內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。目的在于，在使用自燃溫度較高的燃料來(lái)進(jìn)行柴油燃燒的內(nèi)燃機(jī)中，抑制燃料發(fā)生急劇的自燃。在本發(fā)明中，在壓縮行程中進(jìn)行火花點(diǎn)火的預(yù)燃燒。之后，在壓縮行程上止點(diǎn)前執(zhí)行缸內(nèi)噴射閥的主噴射。由此，通過(guò)主噴射而噴射出的燃料以通過(guò)預(yù)燃燒而產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn)開始燃燒，進(jìn)而產(chǎn)生燃料的自燃以及擴(kuò)散燃燒。而且，在本發(fā)明中，至少在內(nèi)燃機(jī)的一部分運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，在對(duì)預(yù)噴射燃料進(jìn)行火花點(diǎn)火之后且主噴射之前的正時(shí)執(zhí)行中間噴射。而且，通過(guò)中間噴射而噴射出的燃料通過(guò)火焰?zhèn)鞑ザ紵?br>【專利說(shuō)明】
內(nèi)燃機(jī)的控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及內(nèi)燃機(jī)的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為對(duì)燃燒室內(nèi)的壓縮空氣直接噴射燃料而使該燃料自燃并擴(kuò)散燃燒的燃燒方 式的所謂的柴油燃燒，與通過(guò)火花點(diǎn)火進(jìn)行的燃燒相比，其熱效率較高。近年來(lái)，為了在汽 油發(fā)動(dòng)機(jī)也享有運(yùn)樣的柴油燃燒的優(yōu)點(diǎn)，正在開發(fā)用于使通過(guò)汽油的自燃W及擴(kuò)散燃燒進(jìn) 行的燃燒成立的技術(shù)。
[0003] 例如在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，首先，通過(guò)利用缸內(nèi)噴射閥在壓縮行程的前一 半進(jìn)行第1燃料噴射而在燃燒室內(nèi)整個(gè)區(qū)域形成大致均質(zhì)的混合氣。然后，對(duì)通過(guò)第1燃料 噴射形成的混合氣進(jìn)行火花點(diǎn)火。之后進(jìn)行第2燃料噴射而使所噴射出的燃料燃燒，進(jìn)而， 利用由該燃燒引起的燃燒室內(nèi)的溫度W及壓力上升而使剩余的燃料自燃。
[0004] 另外，在專利文獻(xiàn)2中公開了 W自燃溫度較高的天然氣等作為燃料來(lái)用于實(shí)現(xiàn)柴 油燃燒的技術(shù)。在該專利文獻(xiàn)2所公開的技術(shù)中，首先，在壓縮行程的初期或中期對(duì)燃燒室 內(nèi)的預(yù)定的火花點(diǎn)火區(qū)域進(jìn)行燃料噴射，由此形成可火花點(diǎn)火的混合氣。而且，在即將到達(dá) 壓縮行程上止點(diǎn)的正時(shí)對(duì)形成于該火花點(diǎn)火區(qū)域的混合氣進(jìn)行點(diǎn)火，由此進(jìn)行火花點(diǎn)火燃 燒。由此，燃燒室內(nèi)成為能夠使天然氣自燃的高溫且高壓的狀態(tài)。之后，向高溫高壓狀態(tài)的 燃燒室內(nèi)直接噴射燃料而使該燃料進(jìn)行柴油燃燒。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2002-276442號(hào)公報(bào) [000引專利文獻(xiàn)2:日本特開2003-254105號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0010] 本發(fā)明的目的在于，在使用像汽油運(yùn)樣自燃溫度較高的燃料來(lái)進(jìn)行柴油燃燒的內(nèi) 燃機(jī)中，抑制產(chǎn)生燃料急劇的自燃。
[0011] 用于解決問(wèn)題的方案
[0012] 本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射閥從燃燒室的中央附近的位置放射狀噴射燃料。在內(nèi) 燃機(jī)中，在壓縮行程中執(zhí)行燃料噴射閥的預(yù)噴射，并且對(duì)通過(guò)該預(yù)噴射而噴射出的燃料 下也有時(shí)稱為"預(yù)噴射燃料"）進(jìn)行火花點(diǎn)火。之后，在壓縮行程上止點(diǎn)前開始執(zhí)行燃料噴射 閥的主噴射。由此，W通過(guò)對(duì)預(yù)噴射燃料進(jìn)行火花點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn)，使通過(guò)主噴射 而噴射出的燃料下也有時(shí)稱為"主噴射燃料"）開始燃燒，進(jìn)而產(chǎn)生燃料的自燃W及擴(kuò)散 燃燒。
[0013] 進(jìn)而，在本發(fā)明中，至少在內(nèi)燃機(jī)的一部分運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，除了執(zhí)行預(yù)噴射W及主噴射 之外，還執(zhí)行燃料噴射閥的中間噴射。該中間噴射在對(duì)預(yù)噴射燃料進(jìn)行的火花點(diǎn)火之后且 主噴射之前的正時(shí)進(jìn)行。而且，通過(guò)中間噴射而噴射出的燃料（w下也有時(shí)稱為"中間噴射 燃料"）通過(guò)火焰?zhèn)鞑ザ紵?。此外，本發(fā)明的"預(yù)噴射"、"主噴射"、"中間噴射"運(yùn)樣的用語(yǔ) 只不過(guò)是為了在一個(gè)燃燒循環(huán)中區(qū)分由燃料噴射閥執(zhí)行的各個(gè)燃料噴射而出于方便的目 的使用的。
[0014] 更詳細(xì)而言，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置具備:燃料噴射閥，其從內(nèi)燃機(jī)中的燃燒 室的中央附近的位置放射狀噴射燃料；點(diǎn)火裝置，其相對(duì)于所述燃料噴射閥的相對(duì)位置被 確定為使得從該燃料噴射閥噴射出的燃料噴霧的一部分通過(guò)可點(diǎn)火區(qū)域并能夠?qū)υ撊剂?噴霧直接點(diǎn)火；W及燃燒控制單元，其在壓縮行程中的預(yù)噴射正時(shí)執(zhí)行所述燃料噴射閥的 預(yù)噴射，并且由所述點(diǎn)火裝置對(duì)通過(guò)該預(yù)噴射形成的燃料噴霧即預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火，進(jìn)而，在 主噴射正時(shí)開始執(zhí)行所述燃料噴射閥的主噴射，由此產(chǎn)生燃料的自燃并且至少使通過(guò)所述 主噴射而噴射出的燃料的一部分?jǐn)U散燃燒，所述主噴射正時(shí)是由所述點(diǎn)火裝置對(duì)所述預(yù)噴 霧點(diǎn)火之后且壓縮行程上止點(diǎn)前的正時(shí)，且所述主噴射正時(shí)被設(shè)定為使得噴射燃料W通過(guò) 對(duì)所述預(yù)噴霧點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn)開始燃燒，至少在內(nèi)燃機(jī)的一部分運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，所述 燃燒控制單元，在一個(gè)燃燒循環(huán)中除了執(zhí)行所述預(yù)噴射和所述主噴射W外還在中間噴射正 時(shí)執(zhí)行由所述燃料噴射閥噴射比同一個(gè)燃燒循環(huán)中的所述預(yù)噴射的燃料噴射量少的燃料 的中間噴射，并通過(guò)下述的火焰?zhèn)鞑ナ雇ㄟ^(guò)該中間噴射而噴射出的燃料燃燒，所述火焰?zhèn)?播是W通過(guò)對(duì)所述預(yù)噴霧點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn)的火焰?zhèn)鞑ィ鲋虚g噴射正時(shí)是由所 述點(diǎn)火裝置對(duì)所述預(yù)噴霧點(diǎn)火之后且所述主噴射正時(shí)之前的正時(shí)。
[0015] 本發(fā)明的燃料噴射閥從燃燒室的中央附近的位置放射狀噴射燃料。而且，在本發(fā) 明中，首先，在壓縮行程中的預(yù)噴射正時(shí)執(zhí)行預(yù)噴射，并且利用點(diǎn)火裝置對(duì)由預(yù)噴射燃料形 成的預(yù)噴霧進(jìn)行直接點(diǎn)火。由此，可實(shí)現(xiàn)所謂的噴霧引導(dǎo)燃燒。W下也有時(shí)將運(yùn)樣的通過(guò)對(duì) 預(yù)噴霧點(diǎn)火而產(chǎn)生的噴霧引導(dǎo)燃燒稱為"預(yù)燃燒"。而且，在對(duì)預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火的點(diǎn)火正時(shí) 之后的主噴射正時(shí)開始執(zhí)行主噴射。此外，主噴射是在壓縮行程上止點(diǎn)前開始執(zhí)行的噴射， 但也可W使主噴射持續(xù)到壓縮行程上止點(diǎn)W后。
[0016] 另外，在本發(fā)明中，預(yù)噴射正時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)、W及主噴射正時(shí)被設(shè)定為使得主噴射 燃料W通過(guò)預(yù)燃燒而產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn)開始燃燒。而且，在主噴射燃料開始燃燒后，燃料會(huì) 因燃燒室內(nèi)的溫度W及壓力上升而發(fā)生自燃，進(jìn)而至少主噴射燃料的一部分進(jìn)行擴(kuò)散燃 燒。另外，預(yù)噴射燃料中的、通過(guò)點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火而燃燒的燃料是一部分。除了通過(guò)由該點(diǎn) 火產(chǎn)生的火焰?zhèn)鞑ザ紵囊徊糠秩剂蟇外的預(yù)噴射燃料在主噴射的執(zhí)行開始后通過(guò)自 燃或擴(kuò)散燃燒而燃燒。因此，預(yù)噴射燃料W及主噴射燃料均貢獻(xiàn)于內(nèi)燃機(jī)的輸出。因此，能 夠?qū)崿F(xiàn)熱效率高的柴油燃燒。
[0017] 在此，如上所述，預(yù)燃燒是通過(guò)火焰?zhèn)鞑ザM(jìn)行的燃燒。而且，通過(guò)在產(chǎn)生了該火 焰?zhèn)鞑サ钠陂g執(zhí)行主噴射，從而主噴射燃料W該火焰為起點(diǎn)開始燃燒。然而，在燃料噴射閥 的周圍的一部分區(qū)域，在因?qū)︻A(yù)噴霧點(diǎn)火而在點(diǎn)火裝置附近產(chǎn)生的火焰通過(guò)傳播到達(dá)之 前，預(yù)噴射燃料發(fā)生擴(kuò)散，從而有時(shí)成為空燃比高到燃料難W燃燒的程度的狀態(tài)。在成為運(yùn) 樣的空燃比高的狀態(tài)的區(qū)域火焰無(wú)法傳播。因此，在燃料噴射閥的周圍，局部地產(chǎn)生即使在 預(yù)燃燒時(shí)也不產(chǎn)生火焰的區(qū)域。W下將運(yùn)樣的區(qū)域稱為"火焰未產(chǎn)生區(qū)域"。
[0018] 而且，在本發(fā)明中，自燃料噴射閥從燃燒室的中央附近的位置放射狀噴射燃料。因 此，在預(yù)燃燒時(shí)產(chǎn)生了火焰未產(chǎn)生區(qū)域的情況下，若通過(guò)燃料噴射閥執(zhí)行主噴射，則也向該 火焰未產(chǎn)生區(qū)域供給主噴射燃料。然而，在火焰未產(chǎn)生區(qū)域，與存在有通過(guò)預(yù)燃燒而產(chǎn)生的 火焰的其他區(qū)域相比，通過(guò)主噴射而供給的燃料(主噴射燃料)難W燃燒。因此，火焰未產(chǎn)生 區(qū)域中的開始執(zhí)行主噴射后的燃料的自燃的產(chǎn)生遲于其他區(qū)域中的執(zhí)行主噴射后的燃料 的自燃的產(chǎn)生。其結(jié)果，在火焰未產(chǎn)生區(qū)域中產(chǎn)生的燃料的自燃變得急劇。運(yùn)樣的燃料的急 劇的自燃成為產(chǎn)生爆震、燃燒噪音的產(chǎn)生原因。
[0019] 于是，在本發(fā)明中，至少在內(nèi)燃機(jī)的一部分運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，除了執(zhí)行預(yù)噴射W及主噴射 之外，還執(zhí)行燃料噴射閥的中間噴射。該中間噴射通過(guò)在點(diǎn)火裝置對(duì)預(yù)噴霧點(diǎn)火后且主噴 射正時(shí)之前的中間噴射正時(shí)，由燃料噴射閥噴射比同一燃燒循環(huán)中的預(yù)噴射的燃料噴射量 少的量的燃料來(lái)執(zhí)行。另外，中間噴射正時(shí)被設(shè)定為使得中間噴射燃料通過(guò)W通過(guò)對(duì)預(yù)噴 霧點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn)的火焰?zhèn)鞑?lái)燃燒的正時(shí)。即，中間噴射燃料被提供給預(yù)燃燒。
[0020] 通過(guò)在中間噴射正時(shí)執(zhí)行中間噴射，從而在主噴射正時(shí)之前向如下區(qū)域追加供給 燃料（中間噴射燃料），所述區(qū)域是在假定沒(méi)有執(zhí)行所述中間噴射的情況下可能成為火焰未 產(chǎn)生區(qū)域的區(qū)域。由此，該區(qū)域中的空燃比降低到燃料能夠燃燒的程度。其結(jié)果，通過(guò)預(yù)燃 燒而產(chǎn)生的火焰能夠傳播到該區(qū)域。因此，在該區(qū)域也產(chǎn)生火焰。即，中間噴射燃料通過(guò)火 焰?zhèn)鞑ザ紵?，由此，可在主燃料噴射開始執(zhí)行的時(shí)刻的燃料噴射閥的周圍擴(kuò)大火焰所存 在的區(qū)域。
[0021] 運(yùn)樣，通過(guò)執(zhí)行中間噴射，可抑制火焰未產(chǎn)生區(qū)域的產(chǎn)生。另外，中間噴射燃料量 少于同一燃燒循環(huán)中的預(yù)噴射燃料量。因此，即使在執(zhí)行了中間噴射的情況下，也能夠盡量 地抑制在主噴射正時(shí)之前產(chǎn)生燃料的自燃。
[0022] 根據(jù)W上內(nèi)容，采用本發(fā)明，能夠抑制燃料發(fā)生急劇的自燃。其結(jié)果，能夠抑制爆 震、燃燒噪音的產(chǎn)生。
[0023] 在此，存在如下傾向：內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高，則汽缸內(nèi)的壓力W及溫度越高。 因此，在預(yù)燃燒時(shí)產(chǎn)生了火焰未產(chǎn)生區(qū)域的情況下，內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高，則在執(zhí)行了 主噴射時(shí)越容易產(chǎn)生燃料的急劇的自燃。于是，在本發(fā)明中，也可W將執(zhí)行中間噴射的運(yùn)一 部分的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域設(shè)為內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載高于預(yù)定負(fù)載的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。而且，也可W是，在內(nèi) 燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載為預(yù)定負(fù)載W下的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，燃燒控制單元在一個(gè)燃燒循環(huán)中執(zhí)行預(yù)噴 射W及主噴射，在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載高于預(yù)定負(fù)載的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中，燃燒控制單元在一個(gè) 燃燒循環(huán)中除了執(zhí)行預(yù)噴射W及主噴射之外還執(zhí)行中間噴射。運(yùn)樣的話，在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃 機(jī)負(fù)載較高的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，能夠在盡量抑制燃料的急劇的自燃的同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱效率高的柴油燃 燒。
[0024] 另外，在本發(fā)明中，也可W是，將中間噴射燃料量設(shè)為比在執(zhí)行預(yù)噴射的所有運(yùn)轉(zhuǎn) 區(qū)域中的最少的預(yù)噴射燃料量少的量。運(yùn)樣的話，即使在執(zhí)行了中間噴射的情況下，也能夠 W更高的概率抑制在主噴射正時(shí)之前產(chǎn)生燃料的自燃。
[0025] 另外，在本發(fā)明中，也可W是，將中間噴射燃料量設(shè)為比下述燃料噴射量的下限值 少的量，該燃料噴射量是基于所述中間噴射正時(shí)的汽缸內(nèi)的空氣量、壓力W及溫度并使用 Livengood-mi積分算式算出的、在所述中間噴射執(zhí)行后且所述主噴射正時(shí)之前會(huì)產(chǎn)生燃料 的自燃的燃料噴射量。
[0026] 發(fā)明的效果
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，其目的在于，在使用像汽油那樣自燃溫度較高的燃料來(lái)進(jìn)行柴油燃 燒的內(nèi)燃機(jī)中，抑制燃料發(fā)生急劇的自燃。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)及其進(jìn)氣系統(tǒng)W及排氣系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu) 的圖。
[0029] 圖2是用于說(shuō)明被搭載在圖1所示的內(nèi)燃機(jī)的火花塞的配置的圖。
[0030] 圖3是用于說(shuō)明在本發(fā)明的實(shí)施例中執(zhí)行的基本燃燒控制的圖。
[0031] 圖4是表示在進(jìn)行本發(fā)明的實(shí)施例的基本燃燒控制時(shí)的燃燒室中的熱產(chǎn)生率的推 移的圖。
[0032] 圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例的基本燃燒控制中的預(yù)噴射的、預(yù)噴射燃料量和預(yù)噴 射燃料的燃燒效率的相關(guān)的圖。
[0033] 圖6是表示在本發(fā)明的實(shí)施例的基本燃燒控制中變更了預(yù)噴射燃料量和主噴射燃 料量的比率的情況下的燃燒室內(nèi)的熱產(chǎn)生率的推移的變化的圖。
[0034] 圖7是表示在執(zhí)行了本發(fā)明的實(shí)施例的基本燃燒控制的情況下的汽缸內(nèi)的燃料和 火焰的情形的圖。
[0035] 圖8是用于說(shuō)明在本發(fā)明的實(shí)施例中執(zhí)行的高負(fù)載燃燒控制的圖。
[0036] 圖9是表示執(zhí)行了本發(fā)明的實(shí)施例的高負(fù)載燃燒控制的情況下的汽缸內(nèi)的燃料和 火焰的情形的圖。
[0037] 圖10是表示本發(fā)明的實(shí)施例的燃燒控制所使用的控制映射的圖。
[0038] 圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施例的燃燒控制的控制流程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] W下基于附圖對(duì)本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例所記載的構(gòu)成部件 的尺寸、材質(zhì)、形狀、及其相對(duì)配置等只要沒(méi)有特別記載，并不意在將發(fā)明的技術(shù)范圍僅限 定于此。
[0040] 【實(shí)施例1】
[0041 ]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)及其吸氣排氣系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖1所示的內(nèi) 燃機(jī)1是具備多個(gè)汽缸的4沖程.循環(huán)的火花點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)(汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）。此外，在圖1中僅 示出了多個(gè)汽缸中的1個(gè)汽缸。另外，內(nèi)燃機(jī)1構(gòu)成為在汽缸2內(nèi)形成滿流。
[0042] 在內(nèi)燃機(jī)1的各汽缸2, W滑動(dòng)自由的方式內(nèi)置有活塞3。活塞3借助連桿4與未圖示 的輸出軸（曲軸)連結(jié)。另外，汽缸2的內(nèi)部與進(jìn)氣口 7 W及排氣口 8連通。汽缸2內(nèi)的進(jìn)氣口 7 的開口端由進(jìn)氣口9進(jìn)行開閉。汽缸納的排氣口8的開口端由排氣口 10進(jìn)行開閉。進(jìn)氣口9 和排氣口 10分別由未圖示的進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行開閉。
[0043] 另外，在各汽缸2設(shè)有燃料噴射閥6W及火花塞5。燃料噴射閥6配置于在汽缸2內(nèi)形 成的燃燒室的中央頂部，向汽缸內(nèi)直接噴射燃料?；鸹ㄈ?在汽缸2的燃燒室內(nèi)對(duì)燃料(噴霧 或混合氣)進(jìn)行點(diǎn)火。
[0044] 在此，基于圖2對(duì)汽缸2中的火花塞5的配置進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例的燃料噴射閥6具 有噴孔6a，W能夠如圖2所示那樣放射狀向16個(gè)方向噴射燃料。而且，火花塞5相對(duì)于燃料噴 射閥6的相對(duì)位置被確定為，使得從噴孔6a噴射出的燃料噴霧的至少一個(gè)通過(guò)火花塞5的可 點(diǎn)火區(qū)域即電極間的區(qū)域5a，并且能夠通過(guò)在區(qū)域5a中的電極間產(chǎn)生的火花對(duì)該通過(guò)的噴 霧直接點(diǎn)火。如此構(gòu)成的火花塞5和燃料噴射閥6能夠?qū)崿F(xiàn)噴霧引導(dǎo)燃燒。即，燃料噴射閥6 W及火花塞5與內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣口 9的開閥正時(shí)、活塞3的位置無(wú)關(guān)而能夠在任意正時(shí)對(duì)通過(guò) 區(qū)域5a的燃料噴霧進(jìn)行點(diǎn)火。此外，在本實(shí)施例中，火花塞5為了不與進(jìn)氣口 9W及排氣口 10 的動(dòng)作發(fā)生干設(shè)而位于兩個(gè)進(jìn)氣口 7的開口部之間。但是，本發(fā)明的點(diǎn)火裝置的位置并不限 于兩個(gè)進(jìn)氣口的開口部之間。另外，在本實(shí)施例中，如圖2所示，設(shè)為從噴孔6a噴射出的燃料 噴霧中的一個(gè)和火花塞5的電極相重疊運(yùn)樣的結(jié)構(gòu)。然而，火花塞5的可點(diǎn)火區(qū)域并不限于 該電極間的區(qū)域5曰，也包括該電極附近的區(qū)域。因此，從噴孔6a噴射出的燃料噴霧和火花塞 5的電極未必需要重疊。即，火花塞5a未必需要配置在來(lái)自噴孔6a的燃料的噴射方向上（噴 霧的中屯、軸上）。從噴孔6a噴射出的燃料噴霧即使偏離火花塞5的電極，只要該燃料噴霧通 過(guò)可點(diǎn)火區(qū)域，就也能夠?qū)崿F(xiàn)W在火花塞5的電極間產(chǎn)生的火花為起點(diǎn)的噴霧引導(dǎo)燃燒。 即，在本實(shí)施例中，火花塞5相對(duì)于燃料噴射閥6的相對(duì)位置只要是能夠?qū)崿F(xiàn)噴霧引導(dǎo)燃燒 的位置即可，火花塞5也可W配置在與來(lái)自噴孔6a的燃料的噴射方向上（噴霧的中屯、軸上） 相偏離的位置。
[0045] 在此，返回圖1，進(jìn)氣口 7與進(jìn)氣通路70連通。在進(jìn)氣通路70配置有節(jié)氣口71。在節(jié) 氣口 71上游的進(jìn)氣通路70配置有空氣流量計(jì)72。另一方面，排氣口 8與排氣通路80連通。在 排氣通路80配置有用于對(duì)從內(nèi)燃機(jī)1排出的排氣進(jìn)行凈化的排氣凈化催化劑81。此外，如后 述那樣，從內(nèi)燃機(jī)1排出的排氣的空燃比是比理想空燃比高的稀空燃比。因此，作為排氣凈 化催化劑81，可W采用能夠進(jìn)行稀空燃比的排氣中的NOx凈化的選擇還原型的NOx催化劑 和/或能夠捕集排氣中的顆粒狀物質(zhì)(PM)的過(guò)濾器。
[0046] 而且，在內(nèi)燃機(jī)1中一并設(shè)有電子控制單元化CU)20。該ECU20是對(duì)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)、排氣凈化裝置等進(jìn)行控制的單元。ECU20電連接上述的空氣流量計(jì)72、曲軸位置傳感 器21W及加速器位置傳感器22,各傳感器的檢測(cè)值被輸入到ECU20。因此，ECU20能夠掌握由 空氣流量計(jì)72檢測(cè)的吸入空氣量、基于曲軸位置傳感器21的檢測(cè)值算出的內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)速 度、W及基于加速器位置傳感器22的檢測(cè)值算出的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載等內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。另 外，ECU20電連接燃料噴射閥6、火花塞5、W及節(jié)氣口 71等，該各要素由ECU20控制。
[0047] <基本燃燒控制>
[0048] 基于圖3對(duì)在如上述那樣構(gòu)成的內(nèi)燃機(jī)1中執(zhí)行的基本的燃燒控制即基本燃燒控 制進(jìn)行說(shuō)明。圖3是示意性地表示在從圖的左側(cè)向右側(cè)行進(jìn)的時(shí)間序列中與在內(nèi)燃機(jī)1中進(jìn) 行的基本燃燒控制有關(guān)的燃料噴射W及點(diǎn)火的流程(參照?qǐng)D3的(a)的上段）、和與設(shè)想由于 該燃料噴射W及點(diǎn)火而在燃燒室產(chǎn)生的燃燒有關(guān)的事件的變遷(參照?qǐng)D3的（a)的下段）的 圖。另外，在圖3的(b)中示出了圖3的(a)所示的燃料噴射即預(yù)噴射和主噴射、W及點(diǎn)火的時(shí) 間相關(guān)。此外，圖3所示的方式終歸是為了說(shuō)明本實(shí)施例的基本燃燒控制而示意性地示出的 方式，不應(yīng)該將本發(fā)明限定于該方式地進(jìn)行解釋。
[0049] 在本實(shí)施例的基本燃燒控制中，在一個(gè)燃燒循環(huán)中，通過(guò)燃料噴射閥6執(zhí)行預(yù)噴射 和主噴射。預(yù)噴射是在壓縮行程中執(zhí)行的燃料噴射。主噴射是在預(yù)噴射之后且壓縮行程上 止點(diǎn)（TDC)之前的正時(shí)開始執(zhí)行的燃料噴射。此外，主噴射雖然在TDC之前的正時(shí)開始執(zhí)行， 但可W使其執(zhí)行持續(xù)到TDCW后。而且，如圖3的(b)所示，將預(yù)噴射的噴射開始正時(shí)下簡(jiǎn) 稱為"預(yù)噴射正時(shí)"）設(shè)為化，將主噴射的噴射開始正時(shí)下簡(jiǎn)稱為"主噴射正時(shí)"）設(shè)為Tm。 另外，將預(yù)噴射正時(shí)和主噴射正時(shí)的間隔（Tm-Tp)定義為第1噴射間隔Dil。另外，通過(guò)預(yù)噴 射進(jìn)行的燃燒作為上述的噴霧引導(dǎo)燃燒被執(zhí)行。即，通過(guò)火花塞5對(duì)由通過(guò)預(yù)噴射噴射出的 燃料下稱為"預(yù)噴射燃料"）形成的預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火。將該點(diǎn)火正時(shí)如圖3的(b)所示設(shè)為 Ts。另外，將從開始執(zhí)行預(yù)噴射到進(jìn)行點(diǎn)火的間隔(Ts-化)定義為點(diǎn)火間隔化。
[0050] 接著，對(duì)本發(fā)明的基本燃燒控制的流程進(jìn)行說(shuō)明。
[0051] (1)預(yù)噴射
[0052] 在基本燃燒控制中，在一個(gè)燃燒循環(huán)中，首先，在壓縮行程中的預(yù)噴射正時(shí)化進(jìn)行 預(yù)噴射。此外，預(yù)噴射正時(shí)化基于與后述的主噴射正時(shí)Tm的相關(guān)來(lái)決定。通過(guò)執(zhí)行預(yù)噴射， 如圖2所示，由從燃料噴射閥6噴射出的預(yù)噴射燃料形成的預(yù)噴霧在燃燒室內(nèi)通過(guò)火花塞5 的可點(diǎn)火區(qū)域5a。另外，由于預(yù)噴霧的滲透性(penetrat ion)小，因此在燃燒室內(nèi)不大范圍 地?cái)U(kuò)散。因此，在剛執(zhí)行預(yù)噴射之后，由預(yù)噴射燃料在燃燒室內(nèi)形成分層混合氣。
[0053] (2)對(duì)預(yù)噴射燃料的點(diǎn)火
[0054] 然后，在從預(yù)噴射正時(shí)經(jīng)過(guò)了預(yù)定的點(diǎn)火間隔化的點(diǎn)火正時(shí)Ts，由火花塞5對(duì)預(yù)噴 霧進(jìn)行點(diǎn)火。如上所述，在剛執(zhí)行預(yù)噴射之后，預(yù)噴射燃料變得分層。因此，即使該預(yù)噴射燃 料量是少量的，火花塞5周圍的局部的空燃比也成為能夠通過(guò)該點(diǎn)火而燃燒的空燃比。由于 該點(diǎn)火，預(yù)噴射燃料通過(guò)火焰?zhèn)鞑ザ紵?。即，可進(jìn)行預(yù)噴射燃料的噴霧引導(dǎo)燃燒。換言之， 將點(diǎn)火間隔化設(shè)定成能夠進(jìn)行噴霧引導(dǎo)燃燒下將預(yù)噴射燃料的噴霧引導(dǎo)燃燒稱為"預(yù) 燃燒"。）。而且，除了由活塞3的壓縮作用引起的壓力上升之外，還進(jìn)行預(yù)燃燒，由此可獲得 燃燒室內(nèi)的進(jìn)一步的溫度上升。不過(guò)，預(yù)噴射燃料中通過(guò)該預(yù)燃燒而燃燒的燃料是一部分。 即，預(yù)噴射燃料的大部分不提供給通過(guò)因點(diǎn)火產(chǎn)生的火焰?zhèn)鞑ザM(jìn)行的燃燒，而在該點(diǎn)火 W后也作為"燃剩燃料"存在于燃燒室內(nèi)。運(yùn)是因?yàn)?，?duì)于由預(yù)噴射燃料形成的分層混合氣 中的距火花塞5的電極間較遠(yuǎn)的部分，由于其空燃比高，因此火焰無(wú)法傳播。不過(guò)，該燃剩燃 料因預(yù)噴射燃料的一部分在燃燒室內(nèi)燃燒而暴露在高溫氣氛中。因此，可期待燃剩燃料的 至少一部分成為由于不至于燃燒的狀況下的低溫氧化反應(yīng)而被改性為燃燒性提高了的物 性的狀態(tài)。不過(guò)，本發(fā)明中的預(yù)噴射燃料的燃燒剩余是指不提供給通過(guò)因點(diǎn)火產(chǎn)生的火焰 傳播而進(jìn)行燃燒，而在該點(diǎn)火W后也在燃燒室內(nèi)W未燃的狀態(tài)殘留的燃料，并不是必須要 求該燃燒后所殘留的燃料成為呈現(xiàn)特定的物性的狀態(tài)。
[0化5] (3)主噴射
[0056]接著，在從預(yù)噴射正時(shí)經(jīng)過(guò)了預(yù)定的第1噴射間隔Dil的壓縮行程上止點(diǎn)前的主噴 射正時(shí)Tm(從火花塞5的點(diǎn)火正時(shí)Ts經(jīng)過(guò)了Dil-Ds的時(shí)間的正時(shí)Tm)，開始通過(guò)燃料噴射閥6 執(zhí)行主噴射。此外，在內(nèi)燃機(jī)1中，如后述那樣主噴射燃料提供給自燃或擴(kuò)散燃燒，貢獻(xiàn)于內(nèi) 燃機(jī)輸出。因此，主噴射正時(shí)Tm被設(shè)定為通過(guò)由內(nèi)燃機(jī)負(fù)載等決定的量的主噴射燃料的燃 燒而獲得的內(nèi)燃機(jī)輸出成為大致最大的正時(shí)下稱為"適當(dāng)噴射正時(shí)"）。而且，對(duì)于主噴 射燃料，由對(duì)預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰成為火種而燃燒。即，主噴射正時(shí)Tm被設(shè)定為適 當(dāng)噴射正時(shí)，并且將第1噴射間隔Dil設(shè)定成W通過(guò)對(duì)預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn) 開始主噴射燃料的燃燒。通過(guò)如此設(shè)定主噴射正時(shí)Tm和第1噴射間隔Dil，預(yù)噴射正時(shí)化必 然確定。而且，若主噴射燃料開始燃燒，則燃燒室內(nèi)的溫度進(jìn)一步上升。其結(jié)果，預(yù)噴射燃料 的燃燒剩余和主噴射燃料在該溫度上升的時(shí)候自燃，進(jìn)而運(yùn)些燃料被提供給擴(kuò)散燃燒。此 時(shí)，在如上述那樣預(yù)噴射燃料的燃燒剩余的燃燒性提高了的情況下，能夠期待可進(jìn)一步促 進(jìn)主噴射開始執(zhí)行后的燃料的自燃。
[0057]在此，圖4中示出進(jìn)行本實(shí)施例的基本燃燒控制時(shí)的燃燒室內(nèi)的熱產(chǎn)生率的推移。 此外，在圖4中，示出了與4個(gè)不同的控制方式L1~L4相對(duì)應(yīng)的熱產(chǎn)生率的推移。在運(yùn)些控制 方式L1~L4中，預(yù)噴射正時(shí)化、預(yù)噴射燃料量(即，預(yù)噴射的執(zhí)行期間）、主噴射正時(shí)Tm、點(diǎn)火 正時(shí)Ts相同，但主噴射燃料量（即，主噴射的執(zhí)行期間）按每個(gè)控制方式而不同。即，主噴射 燃料量成為11〉1^2〉1^3〉1^4。即，在圖4中示出了使預(yù)噴射正時(shí)化、預(yù)噴射燃料量、主噴射正時(shí) Tm、W及點(diǎn)火正時(shí)Ts相同時(shí)的與主噴射燃料量的增減相應(yīng)的熱產(chǎn)生率的推移的變化。
[005引在此，在圖4中，在由虛線圈起來(lái)的Z1的部分，表示熱產(chǎn)生率的一次峰值。該一次峰 值表示通過(guò)預(yù)噴射燃料因點(diǎn)火發(fā)生燃燒而產(chǎn)生的熱（即，通過(guò)預(yù)燃燒而產(chǎn)生的熱）。在該熱 產(chǎn)生率的一次峰值出現(xiàn)的正時(shí)，主噴射還未進(jìn)行，在燃燒室內(nèi)存在有通過(guò)對(duì)預(yù)噴射燃料進(jìn) 行點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰、和未因該點(diǎn)火發(fā)生燃燒的預(yù)噴射燃料即燃剩燃料。在此，基于圖5對(duì) 預(yù)噴射燃料的燃燒剩余進(jìn)行說(shuō)明。圖5是針對(duì)3個(gè)燃燒條件L5~L7分別表示基本燃燒控制下 的預(yù)噴射中的、預(yù)噴射燃料量和預(yù)噴射燃料的燃燒效率下稱為預(yù)燃燒效率。）的相關(guān)的 圖。具體而言，按照L5、L6、L7的順序，使作為燃燒條件的預(yù)噴射正時(shí)化和點(diǎn)火正時(shí)Ts在兩正 時(shí)的間隔即點(diǎn)火間隔Ds恒定的狀態(tài)下提前。此外，在圖5中，示出了在不進(jìn)行主噴射而僅進(jìn) 行預(yù)噴射W及點(diǎn)火的（即，僅噴霧引導(dǎo)燃燒)的情況下的上述相關(guān)。
[0059] 預(yù)燃燒效率與預(yù)噴射燃料的燃剩率具有W下的式1所示的關(guān)聯(lián)性。即，預(yù)燃燒效率 越高，則預(yù)噴射燃料的燃剩率越低。
[0060] 預(yù)噴射燃料的燃剩率=1-預(yù)燃燒效率...（式1)
[0061] 在此，根據(jù)圖5,在預(yù)噴射燃料量恒定的情況下，若使預(yù)噴射正時(shí)化W及點(diǎn)火正時(shí) Ts提前（即，若增大第1噴射間隔Dil)，則預(yù)燃燒效率降低，因此顯現(xiàn)出燃剩率變高的傾向。 另外，即使在使預(yù)噴射燃料量變化的情況下，通過(guò)對(duì)預(yù)噴射正時(shí)化W及點(diǎn)火正時(shí)Ts的提前 量進(jìn)行調(diào)整，也能夠?qū)㈩A(yù)燃燒效率和燃剩率控制為恒定。運(yùn)樣在本實(shí)施例的燃燒控制中，通 過(guò)對(duì)預(yù)噴射燃料量、預(yù)噴射正時(shí)化W及點(diǎn)火正時(shí)Ts的提前量（即，第1噴射間隔Dil)進(jìn)行調(diào) 整，能夠控制預(yù)噴射燃料的燃剩率。
[0062] 在此，返回圖4,在熱產(chǎn)生率的一次峰值產(chǎn)生的正時(shí)之后且在壓縮行程上止點(diǎn)前的 正時(shí)Tm開始執(zhí)行主噴射。此時(shí)，如上所述，主噴射燃料首先W通過(guò)預(yù)燃燒而產(chǎn)生的火焰為起 點(diǎn)開始燃燒，然后與預(yù)噴射燃料的燃燒剩余一起自燃，進(jìn)而提供給擴(kuò)散燃燒。其結(jié)果，在過(guò) 了壓縮行程上止點(diǎn)的正時(shí)產(chǎn)生熱產(chǎn)生率的最大峰值即二次峰值。在此，在圖4中，隨著主噴 射燃料量的增加（即，隨著主噴射期間變長(zhǎng)），熱產(chǎn)生率的二次峰值的值變大的同時(shí)，二次峰 值的產(chǎn)生正時(shí)變晚。運(yùn)意味著隨著主噴射燃料量的增加而主噴射燃料的燃燒期間變長(zhǎng)。由 此能夠推測(cè)，主噴射燃料W及預(yù)噴射燃料的燃燒剩余被提供給擴(kuò)散燃燒。
[0063] 并且，基于圖6對(duì)在本實(shí)施例的基本燃燒控制中產(chǎn)生的燃料的自燃進(jìn)行說(shuō)明。圖6 表示在本實(shí)施例的基本燃燒控制中在一個(gè)燃燒循環(huán)中的合計(jì)噴射量(預(yù)噴射燃料量和主噴 射燃料量的合計(jì))保持恒定的狀態(tài)下變更了預(yù)噴射燃料量和主噴射燃料量的比率的兩個(gè)方 式L8、L9各自的、在燃燒室內(nèi)的熱產(chǎn)生率的推移。另外，L9的方式與L8的方式相比，預(yù)噴射燃 料量的比率較高。即，L9的方式與L8的方式相比，預(yù)噴射燃料量較多，其結(jié)果，預(yù)噴射燃料的 燃剩量也較多。在該情況下，如圖6所示，在L9的方式中，與L8的方式相比，壓縮行程上止點(diǎn) 后的熱產(chǎn)生率的二次峰值較大。而且，在L9的方式中，與L8的方式相比，從熱產(chǎn)生率的二次 峰值起的下降速度(二次峰值w后的圖形的傾斜度)較大。推測(cè)為運(yùn)意味著:在主噴射開始 后的預(yù)噴射燃料的燃燒剩余W及主噴射燃料的燃燒中，在L9的方式中，與L8的方式相比，更 加促進(jìn)自燃的燃燒(即，通過(guò)自燃而燃燒的燃料的比例較高，通過(guò)擴(kuò)散燃燒而燃燒的燃料的 比例較低）。由此可認(rèn)為，預(yù)噴射燃料的燃燒剩余有助于促進(jìn)主噴射后的燃料的自燃。另外， 本發(fā)明的發(fā)明人確認(rèn)了如下內(nèi)容:在本實(shí)施的基本燃燒控制中，除了預(yù)噴射燃料量W外，在 通過(guò)調(diào)整預(yù)噴射正時(shí)化和/或點(diǎn)火正時(shí)Ts來(lái)增多預(yù)噴射燃料的燃剩量的情況下，也可促進(jìn) 主噴射后的燃料的自燃。即，在本實(shí)施例的基本燃燒控制中，通過(guò)對(duì)與預(yù)噴射和/或點(diǎn)火有 關(guān)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整來(lái)提高預(yù)噴射燃料的燃剩率，能夠在主噴射開始執(zhí)行后的預(yù)噴射燃料的 燃燒剩余和主噴射燃料的燃燒中促進(jìn)自燃。
[0064] 如W上說(shuō)明那樣，在本實(shí)施例的基本燃燒控制中，在通過(guò)預(yù)噴射和火花塞5的點(diǎn)火 而進(jìn)行的噴霧引導(dǎo)燃燒之后執(zhí)行主噴射，由此產(chǎn)生燃料的自燃W及擴(kuò)散燃燒。因此，該基本 燃燒控制下的燃燒相當(dāng)于所謂的柴油燃燒。因此，能夠?qū)⑷紵覂?nèi)的混合氣的空燃比設(shè)為 極高的稀空燃比（例如20~70程度）。另外，為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)樣的稀空燃比下的燃燒，在本實(shí)施例 的燃燒控制中，與W往的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制（均質(zhì)理想配比控制)相比，將節(jié)氣口71的 開度設(shè)置得較大。因此，能夠減小內(nèi)燃機(jī)1中的累氣損失。而且，通過(guò)貢獻(xiàn)于內(nèi)燃機(jī)輸出的燃 燒由自燃W及擴(kuò)散燃燒進(jìn)行，也能夠使內(nèi)燃機(jī)1中的冷卻損失小于W往的均質(zhì)理想配比控 制時(shí)的冷卻損失。因此，根據(jù)本實(shí)施例的基本燃燒控制，能夠達(dá)成在W往的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃 燒控制中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的高的熱效率。
[0065] 此外，預(yù)噴射在壓縮行程中的預(yù)噴射正時(shí)化進(jìn)行。因此，也認(rèn)為，若預(yù)噴射燃料通 過(guò)火花塞5的點(diǎn)火而燃燒，則會(huì)發(fā)揮作用而妨礙內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)輸出。然而，在通過(guò)對(duì)預(yù)噴 射燃料的預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火而進(jìn)行的燃燒中，只要形成作為主噴射燃料的燃燒用的火種的火 焰即可。因此，如上述，在預(yù)噴射燃料中，被提供給通過(guò)因點(diǎn)火產(chǎn)生的火焰?zhèn)鞑ザM(jìn)行的燃 燒的燃料是其中的一部分。因此，預(yù)噴射燃料的噴霧引導(dǎo)燃燒妨礙內(nèi)燃機(jī)輸出的作用小。而 且，不被提供給噴霧引導(dǎo)燃燒的預(yù)噴射燃料的燃燒剩余在主噴射后與主噴射燃料一起被提 供給自燃或擴(kuò)散燃燒，因此貢獻(xiàn)于內(nèi)燃機(jī)輸出。因此，通過(guò)增加預(yù)噴射燃料量并且使其燃剩 率上升，也能夠應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的上升。
[0066] 另外，如上述，主噴射正時(shí)被設(shè)定為內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)輸出成為大致最大的適當(dāng)噴 射正時(shí)。因此，能夠通過(guò)增加主噴射燃料量來(lái)在某種程度內(nèi)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)的負(fù)載的上升。然 而，主噴射是在壓縮行程上止點(diǎn)附近的燃燒室內(nèi)的壓力非常高時(shí)進(jìn)行的，因此，從燃料噴射 閥6噴射出的燃料噴霧的滲透性小。即，通過(guò)主噴射而噴射出的燃料噴霧難W大范圍地?cái)U(kuò) 散。因此，若過(guò)度地增加主噴射燃料量，則會(huì)變成存在于主噴射燃料的噴霧的周圍的氧即被 提供給主噴射燃料的燃燒的氧的量相對(duì)于燃料不足的狀態(tài)，其結(jié)果，煙的產(chǎn)生量有可能增 加。另外，在本實(shí)施例的燃燒控制中，在主噴射后需要產(chǎn)生燃料的自燃，但若主噴射燃料量 變得過(guò)多，則也有可能由于該主噴射燃料的汽化潛熱而使燃燒室內(nèi)的溫度降低，燃燒變得 不穩(wěn)定。另一方面，在主噴射正時(shí)，預(yù)噴射燃料的燃燒剩余與主噴射燃料相比在燃燒室內(nèi)擴(kuò) 散到更大的范圍。因此，預(yù)噴射燃料的燃燒剩余在被提供給自燃或擴(kuò)散燃燒時(shí)成為容易確 保充分的氧的狀態(tài)。因此，在通過(guò)預(yù)噴射燃料的增加及其燃剩率的上升來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載 的上升的情況下，與增加主噴射燃料量的情況相比，能夠抑制煙的產(chǎn)生量。
[0067] <火焰未產(chǎn)生區(qū)域>
[0068] 在此，基于圖7對(duì)執(zhí)行了上述那樣的基本燃燒控制的情況下的汽缸內(nèi)的燃料和火 焰的情形進(jìn)行說(shuō)明。在圖7中，時(shí)間按照(曰）、化）、山）、（(1)的順序推移。另外，在圖7中，。5口表 示預(yù)噴霧。FSm表示通過(guò)主噴射而形成的燃料噴霧下也有時(shí)稱為"主噴霧"。）。日表示在燃 料噴射后存在于燃料噴射閥6的周圍的燃料(包括燃剩燃料）。化表示由預(yù)燃燒產(chǎn)生的火焰。 此外，如圖2所示，從燃料噴射閥6向16個(gè)方向噴射燃料，但在圖7中，為了方便起見僅圖示了 8個(gè)從燃料噴射閥6噴射出的燃料噴霧。另外，在圖7中，白色空屯、箭頭表示汽缸2內(nèi)的滿流的 流動(dòng)方向。
[0069] 在內(nèi)燃機(jī)1中，在預(yù)噴射正時(shí)執(zhí)行燃料噴射閥6的預(yù)噴射后，如圖7的(b)所示，預(yù)噴 霧FSp其中之一通過(guò)火花塞5的可點(diǎn)火區(qū)域。而且，在由火花塞5對(duì)預(yù)噴霧FSp進(jìn)行點(diǎn)火后，預(yù) 噴射燃料燃燒，從而在火花塞5附近產(chǎn)生火焰化。該火焰化在燃料噴射閥6的周圍傳播。此 時(shí)，在汽缸2內(nèi)形成有滿流，因此如圖7的山)所示，火焰Fr主要向滿流的流動(dòng)方向傳播出去。 而且，在產(chǎn)生了該火焰?zhèn)鞑サ钠陂g，若在主噴射正時(shí)執(zhí)行燃料噴射閥6的主噴射后，如圖7的 (d)所示，對(duì)火焰Fr供給主噴射燃料。由此，W火焰化作為起點(diǎn)開始主噴射燃料的燃燒，然后 產(chǎn)生燃料的自燃W及擴(kuò)散燃燒。
[0070] 在此，如上所述，在剛執(zhí)行預(yù)噴射之后，預(yù)噴射燃料在燃料噴射閥6的周圍變得分 層。然而，從燃料噴射閥6噴射出的預(yù)噴射燃料在預(yù)噴射后隨著時(shí)間的推移逐漸擴(kuò)散到大的 范圍。因此，在燃料噴射閥6的周圍的一部分區(qū)域，預(yù)噴射燃料在火焰化通過(guò)傳播而到達(dá)之 前擴(kuò)散，從而有時(shí)成為空燃比高到燃料難W燃燒的程度的狀態(tài)。其結(jié)果，如在圖7的（C)中由 虛線圈起來(lái)的區(qū)域X那樣，有時(shí)在燃燒室內(nèi)局部地產(chǎn)生即使在預(yù)燃燒時(shí)也不產(chǎn)生火焰的區(qū) 域(W下稱為"火焰未產(chǎn)生區(qū)域"）。
[0071] 而且，在產(chǎn)生了上述那樣的火焰未產(chǎn)生區(qū)域X的情況下，在執(zhí)行燃料噴射閥6的主 噴射后，如圖7的(d)所示，也向該火焰未產(chǎn)生區(qū)域X供給主噴射燃料。如上所述，朝向火焰Fr 噴射出的主噴射燃料W該火焰Fr為起點(diǎn)開始燃燒。然而，在火焰未產(chǎn)生區(qū)域X中不存在應(yīng)該 成為主噴射燃料的燃燒的起點(diǎn)的火焰化。因此，在火焰未產(chǎn)生區(qū)域X，與在主噴射正時(shí)存在 有火焰Fr的燃燒室內(nèi)的其他區(qū)域相比，所供給的主噴射燃料難W燃燒。但是，若燃燒室內(nèi)的 溫度W及壓力因向火焰未產(chǎn)生區(qū)域XW外的區(qū)域供給的主噴射燃料產(chǎn)生燃燒而上升，則向 火焰未產(chǎn)生區(qū)域X供給的主噴射燃料也會(huì)自燃。然而，在該情況下，火焰未產(chǎn)生區(qū)域X中的主 噴射開始執(zhí)行后的燃料的自燃的產(chǎn)生晚于其他區(qū)域中的主噴射執(zhí)行開始后的燃料的自燃 的產(chǎn)生。即，燃料的自燃延遲期間變長(zhǎng)。其結(jié)果，在火焰未產(chǎn)生區(qū)域X中產(chǎn)生的燃料的自燃變 得比其他區(qū)域中的燃料的自燃急劇。運(yùn)樣的燃料的急劇的自燃成為爆震、燃燒噪音的產(chǎn)生 原因。
[0072] <高負(fù)載燃燒控制>
[0073] 尤其是，在內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載高的情況下，存在汽缸2內(nèi)的壓力W及溫度變高 的傾向。因此，若在預(yù)燃燒時(shí)產(chǎn)生火焰未產(chǎn)生區(qū)域，則在執(zhí)行了主噴射時(shí)容易產(chǎn)生燃料的急 劇的自燃。于是，在本實(shí)施例中，在內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載比預(yù)定負(fù)載高的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，為了抑 制燃料產(chǎn)生急劇的自燃，替代上述的基本燃燒控制而進(jìn)行高負(fù)載燃燒控制。W下基于圖8對(duì) 本實(shí)施例的高負(fù)載燃燒控制進(jìn)行說(shuō)明。圖8是表示在從圖的左側(cè)向右側(cè)行進(jìn)的時(shí)間序列中 高負(fù)載燃燒控制下的各燃料噴射W及點(diǎn)火的時(shí)間相關(guān)的圖。
[0074] 在高負(fù)載燃燒控制中，在一個(gè)燃燒循環(huán)中除了執(zhí)行預(yù)噴射W及主噴射之外還通過(guò) 燃料噴射閥6執(zhí)行中間噴射。如圖8所示，中間噴射在火花塞5對(duì)預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火后且主噴射 正時(shí)Tm之前的中間噴射正時(shí)Tmid執(zhí)行。在此，將中間噴射正時(shí)Tmid和主噴射正時(shí)Tm之間的 間隔（Tm-Tmid)定義為第2噴射間隔Di2。在高負(fù)載燃燒控制中，主噴射正時(shí)Tm也與基本燃燒 控制同樣地，被設(shè)定為適當(dāng)噴射正時(shí)。而且，第2噴射間隔Di2被設(shè)定為利用中間噴射而噴射 出的燃料下稱為"中間噴射燃料"）通過(guò)如下火焰?zhèn)鞑ザ紵哪菢拥钠陂g，所述火焰?zhèn)?播是W通過(guò)對(duì)預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰Fr為起點(diǎn)的火焰?zhèn)鞑?。即，中間噴射燃料被提 供給預(yù)燃燒。
[0075] 此外，在高負(fù)載燃燒控制中，預(yù)噴射正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)之間的間隔(Ts-化）即點(diǎn)火間 隔化也與基本燃燒控制同樣地，被設(shè)定為能夠進(jìn)行預(yù)噴射燃料的噴霧引導(dǎo)燃燒。另外，在高 負(fù)載燃燒巧制中，預(yù)噴射正時(shí)和主噴射正時(shí)之間的間隔（Tm-Tp)即第1噴射間隔Dil也與基 本燃燒控制同樣地，被設(shè)定為使得主噴射燃料W通過(guò)對(duì)預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰為起 點(diǎn)開始燃燒。
[0076] 基于圖9對(duì)執(zhí)行了上述那樣的高負(fù)載燃燒控制的情況下的汽缸內(nèi)的燃料和火焰的 情形進(jìn)行說(shuō)明。在圖9中，時(shí)間按照(3)、化）、（(3)、（(1)、（6)、（門的順序推移。另外，在圖9中， FSp W及FSm與圖7同樣地，分別表示預(yù)噴霧W及主噴霧。而且，F(xiàn)Smid表示通過(guò)中間噴射形成 的燃料噴霧下也有時(shí)稱為"中間噴霧"。）。另外，EW及Fr與圖7同樣地，分別表示在燃料 噴射后存在于燃料噴射閥6的周圍的燃料W及通過(guò)預(yù)燃燒而產(chǎn)生的火焰。此外，在圖9中，也 為了方便起見，僅圖示了8個(gè)從燃料噴射閥6噴射出的燃料噴霧。另外，在圖9中，白色空屯、箭 頭也表示汽缸2內(nèi)的滿流的流動(dòng)方向。
[0077] 圖9的(b)與圖7的（b)同樣地，表示在預(yù)噴射正時(shí)通過(guò)燃料噴射閥6執(zhí)行了預(yù)噴射 時(shí)的情形。另外，圖9的（C)與圖7的（C)同樣地，表示通過(guò)預(yù)噴射燃料燃燒而產(chǎn)生的火焰Fr正 在燃料噴射閥6的周圍傳播的情形。而且，若在產(chǎn)生了該火焰?zhèn)鞑サ钠陂g、且在主噴射正時(shí) 之前的中間噴射正時(shí)通過(guò)燃料噴射閥6執(zhí)行中間噴射，則如圖9的(d)所示，向在假設(shè)沒(méi)有執(zhí) 行該中間噴射的情況下可能成為火焰未產(chǎn)生區(qū)域的區(qū)域公追加供給燃料（中間噴射燃料）。 由此，區(qū)域r中的空燃比低于沒(méi)有在中間噴射正時(shí)執(zhí)行中間噴射的情況下的區(qū)域r中的空 燃比。即，區(qū)域r中的空燃比降低到燃料能夠燃燒的程度。其結(jié)果，通過(guò)預(yù)燃燒而產(chǎn)生的火 焰化也能夠傳播到區(qū)域r。因此，如圖9的（e)所示，也在區(qū)域r產(chǎn)生火焰Fr。即，在開始執(zhí)行 主燃料噴射的時(shí)刻，在燃料噴射閥6的周圍火焰化所存在的區(qū)域擴(kuò)大。
[0078] 運(yùn)樣，若執(zhí)行中間噴射，則通過(guò)中間噴射燃料被提供給預(yù)燃燒，可抑制火焰未產(chǎn)生 區(qū)域的產(chǎn)生。因此，如圖9的(f)所示，在假設(shè)沒(méi)有執(zhí)行該中間噴射的情況下被供給到火焰未 產(chǎn)生區(qū)域的主噴射燃料被供給至火焰化。由此，主噴射燃料在更廣的區(qū)域W火焰Fr為起點(diǎn) 開始燃燒。其結(jié)果，可抑制產(chǎn)生燃燒室內(nèi)的一部分區(qū)域中的主噴射開始執(zhí)行后的燃料的自 燃的產(chǎn)生遲于其他區(qū)域中的主噴射開始執(zhí)行后的燃料的自燃的產(chǎn)生運(yùn)樣的現(xiàn)象。
[0079] 此外，在中間噴射中，只要向在假設(shè)沒(méi)有執(zhí)行該中間噴射的情況下可能成為火焰 未產(chǎn)生區(qū)域的區(qū)域r噴射能夠形成火焰的程度的量的燃料即可。另外，若中間噴射燃料量 過(guò)多，則有可能在執(zhí)行主噴射之前產(chǎn)生燃料的自燃。因此，在本實(shí)施例中，如后述那樣，中間 噴射的燃料噴射量被設(shè)定為比在執(zhí)行預(yù)噴射的所有運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中最少的預(yù)噴射的燃料噴射 量少的量。由此，能夠抑制在主噴射正時(shí)之前產(chǎn)生燃料的自燃。
[0080] 因此，根據(jù)本實(shí)施例的高負(fù)載燃燒控制，通過(guò)執(zhí)行中間噴射，能夠抑制燃料產(chǎn)生急 劇的自燃。其結(jié)果，能夠抑制爆震、燃燒噪音的產(chǎn)生。
[0081] <燃燒控制映射>
[0082] 在此，基于圖10對(duì)在本實(shí)施例的燃燒控制中使用的控制映射進(jìn)行說(shuō)明。在圖10的 上段(a)中，內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和預(yù)噴射燃料量的相關(guān)用線L21表示，該內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和主 噴射燃料量的相關(guān)用線L22表示，該內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和中間噴射燃料量的相關(guān)用線L23表示，該 內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量的相關(guān)用線L20表示，所述負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量是與該內(nèi)燃機(jī)負(fù) 載相對(duì)應(yīng)的燃料噴射量。另外，在圖10所示的控制映射中，運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域被劃分為4個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域 R1、R2、R3、R4。而且，各個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的關(guān)系為R1<R2<R3<R4。
[0083] 另外，在圖10的（a)中，S1表示與成為運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域R1(W下稱為第1負(fù)載區(qū)域R1)和R2 (W下稱為第2負(fù)載區(qū)域R2)的分界的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載相對(duì)應(yīng)的燃料噴射量下稱為第1預(yù)定量 S1)。另外，S2(〉S1)表示與成為第2負(fù)載區(qū)域R2和運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域R3(W下稱為第3負(fù)載區(qū)域R3)的 分界的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載相對(duì)應(yīng)的燃料噴射量下稱為第2預(yù)定量S2)。另外，S3(〉S2)表示與成 為第3負(fù)載區(qū)域R3和運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域R4(W下稱為第4負(fù)載區(qū)域R4)的分界的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載相對(duì)應(yīng)的 燃料噴射量（W下稱為第3預(yù)定量S3)。而且，在本實(shí)施例中，在內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載屬于第 1負(fù)載區(qū)域R1或第2負(fù)載區(qū)域R2的情況下，進(jìn)行上述的基本燃燒控制，在內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù) 載屬于第3負(fù)載區(qū)域R3或第4負(fù)載區(qū)域R4的情況下，進(jìn)行上述的高負(fù)載燃燒控制。即，第3負(fù) 載區(qū)域R3W及第4負(fù)載區(qū)域R4被設(shè)定為在預(yù)燃燒時(shí)產(chǎn)生了火焰未產(chǎn)生區(qū)域的情況下，在執(zhí) 行了主噴射時(shí)燃料產(chǎn)生急劇的自燃的可能性高的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。因此，在本實(shí)施例中，成為第2 負(fù)載區(qū)域R2和第3負(fù)載區(qū)域R3的分界的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載QeO相當(dāng)于本發(fā)明的"預(yù)定負(fù)載"。
[0084] 另外，在圖10的下段(b)中，內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和預(yù)噴射正時(shí)化的相關(guān)用線L31 表示，該內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和點(diǎn)火正時(shí)Ts的相關(guān)用線L30表示，該內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和主噴射正時(shí)Tm的相 關(guān)用線L32表示，該內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和中間噴射正時(shí)Tmid的相關(guān)用線L33表示。而且，線L31和線 L32之間的間隔表示第1噴射間隔Dil，線L31和線L30之間的間隔表示點(diǎn)火間隔Ds，線L33和 線L32之間的間隔表示第2噴射間隔Di2。此外，圖10的（b)的縱軸表示W(wǎng)壓縮行程上止點(diǎn)為 基準(zhǔn)的曲軸角(BTDC:Before Top Dead Center:上止點(diǎn)前），其值越大則意味著壓縮行程中 越早的正時(shí)。
[0085] 在此，對(duì)在第1負(fù)載區(qū)域R1W及第2負(fù)載區(qū)域R2用于實(shí)現(xiàn)基本燃燒控制的各控制參 數(shù)的值進(jìn)行說(shuō)明。在第1負(fù)載區(qū)域R1中，如圖10的(a)所示，預(yù)噴射燃料量Sp被設(shè)定為最小預(yù) 噴射燃料量Spmin。在此，最小預(yù)噴射燃料量Spmin是在執(zhí)行了主噴射時(shí)能夠形成成為用于 主噴射燃料開始燃燒的火種的火焰的預(yù)噴射燃料量的下限值。在此，若預(yù)噴射燃料量Sp變 多，則容易促進(jìn)通過(guò)火花塞5的點(diǎn)火進(jìn)行的燃燒(即噴霧引導(dǎo)燃燒），因此預(yù)噴射燃料中的燃 剩率有可能降低，但通過(guò)將預(yù)噴射燃料量Sp設(shè)為最小預(yù)噴射燃料量Spmin,能夠盡量提高其 燃剩率。因此，在第1負(fù)載區(qū)域R1，通過(guò)將預(yù)噴射燃料量Sp設(shè)為最小預(yù)噴射燃料量Spmin，能 夠在確保穩(wěn)定的燃燒的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高的熱效率。另外，第1負(fù)載區(qū)域R1的負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量較 少，因此，第1負(fù)載區(qū)域R1被設(shè)定為如下運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，該運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域是即使通過(guò)僅使主噴射燃料 量Sm增加來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加，煙的產(chǎn)生量增加、或因主噴射燃料的汽化潛熱而使燃 燒變得不穩(wěn)定的可能性也低的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。因此，如圖10的(a)所示，在第1負(fù)載區(qū)域R1，通過(guò) 僅使主噴射燃料量Sm增加來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加，預(yù)噴射燃料量Sp被固定為最小預(yù)噴射 燃料量Spmin。
[0086] 另外，為了提高內(nèi)燃機(jī)1的熱效率，主噴射正時(shí)Tm被設(shè)定為壓縮行程上止點(diǎn)前的適 當(dāng)噴射正時(shí)。而且，在第1負(fù)載區(qū)域R1，相對(duì)于被設(shè)定為適當(dāng)噴射正時(shí)的主噴射正時(shí)TmW確 保如下第1噴射間隔Dil的方式設(shè)定預(yù)噴射正時(shí)化，所述第1噴射間隔Dil是使得在預(yù)噴射燃 料量Sp為最小預(yù)噴射燃料量Spmin的情況下成為熱效率合適的狀態(tài)的間隔。此外，如上述那 樣，在第1負(fù)載區(qū)域R1，預(yù)噴射燃料量Sp被固定為最小預(yù)噴射燃料量Spmin。因此，在第1負(fù)載 區(qū)域R1，第1噴射間隔Dil也被維持為恒定。因此，如圖10的(b)所示，在第1負(fù)載區(qū)域R1，在主 噴射燃料量Sm因內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加而增加而隨之使主噴射正時(shí)Tm提前了的情況下，也使預(yù) 噴射正時(shí)化與該主噴射正時(shí)化的提前聯(lián)動(dòng)而提前。
[0087] 另外，如圖10的（b)所示，預(yù)噴射正時(shí)化和點(diǎn)火正時(shí)Ts之間的間隔即點(diǎn)火間隔化被 維持為恒定。因此，在第1負(fù)載區(qū)域R1，在使預(yù)噴射正時(shí)化與主噴射正時(shí)Tm的增加聯(lián)動(dòng)而提 前了的情況下，也使點(diǎn)火正時(shí)Ts與該預(yù)噴射正時(shí)化的提前聯(lián)動(dòng)而提前。
[008引此外，第1負(fù)載區(qū)域R1，圖10的(a)中用線L20表示的負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量SO和主噴射燃 料量Sm的相關(guān)按照W下的式2。
[0089] Sm = S〇-SpXa ? ? ?(式2)
[0090] a:預(yù)噴射燃料的燃剩率
[0091] 如上所述，在本實(shí)施例的基本燃燒控制中，預(yù)噴射燃料的燃燒剩余與主噴射燃料 一起通過(guò)被提供給自燃或擴(kuò)散燃燒，從而貢獻(xiàn)于內(nèi)燃機(jī)輸出。因此，若站在貢獻(xiàn)于內(nèi)燃機(jī)輸 出運(yùn)樣的觀點(diǎn)看，可W說(shuō)預(yù)噴射燃料的燃燒剩余與主噴射燃料等同。于是，預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)等 求出表示預(yù)噴射燃料的燃剩率的系數(shù)a,按照考慮了該系數(shù)a的上述式2算出主噴射燃料量 Sm，由此能夠決定適當(dāng)?shù)闹鲊娚淙剂狭縎m。此外，預(yù)噴射燃料的燃剩率根據(jù)點(diǎn)火間隔化W及 第1噴射間隔Dil而變化。因此，系數(shù)a是基于運(yùn)些而決定的值。而且，在第1負(fù)載區(qū)域R1，點(diǎn)火 間隔化W及第1噴射間隔Dil均恒定，因此上述式2中的系數(shù)a也為恒定值。另外，在第1負(fù)載 區(qū)域R1，根據(jù)上述的理由，預(yù)噴射燃料量Sp被固定為最小預(yù)噴射燃料量Spmin,因此，在上述 式2中Sp = Spmin。另外，在相對(duì)于預(yù)噴射燃料量而言通過(guò)火花塞5的點(diǎn)火而燃燒的部分的燃 料量(即通過(guò)預(yù)燃燒而燃燒的部分的燃料量)非常少的情況下，在控制上，也可W設(shè)為系數(shù)a =1。
[0092] 另外，第2負(fù)載區(qū)域R2被設(shè)定為如下運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，所述運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域是在通過(guò)僅使主噴射 燃料量Sm增加來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加的情況下，煙的產(chǎn)生量增加、或因主噴射燃料的汽 化潛熱而使燃燒變得不穩(wěn)定的可能性高的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。因此，在第2負(fù)載區(qū)域R2,通過(guò)不僅增 加主噴射燃料量Sm還增加預(yù)噴射燃料量Sp，來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加。因此，在第2負(fù)載區(qū) 域R2,如圖10的(a)所示，內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高，貝順噴射燃料量Sp越增加。而且，在第 2負(fù)載區(qū)域R2，如后述那樣，隨著預(yù)噴射燃料量Sp的增加而使預(yù)噴射正時(shí)化提前。由此，內(nèi)燃 機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高，則預(yù)噴射燃料的燃剩量越多。
[0093] 另外，在第2負(fù)載區(qū)域R2,如圖10的（a)的線L22所示，主噴射燃料量Sm也隨著內(nèi)燃 機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載變高而增加。此外，在第2負(fù)載區(qū)域R2中，也與第1負(fù)載區(qū)域R1同樣地，用線 L20所示的負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量SO和主噴射燃料量Sm的相關(guān)按照上述式2。另外，如上述，在第2 負(fù)載區(qū)域R2,隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的上升，預(yù)噴射燃料量Sp增加。因此，如圖10的(a)中的線L22 所示，該第2負(fù)載區(qū)域R2中的主噴射燃料量Sm的增加比率(主噴射燃料量Sm的增加量相對(duì)于 內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的上升量的比率)小于預(yù)噴射燃料量Sp被固定了的第1負(fù)載區(qū)域R1中的主噴射 燃料量Sm的增加比率。由此，能夠抑制因主噴射燃料量的增加而引起的煙的產(chǎn)生量的增加、 因主噴射燃料的汽化潛熱的增加而引起的不發(fā)火的產(chǎn)生。
[0094]另外，在第2負(fù)載區(qū)域R2,如圖10的(b)所示，W內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高則第1噴 射間隔Dil越大的方式使預(yù)噴射正時(shí)化提前。即，在第2負(fù)載區(qū)域R2,使預(yù)噴射正時(shí)化提前與 主噴射正時(shí)Tm的提前量聯(lián)動(dòng)而得到的提前量W上，內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高則其提前量越大。通過(guò) 如此控制預(yù)噴射正時(shí)化，從而即使預(yù)噴射燃料的燃剩量變多，也能夠抑制預(yù)噴射燃料的燃 燒剩余和主噴射燃料相重疊的部分的燃料濃度變高。其結(jié)果，能夠抑制因運(yùn)些燃料的重疊 而引起的煙的產(chǎn)生量。
[009引另外，如圖10的(b)所示，在第2負(fù)載區(qū)域R2中，也與第1負(fù)載區(qū)域R1同樣地，預(yù)噴射 正時(shí)化和點(diǎn)火正時(shí)Ts之間的間隔即點(diǎn)火間隔Ds被維持為恒定。因此，在隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的 上升而使預(yù)噴射正時(shí)化提前了與主噴射正時(shí)Tm的提前量聯(lián)動(dòng)而得到的提前量W上的情況 下，使點(diǎn)火正時(shí)Ts也提前與預(yù)噴射正時(shí)化相同程度。
[0096] 接著，對(duì)用于在第3負(fù)載區(qū)域R3W及第4負(fù)載區(qū)域R4實(shí)現(xiàn)高負(fù)載燃燒控制的各控制 參數(shù)的值進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)運(yùn)些運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中的、預(yù)噴射和主噴射的控制參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。與 第2負(fù)載區(qū)域R2同樣地，第3負(fù)載區(qū)域R3被設(shè)定為如下運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，所述運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域是在通過(guò)僅 使主噴射燃料量Sm增加來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加的情況下，煙的產(chǎn)生量增加、或因主噴射 燃料的汽化潛熱而使燃燒變得不穩(wěn)定的可能性高的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。因此，在第3負(fù)載區(qū)域R3,如 圖10的(a)、（b)所示，針對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的變動(dòng)，預(yù)噴射燃料量Sp、主噴射燃料量Sm、預(yù)噴射正 時(shí)化、主噴射正時(shí)時(shí)1、點(diǎn)火正時(shí)TsW與上述的第2負(fù)載區(qū)域R2中的傾向同樣的傾向變動(dòng)。即， 在第3負(fù)載區(qū)域R3,隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的上升而使預(yù)噴射燃料量SpW及主噴射燃料量Sm增加。 而且，在內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載是第3負(fù)載區(qū)域R3中的最大內(nèi)燃機(jī)負(fù)載時(shí)，主噴射燃料量Sm 成為最大主噴射燃料量Smmax。在此，最大主噴射燃料量Smmax是能夠確保穩(wěn)定的燃燒且能 夠抑制過(guò)多的煙的產(chǎn)生的主噴射燃料量的上限值。另外，與第2負(fù)載區(qū)域R2同樣地，第3負(fù)載 區(qū)域R3中的主噴射燃料量Sm的增加比率小于第1負(fù)載區(qū)域R1中的主噴射燃料量Sm的增加比 率。另外，與第2負(fù)載區(qū)域R2同樣地，在第3負(fù)載區(qū)域R3，W內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高則第1噴射間隔 Dil越大的方式使預(yù)噴射正時(shí)化提前。另外，通過(guò)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載越高則使點(diǎn)火正時(shí)Ts也越提 前，點(diǎn)火間隔化被維持為恒定。
[0097] 另外，第4負(fù)載區(qū)域R4被設(shè)定為如下運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，所述運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域是從煙的產(chǎn)生量W及 燃燒穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮，難W通過(guò)主噴射燃料量Sm的增加來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加的運(yùn)轉(zhuǎn) 區(qū)域。因此，如圖10的(a)所示，在第4負(fù)載區(qū)域R4,主噴射燃料量Sm被固定為最大主噴射燃 料量Smmax，通過(guò)僅使預(yù)噴射燃料量Sp增加來(lái)應(yīng)對(duì)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加。此時(shí)，如圖10的(a)中 的線L21所示，第4負(fù)載區(qū)域R4中的預(yù)噴射燃料量Sp的增加比率大于第2負(fù)載區(qū)域R2W及第3 負(fù)載區(qū)域R3中的預(yù)噴射燃料量Sp的增加比率。
[0098] 此外，在第4負(fù)載區(qū)域R4,圖10的(a)中用線L21表示的負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量SO和預(yù)噴射 燃料量Sp的相關(guān)按照W下的式3。
[0099] Sp = (S〇-Smmax)/a ? ? ?(式3)
[0100] 此外，a與式2相同，是預(yù)噴射燃料的燃剩率。另外，在處于第4負(fù)載區(qū)域R4的情況 下，如上述那樣，主噴射燃料量Sm被固定為最大主噴射燃料量Smmax。因此，通過(guò)按照上述式 3算出預(yù)噴射燃料量Sp，能夠決定適當(dāng)?shù)念A(yù)噴射燃料量Sp。
[0101] 另外，在第4負(fù)載區(qū)域R4,如圖10的(b)所示，主噴射正時(shí)Tm被固定為與最大主噴射 燃料量Smmax相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)噴射正時(shí)。而且，在第4負(fù)載區(qū)域R4，預(yù)噴射燃料量Sp隨著內(nèi)燃機(jī) 負(fù)載的增加而增加，因此，會(huì)再次擔(dān)屯、由預(yù)噴射燃料的燃燒剩余和主噴射燃料的干設(shè)引起 的煙的產(chǎn)生。于是，在第4負(fù)載區(qū)域R4,如圖10的(b)所示，根據(jù)預(yù)噴射燃料量Sp的增加而使 預(yù)噴射正時(shí)化提前。即，W第1噴射間隔Dil根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加而擴(kuò)大的方式設(shè)定預(yù)噴 射正時(shí)化。此時(shí)，在第4負(fù)載區(qū)域R4中的預(yù)噴射燃料量Sp的增加比率大于第2負(fù)載區(qū)域R2W 及第3負(fù)載區(qū)域R3中的預(yù)噴射燃料量Sp的增加比率，因此第4負(fù)載區(qū)域R4中的預(yù)噴射正時(shí)化 的提前量的增加比率(預(yù)噴射正時(shí)化的提前量的增加相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的上升量的比率） 也大于第2負(fù)載區(qū)域R2W及第3負(fù)載區(qū)域R3的預(yù)噴射正時(shí)化的提前量的增加比率。由此，可 謀求煙的產(chǎn)生量的抑制。
[0102] 另外，在第4負(fù)載區(qū)域R4,如圖10的(b)所示，使點(diǎn)火正時(shí)Ts也隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增 加而提前。但是，此時(shí)的點(diǎn)火正時(shí)Ts的提前量的增加比率小于預(yù)噴射正時(shí)化的提前量的增 力化率。即，在第4負(fù)載區(qū)域R4,點(diǎn)火間隔Ds根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加而擴(kuò)大。由此，能夠更加 提高預(yù)噴射燃料的燃剩率。即，能夠更增加與主噴射燃料一起被提供給燃燒的預(yù)噴射燃料 的燃剩量。如上所述，在第4負(fù)載區(qū)域R4，主噴射燃料量被固定為最大主噴射燃料量，但通過(guò) 如此使預(yù)噴射燃料的燃剩量增加，能夠在滿足所要求的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的同時(shí)將內(nèi)燃機(jī)1的熱 效率維持為較佳。
[0103] 接著，對(duì)第3負(fù)載區(qū)域R3W及第4負(fù)載區(qū)域R4中的中間噴射的控制參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。 如圖10的（a)中的線L23所示，在第3負(fù)載區(qū)域R3W及第4負(fù)載區(qū)域R4中，中間噴射燃料量 Smid被固定為比最小預(yù)噴射燃料量Spmin少的恒定量。中間噴射燃料的燃燒不是W火花塞5 的點(diǎn)火為起點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的，而是W通過(guò)預(yù)噴射燃料燃燒而已經(jīng)產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn)來(lái)進(jìn)行的。 因此，即使中間噴射燃料量Smid是比最小預(yù)噴射燃料量Spmin少的量，中間噴射燃料也能夠 通過(guò)火焰?zhèn)鞑ザ紵Ｔ撝虚g噴射燃料量Smid被預(yù)先設(shè)定為能夠在如下區(qū)域形成火焰的程 度的量，所述區(qū)域是在假設(shè)沒(méi)有執(zhí)行該中間噴射的情況下可能成為火焰未產(chǎn)生區(qū)域的區(qū) 域。
[0104] 另外，在第3負(fù)載區(qū)域R3W及第4負(fù)載區(qū)域R4中，中間噴射燃料量Smid被固定為恒 定量，因此，第2噴射間隔Di2也被維持為恒定。此時(shí)，相對(duì)于被設(shè)定為適當(dāng)噴射正時(shí)的主噴 射正時(shí)TmW確保如下第2噴射間隔Di2的方式設(shè)定中間噴射正時(shí)Tmid，所述第2噴射間隔Di2 是使得中間噴射燃料通過(guò)因?qū)︻A(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的間隔。即，設(shè)定 中間噴射正時(shí)TmicUW使得中間噴射燃料通過(guò)火焰?zhèn)鞑ザ紵?，?lái)在在主燃料噴射正時(shí)的 燃料噴射閥6的周圍擴(kuò)大火焰所存在的區(qū)域。因此，如圖10的(b)所示，在第3負(fù)載區(qū)域R3,在 主噴射燃料量Sm因內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加而增加，使主噴射正時(shí)Tm隨之提前了的情況下，也使 中間噴射正時(shí)Tmid與該主噴射正時(shí)Tm的提前聯(lián)動(dòng)而提前。另外，在第4負(fù)載區(qū)域R4,主噴射 正時(shí)化被固定為恒定的正時(shí)，因此中間噴射正時(shí)化id也被固定為恒定的正時(shí)。
[0105] 另外，在本實(shí)施例中，W中間噴射燃料的大部分通過(guò)因預(yù)燃燒產(chǎn)生的火焰的傳播 而燃燒的方式設(shè)定中間噴射燃料量SmidW及中間噴射正時(shí)Tmid。因此，中間噴射燃料被作 為不貢獻(xiàn)于內(nèi)燃機(jī)1的輸出的燃料對(duì)待。因此，在上述式2W及式3中，未考慮中間噴射燃料 量。不過(guò)，也可W認(rèn)為，即使預(yù)燃燒的參數(shù)相同，在執(zhí)行中間噴射的情況下和不執(zhí)行中間噴 射的情況下，預(yù)噴射燃料的燃剩率也為不同的值。在運(yùn)樣的情況下，在第3負(fù)載區(qū)域R3W及 第4負(fù)載區(qū)域R4中，基于執(zhí)行中間噴射的情況下的預(yù)噴射燃料的燃剩率來(lái)決定預(yù)噴射燃料 量SpW及主噴射燃料量Sm。
[0106] 此外，在第3負(fù)載區(qū)域R3W及第4負(fù)載區(qū)域R4中的任一個(gè)區(qū)域中，中間噴射燃料量 Smid都少于最小預(yù)噴射燃料量Spmin，因此，即使中間噴射燃料在主噴射正時(shí)之前被提供給 了通過(guò)火焰?zhèn)鞑ミM(jìn)行的燃燒，妨礙內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)輸出的那樣的作用也小。
[0107] <燃燒控制流程>
[0108] 在此，基于圖11對(duì)本實(shí)施例的燃燒控制的控制流程進(jìn)行說(shuō)明。圖11是表示本實(shí)施 例的燃燒控制的控制流程的流程圖。該控制流程預(yù)先存儲(chǔ)在ECU20中，在內(nèi)燃機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)期間 執(zhí)行存儲(chǔ)于ECU20的控制程序，W運(yùn)樣的方式按預(yù)定的間隔反復(fù)執(zhí)行。
[0109] 在本實(shí)施例的控制流程中，首先，在S101中，基于加速器位置傳感器22的檢測(cè)值算 出內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載Qe。另外，作為另一方法，也可W基于在進(jìn)氣通路70流動(dòng)的空氣流 量即空氣流量計(jì)72的檢測(cè)值、進(jìn)氣通路70內(nèi)的進(jìn)氣壓力，來(lái)算出內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載。接 著，在S102中，基于在S101中算出的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載Qe算出負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量SO。具體而言，利用 在圖10的（a)中用線L20所示的控制映射，算出與內(nèi)燃機(jī)負(fù)載Qe相對(duì)應(yīng)的負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量 SO。此外，在本實(shí)施例中，如線L20所示，W隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載增加而使負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量SO變大 的方式，將兩者的相關(guān)記錄在控制映射上。
[0110] 接著，在S103中，對(duì)在S102中算出的負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量SO是否為第2預(yù)定量S2W下進(jìn) 行判別。即，在S103中，對(duì)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載Qe是屬于第1負(fù)載區(qū)域R1或第2負(fù)載區(qū)域R2、 還是屬于第3負(fù)載區(qū)域R3或第4負(fù)載區(qū)域R4進(jìn)行判別。在S103中判定為是的情況下，即在內(nèi) 燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載Qe屬于第1負(fù)載區(qū)域R1或第2負(fù)載區(qū)域R2的情況下，應(yīng)該執(zhí)行基本燃燒 控制，從而接著執(zhí)行S104的處理。
[0111] 在S104中，使用圖10所示的控制映射來(lái)決定用于實(shí)現(xiàn)基本燃燒控制的、預(yù)噴射燃 料量Sp、主噴射燃料量Sm、預(yù)噴射正時(shí)化、主噴射正時(shí)化、W及點(diǎn)火正時(shí)Ts。接著，在S105中， 按照在S104中決定的預(yù)噴射燃料量Sp、主噴射燃料量Sm、預(yù)噴射正時(shí)化、主噴射正時(shí)Tm、W 及點(diǎn)火正時(shí)Ts，通過(guò)燃料噴射閥6執(zhí)行預(yù)噴射及主噴射、火花塞5的點(diǎn)火。由此，可實(shí)現(xiàn)本實(shí) 施例的基本燃燒控制。
[0112] 另一方面，在S103中判定為否的情況下，即在內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載Qe屬于第3負(fù) 載區(qū)域R3或第4負(fù)載區(qū)域R4的情況下，應(yīng)該執(zhí)行高負(fù)載燃燒控制，從而接著執(zhí)行S106的處 理。
[0113] 在S106中，使用圖10所示的控制映射來(lái)決定用于實(shí)現(xiàn)高負(fù)載燃燒控制的、預(yù)噴射 燃料量Sp、中間噴射燃料量Smid、主噴射燃料量Sm、預(yù)噴射正時(shí)化、中間噴射正時(shí)Tmid、主噴 射正時(shí)化、點(diǎn)火正時(shí)Ts。接著，在S107中，按照在S106中決定的預(yù)噴射燃料量Sp、中間噴射燃 料量Smid、主噴射燃料量Sm、預(yù)噴射正時(shí)化、中間噴射正時(shí)Tmid、主噴射正時(shí)時(shí)1、點(diǎn)火正時(shí) Ts，通過(guò)燃料噴射閥6執(zhí)行預(yù)噴射、中間噴射及主噴射、火花塞5的點(diǎn)火。由此，可實(shí)現(xiàn)本實(shí)施 例的高負(fù)載燃燒控制。
[0114] 此外，圖10所示的控制映射終歸是在本實(shí)施例的燃燒控制中所使用的控制映射的 一例，內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載和基本燃燒控制及高負(fù)載燃燒控制中的各控制參數(shù)的相關(guān)并 不限于該圖10所示的例子。
[011引另外，在上述高負(fù)載燃燒控制中，無(wú)論內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載如何，都將中間噴射 燃料量固定為比最小預(yù)噴射燃料量Spmin少的恒定量。然而，也可W根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī) 負(fù)載而使中間噴射燃料量變動(dòng)。例如，也可W根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加而使中間噴射燃料量 增加。但是，如上所述，若中間噴射燃料量過(guò)多，則有可能在執(zhí)行主噴射之前產(chǎn)生燃料的自 燃。因此，在根據(jù)內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加而使中間噴射燃料量增加的那樣的情況下，也將中間噴 射燃料量設(shè)為比同一燃燒循環(huán)中的預(yù)噴射燃料量少的量。由此，能夠盡量地抑制在主噴射 正時(shí)之前產(chǎn)生燃料的自燃。
[0116] 另外，在高負(fù)載燃燒控制中，也可W將中間噴射燃料量W及中間噴射正時(shí)控制成 使得中間噴射燃料的一部分不被提供給通過(guò)火焰?zhèn)鞑ミM(jìn)行的燃燒而成為燃燒剩余。在該情 況下，中間噴射燃料的燃燒剩余與預(yù)噴射燃料的燃燒剩余同樣地，在主噴射執(zhí)行開始后通 過(guò)自燃或擴(kuò)散燃燒而燃燒。即，中間噴射燃料的燃燒剩余貢獻(xiàn)于內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)輸出。因 此，在將中間噴射燃料量W及中間噴射正時(shí)控制成使得產(chǎn)生中間噴射燃料的燃燒剩余的情 況下，需要使主噴射燃料量減少與該燃剩量運(yùn)部分相當(dāng)?shù)牧俊Ｔ谠撉闆r下，負(fù)載對(duì)應(yīng)噴射量 SO和主噴射燃料量Sm的相關(guān)成為如W下的式4那樣。
[0117] Sm = S〇-(SpXa+SmidX0) ? ? ?(式4)
[0118] a:預(yù)噴射燃料的燃剩率
[0119] 0:中間噴射燃料的燃剩率
[0120] 另外，在本實(shí)施例中，僅在第3負(fù)載區(qū)域R3W及第4負(fù)載區(qū)域R4中執(zhí)行了中間噴射。 然而，執(zhí)行中間噴射的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域未必限于運(yùn)些運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域。例如也可W是，也在第1負(fù)載區(qū)域 R1或第2負(fù)載區(qū)域R2中執(zhí)行中間噴射。
[0121] 另外，在汽缸內(nèi)形成滾流(tumble flow)的內(nèi)燃機(jī)、沒(méi)有形成如滿流或滾流那樣的 回轉(zhuǎn)流的內(nèi)燃機(jī)，也有可能在預(yù)燃燒時(shí)產(chǎn)生火焰未產(chǎn)生區(qū)域。因此，應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)并 不限于構(gòu)成為在汽缸內(nèi)形成滿流的內(nèi)燃機(jī)。
[0122] <變形例>
[0123] 在如上所述那樣，在一個(gè)燃燒循環(huán)中，在除了執(zhí)行預(yù)噴射W及主噴射之外還執(zhí)行 中間噴射的情況下，需要在中間噴射執(zhí)行后且主噴射執(zhí)行前抑制燃料發(fā)生自燃。于是，可W 將高負(fù)載燃燒控制中的中間噴射燃料量設(shè)定為下述燃料噴射量的下限值少的量，所述燃料 噴射量是比使用Livengood-Wu積分算式算出的、在中間噴射執(zhí)行后且主噴射正時(shí)之前會(huì)產(chǎn) 生燃料的自燃的燃料噴射量。
[0124] Li vengoocHVu積分算式表示為下述式5那樣。
[0125]
?".式（日）
[0126] T:發(fā)火延遲期間
[0127] A:頻率因子 [012引 n:反應(yīng)次數(shù) [01巧]E:活性能量
[0130] R:通用氣體常數(shù)
[0131] P:汽缸內(nèi)的壓力
[0132] T:汽缸內(nèi)的溫度
[0133] 而且，通常知曉在下述式6成立時(shí)產(chǎn)生燃料的自燃。
[0134]
? ?.式（行）
[0135] t:從燃料噴射的執(zhí)行開始時(shí)刻起的經(jīng)過(guò)時(shí)間
[0136] 另外，頻率因子A可W由下述式7表示。
[0137] A = aXpb ? ??式(7)
[013引 a、b =常數(shù)
[0139] F =當(dāng)量比（=理論空燃比/汽缸內(nèi)的空燃比）
[0140] 中間噴射正時(shí)的汽缸2內(nèi)的壓力PW及溫度巧良據(jù)內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而不同，但運(yùn) 些值能夠基于實(shí)驗(yàn)等來(lái)推定。因此，根據(jù)中間噴射正時(shí)的汽缸2內(nèi)的壓力P、溫度T的推定值 W及上述式(5)~（7)，能夠算出上述式(6)成立時(shí)的當(dāng)量比F。另外，汽缸2內(nèi)的空氣量根據(jù) 內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而不同，但該值也能夠基于實(shí)驗(yàn)等來(lái)推定。而且，根據(jù)上述式(6)成立時(shí) 的當(dāng)量比F和汽缸2內(nèi)的空氣量的推定值，能夠算出上述式(6)成立時(shí)的燃料噴射量即在中 間噴射執(zhí)行后且主噴射正時(shí)之前會(huì)產(chǎn)生燃料的自燃的燃料噴射量的下限值。
[0141] 而且，通過(guò)將中間噴射燃料量設(shè)定為比如上述那樣算出的在中間噴射執(zhí)行后且主 噴射正時(shí)之前會(huì)產(chǎn)生燃料的自燃的燃料噴射量的下限值少的量，能夠W更高的概率抑制在 中間噴射執(zhí)行后且主噴射執(zhí)行之前產(chǎn)生燃料的自燃。
[0142] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0143] 1 ? ??內(nèi)燃機(jī)
[0144] 2 ? ? ?汽缸
[0145] 3 ? ? ?活塞
[0146] 5 ? ??火花塞
[0147] 6 - ??燃料噴射閥
[014引 7 ? ??進(jìn)氣口
[0149] 8 ? ??排氣口
[0150] 9. ??進(jìn)氣口
[0151] 10...排氣口
[0152] 20 ? ? ? ECU
[0153] 21曲軸位置傳感器
[0154] 22加速器位置傳感器
[0155] 71 節(jié)氣口
[0156] 72空氣流量計(jì)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種內(nèi)燃機(jī)的控制裝置，具備： 燃料噴射閥，其從內(nèi)燃機(jī)中的燃燒室的中央附近的位置放射狀噴射燃料； 點(diǎn)火裝置，其相對(duì)于所述燃料噴射閥的相對(duì)位置被確定為使得從該燃料噴射閥噴射出 的燃料噴霧的一部分通過(guò)可點(diǎn)火區(qū)域并能夠?qū)υ撊剂蠂婌F直接點(diǎn)火；以及 燃燒控制單元，其在壓縮行程中的預(yù)噴射正時(shí)執(zhí)行所述燃料噴射閥的預(yù)噴射，并且由 所述點(diǎn)火裝置對(duì)通過(guò)該預(yù)噴射形成的燃料噴霧即預(yù)噴霧進(jìn)行點(diǎn)火，進(jìn)而，在主噴射正時(shí)開 始執(zhí)行所述燃料噴射閥的主噴射，由此產(chǎn)生燃料的自燃并且至少使通過(guò)所述主噴射而噴射 出的燃料的一部分?jǐn)U散燃燒，所述主噴射正時(shí)是由所述點(diǎn)火裝置對(duì)所述預(yù)噴霧點(diǎn)火之后且 壓縮行程上止點(diǎn)前的正時(shí)，且所述主噴射正時(shí)被設(shè)定為使得噴射燃料以通過(guò)對(duì)所述預(yù)噴霧 點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰為起點(diǎn)開始燃燒， 至少在內(nèi)燃機(jī)的一部分運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，所述燃燒控制單元，在一個(gè)燃燒循環(huán)中除了執(zhí)行所 述預(yù)噴射和所述主噴射以外還在中間噴射正時(shí)執(zhí)行由所述燃料噴射閥噴射比同一個(gè)燃燒 循環(huán)中的所述預(yù)噴射的燃料噴射量少的燃料的中間噴射，并通過(guò)下述的火焰?zhèn)鞑ナ雇ㄟ^(guò)該 中間噴射而噴射出的燃料燃燒，所述火焰?zhèn)鞑ナ且酝ㄟ^(guò)對(duì)所述預(yù)噴霧點(diǎn)火而產(chǎn)生的火焰為 起點(diǎn)的火焰?zhèn)鞑?，所述中間噴射正時(shí)是由所述點(diǎn)火裝置對(duì)所述預(yù)噴霧點(diǎn)火之后且所述主噴 射正時(shí)之前的正時(shí)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 所述一部分運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域是內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載比預(yù)定負(fù)載高的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域， 在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載為所述預(yù)定負(fù)載以下的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，所述燃燒控制單元在一個(gè)燃 燒循環(huán)中執(zhí)行所述預(yù)噴射和所述主噴射， 在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載比所述預(yù)定負(fù)載高的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域，所述燃燒控制單元在一個(gè)燃燒 循環(huán)中除了執(zhí)行所述預(yù)噴射和所述主噴射以外還執(zhí)行所述中間噴射。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 所述中間噴射的燃料噴射量比在執(zhí)行所述預(yù)噴射的所有運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域中最少的所述預(yù)噴 射的燃料噴射量少。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 所述中間噴射的燃料噴射量是比下述燃料噴射量的下限值少的量，該燃料噴射量是基 于所述中間噴射正時(shí)的汽缸內(nèi)的空氣量、壓力以及溫度并使用Livengood-Wu積分算式算出 的、在所述中間噴射執(zhí)行后且所述主噴射正時(shí)之前會(huì)產(chǎn)生燃料的自燃的燃料噴射量。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 將所述中間噴射的燃料噴射量以及所述中間噴射正時(shí)控制成使得通過(guò)所述中間噴射 而噴射出的燃料的一部分不被提供給通過(guò)所述火焰?zhèn)鞑ミM(jìn)行的燃燒而成為燃燒剩余。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置， 在內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)負(fù)載超過(guò)了預(yù)先設(shè)定的閾值的情況下，將所述主噴射的燃料噴射量 固定為恒定，隨著內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加，使所述預(yù)噴射的燃料噴射量增加，并且使所述預(yù)噴射 正時(shí)和所述點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火正時(shí)提前、且使所述點(diǎn)火裝置的點(diǎn)火正時(shí)的提前量相對(duì)于內(nèi)燃 機(jī)負(fù)載的增加量的增加比率比所述預(yù)噴射正時(shí)的提前量相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)負(fù)載的增加量的增 加比率小，所述預(yù)先設(shè)定的閾值是比所述預(yù)定負(fù)載高的閾值。
【文檔編號(hào)】F02D41/30GK106050451SQ201610196240
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日 公開號(hào)201610196240.2, CN 106050451 A, CN 106050451A, CN 201610196240, CN-A-106050451, CN106050451 A, CN106050451A, CN201610196240, CN201610196240.2
【發(fā)明人】越智雄大
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車株式會(huì)社