專利名稱：內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以柴油發(fā)動機為代表的內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置。更特別地， 本發(fā)明涉及對于能夠在來自燃料噴射閥的主噴射之前執(zhí)行副噴射(在下文中也被稱為引 燃噴射)的壓縮自燃式內(nèi)燃機的用于實現(xiàn)所述副噴射的最優(yōu)化的方法。
背景技術(shù)：
如通常所知，在用作汽車發(fā)動機等的柴油發(fā)動機中，進行根據(jù)諸如發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)、加 速器的操作量、冷卻液溫度以及進氣溫度的運轉(zhuǎn)狀態(tài)來調(diào)節(jié)燃料噴射閥(下文也被稱為噴 射器)的燃料噴射正時和燃料噴射量的燃料噴射控制。附帶地，柴油發(fā)動機燃燒包括預(yù)混燃燒和擴散燃燒。當來自燃料噴射閥的燃料噴 射開始時，首先通過燃料的汽化和擴散(點火延遲期間)來產(chǎn)生可燃混合氣。接下來，所述 可燃混合氣在燃燒室中的多處在大約同一時刻自燃，并且燃燒快速地進行(預(yù)混燃燒)。此 外，向燃燒室內(nèi)的燃料噴射繼續(xù)，以便連續(xù)地進行燃燒(擴散燃燒)。之后，甚至在燃料噴射 已經(jīng)結(jié)束后未燃燃料仍然存在，因此在一時間段內(nèi)繼續(xù)生熱(后燃期間)。而且，在柴油發(fā)動機中，隨著點火延遲期間變長，或隨著燃料在點火延遲期間的汽 化變得更強烈，在點火之后的火焰?zhèn)鞑ニ俣葘⒃黾印．斔龌鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣却髸r，立即燃燒的 燃料的量變得過大，氣缸內(nèi)的壓力急劇增加，因此產(chǎn)生了振動或噪聲。這種現(xiàn)象被稱為柴油 機爆震，并且通常特別是在低負載運轉(zhuǎn)時發(fā)生。而且，在這種情況下，燃燒溫度的急劇上升 伴隨著產(chǎn)生的氮氧化物(下文被稱為“NOx”)的量的增加，因此廢氣排放變得惡化。結(jié)果，為了防止這種柴油機爆震并減小NOx的產(chǎn)生量，已經(jīng)開發(fā)了多種燃料噴射 控制裝置。例如，已經(jīng)開發(fā)了在主噴射之前進行噴射少量燃料的引燃噴射從而引起有助于 產(chǎn)生發(fā)動機扭矩的燃燒的燃料噴射控制裝置。也就是說，建議在執(zhí)行引燃噴射之后，暫時中 斷燃料噴射，并且當該燃料達到點火狀態(tài)(所謂的閃點)時，執(zhí)行主噴射(見下文的專利引 文1至3)。通過執(zhí)行這種引燃噴射，能夠緩和伴隨后續(xù)主噴射的開始的初始燃燒，因此能夠 抑制柴油機爆震的發(fā)生。而且，當執(zhí)行主噴射時，在引燃噴射中噴射出的燃料已經(jīng)被點燃， 并已經(jīng)建立了閃點狀態(tài)，因此還能夠避免失火的發(fā)生。因此，通過引燃噴射，改善了低溫啟 動，也減小了低溫時白煙的發(fā)生。此外，通過該引燃噴射，減小了點火延遲期間內(nèi)的燃料噴 射量，因此也抑制了預(yù)混燃燒。而且，在預(yù)混燃燒過程中，發(fā)熱率高，因此能夠促進NOx的產(chǎn) 生，但由于通過上述引燃噴射抑制了預(yù)混燃燒，NOx的產(chǎn)生以及伴隨預(yù)混燃燒的噪聲的產(chǎn)生 二者都將同樣被減小。然而，為了進行少量燃料的引燃噴射，必須以高精度控制所述引燃噴射的量。例 如，在專利引文2中，執(zhí)行引燃噴射以使作為在發(fā)動機壓縮沖程中在氣缸內(nèi)產(chǎn)生的最大壓 力的壓縮端壓力接近目標壓縮端壓力。在這種情況下，隨著目標壓縮端壓力和實際壓縮端 壓力之間的差變小，設(shè)定更少量的引燃噴射。而且，專利引文3公開了隨著進氣溫度降低并且隨著進氣壓力的增加而增加引燃
3噴射量。專利引文1 :JP2004-308440A專利引文2 :JP2000-154757A專利引文3 :JP2006-274997A

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，關(guān)于常規(guī)的引燃噴射控制，盡管已經(jīng)考慮到進行調(diào)節(jié)以增加或減少引燃噴 射量，但是還沒有建立引燃噴射的控制邏輯，例如適當?shù)嘏袛嘁紘娚涫欠癖匾虼诉€不 確定是否正在進行適當?shù)囊紘娚淇刂?。例如，以下可以作為所述問題的起因而被引用。通常，引燃噴射具有在主噴射期間 適當?shù)乜刂泣c火和適當?shù)乜刂瓢l(fā)熱率的功能，但是在常規(guī)引燃噴射中，這些功能沒有被明 確地區(qū)分開。結(jié)果，甚至在即使僅執(zhí)行主噴射也就是即使沒有執(zhí)行引燃噴射也能夠確保充 分的點火的情況下，通常也執(zhí)行引燃噴射，因此很可能正在執(zhí)行超出必要的引燃噴射。在這 種正在執(zhí)行超出必要的引燃噴射的情況下，存在的顧慮是廢氣排放將會惡化(通過過量的 引燃噴射，由于局部氧氣不足的發(fā)生使得HC或PM產(chǎn)生的量將增加的顧慮)，或燃料消耗率 將會惡化。本發(fā)明的目的是為能夠在主噴射之前執(zhí)行引燃噴射的內(nèi)燃機提供能夠判斷引燃 噴射是否必要的用于引燃噴射執(zhí)行的控制邏輯。技術(shù)方案_方案的原理-本發(fā)明的方案的原理如下。副噴射的功能特別用于對氣缸的內(nèi)部進行預(yù)加熱。當 已經(jīng)被吸入氣缸的氣體(空氣)處于使得氣體將僅通過壓縮沖程中的壓縮操作而達到燃料 自燃溫度的狀況下，判斷出主噴射之前的副噴射是不必要的，禁止所述副噴射，因此能夠避 免浪費的副噴射。另一方面，當已經(jīng)被吸入氣缸的氣體處于使得氣體不會僅通過壓縮沖程 中的壓縮操作而達到燃料自燃溫度的狀況下時，在主噴射之前執(zhí)行副噴射，因此能夠在主 噴射期間良好地確保燃料的點火。-解決方法_本發(fā)明提供了一種壓縮自燃式內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，作為從燃料噴射閥噴 射燃料的操作，所述內(nèi)燃機至少能夠執(zhí)行主噴射和在主噴射之前進行的副噴射，燃料噴射 控制裝置設(shè)置有壓縮氣體溫度識別部，其在假定沒有執(zhí)行副噴射的情況下估算或檢測在 壓縮沖程期間僅僅由于氣缸內(nèi)氣體的壓縮而增加的壓縮氣體溫度；以及副噴射控制部，其 將由壓縮氣體溫度識別部估算或檢測出的壓縮氣體溫度與燃料自燃溫度相比較，并且僅當 壓縮氣體溫度低于燃料自燃溫度時在主噴射之前執(zhí)行副噴射。通過所述特定構(gòu)造，例如，通過壓縮氣體溫度識別部進行估算或檢測內(nèi)燃機的壓 縮沖程中的壓縮氣體溫度的操作。更特別地，壓縮氣體溫度識別部在假定沒有執(zhí)行副噴射 的情況下估算或檢測在壓縮沖程期間僅僅由于氣缸內(nèi)氣體的壓縮而增加的壓縮氣體溫度。 如果所述壓縮氣體溫度至少是燃料自燃溫度，則僅僅在所述壓縮沖程之后的主噴射中燃料 可自燃。另一方面，如果壓縮氣體溫度低于燃料自燃溫度，則很可能僅僅在所述壓縮沖程之后的主噴射中不會獲得良好的燃料自燃。因此，副噴射控制部將由壓縮氣體溫度識別部估 算或檢測出的壓縮氣體溫度與燃料自燃溫度相比較，并且僅在壓縮氣體溫度低于燃料自燃 溫度的情況下在主噴射之前執(zhí)行副噴射，并且伴隨所述副噴射對燃燒室內(nèi)的氣體進行預(yù)加 熱的操作，以便當達到用于執(zhí)行主噴射的正時時，氣缸內(nèi)的氣體溫度已經(jīng)變?yōu)橹辽偈侨剂?自燃溫度。通過所述構(gòu)造，副噴射功能特別用于通過將熱能供給到燃燒室中而增加溫度，并 且功能上與其它燃料噴射操作相區(qū)分，此外，為了確保燃料的點火，僅當預(yù)加熱必要時執(zhí)行 副噴射，因此避免了浪費的副噴射。結(jié)果，能夠防止由執(zhí)行超出必要的副噴射而引起的廢氣 排放的惡化，以及燃料消耗率的惡化。由壓縮氣體溫度識別部估算或檢測出的壓縮氣體溫度的信息用于判定是否執(zhí)行 在緊接在進行估算或檢測的所述壓縮沖程之后的主噴射之前進行的副噴射。也就是說，在 壓縮沖程中獲取的壓縮氣體溫度的信息用于判定對于該信息是否執(zhí)行在緊接在壓縮沖程 之后的主噴射之前進行的副噴射。本發(fā)明不局限于此；還可以采用以下構(gòu)造，其中所述壓縮 氣體溫度的信息用于判定是否在下一個氣缸(所述下一個氣缸在獲取壓縮氣體溫度信息 的氣缸的膨脹沖程之后進入膨脹沖程)中執(zhí)行在主噴射之前進行的副噴射，或可以采用另 一個構(gòu)造，其中所述信息用于判定是否執(zhí)行在緊接在該氣缸的下一次壓縮沖程(在四氣缸 內(nèi)燃機的情況下，在比獲取所述壓縮氣體溫度信息晚四次之后發(fā)生的壓縮沖程)之后的主 噴射之前進行的副噴射。選擇性地，本發(fā)明提供了一種壓縮自燃式內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，作為從燃 料噴射閥噴射燃料的操作，內(nèi)燃機至少能夠執(zhí)行主噴射和在主噴射之前進行的副噴射，燃 料噴射控制裝置設(shè)置有壓縮氣體溫度識別部，其在假定沒有執(zhí)行副噴射的情況下估算或 檢測在壓縮沖程期間僅僅由于氣缸內(nèi)氣體的壓縮而增加的壓縮氣體溫度；以及副噴射控制 部，其將由壓縮氣體溫度識別部估算或檢測出的壓縮氣體溫度與燃料自燃溫度相比較，并 且當壓縮氣體溫度至少是燃料自燃溫度時禁止執(zhí)行副噴射。通過所述特定構(gòu)造，與上述解決方法的情況相同，僅當需要副噴射以確保燃料的 點火的狀況時執(zhí)行副噴射，因此能夠避免浪費的副噴射。結(jié)果，能夠防止由執(zhí)行超出必要的 副噴射引起的廢氣排放的惡化，以及燃料消耗率的惡化。接下來是當壓縮氣體溫度的估算或檢測由壓縮氣體溫度識別部進行時的具體構(gòu) 造的實例。也就是說，設(shè)置了目標點火正時設(shè)定部，其設(shè)定燃料由主噴射點燃時的目標點火 正時，并且壓縮氣體溫度識別部估算或檢測在已經(jīng)由目標點火正時設(shè)定部設(shè)定的目標點火 正時的壓縮氣體溫度。例如，當目標點火正時已經(jīng)被設(shè)定為當在氣缸內(nèi)往復(fù)運動的活塞到 達壓縮上止點的時刻時(例如，在內(nèi)燃機的輸出扭矩受重視的運轉(zhuǎn)的情況下)，估算或檢測 到達壓縮上止點時的壓縮氣體溫度。另一方面，當目標點火正時已經(jīng)被設(shè)定為當活塞已經(jīng) 到達滯后于壓縮上止點的角度(ATDC側(cè))的時刻時(例如，在抑制NOx的排放量受重視的 運轉(zhuǎn)的情況下)，估算或檢測到達滯后于壓縮上止點的所述角度時的壓縮氣體溫度。應(yīng)當注 意到的是，目標點火正時的設(shè)定考慮到了燃料噴射周期和后續(xù)操作延遲。根據(jù)所述構(gòu)造，能夠在燃料實際被點燃時(目標點火正時)識別壓縮氣體溫度，將 該正時的壓縮氣體溫度與燃料自燃溫度比較，然后判斷副噴射的必要性。換句話說，當將目 標點火正時以外的正時的壓縮氣體溫度與燃料自燃溫度相比較以判斷副噴射是否必要時， 存在盡管副噴射是必要的也將不執(zhí)行副噴射的可能性，或者將執(zhí)行該不必要的副噴射的可能性，因而目標點火正時中的燃料點火操作將變得不可能?？紤]到這點，根據(jù)所述解決方 法，通過將實際進行主噴射并且點燃燃料的正時(目標點火正時)的壓縮氣體溫度與燃料 自燃溫度相比較，能夠更準確地判斷副噴射的必要性，因而燃料點火正時能夠與目標點火 正時一致。接下來是設(shè)定執(zhí)行副噴射時的噴射量的操作的實例。也就是說，當執(zhí)行副噴射時， 隨著壓縮氣體溫度與所述燃料自燃溫度之間的差增大，副噴射控制部設(shè)定更大的用于副噴 射的總?cè)剂蠂娚淞俊Ｒ簿褪钦f，執(zhí)行副噴射的情況是壓縮氣體溫度(例如，目標點火正時的壓縮氣體 溫度)低于燃料自燃溫度的情況，并且在壓縮氣體溫度和燃料自燃溫度之間存在大的差的 事實意味著為了將壓縮氣體溫度提高到燃料自燃溫度需要大的熱量。因此，隨著壓縮氣體 溫度與燃料自燃溫度之間的差增大，設(shè)定副噴射的更大的燃料噴射量，并且在執(zhí)行副噴射 之后，在短期內(nèi)壓縮氣體溫度被提高到燃料自燃溫度，因此在執(zhí)行主噴射時，實現(xiàn)了良好地 確保燃料的點火的狀況。在這種情況下，作為副噴射控制裝置控制來自燃料噴射閥的副噴射的操作，具體 地，副噴射控制部將基于壓縮氣體溫度和燃料自燃溫度之間的差設(shè)定的用于副噴射的總?cè)?料噴射量分割為多次噴射，并間歇地進行噴射。例如，在壓縮氣體溫度和燃料自燃溫度之間存在大的差因此副噴射的總?cè)剂蠂娚?量也大的情況下，當利用一次副噴射來噴射大量燃料時，發(fā)生已經(jīng)通過所述副噴射而噴射 出的燃料自身的點火延遲，因此在主噴射時變得不能夠充分地增加氣缸內(nèi)的溫度(氣體溫 度)，并且這將可能導(dǎo)致由副噴射點火延遲引起的廢氣排放的惡化，或燃燒聲的增大。因此， 利用這種解決方法，通過將用于副噴射的總?cè)剂蠂娚淞糠指顬槎啻螄娚洌㈤g歇地進行噴 射，縮短了每次副噴射的點火延遲，并且由前次執(zhí)行的副噴射獲得的熱量有助于進一步縮 短在后續(xù)副噴射中噴射出的燃料的點火延遲。因此，即使當用于副噴射的總?cè)剂蠂娚淞看?時，所述副噴射的預(yù)加熱功能也會良好地發(fā)揮，結(jié)果能夠可靠地獲得副噴射的效果。有益效果通過本發(fā)明，關(guān)于壓縮自燃式內(nèi)燃機，在壓縮室的內(nèi)部將僅通過壓縮沖程中的壓 縮操作而達到燃料自燃溫度的狀況下，判斷出在主噴射之前的副噴射是不必要的，禁止所 述副噴射，因此能夠避免浪費的副噴射。因此，僅在為了確保由主噴射噴射出的燃料的點火 而副噴射是必要的情況下能夠進行副噴射，從而避免浪費的副噴射。結(jié)果，能夠防止由執(zhí)行 超出必要的副噴射引起的廢氣排放的惡化，以及燃料消耗率的惡化。


圖1是根據(jù)實施例的發(fā)動機和該發(fā)動機的控制系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖。圖2是示出了柴油發(fā)動機的燃燒室以及在該燃燒室附近的部件的截面圖。圖3是示出了 EOT等的控制系統(tǒng)的構(gòu)造的框圖。圖4是示出了引燃噴射執(zhí)行判定操作的程序的流程圖。圖5是示出了引燃噴射量計算操作的程序的流程圖。圖6示出了當目標點火正時已經(jīng)被設(shè)定為活塞的壓縮上止點時目標點火溫度和 壓縮氣體溫度的變化狀態(tài)。
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附圖標記說明1發(fā)動機(內(nèi)燃機)11氣缸體13 活塞23噴射器(燃料噴射閥)
具體實施例方式以下是基于附圖對本發(fā)明的實施例的說明。在本實施例中，將說明本發(fā)明被應(yīng)用 到安裝在汽車中的共軌缸內(nèi)直接噴射型多氣缸(例如，直列四氣缸)柴油發(fā)動機(壓縮自 燃式內(nèi)燃機)的情況。-發(fā)動機構(gòu)造_首先，將對根據(jù)本實施例的柴油發(fā)動機(下文中被簡稱為發(fā)動機)的整體構(gòu)造進 行說明。圖1是根據(jù)本實施例的發(fā)動機1以及發(fā)動機1的控制系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖。圖2 是示出了柴油發(fā)動機的燃燒室3和燃燒室3附近的部件的截面圖。如圖1所示，根據(jù)本實施例的發(fā)動機1為利用燃料供給系統(tǒng)2、燃燒室3、進氣系統(tǒng) 6、排氣系統(tǒng)7等作為其主要部分而構(gòu)造成的柴油發(fā)動機系統(tǒng)。燃料供給系統(tǒng)2設(shè)置有供給泵21、共軌22、噴射器(燃料噴射閥)23、截流閥24、 燃料添加閥26、發(fā)動機燃料通路27、添加燃料通路28等。供給泵21從燃料罐中吸取燃料，并且在使吸取出的燃料處于高壓下之后，經(jīng)由發(fā) 動機燃料通路27將所述燃料供給到共軌22。共軌22具有作為將從供給泵21供給的高壓 燃料保持(儲壓)在預(yù)定壓力下的儲壓室的功能，并且該經(jīng)儲壓的燃料被分配給各個噴射 器23。噴射器23由內(nèi)部設(shè)置有壓電元件(壓電式元件(piezo element))的壓電噴射器構(gòu) 造而成，并且通過適當?shù)卮蜷_閥將燃料噴射到燃燒室中來供給燃料。噴射器23的燃料噴射 控制的細節(jié)將在稍后進行說明。而且，供給泵21經(jīng)由添加燃料通路28將從燃料罐吸取的一部分燃料供給到燃料 添加閥26。在添加燃料通路28中，設(shè)置上述截流閥24，以便在緊急時通過截斷添加燃料通 路28來停止燃料添加。燃料添加閥26由電子控制式開/關(guān)閥構(gòu)造而成，該電子控制式開/關(guān)閥利用稍后 進行說明的ECU 100的添加控制操作來控制其開閥正時，使得添加到排氣系統(tǒng)7的燃料量 變?yōu)槟繕颂砑恿?使得排氣A/F變?yōu)槟繕薃/F的添加量)，或者使得燃料添加正時變?yōu)轭A(yù)定 正時。也就是說，來自燃料添加閥26的期望燃料量在適當?shù)恼龝r通過噴射被供給到排氣系 統(tǒng)7 (從排氣口 71被供給到排氣歧管72)。進氣系統(tǒng)6設(shè)置有進氣歧管63，進氣歧管63連接到形成在氣缸蓋15中的進氣口 15a上(參見圖2)，并且包括進氣通路的進氣管64被連接到進氣歧管63上。而且，在所述 進氣通路中，從上游側(cè)按順序布置有空氣濾清器65、空氣流量計43和節(jié)流閥62?？諝饬髁?計43根據(jù)經(jīng)由空氣濾清器65流入進氣通路中的空氣量來輸出電信號。排氣系統(tǒng)7設(shè)置有排氣歧管72，進氣歧管72連接到形成在氣缸蓋15中的排氣口 71上(參見圖2)，并且包括排氣通路的排氣管73和74被連接到排氣歧管72上。而且，在 所述排氣通路中，布置有歧管式催化轉(zhuǎn)化器(排氣凈化裝置)77，歧管式催化轉(zhuǎn)化器77設(shè)置有稍后進行說明的NOx存儲催化劑(NSR催化劑N0x存儲還原催化劑)75以及DPNR催 化劑(柴油機微粒-NOx還原催化劑)76。下面對NSR催化劑75和DPNR催化劑76進行說明。NSR催化劑75是存儲還原型NOx催化劑，并且利用氧化鋁(A1203)作為載體構(gòu)造而 成，例如，在該載體上承載有諸如鉀(K)、鈉(Na)、鋰(Li)或銫(Cs)的堿金屬，諸如鋇(Ba) 或鈣(Ca)的堿土金屬元素，諸如鑭(La)或釔⑴的稀土元素，以及諸如鉬(Pt)的貴金屬。NSR催化劑75在排氣中存在大量氧的狀態(tài)下存儲NOx，并且在排氣中的氧濃度低 且存在大量的還原成分(例如，燃料的未燃成分(HC))的狀態(tài)下將N0X還原為N02或NO并 且釋放得到的N02或N0。已經(jīng)作為N02或N0被釋放的NOx由于與排氣中的HC或C0的快速 反應(yīng)而被進一步還原并且變?yōu)镹2。而且，通過還原N02或N0，HC和C0本身被氧化從而變?yōu)?H20和C02。換句話說，通過適當?shù)卣{(diào)節(jié)引入NSR催化劑75的排氣中的氧濃度或HC成分，可 以凈化排氣中的HC、C0和NOx。在本實施例的構(gòu)造中，可以利用從上述燃料添加閥26添加 燃料的操作來進行對排氣中的氧濃度或HC成分的調(diào)節(jié)。另一方面，在DPNR催化劑76中，NOx存儲還原催化劑被承載在多孔陶瓷結(jié)構(gòu)上，例 如，排氣中的PM在穿過多孔壁時被捕獲。當排氣的空燃比稀時，排氣中的NOx被存儲在NOx 存儲還原催化劑中，而當空燃比濃時，所存儲的NOx被還原和釋放。此外，使捕獲到的PM氧 化/燃燒的催化劑(例如，其主要成分是諸如鉬的貴金屬的氧化催化劑)被承載在DPNR催 化劑76上。此處，將結(jié)合圖2對柴油發(fā)動機的燃燒室3以及燃燒室3附近的部件進行說明。如 圖2所示，在構(gòu)成發(fā)動機的主體的一部分的氣缸體11中，在每個氣缸(四個氣缸中的每一 個)中形成有筒形缸膛12，并且活塞13被容納在每個缸膛12中，使得活塞13能夠沿垂直 方向滑動。上述燃燒室3形成在活塞13的頂面13a的頂側(cè)。更具體地，燃燒室3由通過密封 墊14安裝在氣缸體11的頂部處的氣缸蓋15的底面、缸膛12的內(nèi)壁面以及活塞13的頂面 13a區(qū)劃而成。腔室13b凹入地設(shè)置在活塞13的頂面13a的大約中央處，并且該腔室13b 還構(gòu)成了燃燒室3的一部分。連桿18的小端部18a通過活塞銷13c聯(lián)結(jié)到活塞13上，并且連桿18的大端部聯(lián) 結(jié)到作為發(fā)動機輸出軸的曲軸上。因此，活塞13在缸膛12內(nèi)的往復(fù)運動經(jīng)由連桿18被傳 遞至曲軸，并且由于該曲軸的轉(zhuǎn)動，獲得了發(fā)動機輸出。而且，電熱塞19面向燃燒室3布置。 電熱塞19緊接在發(fā)動機1起動之前由于電流的流動而發(fā)熱，并且用作起動輔助裝置，由此， 由于一部分燃料噴霧被吹到電熱塞上而促進了點火和燃燒。在氣缸蓋15中，分別形成有將空氣引入燃燒室3中的進氣口 15a和將排氣從燃燒 室3中排出的排氣口 71，并且布置有開/閉進氣口 15a的進氣閥16和開/閉排氣口 71的 排氣閥17。進氣閥16和排氣閥17在氣缸中心線P的兩側(cè)面向彼此布置。也就是說，所述 發(fā)動機被構(gòu)造為橫流式發(fā)動機。而且，將燃料直接噴射到燃燒室3中的噴射器23被安裝在 氣缸蓋15中。噴射器23沿氣缸中心線P以直立定向布置在燃燒室3上方的大約中央處， 并且在預(yù)定正時朝向燃燒室3噴射從共軌22引入的燃料。此外，如圖1所示，渦輪增壓器5設(shè)置在發(fā)動機1中。該渦輪增壓器5設(shè)置有經(jīng)由 渦輪軸5A聯(lián)結(jié)的渦輪5B和壓縮機輪5C。壓縮機輪5C面向進氣管64的內(nèi)部布置，并且渦
8輪5B面向排氣管73的內(nèi)部布置。因此，渦輪增壓器5利用由渦輪5B接收到的排氣流(排 氣壓力)來使壓縮機輪5C轉(zhuǎn)動，從而執(zhí)行增大進氣壓力的所謂的渦輪增壓操作。在本實施 例中，渦輪增壓器5是可變噴嘴式渦輪增壓器，其中，可變噴嘴葉片機構(gòu)(未示出)設(shè)置在 渦輪5B側(cè)，并且通過調(diào)節(jié)該可變噴嘴葉片的開度，可以調(diào)節(jié)發(fā)動機1的渦輪增壓壓力。用于對由于渦輪增壓器5的增壓而被加熱的進氣進行強制冷卻的內(nèi)部冷卻器61 設(shè)置在進氣系統(tǒng)6的進氣管64中。設(shè)置在內(nèi)部冷卻器61的下游側(cè)的節(jié)流閥62為開度能 夠無級調(diào)節(jié)的電子控制開/閉閥，并且具有在預(yù)定條件下限制進氣的流道面積的功能，從 而調(diào)節(jié)(減少)進氣的供給量。而且，設(shè)置有連接進氣系統(tǒng)6和排氣系統(tǒng)7的排氣再循環(huán)通路(EGR通路)8。EGR 通路8通過使一部分排氣適當?shù)卦傺h(huán)至進氣系統(tǒng)6并且將所述排氣再供給到燃燒室3來 降低燃燒溫度，從而減少所產(chǎn)生的NOx的量。而且，設(shè)置在EGR通路8中的有EGR閥81以 及EGR冷卻器82，EGR閥81通過在電子控制下被連續(xù)地開/閉能夠自由地調(diào)節(jié)流經(jīng)EGR通 路8的排氣流的量，EGR冷卻器82用于冷卻流經(jīng)(再循環(huán)經(jīng)過)EGR通路8的排氣。-傳感器-各種傳感器被安裝在發(fā)動機1的相應(yīng)部件中，并且這些傳感器輸出與相應(yīng)部件的 環(huán)境條件和發(fā)動機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的信號。例如，上述空氣流量計43根據(jù)在進氣系統(tǒng)6內(nèi)的節(jié)流閥62的上游側(cè)的進氣流量 (進氣量)來輸出檢測信號。進氣溫度傳感器49布置在進氣歧管63中，并且根據(jù)進氣的溫 度來輸出檢測信號。進氣壓力傳感器48布置在進氣歧管63中，并且根據(jù)進氣壓力來輸出 檢測信號。A/F(空燃比)傳感器44輸出根據(jù)排氣系統(tǒng)7的歧管式催化轉(zhuǎn)化器77的下游側(cè) 的排氣中的氧濃度而連續(xù)變化的檢測信號。排氣溫度傳感器45同樣地根據(jù)排氣系統(tǒng)7的 歧管式催化轉(zhuǎn)化器77的下游側(cè)的排氣的溫度(排氣溫度)來輸出檢測信號。軌壓傳感器 41根據(jù)在共軌22中累積的燃料的壓力來輸出檢測信號。節(jié)流閥開度傳感器42檢測節(jié)流閥 62的開度。-ECU-如圖3 所示，ECU 100 設(shè)置有 CPU 101,ROM 102,RAM 103、后備 RAM104 等。在 ROM 102中，存儲有各種控制程序、在執(zhí)行這些各種控制程序時參照的設(shè)定表等。CPU 101基于 存儲在ROM 102中的各種控制程序和設(shè)定表來執(zhí)行各種計算處理。RAM 103為暫時存儲利 用CPU 101的計算所得到的數(shù)據(jù)或已經(jīng)從相應(yīng)傳感器輸入的數(shù)據(jù)的存儲器，并且，后備RAM 104例如為存儲要在發(fā)動機1停止時保存的上述數(shù)據(jù)等的非易失性存儲器。CPU 101、ROM 102、RAM 103和后備RAM 104經(jīng)由總線107彼此連接，并且經(jīng)由總 線107連接到輸入接口 105和輸出接口 106上。軌壓傳感器41、節(jié)流閥開度傳感器42、空氣流量計43、A/F傳感器44、排氣溫度傳 感器45、進氣壓力傳感器48和進氣溫度傳感器49連接到輸入接口 105上。此外，水溫傳感 器46、加速器開度傳感器47、曲軸位置傳感器40等連接到輸入接口 105上。水溫傳感器46 根據(jù)發(fā)動機1的冷卻水溫度來輸出檢測信號，加速器開度傳感器47根據(jù)加速踏板被下壓的 量來輸出檢測信號，而曲軸位置傳感器40在每當發(fā)動機1的輸出軸(曲軸)轉(zhuǎn)動一固定角 度時輸出檢測信號(脈沖)。另一方面，上述噴射器23、燃料添加閥26、節(jié)流閥62、EGR閥 81等連接到輸出接口 106上。
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EOT 100基于上述各個傳感器的輸出來執(zhí)行對發(fā)動機1的各種控制。此外，EOT 100執(zhí)行下述引燃噴射控制，作為對噴射器23的燃料噴射的控制。-引燃噴射控制-接下來對噴射器23的引燃噴射控制進行說明。所述引燃噴射(副噴射)為在主噴射之前從噴射器23預(yù)噴射少量燃料的噴射操 作。更具體地，在執(zhí)行所述引燃噴射之后，暫時地中斷燃料噴射，使壓縮氣體的溫度(氣缸 中的溫度)在開始主噴射之前充分地增大至達到燃料自燃溫度，從而良好地確保了通過主 噴射而噴射出的燃料的點火。也就是說，本實施例中的引燃噴射的功能被特別用于對氣缸 的內(nèi)部進行預(yù)加熱。根據(jù)共軌22的內(nèi)壓來確定執(zhí)行引燃噴射時的燃料噴射壓力。作為共軌內(nèi)壓，通 常，從共軌22供給到噴射器23的燃料壓力的目標值即目標軌壓被設(shè)定為隨著發(fā)動機負荷 增大以及隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)增加而增大。也就是說，當發(fā)動機負荷高時，大量的空氣被吸入燃 燒室3中，因此燃燒室3中的壓力高并且需要噴射器23噴射大量的燃料，并且因此需要為 噴射器23設(shè)定高的噴射壓力。而且，當發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)高時，噴射時間短，因此每單位時間需要 噴射大量的燃料，并且因此需要為噴射器23設(shè)定高的噴射壓力。這樣，通?；诎l(fā)動機負 荷和發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)來設(shè)定目標軌壓。用于諸如上述引燃噴射、主噴射等的燃料噴射的燃料噴射參數(shù)的最優(yōu)值根據(jù)發(fā)動 機、進氣等的溫度條件而不同。例如，ECU 100調(diào)節(jié)由供給泵21排出的燃料量，使得共軌壓力變得與基于發(fā)動機 運轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定的目標軌壓相同，即，使得燃料噴射壓力與目標噴射壓力一致。而且，ECU 100 基于發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)來確定燃料噴射量和燃料噴射形式。具體地，ECU 100基于由曲軸位 置傳感器40檢測出的值來計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速，基于由加速器開度傳感器47檢測出的值來獲 得加速踏板下壓量(加速器開度)，并且基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和加速器開度來確定燃料噴射量。此外，ECU 100設(shè)定多種噴射模式，其中燃料噴射形式、引燃噴射、預(yù)噴射、主噴射、 后噴射(after injection)以及次后噴射(post injection)被適當?shù)亟Y(jié)合。下面是對本 實施例中的引燃噴射、預(yù)噴射、主噴射、后噴射以及次后噴射的操作的概括說明。(引燃噴射)如上所述，引燃噴射是用于對燃燒室3內(nèi)的氣體進行預(yù)加熱的噴射操作(預(yù)加熱 燃料供給操作)。具體地，在本實施例中，為了實現(xiàn)適當?shù)膰婌F分布和局部濃度，將噴射率設(shè) 定為最小噴射率(例如，每次1.5mm3的噴射量)，并且通過多次執(zhí)行引燃噴射，確保了該引 燃噴射中所需的總引燃噴射量。更具體地，通過下列公式(1)來確定引燃噴射的次數(shù)。N = {(Ca*dTs) *Kc*Kv} / (J*Y)............ (1)(N 引燃噴射的噴射次數(shù)，Ca 引入氣缸中的空氣的熱容量，dTs 還未達到自燃溫 度的溫度部分，Kc 根據(jù)EGR率的熱容量校正系數(shù)，Kv 受到燃燒作用的空間，J 1. 5mm3的 理論發(fā)熱量，Y 熱效率)此處，還未達到自燃溫度的溫度部分dTs為燃料自燃溫度與在主噴射期間燃料的 目標點火正時(例如，活塞13已經(jīng)到達壓縮上止點的正時)的壓縮氣體溫度之間的差，并 且對應(yīng)于使目標點火正時的壓縮氣體溫度達到燃料自燃溫度所需的熱量。應(yīng)當注意到的 是，在上述公式(1)中，每一次的引燃噴射量被設(shè)定為固定值(例如，1.5mm3)，并且通過設(shè)定噴射次數(shù)，確保所需的總引燃噴射量。引燃噴射量的所述固定值不局限于上述值。根據(jù)噴射器23的響應(yīng)(開/閉操作的速度)來確定以該方式分割噴射的引燃噴 射的間隔。在本實施例中，例如，所述間隔被設(shè)定為200微秒。所述引燃噴射間隔不局限于 上述值。此外，根據(jù)下列公式⑵來確定該引燃噴射的噴射開始正時，例如為在活塞13的 壓縮上止點之前(BTDC) 80度或之后的曲軸轉(zhuǎn)角。引燃噴射開始角度=引燃燃燒結(jié)束角度+引燃噴射期間作用角度+( —次引燃噴 射中的燃燒所需時間的曲軸轉(zhuǎn)角換算值*N+點火延遲時間的曲軸轉(zhuǎn)角換算值_重疊時間的 曲軸轉(zhuǎn)角換算值)............(2)此處，引燃燃燒結(jié)束角度是為了在開始預(yù)噴射之前完成引燃噴射的燃燒而設(shè)定的 角度。點火延遲時間為從執(zhí)行引燃噴射的時刻到所述燃料點火的時刻的延遲時間。重疊時 間為前次執(zhí)行的引燃噴射所噴射出的燃料的燃燒時間與下次執(zhí)行的引燃噴射所噴射出的 燃料的燃燒時間的重疊時間(同時進行兩種燃燒的時間)，以及最終的引燃噴射所噴射出 的燃料的燃燒時間與隨后執(zhí)行的預(yù)噴射所噴射出的燃料的燃燒時間的重疊時間。(預(yù)噴射)預(yù)噴射為用于抑制主噴射的初始燃燒速度從而引起穩(wěn)定的擴散燃燒的噴射操作 (扭矩產(chǎn)生用燃料供給操作)。具體地，在本實施例中，設(shè)定預(yù)噴射量，其為用于獲得根據(jù)諸 如發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)、加速器操作量、冷卻液溫度以及進氣溫度的運轉(zhuǎn)狀態(tài)而確定出的所需扭矩 的總噴射量(預(yù)噴射中的噴射量與主噴射中的噴射量的和)的10%。在這種情況下，當上述總噴射量小于15mm3時，預(yù)噴射中的噴射量小于噴射器23 的最小極限噴射量(1. 5mm3)，因此不執(zhí)行預(yù)噴射。另一方面，當要求預(yù)噴射的總噴射量為噴 射器23的最小極限噴射量的至少兩倍(例如，至少3mm3)時，通過多次執(zhí)行預(yù)噴射來確保 所述預(yù)噴射中所需的總噴射量。因此，抑制了預(yù)噴射的點火延遲，可靠地進行了對主噴射的 初始燃燒速度的抑制，因此能夠引起穩(wěn)定的擴散燃燒。根據(jù)下列公式(3)來設(shè)定用于所述預(yù)噴射的噴射開始角度。預(yù)噴射開始角度=預(yù)燃燒結(jié)束角度+預(yù)噴射期間作用角度+(預(yù)噴射中的燃燒所 需時間的曲軸轉(zhuǎn)角換算值+點火延遲時間的曲軸轉(zhuǎn)角換算值-重疊時間的曲軸轉(zhuǎn)角換算 值) ............⑶此處，點火延遲時間為從執(zhí)行預(yù)噴射的時刻到所述燃料點火的時刻的延遲時間。 重疊時間為當多次進行預(yù)噴射時，前次執(zhí)行的預(yù)噴射所噴射出的燃料的燃燒時間與下次 執(zhí)行的預(yù)噴射所噴射出的燃料的燃燒時間的重疊時間(同時進行兩種燃燒的時間)，以及 從最終的預(yù)噴射所噴射出的燃料的燃燒時間與隨后執(zhí)行的主噴射所噴射出的燃料的燃燒 時間的重疊時間，還有最終的引燃噴射所噴射出的燃料的燃燒時間與預(yù)噴射所噴射出的燃 料的燃燒時間的重疊時間。(主噴射)主噴射為用于產(chǎn)生發(fā)動機1的扭矩的噴射操作(扭矩產(chǎn)生用燃料供給操作)。具 體地，在本實施例中，設(shè)定噴射量，其是通過從上述總噴射量中減去上述預(yù)噴射中的噴射量 而獲得的，上述總噴射量用于獲得根據(jù)諸如發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)、加速器操作量、冷卻液溫度以及進 氣溫度的運轉(zhuǎn)狀態(tài)而確定出的所需扭矩。
而且，根據(jù)下列公式(4)來設(shè)定用于所述主噴射的噴射開始角度。主噴射開始角度=主噴射正時+主噴射期間作用角度+(主噴射中的燃燒所需時
間的曲軸轉(zhuǎn)角換算值+點火延遲時間的曲軸轉(zhuǎn)角換算值_重疊時間的曲軸轉(zhuǎn)角換算值) ............⑷此處，點火延遲時間為從執(zhí)行主噴射的時刻到所述燃料點火的時刻的延遲時間。 重疊時間為上述預(yù)噴射所噴射出的燃料的燃燒時間與主噴射所噴射出的燃料的燃燒時間 的重疊時間，以及主噴射所噴射出的燃料的燃燒時間與后噴射所噴射出的燃料的燃燒時間 的重疊時間。(后噴射)后噴射為用于使排氣溫度增加的噴射操作。具體地，在本實施例中，通過后噴射供 給的燃料的燃燒能量不被變換為發(fā)動機扭矩，而是在使得大部分的所述燃燒能量被作為排 氣熱能而獲得的正時執(zhí)行后噴射。而且，同樣在所述后噴射中，與在上述引燃噴射的情況下 相同，設(shè)定最小噴射率(例如，每次1. 5mm3的噴射量)，并且通過多次執(zhí)行后噴射，確保在所 述后噴射中所需的總后噴射量。(次后噴射)次后噴射為用于通過將燃料直接地引入排氣系統(tǒng)7中來實現(xiàn)上述歧管式催化轉(zhuǎn) 化器77的升溫的噴射操作。例如，當由DPNR催化劑76捕獲到的PM的沉積量已經(jīng)超過預(yù) 定量時(例如，通過檢測歧管式催化轉(zhuǎn)化器77的前/后壓差而得知)，執(zhí)行次后噴射。_引燃噴射控制操作_接下來是對引燃噴射控制操作的說明，該操作是本實施例的區(qū)別特征。具體地，在 本實施例中，通過以下控制邏輯作出是否執(zhí)行引燃噴射的判斷。也就是說，首先，在發(fā)動機1的壓縮沖程中，在假定沒有執(zhí)行上述引燃噴射的情況 下估算在目標點火正時僅僅由于氣缸內(nèi)氣體的壓縮而增加的壓縮氣體溫度。僅在將估算出 的所述壓縮氣體溫度與燃料自燃溫度相比較并且所述壓縮氣體溫度低于燃料自燃溫度的 情況下，在上述主噴射之前執(zhí)行引燃噴射。換句話說，當將上述估算出的在目標點火正時的壓縮氣體溫度與燃料自燃溫度相 比較并且該壓縮氣體溫度至少是燃料自燃溫度時，禁止執(zhí)行上述引燃噴射。接下來是結(jié)合圖4和圖5的流程圖對引燃噴射控制操作的程序的說明，在該引燃 噴射控制操作中判定是否執(zhí)行所述引燃噴射，并且根據(jù)該判定，進行引燃噴射的執(zhí)行和不 執(zhí)行之間的切換。圖4是示出了判定是否執(zhí)行引燃噴射的引燃噴射執(zhí)行判定操作的程序的流程圖， 以及圖5是示出了用于判定當執(zhí)行引燃噴射時的引燃噴射量的引燃噴射量計算操作的程 序的流程圖。首先結(jié)合圖4對引燃噴射執(zhí)行判定操作進行說明。在步驟ST1中，在燃料點火之前獲取目標點火溫度(Treq)。所述目標點火溫度對 應(yīng)于在發(fā)動機1中使用的燃料自燃溫度。所述燃料自燃溫度根據(jù)燃燒室3內(nèi)的壓力而變化。 也就是說，燃料自燃溫度隨著燃燒室3內(nèi)的壓力增加而降低。因此，例如，將用于根據(jù)燃燒 室3內(nèi)的壓力來獲得目標點火溫度的目標點火溫度設(shè)定表存儲在上述ROM 102中，并且通 過參照所述目標點火溫度設(shè)定表來獲取目標點火溫度(Treq)。
之后，在步驟ST2中，獲取目標點火正時(Aign)。其是作為在已經(jīng)進行主噴射時 伴隨主噴射的燃料點火開始正時的活塞位置而獲得的。例如，其被設(shè)定為壓縮上止點(曲 軸轉(zhuǎn)角CA = 0度)等(通過目標點火正時設(shè)定部設(shè)定目標點火正時)。所述目標點火正 時(Aign)不局限于被設(shè)定為活塞13的壓縮上止點，例如可以根據(jù)廢氣排放而被設(shè)定為適 當滯后的角度。也就是說，在發(fā)動機1的扭矩受重視的運轉(zhuǎn)的情況下，將目標點火正時設(shè)定 為靠近壓縮上止點，而在NOx排出量的抑制受重視的運轉(zhuǎn)的情況下，將目標點火正時設(shè)定 為滯后于壓縮上止點的角度。在步驟ST3中，估算在上述步驟ST2中獲取的目標點火正時的壓縮氣體溫度 (Treal)(由壓縮氣體溫度識別部進行的估算壓縮氣體溫度的操作)。在假定沒有執(zhí)行引燃 噴射的情況下，即在假定沒有由引燃噴射引起的氣體溫度的增加的情況下，該壓縮氣體溫 度在壓縮沖程期間僅僅由于氣缸中氣體的壓縮而增加。如上所述，當獲取的目標點火正時 (Aign)為活塞13的壓縮上止點時，獲取了作為在壓縮室容積最小時的時點的壓縮氣體溫 度。具體地，作為所述壓縮氣體溫度估算操作，根據(jù)由上述進氣壓力傳感器48檢測出 的進氣壓力以及由進氣溫度傳感器49檢測出的進氣溫度來估算在目標點火正時的壓縮氣 體溫度(Treal)。通過根據(jù)預(yù)定計算公式的計算或者通過參照已經(jīng)預(yù)先存儲在ROM 102中 的設(shè)定表來進行所述估算。在目標點火正時的目標點火溫度(Treq)和壓縮氣體溫度(Treal)已經(jīng)被如上所 述獲取之后，程序前進到步驟ST4。在步驟ST4中，將目標點火溫度與壓縮氣體溫度相比較， 并且作出壓縮氣體溫度是否低于目標點火溫度(Treq> Treal)的判定。當壓縮氣體溫度低于目標點火溫度并且因此在步驟ST4中作出是的判定時，程序 前進到步驟ST5，并且引燃噴射執(zhí)行標記(Flgpilot)被設(shè)定為打開。也就是說，在主噴射之 前執(zhí)行引燃噴射(由引燃噴射控制部進行的引燃噴射執(zhí)行設(shè)定操作)。另一方面，當壓縮氣 體溫度至少是目標點火溫度并且因而在步驟ST4中作出否的判定時，程序前進到步驟ST6， 并且引燃噴射執(zhí)行標記(Flgpilot)被設(shè)定為關(guān)閉。也就是說，在主噴射之前不執(zhí)行引燃噴 射(禁止引燃噴射由副噴射控制部進行的引燃噴射不執(zhí)行設(shè)定操作)。圖6示出了當目標點火正時(Aign)已經(jīng)被設(shè)定為活塞13的壓縮上止點(TDC)時 目標點火溫度(Treq)和壓縮氣體溫度(Treal)的變化狀態(tài)。在圖6中，單點劃線表示目標 點火溫度(Treq)。而且，在圖6中，作為壓縮氣體溫度(Treal)，在活塞13的壓縮上止點 的壓縮氣體溫度低于目標點火溫度的情況下壓縮氣體溫度的變化由實線表示，而在活塞13 的壓縮上止點的壓縮氣體溫度至少是目標點火溫度的情況下壓縮氣體溫度的變化由虛線 表不。也就是說，如圖6中的實線所示，在當目標點火正時(TDC)的壓縮氣體溫度 (Treal)低于目標點火溫度(Treq)的情況下，執(zhí)行引燃噴射，并且如圖6中的箭頭A所示， 壓縮氣體溫度(Treal)被設(shè)定為接近目標點火溫度(Treq)。另一方面，如圖6中的虛線所 示，在當目標點火正時(TDC)的壓縮氣體溫度(Treal)至少是目標點火溫度(Treq)的情況 下，不執(zhí)行引燃噴射。在這樣設(shè)定了引燃噴射執(zhí)行標記之后，執(zhí)行圖5中所示的引燃噴射量計算操作。在所述引燃噴射量計算操作中，首先，在步驟ST11中，作出上述引燃噴射執(zhí)行標記(Flgpilot)是否處于打開狀態(tài)的判定。當引燃噴射執(zhí)行標記處于關(guān)閉狀態(tài)并且因而在 步驟ST11中作出否的判定時，程序前進到步驟ST12，并且引燃噴射量(Qp)被設(shè)定為“0”。 也就是說，引燃噴射量被設(shè)定為不執(zhí)行。另一方面，當引燃噴射執(zhí)行標記處于打開狀態(tài)并且因而在步驟ST11中作出是的 判定時，程序前進到步驟ST13，并且獲取缸內(nèi)氣體量(Gcyl)。之后，程序前進到步驟ST14，并且獲取缸內(nèi)存在的氣體的比熱(Cg)。之后，程序前進到步驟ST15，并且通過下列公式(5)來獲得所需溫度差(dT)。dT = Treq-Treal............(5)然后，程序前進到步驟ST16，并且計算正在使用的每單位體積燃料的發(fā)熱量 (Efuel)。這樣，獲得了缸內(nèi)氣體量(Gcyl)和氣體的比熱(Cg)，并且計算所需溫度差(dT)和 每單位體積燃料的發(fā)熱量(Efuel)，然后，在步驟ST17中，通過下列公式(6)來計算引燃噴 射量(Qp)。Qp = Gcyl*dT*Cg/Efuel............(6)通過上述操作來獲得引燃噴射量，并且對噴射器23進行控制，使得在預(yù)定引燃噴 射正時，利用計算出的所述引燃噴射量來執(zhí)行引燃噴射。也就是說，如上所述，對噴射器23 進行控制使得，通過以最小噴射率(例如，每次1. 5mm3的噴射量)來多次執(zhí)行引燃噴射，確 保了在所述引燃噴射中所需的總引燃噴射量(Qp)。當這樣執(zhí)行引燃噴射時，當要求引燃總噴射量是噴射器23的最小極限噴射量的 至少兩倍時，如上所述，通過多次執(zhí)行引燃噴射，確保了在所述引燃噴射中所需的總噴射 量。因此，能夠充分地增加壓縮氣體溫度，從而使壓縮氣體溫度在主噴射開始之前達到燃料 自燃溫度。如上所述，在本實施例中，在假定沒有執(zhí)行引燃噴射的情況下，估算在目標點火正 時僅僅由于氣缸內(nèi)氣體的壓縮而增加的壓縮氣體溫度。將估算出的所述壓縮氣體溫度與燃 料自燃溫度相比較，并且僅當壓縮氣體溫度低于燃料自燃溫度時在上述主噴射之前執(zhí)行引 燃噴射。因此，能夠僅在為了確保主噴射中燃料的點火而使引燃噴射成為必要的情況下執(zhí) 行引燃噴射，因此可以避免浪費的引燃噴射。結(jié)果，能夠避免由執(zhí)行超出必要的引燃噴射引 起的廢氣排放的惡化，以及燃料消耗率的惡化。(改進實例1)接下來是對本發(fā)明的改進實例1的說明。在上述實施例中，估算出的壓縮氣體溫 度的信息用于判定是否執(zhí)行在緊接在進行所述估算的壓縮沖程之后的主噴射之前進行的 引燃噴射。也就是說，在壓縮沖程中獲取的估算出的壓縮氣體溫度的信息用于判定是否執(zhí) 行在緊接在該壓縮沖程之后的主噴射之前進行的引燃噴射。在改進實例1中，作為替代，壓縮氣體溫度的信息用于判定是否在下一個氣缸(所 述下一個氣缸在獲取壓縮氣體溫度信息的氣缸的膨脹沖程之后進入膨脹沖程)中執(zhí)行在 主噴射之前進行的引燃噴射。在這種情況下，作為估算壓縮氣體溫度的操作，與上述實施例中的情況相同，根據(jù) 由上述進氣壓力傳感器48檢測出的進氣壓力以及由進氣溫度傳感器49檢測出的進氣溫度 來估算在目標點火正時的壓縮氣體溫度(Treal)。
而且，代替所述估算操作，能夠在氣缸內(nèi)設(shè)置缸內(nèi)壓力傳感器，并且通過由所述缸 內(nèi)壓力傳感器檢測出的進氣壓力以及由進氣溫度傳感器49檢測出的進氣溫度來獲得在目 標點火正時的壓縮氣體溫度(Treal)。特別地，在沒有執(zhí)行引燃噴射的狀態(tài)下，其中在燃 料(例如，已經(jīng)在主噴射中噴射出的燃料)的點火之前的缸內(nèi)壓力由缸內(nèi)壓力傳感器檢測 出，并且該信息用于判定是否在下一個氣缸中執(zhí)行在主噴射之前進行的引燃噴射的情況 下，能夠利用缸內(nèi)傳感器檢測實際缸內(nèi)壓力，并基于來自該檢測的信息獲得壓縮氣體溫度 (Treal)。由于該信息反映在下一個氣缸中，因此不會發(fā)生控制操作的時間延遲。(改進實例2)接下來是對本發(fā)明的改進實例2的說明。在上述實施例中，估算出的壓縮氣體溫 度的信息用于判定是否執(zhí)行在緊接在進行所述估算的壓縮沖程之后的主噴射之前進行的 引燃噴射。也就是說，在壓縮沖程中獲取的壓縮氣體溫度的信息用于判定是否執(zhí)行在緊接 在該壓縮沖程之后的主噴射之前進行的引燃噴射。而且，在上述改進實例1中，壓縮氣體溫 度的信息用于判定是否在下一個氣缸中執(zhí)行在主噴射之前進行的引燃噴射。在改進實例2中，作為替代，壓縮氣體溫度的信息用于判定是否執(zhí)行在緊接在所 述氣缸(用于獲取壓縮氣體溫度的同一氣缸)的下一次壓縮沖程之后的主噴射之前進行的 引燃噴射。同樣在改進實例2的情況下，與在改進實例1中相同，能夠在氣缸內(nèi)設(shè)置缸內(nèi)壓力 傳感器，并且通過由所述缸內(nèi)傳感器檢測出的進氣壓力以及由進氣溫度傳感器49檢測出 的進氣溫度來獲得在目標點火正時的壓縮氣體溫度(Treal)。也就是說，同樣在改進實例2 中，與在改進實例1中相同，能夠利用缸內(nèi)傳感器檢測實際缸內(nèi)壓力，并且基于來自該檢測 的信息獲得壓縮氣體溫度(Treal)。由于該信息反映在是否執(zhí)行在緊接在所述氣缸的下一 次壓縮沖程之后的主噴射之前進行的引燃噴射的判定中，因此不會發(fā)生控制操作的時間延 遲。_其它實施例_在上述實施例和改進實例中，說明了本發(fā)明被應(yīng)用于安裝在汽車中的直列四氣缸 柴油發(fā)動機的情況。本發(fā)明不局限于用在汽車中，而是還可適用于其它用途中使用的發(fā)動 機。而且，氣缸的數(shù)量和發(fā)動機的形式(直列發(fā)動機、V型發(fā)動機等)不受特定的限制。此外，在上述實施例和改進實例中，歧管式催化轉(zhuǎn)化器77設(shè)置有NSR催化劑75以 及DPNR催化劑76，但是也可以采用設(shè)置有NSR催化劑75以及DPF (柴油機微粒濾清器)的 歧管式催化轉(zhuǎn)化器77。而且，在上述實施例和改進實例中，在每個氣缸的每次壓縮沖程中，通過比較壓縮 氣體溫度和燃料自燃溫度，作出引燃噴射是否必要的判定。本發(fā)明不局限于此；可以采用以 下構(gòu)造，其中在每一預(yù)定時間段，或在每次預(yù)定沖程時，通過比較壓縮氣體溫度和燃料自燃 溫度，作出引燃噴射是否必要的判定。通過采用這種結(jié)構(gòu)，例如，在發(fā)動機1的冷卻時間等 時，上述壓縮氣體溫度低于燃料自燃溫度這一狀況將持續(xù)的可能性增加，因此引燃噴射成 為必要的狀況將持續(xù)。在這種狀況下，不必要在每次壓縮沖程時都判定引燃噴射是否必要， 因此通過在每一預(yù)定時間段或在每次預(yù)定壓縮沖程判定引燃噴射是否必要，能夠?qū)崿F(xiàn)判定 操作的更大效率。本發(fā)明可以在不背離其精神或本質(zhì)特性的情況下以各種其它形式來體現(xiàn)。本申請
15中所公開的實施例將被完全視為示例性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍通過隨附的權(quán)利要 求而不是通過上述說明書來指示，并且在權(quán)利要求的等同意圖和范圍內(nèi)的所有改進或變化 均旨在被涵蓋在其中。 本申請要求于2007年12月7日在日本提交的第2007-316993號日本專利申請在 35U. S.C條款119(a)下的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過參考合并于此。此外，本說明書中所引用 參考文獻的全部內(nèi)容通過參考具體地合并于此。
權(quán)利要求
一種壓縮自燃式內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，作為從燃料噴射閥噴射燃料的操作，所述內(nèi)燃機至少能夠執(zhí)行主噴射和在所述主噴射之前進行的副噴射，所述燃料噴射控制裝置包括壓縮氣體溫度識別部，其在假定沒有執(zhí)行所述副噴射的情況下估算或檢測在壓縮沖程期間僅僅由于氣缸內(nèi)氣體的壓縮而增加的壓縮氣體溫度；以及副噴射控制部，其將由所述壓縮氣體溫度識別部估算或檢測出的所述壓縮氣體溫度與燃料自燃溫度相比較，并且僅當所述壓縮氣體溫度低于所述燃料自燃溫度時在所述主噴射之前執(zhí)行所述副噴射。
2.—種壓縮自燃式內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，作為從燃料噴射閥噴射燃料的操作， 所述內(nèi)燃機至少能夠執(zhí)行主噴射和在所述主噴射之前進行的副噴射，所述燃料噴射控制裝 置包括壓縮氣體溫度識別部，其在假定沒有執(zhí)行所述副噴射的情況下估算或檢測在壓縮沖程 期間僅僅由于氣缸內(nèi)氣體的壓縮而增加的壓縮氣體溫度；以及副噴射控制部，其將由所述壓縮氣體溫度識別部估算或檢測出的所述壓縮氣體溫度與 燃料自燃溫度相比較，并且當所述壓縮氣體溫度至少是所述燃料自燃溫度時禁止執(zhí)行所述 副噴射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，進一步包括目標點火正時設(shè)定部，其設(shè)定燃料由所述主噴射點燃時的目標點火正時；其中所述壓縮氣體溫度識別部估算或檢測在已經(jīng)由所述目標點火正時設(shè)定部設(shè)定的 所述目標點火正時的所述壓縮氣體溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，其中，當執(zhí)行副噴射時，隨 著所述壓縮氣體溫度與所述燃料自燃溫度之間的差增大，所述副噴射控制部設(shè)定更大的用 于副噴射的總?cè)剂蠂娚淞俊?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，其中，所述副噴射控制部將基 于所述壓縮氣體溫度和所述燃料自燃溫度之間的差設(shè)定的所述用于副噴射的總?cè)剂蠂娚?量分割為多次噴射，并間歇地進行噴射。
全文摘要
在一個實施例中，進行是否處于壓縮氣體溫度將僅通過壓縮沖程中的壓縮操作來達到燃料自燃溫度的狀況下的判定，并且在壓縮氣體溫度將達到燃料自燃溫度的情況下，判斷出引燃噴射是不必要的，因而禁止所述引燃噴射。
文檔編號F02D41/40GK101939524SQ20088012648
公開日2011年1月5日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者土山牧男, 寺田寧之, 松永彰生, 灘光博 申請人:豐田自動車株式會社