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。ECU20還與燃料噴射閥6、火花塞5和節(jié)流閥71等電連接。這些部件均由ECU20來(lái)控制。

<燃燒控制>

現(xiàn)在將參考圖3描述在具有上述構(gòu)造的內(nèi)燃機(jī)1中執(zhí)行的燃燒控制。圖3(a)從圖的左側(cè)到右側(cè)按時(shí)間順序示意性地示出在內(nèi)燃機(jī)1中執(zhí)行的燃燒控制中的燃料噴射和點(diǎn)火過(guò)程(見圖3(a)的上排)以及與由于燃料噴射和點(diǎn)火導(dǎo)致的在燃燒室中相繼發(fā)生的燃燒有關(guān)的現(xiàn)象(見圖3(a)的下排)。圖3(b)按時(shí)間線示出包括在圖3(a)中示出的燃料噴射中的預(yù)噴射和主噴射的關(guān)系，以及點(diǎn)火。圖3示出的模式僅作為根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的示意性說(shuō)明給出，并且不應(yīng)認(rèn)為將本發(fā)明限制于該模式。

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在一個(gè)周期中執(zhí)行預(yù)噴射和主噴射。 預(yù)噴射是在壓縮沖程期間在預(yù)定時(shí)間通過(guò)燃料噴射閥6執(zhí)行的燃料噴射。主噴射是在預(yù)噴射之后并且在壓縮沖程的上死點(diǎn)(TDC)之前的時(shí)間也通過(guò)燃料噴射閥6執(zhí)行的燃料噴射。如圖3(b)所示，預(yù)噴射的噴射開始時(shí)間(這將在后文中被簡(jiǎn)單地稱作“預(yù)噴射時(shí)間”)由Tp表示，并且主噴射的噴射開始時(shí)間(這將在后文中被簡(jiǎn)單地稱作“主噴射時(shí)間”)由Tm表示。預(yù)噴射和主噴射之間的間隔(Tm－Tp)被限定為噴射間隔Di。利用預(yù)噴射的燃燒作為上述噴霧引導(dǎo)燃燒執(zhí)行，并且使用火花塞5來(lái)點(diǎn)燃通過(guò)預(yù)噴射噴射的燃料(這將在后文中被稱作“預(yù)噴射燃料”)。如圖3(b)中所示該點(diǎn)火的時(shí)間由Ts表示，并且從預(yù)噴射的開始到點(diǎn)火的時(shí)間的間隔(Ts－Tp)被限定為點(diǎn)火間隔Ds。

在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的過(guò)程。

(1)預(yù)噴射

在基本燃燒控制中的一個(gè)周期中，在壓縮沖程期間、在預(yù)定時(shí)間首先執(zhí)行預(yù)噴射。與之后描述的主噴射相關(guān)地確定預(yù)噴射時(shí)間Tp。在預(yù)噴射開始之后，如圖2所示，通過(guò)燃料噴射閥6噴射的燃料經(jīng)過(guò)燃燒室中的火花塞5的能夠點(diǎn)火區(qū)域5a。緊接在預(yù)噴射的開始之后，預(yù)噴射燃料不在燃燒室中廣泛地散開而是通過(guò)噴射的穿透力在卷入在噴霧射流的前端周圍的空氣的同時(shí)在燃燒室中行進(jìn)。因此，預(yù)噴射燃料在燃燒室中產(chǎn)生分層的空氣燃料混合物。

(2)預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火

在從預(yù)噴射的開始起的點(diǎn)火間隔Ds之后的時(shí)間Ts由火花塞5點(diǎn)燃由此分層的預(yù)噴射燃料。如上所述，由于預(yù)噴射燃料分層，所以局部的空燃比處于允許通過(guò)該點(diǎn)火進(jìn)行燃燒的水平。除了由該活塞3進(jìn)行的壓縮的效果之外，由此點(diǎn)燃的預(yù)噴射燃料的燃燒的過(guò)程也引起在燃燒室中的進(jìn)一步的溫度升高。另一方面，在本發(fā)明中，預(yù)噴射燃料的一部分不通過(guò)火花塞5的點(diǎn)火而燃燒而是保留在燃燒室中作為“未燃燒剩余燃料”。由于未燃燒剩余燃料已經(jīng)暴露于由在燃燒室中的預(yù)噴射 燃料的一部分的燃燒導(dǎo)致的高溫氛圍，所以期望未燃燒剩余燃料的至少一部分在不導(dǎo)致其燃燒的條件下通過(guò)低溫氧化來(lái)改良該燃料以提高其燃燒性。然而，應(yīng)注意，在本發(fā)明中，未燃燒剩余燃料指的是保持還未通過(guò)火花塞5的點(diǎn)火而燃燒的預(yù)噴射燃料的一部分，并且未燃燒的剩余燃料不必處于示出特定特性的狀態(tài)。

(3)主噴射

在從預(yù)噴射的開始起的噴射間隔Di之后的時(shí)間Tm，換言之，在從由火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火的時(shí)間Ts經(jīng)過(guò)等于Di－Ds的時(shí)間之后在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前的時(shí)間Tm，執(zhí)行通過(guò)噴射閥6的主噴射。在該內(nèi)燃機(jī)1中，主噴射燃料通過(guò)擴(kuò)散燃燒而燃燒以如將在后面描述的有助于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的大部分。主噴射的噴射開始時(shí)間Tm被設(shè)定成通過(guò)利用發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和其他因素確定的主燃料噴射的量獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力是幾乎最大的時(shí)間(這將在后文中被稱作“適當(dāng)?shù)膰娚鋾r(shí)間”)。在時(shí)間Tm處開始的通過(guò)主噴射噴射的燃料的一部分由預(yù)噴射燃料的燃燒產(chǎn)生的火焰點(diǎn)燃并且燃燒，從而在燃燒室中的溫度進(jìn)一步升高。此外，預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物以及主噴射燃料在溫度升高的情況下自燃并且經(jīng)受擴(kuò)散燃燒。如上所述，在未燃燒剩余燃料的燃燒性已經(jīng)提高的情況下，期望主噴射燃料的燃燒進(jìn)行地更順利。

如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，通過(guò)在預(yù)噴射和主噴射之間的時(shí)段中介入由火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火而發(fā)生上述一系列燃燒。在預(yù)燃燒中，預(yù)噴射的噴射時(shí)間或噴射間隔Di被以在適當(dāng)?shù)膰娚鋾r(shí)間執(zhí)行主噴射的情況下實(shí)現(xiàn)上述一系列燃燒的方式設(shè)定。在該說(shuō)明書中，導(dǎo)致由預(yù)噴射燃料的火焰開始的主噴射燃料的燃燒并且導(dǎo)致預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物和主噴射燃料的自燃和擴(kuò)散燃燒發(fā)生的預(yù)噴射和主噴射之間的相互關(guān)系將在后文中被稱作“預(yù)主相互關(guān)系”。由此，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，執(zhí)行與預(yù)噴射和預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火具有預(yù)主相互關(guān)系的主噴射。

圖4示出了在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的情形中在燃燒室中的放熱率的變化。圖4示出了在內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)速度是2000rpm的情形中與四個(gè)不同的控制模式(L1至L4)對(duì)應(yīng)的放熱率的變化。在這些控制模式中，雖然預(yù)噴射時(shí)間Tp、預(yù)噴射量、主噴射時(shí)間Tm和點(diǎn)火時(shí)間Ts相同，但是主噴射量在控制模式之間是變化的(具體而言，主噴射量如L1>L2>L3>L4地變化)。由此，在控制模式之間預(yù)主相互關(guān)系是相同的，并且圖4示出了在預(yù)主相互關(guān)系是相同的條件下放熱率的變化隨著主噴射量的改變的改變。

在圖4中，放熱率在由虛線圈起的部分Z1中示出了第一峰值。該峰值由點(diǎn)火產(chǎn)生的熱以及預(yù)噴射燃料的燃燒導(dǎo)致。在部分Z1的時(shí)段中，還未執(zhí)行主噴射，并且在燃燒室中存在由預(yù)噴射燃料和未燃燒的剩余燃料或者預(yù)噴射燃料的未燃燒部分產(chǎn)生的火焰。現(xiàn)在，將參考圖5描述預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物。圖5示出了對(duì)于三個(gè)燃燒條件(L5至L7)的預(yù)噴射量和預(yù)噴射燃料的燃燒效率的相互關(guān)系，其中假設(shè)預(yù)噴射是在圖4中所示的燃燒控制中執(zhí)行的預(yù)噴射。具體而言，作為燃燒條件的預(yù)噴射時(shí)間Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts按照L5、L6和L7的順序提前，同時(shí)點(diǎn)火間隔Ds或者時(shí)間Tp和時(shí)間Ts之間的間隔是固定的。圖5示出了在僅執(zhí)行預(yù)噴射和點(diǎn)火而不執(zhí)行主噴射的情形中的上述相互關(guān)系。

由以下等式1表示預(yù)噴射燃料的燃燒效率以及預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率的關(guān)系，并且，燃燒效率越高，未燃燒剩余物率越低。

[數(shù)學(xué)式1]

(預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率)＝1-(預(yù)噴射燃料的燃燒效率)

(等式1)

參考圖5，如果在預(yù)噴射量是固定的同時(shí)使預(yù)噴射時(shí)間Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts提前，則預(yù)噴射燃料的燃燒效率傾向于減小，并且從而未燃燒 剩余物率傾向于增大?？商娲?，能夠通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)噴射量以及預(yù)噴射時(shí)間Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts的提前程度來(lái)保持預(yù)噴射燃料的燃燒效率或者未燃燒剩余物率恒定。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制能夠通過(guò)控制預(yù)噴射量、預(yù)噴射時(shí)間Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts來(lái)控制預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率，該預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率是預(yù)主相互關(guān)系的因素之一。

返回到圖4，在部分Z1之后的壓縮沖程的上死點(diǎn)之前的時(shí)間Tm處執(zhí)行主噴射。隨后，主噴射燃料和預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物通過(guò)由預(yù)噴射燃料產(chǎn)生的火焰一起被點(diǎn)燃并且自燃以通過(guò)擴(kuò)散燃燒而燃燒。因此，放熱率的最高峰值(第二峰值)出現(xiàn)在超過(guò)壓縮沖程的上死點(diǎn)的時(shí)間處。在主噴射量增加時(shí)，在第二峰值處的放熱率的最高值增加，并且峰值的時(shí)間延遲。這意味著，隨著主噴射量的增加主噴射燃料的燃燒的持續(xù)時(shí)間增加，從而推測(cè)主噴射燃料和預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物經(jīng)受擴(kuò)散燃燒或者能夠被視為與擴(kuò)散燃燒基本上等同的燃燒。

將參考圖6描述根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中產(chǎn)生的自燃。圖6示出對(duì)于兩個(gè)模式(L9、L10)的在燃燒室中的放熱率的變化，在所述兩個(gè)模式中，預(yù)噴射量和主噴射量的比率是變化的，而在一個(gè)周期中的總噴射量(即，預(yù)噴射量和總噴射量的和)保持不變。在圖6所示的情形中，內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)速度是2000rpm。與在模式L9中相比，模式L10中的預(yù)噴射量的比例較大。換言之，與在模式L9中相比，模式L10中的預(yù)噴射量和預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物較大，而主噴射量較小。如根據(jù)圖6將理解的，與在模式L9中相比，模式L10中的在壓縮沖程的上死點(diǎn)之后出現(xiàn)的放熱率的峰值(前述第二峰值)較高。此外，與在模式L9中相比，模式L10中的從放熱率的峰值的下降率(在圖示中的曲線的傾斜)較大。推測(cè)上述實(shí)際情況暗示了與在模式L9中相比，在模式L10中更加促進(jìn)了在主噴射的開始之后的由自燃導(dǎo)致的主噴射燃料和預(yù)噴射燃料的燃燒(即，通過(guò)自燃燃燒的燃料的比例較大，而通 過(guò)擴(kuò)散燃燒而燃料的燃料的比例較小)。換言之，認(rèn)為預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物有助于促進(jìn)在主噴射之后的自燃。我們證實(shí)如果不僅通過(guò)控制預(yù)噴射量而且通過(guò)控制預(yù)噴射時(shí)間Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts來(lái)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制，則促進(jìn)了自燃。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，能夠通過(guò)控制與預(yù)噴射和點(diǎn)火相關(guān)的條件來(lái)促進(jìn)在燃燒主噴射燃料和預(yù)噴射燃料中的自燃。

如上所述，如圖7所示，通過(guò)利用在預(yù)噴射和主噴射之間的時(shí)段中介入由火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火的上述一系列的燃燒，根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制能夠獲得不能由現(xiàn)有技術(shù)獲得的熱效率。圖7示出了在內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)速度是2000rpm的情形中發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和熱效率之間的關(guān)系(上圖示(a))以及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和空氣燃料混合物的空燃比之間的關(guān)系(下圖示(b))。在圖7的圖示(a)和(b)中，曲線L11和L13用于根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制，并且曲線L12和L14用于均質(zhì)的化學(xué)計(jì)量比控制，均質(zhì)的化學(xué)計(jì)量比控制是在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用的傳統(tǒng)的燃燒控制。均質(zhì)的化學(xué)計(jì)量比控制是控制燃燒使得在燃燒室中的空氣燃料混合物的空燃比均質(zhì)地變成等于與化學(xué)計(jì)量比接近的空燃比的燃燒控制。

如將根據(jù)圖7理解的，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，由于在由預(yù)噴射和由火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火引起的噴霧引導(dǎo)燃燒之后執(zhí)行導(dǎo)致自燃擴(kuò)散燃燒發(fā)生的主噴射，所以根據(jù)該控制的燃燒類似于所謂的柴油燃燒或者能夠被視為與柴油燃燒基本等同。因此，允許在燃燒室中的空氣燃料混合物的空燃比極其稀薄(在由圖7(b)中的曲線L13表示的示例情形中，空燃比近似在20和70之間)。在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，為了以如此稀薄的空燃比實(shí)現(xiàn)燃燒，與在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的傳統(tǒng)均質(zhì)化學(xué)計(jì)量比控制相比，可以使節(jié)流閥71的開度較大。因此，能夠使內(nèi)燃機(jī)1中的泵送損失較小。此外，與在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中的傳統(tǒng)均質(zhì)化學(xué)計(jì)量比控制相比，自燃擴(kuò)散燃燒能夠使內(nèi)燃機(jī)1中的冷卻損失較小。從而，執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的內(nèi)燃機(jī)1的熱效率非常高。

<根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的詳細(xì)描述>

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制通過(guò)執(zhí)行預(yù)噴射、預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火以及與預(yù)噴射具有預(yù)主相互關(guān)系的主噴射提供了如圖7所示的不能由現(xiàn)有技術(shù)提供的有利效果。在下文中，將詳細(xì)描述在該燃燒控制中的三個(gè)技術(shù)因素，即，(1)預(yù)噴射量、(2)噴射間隔和(3)預(yù)噴射時(shí)間。認(rèn)為這些因素與預(yù)主相互關(guān)系高度相關(guān)，預(yù)主相互關(guān)系是預(yù)噴射和主噴射之間的相互關(guān)系。

(1)預(yù)噴射量

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，如圖3中所示，在壓縮沖程期間在時(shí)間Tp處執(zhí)行預(yù)噴射。因此，由火花塞5點(diǎn)燃的預(yù)噴射燃料的燃燒阻礙內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。然而，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在由點(diǎn)火導(dǎo)致的燃燒中燃燒的燃料僅是預(yù)噴射燃料的一部分，并且對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的阻礙效果是小的。在由點(diǎn)火導(dǎo)致的燃燒中還未燃燒的預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物在主噴射之后與主噴射燃料一起在自燃擴(kuò)散燃燒中燃燒，以有助于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。如上所述，在適當(dāng)?shù)膰娚鋾r(shí)間執(zhí)行的主噴射極大地有助于內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，但是如果主噴射量大，則存在自燃擴(kuò)散燃燒可能由主噴射燃料的蒸發(fā)潛熱影響從而變得不穩(wěn)定并且由主噴射形成的燃料噴霧的周圍的空氣(氧氣)不足可能導(dǎo)致產(chǎn)生的煙量增加的可能性。出于這些原因，對(duì)于主噴射量的增加量設(shè)置了一定限制。因此，為了響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的增加，有必要進(jìn)一步增加預(yù)噴射燃料的貢獻(xiàn)。由此，預(yù)噴射燃料和主噴射燃料彼此相關(guān)。將考慮到該實(shí)際情況詳細(xì)地討論預(yù)噴射量。

(1-1)在低負(fù)荷狀態(tài)

在內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相對(duì)低的低負(fù)荷狀態(tài)中，總噴射量或預(yù)噴射量和主噴射量的總和通常是小的。圖8示出了在低負(fù)荷狀態(tài)下預(yù)噴射量和內(nèi)燃機(jī)1的熱效率之間的關(guān)系。在圖8中示出的說(shuō)明性情形中，示出在總噴射量固定的情況下預(yù)噴射量變化的情形中的關(guān)系。如果在低負(fù)荷狀態(tài)下預(yù)噴射量小，例如，如果預(yù)噴射量比在圖8中的Mp1 小，則由預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火燃燒產(chǎn)生的熱量過(guò)小使得主噴射燃料和預(yù)噴射燃料的未燃燒的剩余物的自燃和擴(kuò)散燃燒難以穩(wěn)定地進(jìn)行。因此，如果預(yù)噴射量變得比Mp1小，則內(nèi)燃機(jī)1地?zé)嵝手饾u減小，并且最終將出現(xiàn)主噴射燃料不能被點(diǎn)燃的失火狀態(tài)。在圖8中，燃燒不穩(wěn)定的預(yù)噴射量的范圍(即，在Mp1以下的范圍)被示為不穩(wěn)定燃燒范圍R1。為了實(shí)現(xiàn)在低負(fù)荷狀態(tài)下的穩(wěn)定燃燒，不期望預(yù)噴射量小于Mp1。

如果在低負(fù)荷狀態(tài)下預(yù)噴射量大，例如，如果預(yù)噴射量大于圖8中的Mp2，則通過(guò)火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火引起的燃燒傾向于被促進(jìn)，從而預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率降低。換言之，經(jīng)受在有助于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的主噴射之后的燃燒的未燃燒剩余物的量的比例減少。此外，主噴射量以與預(yù)噴射量的增加量相等的量減少。因此，即使考慮到在增加的預(yù)噴射量的情況下未燃燒剩余物的貢獻(xiàn)，由于主噴射燃料的減少導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的減少也明顯變大。在圖8中，如上所述熱效率由于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的下降而劣化的預(yù)噴射量的范圍(即，Mp2以上的范圍)被表示為熱效率劣化范圍R2。為了保持高的熱效率，期望預(yù)噴射量不大于Mp2。

圖9對(duì)于三種模式示出了燃燒室中壓力的變化(L15至L17)以及燃燒室中的放熱率的變化(L18至L20)，在所述三種模式中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在低負(fù)荷狀態(tài)下時(shí)，在總噴射量相同的同時(shí)預(yù)噴射量是變化的。具體而言，在壓力變化的圖示中，預(yù)噴射量以L15、L16和L17的順序增加。在放熱率變化的圖示中，預(yù)噴射量以L18、L19和L20的順序增加。L15和L18之間的預(yù)噴射量是相同的，L16和L19之間的預(yù)噴射量是相同的，并且L17和L20之間的預(yù)噴射量是相同的。當(dāng)預(yù)噴射量小時(shí)，其燃燒產(chǎn)生的熱小。從而，如圖9所示，燃燒室中的壓力的上升延遲(見L15)，并且通過(guò)主噴射燃料產(chǎn)生熱也延遲(見L18)。由此能夠看出燃燒是不穩(wěn)定的。另一方面，當(dāng)預(yù)噴射量大時(shí)，主噴射量小，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的減少。從而，燃燒室中的壓力不充分地升高(見L17)，并且通過(guò)主噴射燃料產(chǎn)生的熱小(見L20)。

從上面的討論得出，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，優(yōu)選的是以在范圍Rp內(nèi)的預(yù)噴射量(即，以在圖9中示出的對(duì)于L16和L19的預(yù)噴射量)執(zhí)行預(yù)噴射，該范圍Rp的下限由Mp1限定并且上限由Mp2限定。在內(nèi)燃機(jī)1中的熱效率在圖8中示出的范圍Rp中不大程度地變化的情形中，落入范圍Rp中的預(yù)噴射量的某個(gè)值可以被用作在低負(fù)荷狀態(tài)下的代表性預(yù)噴射量或者最小預(yù)噴射量。在該情形中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在低負(fù)荷狀態(tài)下增加時(shí)，通過(guò)在將預(yù)噴射量固定在上述代表性的值的同時(shí)增加主噴射量能夠?qū)?nèi)燃機(jī)1的熱效率保持在高水平。

(1-2)高負(fù)荷狀態(tài)

在內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相對(duì)高的高負(fù)荷狀態(tài)下，主噴射量增加以對(duì)要求發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷作出響應(yīng)。然而，如果在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前在適當(dāng)?shù)膰娚鋾r(shí)間執(zhí)行的主噴射中噴射大量的燃料，則噴射的燃料的蒸發(fā)潛熱的效果變得明顯。例如，將在圖4中示出的部分Z2中看出，在主噴射量增加時(shí)，隨著主噴射的放熱率的升高由于其蒸發(fā)潛熱的效果而延遲。由此，在蒸發(fā)潛熱變大時(shí)，內(nèi)燃機(jī)中的溫度的升高明顯地下降。從而，存在預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物和主噴射燃料的自燃擴(kuò)散燃燒變得不穩(wěn)定的可能性。此外，當(dāng)主噴射量大時(shí)，存在由主噴射形成的燃料噴霧周圍的空氣(氧氣)不足可能導(dǎo)致產(chǎn)生的煙量的增加的可能性。鑒于此，在高負(fù)荷狀態(tài)下，優(yōu)選的是對(duì)于主噴射量設(shè)定上限以使自燃擴(kuò)散燃燒穩(wěn)定并且減少煙量。為了響應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加，在主噴射量被保持在上限值的同時(shí)增加預(yù)噴射量。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在預(yù)噴射和主噴射之間存在預(yù)主相互關(guān)系，并且預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物有助于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。因此，即使當(dāng)不能夠在高負(fù)荷狀態(tài)下增加主噴射量時(shí)，也能夠通過(guò)增加預(yù)噴射燃料從而增加預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加的要求作出響應(yīng)。

之后將描述內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和預(yù)噴射燃料之間的相互關(guān)系的詳細(xì)內(nèi)容。

(2)噴射間隔

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在壓縮沖程期間在時(shí)間Tp處執(zhí)行預(yù)噴射，并且在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前在時(shí)間Tm處執(zhí)行主噴射，如圖3所示。它們的間隔(Tm－Tp)被限定為噴射間隔Di。在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在通過(guò)預(yù)噴射燃料的燃燒產(chǎn)生的火焰和預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物上執(zhí)行主噴射，使得引起未燃燒剩余燃料和主噴射燃料的自燃和擴(kuò)散燃燒。因此，認(rèn)為在主噴射時(shí)確定由預(yù)噴射燃料的燃燒產(chǎn)生的火焰以及預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的狀態(tài)的噴射間隔是預(yù)主相互關(guān)系的因素之一。在該實(shí)例中，通過(guò)曲柄角度來(lái)表示或測(cè)量噴射間隔。

圖10示出噴射間隔Di和內(nèi)燃機(jī)1的熱效率之間的關(guān)系。在圖10中示出的示意性情形中，示出在噴射間隔Di在預(yù)噴射量、主噴射量和點(diǎn)火間隔Ds被固定的的情況下變化情形中的關(guān)系。在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，使用一個(gè)相同的燃料噴射閥6在預(yù)噴射之后執(zhí)行主噴射。燃料噴射閥6通常被構(gòu)造成通過(guò)提升設(shè)置在內(nèi)部的噴射針通過(guò)噴射口來(lái)噴射燃料。因此，存在燃料噴射閥6的機(jī)械結(jié)構(gòu)因素所需的噴射間隔的最小可行值Di1，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)因素諸如是使噴射針移動(dòng)并且返回花費(fèi)的時(shí)間。在圖10中，由于燃料噴射閥6的機(jī)械結(jié)構(gòu)因素導(dǎo)致不能實(shí)現(xiàn)的噴射間隔的范圍(即，在Di1以下的范圍)被表示為機(jī)械限制范圍R3。

在噴射間隔Di增加時(shí)，執(zhí)行主噴射的時(shí)間靠近預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火導(dǎo)致的燃燒過(guò)程的結(jié)尾。在接近結(jié)尾時(shí)，預(yù)噴射燃料的燃燒將結(jié)束。在該情況下，難以通過(guò)預(yù)噴射燃料的火焰來(lái)開始主噴射燃料的燃燒。如果噴射間隔Di進(jìn)一步增加，則存在主噴射燃料不能燃燒從而導(dǎo)致失火的可能性。從而，如果噴射間隔Di過(guò)長(zhǎng)(即，在圖10中的Di2以 上的范圍中)，則根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制不能有利地執(zhí)行，并且內(nèi)燃機(jī)1的熱效率將劣化。熱效率顯著劣化的噴射間隔Di的范圍被表示為圖10中的熱效率劣化范圍R4。熱效率下降范圍R4的下限值(圖10中的Di2)隨著預(yù)噴射燃料量改變。在預(yù)噴射燃料量增加時(shí)，通過(guò)點(diǎn)火開始的預(yù)噴射燃料的燃燒持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。從而，即使使得噴射間隔Di較長(zhǎng)，也能夠開始主噴射燃料的燃燒。

如上所述，優(yōu)選的是，在下限由Di1限定并且上限由Di2限定的范圍Rd中將噴射間隔Di設(shè)定成噴射間隔Di0，在噴射間隔Di0處，內(nèi)燃機(jī)1的熱效率具有峰值。以后將描述內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和噴射間隔Di之間的關(guān)系的詳細(xì)內(nèi)容。

(3)預(yù)噴射時(shí)間Tp

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在已經(jīng)執(zhí)行預(yù)噴射燃料的預(yù)噴射和點(diǎn)火之后執(zhí)行主噴射。通過(guò)預(yù)噴射燃料的燃燒的火焰來(lái)開始主噴射燃料的燃燒，并且主噴射燃料自燃且通過(guò)擴(kuò)散燃燒與預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物一起燃燒。在主噴射燃料的燃燒的早期階段，預(yù)噴射燃料的火焰及其未燃燒剩余物在燃燒室中分布不均。在該情況中，主噴射燃料和空氣的混合傾向于不被促進(jìn)，并且可能產(chǎn)生煙。特別是在主噴射量大的情形中，可能產(chǎn)生煙。煙量的增加導(dǎo)致對(duì)噴射燃料的有效燃燒的阻礙，并且內(nèi)燃機(jī)1的熱效率傾向于隨著煙量的增加而降低。另一方面，為了提高內(nèi)燃機(jī)1的熱效率，優(yōu)選的是在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前在適當(dāng)?shù)膰娚鋾r(shí)間執(zhí)行主燃料噴射。由此，為了減少煙，優(yōu)選的是控制預(yù)噴射時(shí)間Tp以便調(diào)節(jié)主噴射燃料和預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的相互作用。由此，認(rèn)為預(yù)噴射時(shí)間Tp也是預(yù)主相互關(guān)系的因素之一。

圖11對(duì)于三個(gè)模式(見圖11的視圖(a))示出了產(chǎn)生的煙量和預(yù)噴射時(shí)間Tp之間的關(guān)系(見圖11的圖示(b))以及熱效率和預(yù)噴射時(shí)間Tp之間的關(guān)系(見圖11的圖示(c))，在所述三個(gè)模式中，在預(yù)噴射和主噴射的總噴射量固定的情況下預(yù)噴射量和主噴射量的比 例變化，其中主噴射時(shí)間Tm被固定在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前的預(yù)定時(shí)間處，并且預(yù)噴射時(shí)間Tp是變化的。關(guān)于點(diǎn)火時(shí)間，在所有模式中點(diǎn)火間隔Ds(即，從預(yù)噴射時(shí)間Tp到點(diǎn)火時(shí)間Ts的時(shí)段)是相同的。在模式1至3中預(yù)噴射量和主噴射量的比例如下：

模式1:預(yù)噴射量＝X1，主噴射量＝Y(jié)1，

模式2:預(yù)噴射量＝X2，主噴射量＝Y(jié)2，以及

模式3:預(yù)噴射量＝X3，主噴射量＝Y(jié)3，

其中，X1>X2>X3,Y1<Y2<Y3，并且X1＝Y(jié)1。

在圖11的圖示(b)中，在模式1中的煙量的變化由L24表示，在模式2中的煙量的變化由L25表示，并且在模式3中的煙量的變化由L26表示。在圖11的圖示(c)中，在模式1中的熱效率的變化由L27表示，在模式2中的熱效率的變化由L28表示，并且在模式3中的熱效率的變化由L29表示。在模式1中的煙和熱效率的測(cè)量點(diǎn)由圓圈表示，在模式2中的煙和熱效率的測(cè)量點(diǎn)由三角表示，并且在模式3中的煙和熱效率的測(cè)量點(diǎn)由菱形表示。在各模式中熱效率最高的曲柄角度(或者預(yù)噴射時(shí)間Tp)處的煙和熱效率的測(cè)量點(diǎn)由實(shí)心的黑色圓圈、三角形和菱形表示。

這里，在關(guān)注前述實(shí)心的黑色測(cè)量點(diǎn)的同時(shí)，我們考慮從模式3切換到模式2并且然后切換到模式1。通過(guò)增加預(yù)噴射量并且使預(yù)噴射時(shí)間Tp提前，能夠在減少或保持產(chǎn)生的煙量(見圖11的圖示(b))的同時(shí)將內(nèi)燃機(jī)1的熱效率保持在最高水平附近。當(dāng)預(yù)噴射量增加時(shí)，主噴射量相反地減少。然而，通過(guò)使預(yù)噴射時(shí)間Tp提前，能夠增加預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物。如果較大量的未燃燒剩余燃料與主噴射燃料一起經(jīng)受自燃擴(kuò)散燃燒，則能夠補(bǔ)償由于主噴射量的減少導(dǎo)致的動(dòng)力的下降。從而，能夠?qū)?nèi)燃機(jī)1的熱效率保持在滿意的水平。即使預(yù)噴射量增加，也能夠通過(guò)使預(yù)噴射時(shí)間Tp提前來(lái)控制煙量。這被認(rèn)為是因?yàn)槿绻A(yù)噴射時(shí)間Tp提前，則在內(nèi)燃機(jī)中的壓力較低時(shí)執(zhí)行預(yù)噴射，從而使預(yù)噴射燃料的穿透力相對(duì)較高，以便使用在燃燒室中的 空氣(氧氣)有效地燃燒預(yù)噴射燃料。即使預(yù)噴射量增加，預(yù)噴射燃料和空氣的這種有效的混合也能夠減少在燃燒室中的預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的分布不均，并且減少煙量。此外，使預(yù)噴射時(shí)間Tp提前導(dǎo)致噴射間隔增加，從而能夠防止產(chǎn)生預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物與主噴射燃料的重疊。從而，還能夠防止可能在預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物和主噴射燃料重疊時(shí)出現(xiàn)的由于可用空氣的局部不足導(dǎo)致的煙的產(chǎn)生。

將理解的是，如果假設(shè)在將預(yù)噴射時(shí)間Tp固定到例如時(shí)間Ta的同時(shí)根據(jù)模式1至3來(lái)執(zhí)行預(yù)噴射，則由于預(yù)噴射量增加，所以煙量增加并且內(nèi)燃機(jī)1的熱效率減少，其中在時(shí)間Ta處，在圖11的圖示(c)中在模式3中獲得最高的熱效率。根據(jù)該事實(shí)還將理解的是，在增加預(yù)噴射燃料的情況下使噴射時(shí)間提前的控制預(yù)噴射的上述方法在減少煙并且提高熱效率方面是非常有效的。毋庸置疑，使待執(zhí)行的預(yù)噴射以允許保持預(yù)主相互關(guān)系的一定程度提前是有必要的，并且不合理地使預(yù)噴射時(shí)間Tp提前將難以有利地燃燒主噴射燃料。

圖11中的圖示(b)和(c)中示出的模式1至3中的測(cè)量點(diǎn)能夠被轉(zhuǎn)換成在具有表示產(chǎn)生的煙量的橫軸和表示內(nèi)燃機(jī)1的熱效率的縱軸的圖示中的圖表。圖12示出產(chǎn)生的煙量和熱效率的該相關(guān)性。在圖12中由虛線R5圈成的測(cè)量點(diǎn)處在產(chǎn)生的煙量小并且內(nèi)燃機(jī)1的熱效率高的范圍中。在各模式中表示最高的熱效率的測(cè)量點(diǎn)落入該范圍R5中。根據(jù)該事實(shí)還將充分理解的是，根據(jù)本發(fā)明能夠在保持內(nèi)燃機(jī)1的熱效率的同時(shí)減少產(chǎn)生的煙量。

<燃燒控制流程>

圖13示出了根據(jù)本發(fā)明在內(nèi)燃機(jī)1中的燃燒控制的具體過(guò)程的流程。通過(guò)在內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)行期間執(zhí)行儲(chǔ)存在ECU200中的控制程序來(lái)重復(fù)地執(zhí)行圖13中示出的燃燒控制。圖14示出了在燃燒控制的過(guò)程中使用的示例性控制映射圖。在圖14中的上圖示(a)中，線L30表示 內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和預(yù)噴射量之間的關(guān)系，線L31表示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和主噴射量之間的關(guān)系，并且線L32表示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和負(fù)荷適用噴射量之間的關(guān)系，該負(fù)荷適用噴射量是適于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的燃料噴射量。此外，圖14中的上圖示(a)還示出與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相關(guān)的預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物M1。在圖14中的下圖示(b)中，L33表示內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和預(yù)噴射時(shí)間Tp之間的關(guān)系，L34表示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和點(diǎn)火時(shí)間Ts之間的關(guān)系，并且L35表示發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和主噴射時(shí)間Tm之間的關(guān)系。圖14中的圖示(b)的橫軸表示噴射時(shí)間，其中較大值表示從壓縮沖程的上死點(diǎn)的較大提前量。

首先，在步驟S101中，基于加速器位置傳感器22的測(cè)量值來(lái)計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷?？商娲?，可以基于進(jìn)氣通路70中的空氣流量，即空氣流量計(jì)72的測(cè)量值或進(jìn)氣通路70中的進(jìn)氣壓力來(lái)計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。然后，在步驟S102中，基于在步驟S101中計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷來(lái)確定負(fù)荷適用噴射量S0。具體地，使用由圖14中的圖示(a)中的線L32表示的控制映射圖來(lái)計(jì)算適于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的負(fù)荷適用噴射量S0。在該實(shí)例中，在控制映射圖中記錄了發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和負(fù)荷適用噴射量S0之間的關(guān)系，其中負(fù)荷適用噴射量S0隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加而增加。在完成步驟S102的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S103。

在步驟S103中，使用由圖14的圖示(b)中的線L35表示的控制映射圖來(lái)確定主噴射時(shí)間Tm。如上所述，為了提高內(nèi)燃機(jī)1的熱效率，主噴射時(shí)間Tm被設(shè)定成在壓縮沖程的上死點(diǎn)之前的適當(dāng)噴射時(shí)間。已經(jīng)通過(guò)對(duì)于內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷的每個(gè)值預(yù)先進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)測(cè)量了內(nèi)燃機(jī)1的適當(dāng)噴射時(shí)間，并且已經(jīng)基于測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)備了由線L35表示的控制映射圖。在示例性情形中，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加時(shí)主噴射時(shí)間Tm逐漸提前，但是主噴射時(shí)間Tm被保持在高負(fù)荷范圍R8(即，負(fù)荷適用噴射量S0等于或大于S2的范圍，這將在以后描述)中的上限提前量。這是因?yàn)楦鶕?jù)被保持在將在之后描述的高負(fù)荷范圍R8中的恒定值(最大主噴射量)的主噴射量來(lái)確定主噴射時(shí)間Tm。在完成步驟S103的處理之后， 過(guò)程前進(jìn)到步驟S104。

在步驟S104中，判定在步驟S102中確定的負(fù)荷適用噴射量S0是否等于或小于預(yù)定第一噴射量S1。如果如之后描述的預(yù)噴射時(shí)間Tp和主噴射時(shí)間Tm一起提前(見步驟S106中的處理)，則預(yù)定第一噴射量S1是與如下發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的閾值，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷以上出現(xiàn)由于預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物和主噴射燃料的重疊導(dǎo)致的可用空氣的不足引起的可能產(chǎn)生煙的情形。因此，如果負(fù)荷適用噴射量S0等于或小于預(yù)定第一噴射量S1，則內(nèi)燃機(jī)1不處于可能產(chǎn)生煙的情形中。另一方面，如果負(fù)荷適用噴射量S0超過(guò)預(yù)定第一噴射量S1，則內(nèi)燃機(jī)1處于可能產(chǎn)生煙的情形中。如果在步驟S104中作出肯定的判定，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S105，而如果作出否定的判定，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S110。

如果在步驟S104作出肯定的判定，即，如果負(fù)荷適用噴射量S0等于或小于預(yù)定第一噴射量S1，則內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在低負(fù)荷范圍R6中(見圖14)。在該情形中，為了在防止不穩(wěn)定燃燒的同時(shí)將內(nèi)燃機(jī)1的熱效率保持在高水平，優(yōu)選的是將預(yù)噴射量設(shè)定成落入如上參考圖8描述的范圍Rp中的噴射量。因此，在步驟S105中，預(yù)噴射量Sp被設(shè)定成最小預(yù)噴射量Spmin，該最小預(yù)噴射量Spmin是落入范圍Rp中的預(yù)噴射量。從而，如果發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在低負(fù)荷范圍R6中，則預(yù)噴射量Sp被固定在如由圖14中的圖示(a)中的線L30示出的最小預(yù)噴射量Spmin。在完成步驟S105中的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S106。

在步驟S106中，使用由在圖14的圖示(b)中的線L33表示的控制映射圖來(lái)確定預(yù)噴射時(shí)間Tp。在低負(fù)荷范圍R6中，考慮到已經(jīng)參考圖10描述的噴射間隔Di和內(nèi)燃機(jī)1的熱效率之間的相互關(guān)系，預(yù)噴射時(shí)間Tp可以被以提供如下噴射間隔Di的方式設(shè)定，該噴射間隔Di導(dǎo)致適當(dāng)?shù)臒嵝?。因此，由于在低?fù)荷范圍R6中，預(yù)噴射量被固 定在最小預(yù)噴射量Spmin，所以預(yù)噴射時(shí)間Tp被以噴射間隔Di貫穿低負(fù)荷范圍R6保持恒定的方式設(shè)定，即，以預(yù)噴射時(shí)間Tp以相同方式與主噴射時(shí)間Tm一起變化的方式設(shè)定。在步驟S107中，使用由圖14的圖示(b)中的線L34表示的控制映射圖來(lái)確定點(diǎn)火時(shí)間Ts。具體地，與預(yù)噴射時(shí)間Tp一樣，點(diǎn)火時(shí)間Ts被以與將預(yù)噴射量Sp固定到在低負(fù)荷范圍R6中的最小預(yù)噴射量相適應(yīng)地使點(diǎn)火間隔Di貫穿低負(fù)荷范圍R6保持恒定的方式設(shè)定。

在步驟108中，使用由在圖14的圖示(a)中的線L31表示的控制映射圖來(lái)計(jì)算主噴射量Sm。在低負(fù)荷范圍R6中，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和主噴射量之間的相互關(guān)系遵循以下等式2。

[數(shù)學(xué)式2]

Sm＝S0－Sp×α， (等式2)

其中，α是預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率。

如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物自燃并且通過(guò)擴(kuò)散燃燒與主噴射燃料一起燃燒以有助于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，從而能夠提高內(nèi)燃機(jī)1的熱效率。在對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的貢獻(xiàn)方面，預(yù)噴射燃料的一部分或其未燃燒剩余物能夠被視為等同于主噴射燃料。因此，能夠通過(guò)預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)或其他過(guò)程來(lái)測(cè)量表示預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率的系數(shù)α并且使用前述等式2來(lái)考慮到根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的特性來(lái)計(jì)算主噴射量Sm。如上所述，預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率根據(jù)預(yù)噴射時(shí)間、點(diǎn)火間隔Ds和噴射間隔Di而變化。因此，基于它們確定系數(shù)α的值。在通過(guò)火花塞5的點(diǎn)火燃燒的燃料的量(即，通過(guò)噴霧引導(dǎo)燃燒而燃燒的燃料的量)相對(duì)于總預(yù)噴射量非常小的情形中，系數(shù)α可以在控制中被設(shè)定成等于1。在該情形中，假設(shè)在控制中負(fù)荷適用噴射量等于總噴射量。在完成步驟S108中的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S130。

在以上述方式確定與預(yù)噴射、主噴射和點(diǎn)火相關(guān)的參數(shù)時(shí)，在低負(fù)荷范圍R6中，在預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火之后保留由圖14的圖示(a)中的M1表示的預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物。如上所述，在低負(fù)荷范圍R6中，由于預(yù)噴射量Sp被固定在最小預(yù)噴射量Spmin并且點(diǎn)火間隔Ds和噴射間隔Di是固定的，所以預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的量大致恒定。

如果在步驟S104作出否定判定，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S110。在步驟S110中，判定在步驟S102中確定的負(fù)荷適用噴射量S0是否等于或小于預(yù)定第二噴射量S2。預(yù)定第二噴射量S2是與如下發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷對(duì)應(yīng)的閾值，在該發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載以上在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中在適當(dāng)?shù)膰娚鋾r(shí)間噴射的燃料的量相對(duì)大使得出現(xiàn)自燃擴(kuò)散燃燒可能被其蒸發(fā)潛熱影響從而變得不穩(wěn)定并且煙可能由于其燃料噴霧周圍的空氣(氧氣)不足而產(chǎn)生的情形。換言之，預(yù)定第二噴射量S2是鑒于燃燒的穩(wěn)定性和煙而在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中能夠在適當(dāng)?shù)膰娚鋾r(shí)間噴射的最大限度的噴射量。因此，如果負(fù)荷適用噴射量S0等于或小于第二噴射量S2，則存在煙不可能產(chǎn)生的情形。另一方面，如果負(fù)荷適用噴射量S0超過(guò)預(yù)定第二噴射量S2，則存在能夠產(chǎn)生煙的情形。如果在步驟S110中作出可定判定，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S111，并且如果作出否定判定，則過(guò)程前進(jìn)到步驟S121。

如果在步驟S110中所做的判定是肯定的，即如果負(fù)荷適用噴射量S0大于預(yù)定第一噴射量S1并且等于或小于預(yù)定第二噴射量S2，則內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在中間負(fù)荷范圍R7中(見圖14)。在該情形中，過(guò)程前進(jìn)到步驟S111和S112。在步驟S111中，使用由在圖14的圖示(a)中的線L30表示的控制映射圖來(lái)確定預(yù)噴射量Sp，并且在步驟S112中，使用由在圖14的圖示(b)中的線L33表示的控制映射圖來(lái)確定預(yù)噴射時(shí)間Tp。具體而言，在中間負(fù)荷范圍R7中，負(fù)荷適用噴射量S0大于預(yù)定第一噴射量S1，從而有必要減少由于預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物和主噴射燃料的干涉導(dǎo)致的煙的產(chǎn)生。因此，如之前所描述的，預(yù)噴射時(shí)間Tp除了以相同量與主噴射時(shí)間Tm一起提前之外進(jìn) 一步提前，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加(即，負(fù)荷適用噴射量S0增加)的情況下減少煙的產(chǎn)生?？梢曰谥皡⒖紙D10描述的噴射間隔Di和內(nèi)燃機(jī)1的熱效率之間的關(guān)系和之前參考圖11描述的煙的減少兩者考慮到熱效率和產(chǎn)生的煙量之間的平衡來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定預(yù)噴射時(shí)間Tp。由此，如由線L30表示的，通過(guò)根據(jù)預(yù)噴射時(shí)間Tp的提前量的增加來(lái)增加預(yù)噴射量，從而增加預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物并且使其與主噴射燃料一起燃燒(見圖11)，能夠在不犧牲內(nèi)燃機(jī)1的熱效率的情況下減少煙的產(chǎn)生。

然后，在步驟S113中，使用由在圖14的圖示(b)中的線L34表示的控制映射圖來(lái)確定點(diǎn)火時(shí)間Ts。具體而言，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加，點(diǎn)火時(shí)間Ts的提前量以與在步驟S112中確定的預(yù)點(diǎn)火時(shí)間Tp的提前量的增加相同的量增加。換言之，在中間負(fù)荷范圍R7中，點(diǎn)火時(shí)間Ts響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而提前。在完成步驟S113中的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S114。

在步驟S114中，使用由在圖14的圖示(a)中的線L31表示的控制映射圖來(lái)確定主噴射量。在中間負(fù)荷范圍R7中，也與在低負(fù)荷范圍R6中一樣，由線L31表示的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和主噴射量Sm之間的關(guān)系遵循上述等式2。因此，能夠與在步驟S108中的處理一樣，考慮根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的特性來(lái)確定主噴射量Sm。在中間負(fù)荷范圍R7中，由于預(yù)噴射量Sp隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加，所以在中間負(fù)荷區(qū)域R7中的主噴射量Sm的增加率(即，主噴射量Sm相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加的增加率)小于在低負(fù)荷區(qū)域R6中的主噴射量Sm的增加率。在完成步驟S114的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S130。

通過(guò)如上所述確定的與預(yù)噴射、主噴射和點(diǎn)火相關(guān)的參數(shù)，在中間負(fù)荷范圍R7中的預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火之后，保留由在圖14的圖示(a)中的M1表示的預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物。如上所述，在中間負(fù)荷范圍R7中，預(yù)噴射量響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加，并且預(yù)噴射時(shí)間 Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts在點(diǎn)火間隔Ds固定的情況下提前。從而，未燃燒剩余物的量也隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加。

如果在步驟S110中作出的判定是否定的，即，如果負(fù)荷適用噴射量S0大于預(yù)定第二噴射量S2，則內(nèi)燃機(jī)1的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在高負(fù)荷范圍R8中(見圖14)。在該情形中，過(guò)程前進(jìn)到步驟121。該步驟S121中，使用由在圖14的圖示(a)中的線L31表示的控制映射圖來(lái)確定主噴射量Sm。具體而言，在高負(fù)荷范圍R8中，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加使主噴射量Sm相對(duì)大。如上所述，如果主噴射量大到一定程度，則由于噴射期間的蒸發(fā)潛熱的影響燃燒將不穩(wěn)定，并且由于噴射的燃料噴霧周圍的空氣(氧氣)的不足可能產(chǎn)生煙。鑒于此，在高負(fù)荷范圍R8中，主噴射量Sm被設(shè)定成最大主噴射量Smmax，該最大主噴射量Smmax是主噴射量的上限制，通過(guò)該上限值確保了穩(wěn)定的燃燒并且能夠防止過(guò)大量煙的產(chǎn)生。在完成步驟S121的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S122。

在步驟S122中，使用由在圖14的圖示(a)中的線L30表示的控制映射圖來(lái)計(jì)算預(yù)噴射量Sp。在高負(fù)荷范圍R8中，由線L30表示的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和預(yù)噴射量Sp之間的關(guān)系由以下等式3來(lái)表達(dá)：

[數(shù)學(xué)式3]

Sp＝(S0-Sm)/α [等式3]

其中，與在等式2中一樣，α是預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物率。在高負(fù)荷范圍R8中，出于上述原因，主噴射量Sm被固定在最大主噴射量Smmax。由此，通過(guò)使用以上等式3，能夠出于與在步驟S108和S114中的處理基本相同的原因考慮到根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的特性來(lái)確定預(yù)噴射量Sp。在完成步驟S122中的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S123。

在步驟S123中，使用由在圖14的圖示(b)中的線L33表示的控制映射圖來(lái)確定預(yù)噴射時(shí)間Tp。具體而言，在高負(fù)荷范圍R8中，由 于負(fù)荷適用噴射量S0大于預(yù)定第二噴射量S2，所以主噴射量Sm被固定在步驟S121中確定的最大主噴射量Smmax以便確保穩(wěn)定的燃燒并且減少煙。因此，響應(yīng)于要求發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，預(yù)噴射量Sp根據(jù)前述等式3被確定為比在中間負(fù)荷范圍R7中的值大的值。在預(yù)噴射量Sp變得如此大時(shí)，再次出現(xiàn)由于預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物和主噴射燃料的干涉引起的產(chǎn)生煙的可能性。因此，如從圖14的圖示(b)中的線L33看到的，與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在中間負(fù)荷范圍R7中的情形相比，預(yù)噴射時(shí)間Tp更大程度地提前，換言之，預(yù)噴射時(shí)間Tp被以在高負(fù)荷范圍R8中的噴射間隔Di隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加的方式設(shè)定，從而減少煙。由于如上所述存在在高負(fù)荷范圍R8中產(chǎn)生煙的可能性，所以優(yōu)選的是通過(guò)以上參考圖11描述的提前而給予煙的減少較高的優(yōu)先級(jí)來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定預(yù)噴射時(shí)間Tp。如果能夠如期望地實(shí)現(xiàn)煙的減少，則可以考慮到以上參考圖10描述的噴射間隔Di和內(nèi)燃機(jī)1的熱效率之間的關(guān)系來(lái)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定預(yù)噴射時(shí)間Tp。在完成步驟S123的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S124。

然后，在步驟S124中，使用由在圖14的圖示(b)中的線L34表示的控制映射圖來(lái)確定點(diǎn)火時(shí)間Ts。具體而言，點(diǎn)火時(shí)間Ts隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而提前，其中，提前量的增加率(即，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加的提前量的增加率)小于預(yù)噴射的提前量的增加率。從而，在高負(fù)荷范圍R8中，在預(yù)噴射時(shí)間Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts兩者均隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加的同時(shí)，點(diǎn)火間隔Ds隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加。從而，在高負(fù)荷范圍R8中，與主噴射燃料一起經(jīng)受燃燒的預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的量能夠大程度增加(見圖14的圖示(a)中的M1)。如上所述，雖然主噴射量被固定在高負(fù)荷范圍R8中的最大主噴射量，但是能夠通過(guò)以上述方式增加預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的量來(lái)對(duì)要求發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷作出響應(yīng)并且將內(nèi)燃機(jī)1的熱效率保持在滿意的水平。在完成步驟S124的處理之后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S130。

通過(guò)如上所述確定的與預(yù)噴射、主噴射和點(diǎn)火相關(guān)的參數(shù)，在高 負(fù)荷范圍R8中的預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火之后，保留由在圖14的圖示(a)中的M1表示的預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物。如上所述，在高負(fù)荷范圍R8中，預(yù)噴射量Sp響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而增加，并且預(yù)噴射時(shí)間Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts在點(diǎn)火間隔Ds增加的情況下提前。由于主噴射量Sm被固定在最大主噴射量Smmax，所以與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在中間負(fù)荷區(qū)域R7中的情形相比，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加的預(yù)噴射量Sp的增加率較高。從而，與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷在中間負(fù)荷范圍R7中的情形相比，未燃燒剩余物的量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加更大程度地增加。

在完成步驟S108、S114和S124中的任意一個(gè)步驟的處理之后，執(zhí)行S130的處理。在步驟S130中，由燃料噴射閥6進(jìn)行的預(yù)噴射和主噴射以及由火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火根據(jù)在之前的處理中已經(jīng)確定的預(yù)噴射量Sp、預(yù)噴射時(shí)間Ts、主噴射量Sm、主噴射時(shí)間Tm和點(diǎn)火時(shí)間Ts來(lái)執(zhí)行。在完成步驟S130的處理之后，再次執(zhí)行從步驟S101開始的處理。

根據(jù)該燃燒控制，通過(guò)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷適當(dāng)?shù)卮_定預(yù)噴射量Sp、預(yù)噴射時(shí)間Ts、主噴射量Sm、主噴射時(shí)間Tm和點(diǎn)火時(shí)間Ts，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的柴油燃燒以及產(chǎn)生減少的煙并且提高燃燒的熱效率。此外，在范圍為從低負(fù)荷范圍到高負(fù)荷范圍的內(nèi)燃機(jī)的寬運(yùn)行范圍上實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的燃燒。

實(shí)例2

將參看圖15描述能夠應(yīng)用到在圖13中示出的燃燒控制的用于預(yù)噴射、主噴射和點(diǎn)火的控制映射圖的第二實(shí)例。在圖15中，通過(guò)相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示與圖14中相同的控制映射圖以去除其詳細(xì)的說(shuō)明。具體而言，在圖15中示出的控制映射圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的范圍的劃分，或者低負(fù)荷范圍R6、中間負(fù)荷范圍R7和高負(fù)荷范圍R8與在圖14中的那些范圍相同。此外，在圖14和圖15之間，用于預(yù)噴射量Sp(由線L30表示)、主噴射量Sm(由線L31表示)、負(fù)荷適用噴射量S0 (由線L32表示)的控制映射圖和用于主噴射時(shí)間(由線L35表示)的控制映射圖是相同的。

在下文中，將對(duì)于每個(gè)負(fù)荷范圍描述用于預(yù)噴射時(shí)間Tp(由線L36表示)和點(diǎn)火時(shí)間Ts(由線L37表示)的控制映射圖。

(1)低負(fù)荷范圍R6

在低負(fù)荷范圍R6中，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和預(yù)噴射時(shí)間Tp之間的關(guān)系以及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和點(diǎn)火時(shí)間Ts之間的關(guān)系與圖14中示出的控制映射圖相同。

(2)中間負(fù)荷范圍R7

在該實(shí)例中，在中間負(fù)荷范圍R7中，預(yù)噴射時(shí)間Tp與主噴射時(shí)間Tm以相同的提前量一起提前。從而，在中間負(fù)荷范圍R7中，與在低負(fù)荷范圍R6中一樣，噴射間隔Di保持恒定。另一方面，以點(diǎn)火間隔Ds隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加而變長(zhǎng)的方式確定點(diǎn)火時(shí)間Ts。因此，點(diǎn)火時(shí)間Ts在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加時(shí)朝著壓縮沖程的上死點(diǎn)延遲。在點(diǎn)火間隔Ds變長(zhǎng)時(shí)，在燃燒室中流動(dòng)直至點(diǎn)火的預(yù)噴射燃料的量增加。因此，在點(diǎn)火之后的預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的量能夠增加。如上所述，預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的量的該增加對(duì)于提高內(nèi)燃機(jī)1的熱效率是有利的。

(3)高負(fù)荷范圍R8

同樣在該實(shí)例中，在高負(fù)荷范圍R8中，主噴射量Sm被固定在步驟S121中確定的最大主噴射量Smmax，以便確保穩(wěn)定的燃燒并且減少煙，因此預(yù)噴射量Sp相對(duì)大。因此，與在第一實(shí)例中的高負(fù)荷范圍R8中一樣，為了減少由預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物和主噴射燃料的干涉產(chǎn)生的煙，預(yù)噴射時(shí)間Tp比在中間負(fù)荷范圍R7中更大程度地提前。換言之，在高負(fù)荷范圍R8中，預(yù)噴射時(shí)間Tp被以噴射間隔Di隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而變長(zhǎng)的方式設(shè)定。點(diǎn)火時(shí)間Ts可以隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷 的增加而提前使得點(diǎn)火間隔Ds隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而變長(zhǎng)。可替代地，點(diǎn)火時(shí)間Ts可以被固定在固定時(shí)間而不考慮發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加。

在以上述方式確定預(yù)噴射時(shí)間Tp和點(diǎn)火時(shí)間Ts時(shí)，通過(guò)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加大程度地提前預(yù)噴射時(shí)間Tp來(lái)增加點(diǎn)火間隔Ds。因此，能夠有效地增加預(yù)噴射燃料Tp的未燃燒剩余物的量(見圖15的圖示(s)中的M1)。特別地，由于在高負(fù)荷范圍R8中主噴射量被固定在最大主噴射量Smmax以便確保穩(wěn)定的燃燒并且減少煙，所以能夠通過(guò)以該方式增加預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的量來(lái)獲得要求發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，并且還能夠?qū)?nèi)燃機(jī)1的熱效率保持在滿意的水平。

能夠如上所述使用在圖15中示出的控制映射圖，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制，通過(guò)響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷適當(dāng)?shù)卮_定預(yù)噴射量Sp、預(yù)噴射時(shí)間Ts、主噴射量Sm、主噴射時(shí)間Tm和點(diǎn)火時(shí)間Ts來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的柴油燃燒并減少煙的產(chǎn)生和提高燃燒的熱效率。此外，在范圍從低負(fù)荷范圍到高負(fù)荷范圍的內(nèi)燃機(jī)的寬的運(yùn)行范圍上實(shí)現(xiàn)有利的燃燒。

實(shí)例3

在之前描述的實(shí)例中，點(diǎn)火時(shí)間Ts被設(shè)定成在預(yù)噴射時(shí)間Tp之后的時(shí)間。在該實(shí)例中，作為該模式的替代，點(diǎn)火時(shí)間Ts可以被設(shè)定成在預(yù)噴射時(shí)間Tp之前的時(shí)間。在該情形中，在由火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火繼續(xù)的同時(shí)，換言之，在火花塞5的電極之間的放電繼續(xù)的同時(shí)，執(zhí)行預(yù)噴射。在預(yù)噴射時(shí)間Tp之前的預(yù)定時(shí)間開始由火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火，并且在點(diǎn)火繼續(xù)的同時(shí)執(zhí)行預(yù)噴射，使得預(yù)噴射燃料被點(diǎn)燃。通過(guò)預(yù)先開始由火花塞5進(jìn)行的點(diǎn)火，在圖2中示出的區(qū)域5a附近的空氣的溫度能夠升高，從而能夠提高預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火性。從而，能夠提高根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的可靠性。

在該實(shí)例的情形中，在預(yù)噴射燃料達(dá)到火花塞5的區(qū)域5a時(shí)點(diǎn)燃預(yù)噴射燃料。因此，難以與在上述實(shí)例的情形中一樣通過(guò)增加點(diǎn)火間 隔Ds來(lái)增加預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的量。因此，當(dāng)預(yù)噴射燃料的未燃燒剩余物的量增加以便提高內(nèi)燃機(jī)1的熱效率時(shí)，預(yù)噴射量Sp可以增加。此外，如果存在隨著預(yù)噴射量的增加產(chǎn)生煙的可能性，則除了增加預(yù)噴射量Sp之外，預(yù)噴射時(shí)間Tp可以提前。

附圖標(biāo)記列表

1:內(nèi)燃機(jī)

2:氣缸

3:活塞

5:火花塞

6:燃料噴射閥

7:進(jìn)氣口

8:排氣口

9:進(jìn)氣閥

10:排氣閥

20:ECU

21:曲柄位置傳感器

22:加速器位置傳感器

71:節(jié)流閥

72:空氣流量計(jì)

Tp：預(yù)噴射時(shí)間

Tm：主噴射時(shí)間

Ts：點(diǎn)火時(shí)間

Di：噴射間隔

Ds：點(diǎn)火間隔