本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的控制設備。

背景技術：

其中燃料被直接地噴射到燃燒室中的壓縮空氣中，自燃，并且被擴散燃燒點燃的所謂的柴油燃燒由于其良好的熱效率而比火花點燃燃燒有利。雖然柴油燃燒中通常使用的燃料是具有相對低的自燃溫度的輕油，但例如PTL 1公開了一種其中使用具有相對高的自燃溫度的天然氣作為柴油燃燒中的燃料的技術。特別地，在壓縮沖程的早期或者中間階段中，在燃燒室中的預定區(qū)域中執(zhí)行燃料噴射，并且在正好在壓縮沖程的上死點之前的時間點燃在上述區(qū)域中形成的空氣燃料混合物，以產(chǎn)生高溫、高壓條件，使得天然氣能夠在燃燒室中自燃。另外，為了在壓縮沖程的上死點之后擴散燃燒，燃料被在高溫、高壓條件下噴射到燃燒室中。

也已經(jīng)做出通過自燃點燃汽油，并且通過在火花點燃汽油發(fā)動機中的擴散燃燒而燃燒汽油的嘗試。例如，在PTL 2中公開的技術中，在壓縮沖程的前半段中的時段中執(zhí)行第一燃料噴射，以在整個燃燒室中形成充分均勻的空燃比，并且火花點燃通過這種燃料噴射形成的空氣燃料混合物。之后，執(zhí)行第二燃料噴射以燃燒由此噴射的燃料，以便其余燃料隨著燃燒室中的溫度和壓力由于燃燒升高而自燃。這種技術能夠擴大其中能夠防止爆震發(fā)生的運行范圍，由此能夠具有柴油燃燒的優(yōu)點。

與PTL 2中公開的技術一樣，PTL 3公開了一種涉及為了爆震抑制而在汽油發(fā)動機中進行柴油燃燒的技術。特別地，在其中可能發(fā)生爆震的汽油發(fā)動機的相對高負荷運行范圍中，在壓縮沖程的上死點之前的時段中執(zhí)行第一燃料噴射，并且通過火花點燃燃燒由此噴射的燃料，并且在其中燃燒室中的壓力由于燃燒而高的壓縮沖程的上死點之后的時段中執(zhí)行用于擴散燃燒的燃料噴射。在這種技術中，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)第一燃料噴射的時刻，以實現(xiàn)對抑制爆震有利的燃燒。

引用列表

專利文獻

PTL 1：日本專利申請公開號2003-254105

PTL 2：日本專利申請公開號2002-276442

PTL 3：日本專利申請公開號2007-64187

技術實現(xiàn)要素：

技術問題

為了促使在使用具有相對高自燃溫度的燃料的內(nèi)燃機諸如汽油發(fā)動機中進行柴油燃燒，燃燒室中的溫度和壓力有必要足夠高，以允許所噴射的燃料自燃并且在執(zhí)行確定內(nèi)燃機的功率的主噴射時通過擴散燃燒而燃燒。在主噴射之前在壓縮沖程的上死點之后立即執(zhí)行第一噴射，并且燃料經(jīng)火花點燃而燃燒的情況下，與上述現(xiàn)有技術的情況相同，第一噴射同樣在壓縮沖程期間促使燃燒。這是內(nèi)燃機的功率降低的原因。因此，難以提高內(nèi)燃機的熱效率。此外，上述現(xiàn)有技術未充分描述火花點燃內(nèi)燃機中的柴油燃燒期間的熱效率改進。

已經(jīng)考慮到上述問題而做出本發(fā)明，并且其目的在于在使用具有相對高的自燃溫度的燃料的內(nèi)燃機中實現(xiàn)穩(wěn)定柴油燃燒以及其熱效率的提高。

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)了一種在主要確定內(nèi)燃機的功率的主噴射之前執(zhí)行預噴射并且火花點燃預噴射所噴射的燃料(下文將稱為“預噴射燃料”)的控制設備，以便一部分預噴射燃料保持未燃燒，并且與主噴射所噴射的燃料(下文將稱為“主噴射燃料”)一起經(jīng)受柴油燃燒。通過這種設備，在主噴射時在燃燒室中建立適合主噴射燃料的柴油燃燒的條件，并且一部分預噴射燃料可能對內(nèi)燃機的功率做出貢獻。因而，熱效率能夠提高。應注意，本發(fā)明上下文中的“預”和“主”僅在它們的熱優(yōu)先級和先后性方面量化噴射，并且這些詞語不應被理解為除了下文所述的技術意思之外的任何限制意義。

特別地，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于內(nèi)燃機的控制設備，包括：燃料噴射閥，燃料噴射閥能夠?qū)⑷剂蠂娚涞絻?nèi)燃機的燃燒室中；點火裝置，點火裝置相對于燃料噴射閥的位置以通過燃料噴射閥噴射的燃料噴霧經(jīng)過能夠點火區(qū)域并且點火裝置能夠直接點燃燃料噴霧的方式來設定；預燃燒裝置，預燃燒裝置促使燃料噴射閥在壓縮沖程期間在預定的預噴射時間執(zhí)行預噴射，并且促使點火設備點燃通過預噴射形成的預噴霧，由此使預噴射燃料燃燒，并且在燃燒室中產(chǎn)生預噴射燃料的未燃燒殘留物；和主燃燒裝置，主燃燒裝置在壓縮沖程的上死點之前的預定噴射開始時間開始主噴射，使得能夠通過預燃燒裝置燃燒的預噴射燃料的火焰而開始燃燒，由此以下列方式燃燒通過預燃燒裝置產(chǎn)生的預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料，即預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料自燃，并且主噴射燃料的至少一部分通過擴散燃燒而燃燒。

以點火裝置能夠直接點燃通過燃料噴射閥噴射的并且經(jīng)過能夠點火區(qū)域的經(jīng)過燃料噴霧的方式，設定點火裝置相對于燃料噴射閥的位置。通常情況是根據(jù)進氣門開啟時的目標燃燒形式或者位于活塞頂部上的腔體等的形狀，通過在燃燒室中形成的氣流使空氣燃料混合物進入點火裝置的能夠點火區(qū)域，以便點燃燃料噴霧。在這種通常采用的點火模式中，將執(zhí)行通過噴射閥噴射的噴射時間通常取決于進氣門的開啟時間以及活塞在氣缸中的位置以及其它因素。與此相反，在根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制設備中，由于如上所述相對彼此地設定燃料噴射閥和點火裝置的相對位置，所以對燃料噴射時間和點火時間的控制具有非常高的靈活性，使得能夠通過下文將描述的預燃燒裝置和主燃燒裝置控制燃料噴射。優(yōu)選地，點火裝置適合能夠在期望時間，與進氣門的開啟時間和內(nèi)燃機的活塞位置無關地，直接點燃通過燃料噴射閥噴射的經(jīng)過燃料噴霧。

預燃燒裝置控制在壓縮沖程期間的預定預噴射時間執(zhí)行的預噴射，以及通過點火裝置對預噴霧的點火，由此在燃燒室中產(chǎn)生預噴射燃料的未燃燒殘留物。換句話說，預噴射的燃料不是全部通過點火裝置的點火而燃燒，而是預噴射燃料的一部分在主噴射時在燃燒室中保持未燃燒，以便與主噴射燃料相互作用。因而，執(zhí)行預噴射的預定預噴射時間不是簡單地壓縮沖程期間的噴射時間，而是考慮到預噴射與主噴射的相關性被設定，以便使得能夠通過主燃燒裝置而燃燒。

主燃燒裝置以下列方式執(zhí)行主噴射，即預燃燒裝置產(chǎn)生的預噴射燃料的未燃燒殘留物對主噴射燃料施加影響。特別地，在開始主噴射燃料的燃燒時的壓縮沖程的上死點之前的預定噴射開始時間執(zhí)行主噴射，主噴射燃料的燃燒是由在被視為通過其產(chǎn)生預噴射燃料的未燃燒殘留物的燃燒過程中產(chǎn)生的火焰開始的。通過考慮到主噴射與預噴射燃料的未燃燒殘留物的相關性而執(zhí)行主噴射，在燃燒室中促使一系列燃燒。此外，以下列方式控制預噴射和主噴射的相關性，即通過上述預噴射燃料的點火燃燒產(chǎn)生的火焰點燃主噴射燃料，并且因此預噴射燃料的未燃燒殘留物與主噴射燃料一起暴露于高溫和高壓。

我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料暴露于高溫和高壓使得預噴射燃料的未燃燒殘留物對內(nèi)燃機的發(fā)動機功率以及主噴射燃料做出貢獻，使得內(nèi)燃機的熱效率能夠大大提高。特別地，認為隨著在其中預噴射燃料的未燃燒殘留物存在的高溫、高壓條件下將主噴射燃料噴射到燃燒室中，預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料重疊，并且其中的溫度局部地超過燃料的自燃溫度，使得自燃發(fā)生并且主噴射燃料的至少一部分通過擴散燃燒而燃燒，以提供高效燃燒。此外，如果以上述一系列燃燒通過預噴射燃料和主噴射燃料發(fā)生的方式控制預噴射和主噴射的相關性，換句話說，如果在預噴射開始時開始主噴射，則能夠確?？煽康淖匀己蛿U散燃燒。

在上述用于內(nèi)燃機的控制設備中，所述預燃燒裝置可以根據(jù)所述預噴射燃料的量的增大而增大所述預噴射燃料的未燃燒殘留物的量。當預噴射燃料的量出于一些原因，諸如內(nèi)燃機的發(fā)動機負荷增大而增大時，預噴射燃料的未燃燒殘留物的量增大，并且因此自燃以及通過擴散燃燒而與主噴射燃料一起燃燒的未燃燒殘留物的量增大。因此，即使預噴射量增大，也能夠保持內(nèi)燃的熱效率處于令人滿意的水平。

作為增大預噴射燃料的未燃燒殘留物的量的控制的示例，所述預燃燒裝置可以通過以所述預噴射燃料的增大越大，則提前的量越大的方式使所述預噴射的時間提前，來增大所述預噴射燃料的未燃燒殘留物的量。隨著預噴射時間相對提前，在預噴射燃料已經(jīng)在燃燒室中流動經(jīng)過更長距離時點燃預噴射燃料，使得預噴射燃料的未燃燒殘留物增多。此外，當預噴射時間提前時，在燃燒室中的壓力低于沒有提前的壓力的狀態(tài)下執(zhí)行預噴射。因此，高效地使用燃燒室中的空氣(氧氣)，使得所產(chǎn)生的煙的量能夠降低。

作為提高預噴射燃料的未燃燒殘留物的量的控制的另一示例，所述預燃燒裝置可以通過所述預噴射燃料的量增大越大，則所述預噴射的時間和所述點火的時間之間的點火間隔的增大的量越大的方式，增大所述點火間隔，來增大所述預噴射燃料的未燃燒殘留物的量。與上述情況一樣，以上述方式改變點火間隔也導致點火時的燃燒室中的預噴射燃料的流動狀態(tài)的變化，使得能夠優(yōu)選地控制預噴射燃料的未燃燒殘留物的量。

在上文所述的用于內(nèi)燃機的控制設備中，當所述內(nèi)燃機的發(fā)動機負荷等于或者高于預定第一負荷時，所述預燃燒裝置可以根據(jù)發(fā)動機負荷的增大而增大所述預噴射燃料的量，并且根據(jù)所述預噴射燃料的量的增大而使所述預噴射時間提前。上述預定第一負荷是在內(nèi)燃機的一個循環(huán)內(nèi)燃燒時所燃燒的噴射燃料量相對大的發(fā)動機負荷。在這種情況下，如果預噴射和主噴射之間的間隔固定，則隨著發(fā)動機負荷增大，預噴射燃料的未燃燒殘留物的一部分和主噴射后燃燒室中的主噴射燃料的重疊變大。預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料的重疊導致可用空氣的局部不足。因此，可能產(chǎn)生煙。作為這種問題的對策，在本發(fā)明中，如上所述，預噴射量增大，并且其噴射時間響應于發(fā)動機負荷的增大而提前。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)對更大發(fā)動機負荷和煙減少的適應。在本發(fā)明中，由于預燃燒裝置執(zhí)行的預噴射和主噴射裝置執(zhí)行的主噴射彼此相關，所以當預噴射燃料的量增大時，其一部分與主噴射燃料一起燃燒。因此，內(nèi)燃機的熱效率能夠保持在令人滿意的水平。

在上文所述的用于內(nèi)燃機的控制設備中，當所述內(nèi)燃機的發(fā)動機負荷等于或者高于比所述預定第一負荷高的預定第二負荷時，所述預燃燒裝置可以根據(jù)發(fā)動機負荷的增大而增大所述預噴射燃料的量，并且根據(jù)所述預噴射燃料的量的增大而使所述預噴射的時間提前，使得在由所述主燃燒裝置執(zhí)行的所述主噴射中噴射的燃料的量保持在預定的上限量。上述預定第二負荷是如下發(fā)動機負荷，即在該發(fā)動機負荷下，如果主噴射燃料的量隨著在內(nèi)燃機中的一個循環(huán)中燃燒時燃燒的噴射燃料的量的進一步增大而增大，則造成自燃擴散燃燒可能由于主噴射燃料的蒸發(fā)潛熱的影響而變得不穩(wěn)定，并且所產(chǎn)生的煙的量可能由于主噴射形成的燃料噴霧周圍的空氣(氧氣)不足而增大的可能性。因此，當發(fā)動機負荷達到或者超過較高的第二負荷時，則將主噴射燃料的量保持在預定的上限量，以便不超過上限量，由此減少煙。通過增大預噴射燃料的量并且使預噴射時間提前而實現(xiàn)燃料量響應于發(fā)動機負荷增大而增大。通過執(zhí)行上述燃燒控制，預燃燒裝置和主燃燒裝置的燃燒控制能夠被應用于內(nèi)燃機的更廣的高負荷范圍中。

本發(fā)明的有利效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠在使用具有相對高自燃溫度的燃料的內(nèi)燃機中實現(xiàn)穩(wěn)定柴油燃燒以及其熱效率的提高。

附圖說明

[圖1]圖1是應用本發(fā)明的實施例的內(nèi)燃機的進氣和排氣系統(tǒng)的總體構造的視圖。

[圖2]圖2是示出圖1中所示的內(nèi)燃機所配備的點火裝置的點火模式的視圖。

[圖3]圖3是示出由根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制設備執(zhí)行的燃燒控制(下文將稱為“根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制”)的視圖。

[圖4]圖4是示出采用根據(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曲線圖。

[圖5]圖5是示出在圖1中所示的內(nèi)燃機中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中的預噴射的情況下預噴射燃料的預噴射量和燃燒效率之間的關系的曲線圖，其中對不同預噴射時間執(zhí)行測量。

[圖6]圖6是示出利用根據(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曲線圖。

[圖7]圖7包括在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制被應用于圖1中所示的內(nèi)燃機的情況下，示出發(fā)動機負荷和熱效率之間的關系的示例的曲線圖，以及示出發(fā)動機負荷和燃燒室中的空氣燃料比之間的關系的示例的曲線圖。

[圖8]圖8是示出在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中的低負荷狀態(tài)下內(nèi)燃機中的預噴射量和熱效率之間的關系的曲線圖。

[圖9]圖9包括在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，示出氣缸內(nèi)的壓力變化的曲線圖和示出不同預噴射量的放熱率的變化的曲線圖。

[圖10]圖10是示出在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，熱效率隨著預噴射和主噴射之間的噴射間隔變化而變化的曲線圖。

[圖11]圖11包括在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制被應用于圖1中所示的內(nèi)燃機的情況下，示出所產(chǎn)生的煙的量的變化的曲線圖，以及示出熱效率隨著預噴射燃料的量的增大和預噴射時間的提前而變化的曲線圖。

[圖12]圖12是示出在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制被應用于圖1中所示的內(nèi)燃機的情況下所產(chǎn)生的煙的量和對不同預噴射量測量的熱效率之間的關系的視圖。

[圖13]圖13是被應用于圖1中所示的內(nèi)燃機的根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的流程圖。

[圖14]圖14是示出被用于圖1中所示的內(nèi)燃機的預噴射、預噴射燃料的點火以及主噴射的控制圖的第一曲線圖。

[圖15]圖15是示出被用于圖1中所示的內(nèi)燃機的預噴射、預噴射燃料的點火以及主噴射的控制圖的第二曲線圖。

具體實施方式

在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的具體實施例。除非特殊之處，否則將結(jié)合實施例描述的組件的尺寸、材料、形狀、相對布置和其它特征無意將本發(fā)明的技術范圍僅限于這些內(nèi)容。

示例1

圖1是應用本發(fā)明的實施例的內(nèi)燃機的進氣和排氣系統(tǒng)的總體構造的視圖。圖1中所示的內(nèi)燃機為具有多個氣缸的四沖程循環(huán)的火花點火內(nèi)燃機(汽油發(fā)動機)。圖1僅示出多個氣缸中的一個。

在內(nèi)燃機1的每個氣缸2中，活塞3被以可滑動方式設置。通過連接桿4將活塞3與圖中未示出的輸出軸(曲柄軸)鏈接。氣缸2的內(nèi)部與進氣端口7和排氣端口8連通。通到氣缸2的進氣端口7的端部通過進氣門9開啟/閉合。通到氣缸2的排氣端口8的端部通過排氣門10開啟/閉合。進氣門9和排氣門10被驅(qū)動成分別被圖中未示出的進氣凸輪和排氣凸輪開啟/閉合。

此外，每個氣缸2都設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被布置在氣缸2中形成的燃燒室的頂部上的中心處。此外，能夠點燃通過燃料噴射閥6噴射的燃料的火花塞5被設置在內(nèi)燃機1的氣缸蓋中。特別地，燃料噴射閥6具有噴射端口6a，通過噴射端口6a能夠接近徑向地在圖2中所示的16(十六)個方向上噴射燃料。火花塞5相對于燃料噴射閥6的位置，特別是其中火花塞5能夠點火的電極之間的區(qū)域5a相對于燃料噴射閥6的位置被以下列方式布置，即從噴射端口6a噴射的燃料噴霧或者燃料射流中的至少一個經(jīng)過區(qū)域5a，并且因而經(jīng)過區(qū)域5a的燃料噴霧能夠被區(qū)域5a中流動的電極間電流直接點燃。火花塞5位于兩個進氣門9之間，以便火花塞不干擾進氣門9和排氣門10的運行。

按上文構造的火花塞5和燃料噴射閥6能夠執(zhí)行噴霧引導燃燒。換句話說，以能夠直接點燃通過燃料噴射閥6噴射的燃料的方式布置的火花塞5，以及燃料噴射閥6使得能夠與內(nèi)燃機1的進氣門9的開啟時刻或者活塞3的位置無關地，在任何期望時間點燃經(jīng)過區(qū)域5a的噴射燃料。另一方面，在通過燃料噴射閥噴射的燃料通過由于進氣門開啟而流入燃燒室的空氣而被攜帶至火花塞附近從而將燃料點燃的空氣引導燃燒的情況下，以及在所噴射的燃料被攜帶至利用布置在活塞頂部上的腔體形狀的火花塞附近從而將燃料點燃的壁引導燃燒的情況下，難以執(zhí)行燃料噴射和點燃，除非達到開啟進氣門的預定時間并且建立預定活塞位置。與空氣引導燃燒和壁引導燃燒相比，根據(jù)該示例的噴霧引導燃燒允許非常靈活的燃料噴射和點火時刻控制。

重新參考圖1，進氣端口7與進氣通道70連通。進氣通道70具有節(jié)氣門71?？諝饬髁坑?2被設置在進氣通道70中節(jié)氣門71的上游。另一方面，排氣端口8與排氣通道80連通。用于凈化從內(nèi)燃機1排出的排氣的排氣凈化催化器81被設置在排氣通道80中。如下文所述的，從內(nèi)燃機1排出的排氣具有比化學計量關系貧的空氣燃料比，并且能清除具有這種貧空氣燃料比的排氣中的NOx的選擇性催化還原NOx催化器，以及能夠捕捉排氣中的顆粒物質(zhì)(PM)的過濾器可以被采用作為排氣凈化催化器81。

此外，電子控制單元(ECU)20被附于內(nèi)燃機1。ECU 20是控制內(nèi)燃機1以及排氣凈化設備等的運行狀態(tài)的單元。ECU 20與上述空氣流量計72、曲柄位置傳感器21和加速器位置傳感器22電連接，并且這些傳感器的測量值被提供給ECU 20。因而，ECU 20能夠基于空氣流量計72的測量值識別內(nèi)燃機1的運行狀態(tài)，諸如進入空氣量，基于曲柄位置傳感器21的測量值識別發(fā)動機轉(zhuǎn)速，并且基于加速器位置傳感器22的測量值識別發(fā)動機負荷。ECU 20也與燃料噴射閥6、火花塞5和節(jié)氣門71等電連接。這些組件受ECU 20控制。

<燃燒控制>

現(xiàn)在將參考圖3描述在具有上述構造的內(nèi)燃機1中執(zhí)行的燃燒控制。圖3(a)以視圖的從左到右的時間順序(參見圖(3a)的上行)示意性地示出在內(nèi)燃機1中執(zhí)行的燃燒控制中的燃料噴射和點火的規(guī)程，并且示出與作為燃料噴射和點火的結(jié)果而在燃燒室中相繼發(fā)生的燃燒相關的現(xiàn)象(參見圖3(a)的下一行)。圖3(b)以時間線示出圖3(a)中所示的燃料噴射中所包括的預噴射和主噴射以及點火的關系。圖3中所示的模式僅作為根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的示意圖給出，并且不應將本發(fā)明視為限于這種模式。

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在一個循環(huán)中執(zhí)行預噴射和主噴射。預噴射是在壓縮沖程期間的預定時間時通過燃料噴射閥6執(zhí)行的燃料噴射。主噴射是在預噴射之后并且在壓縮沖程的上死點(TDC)之前的時間，也通過燃料噴射閥6執(zhí)行的燃料噴射。如圖3(b)中所示，預噴射的噴射開始時間(下文將其簡稱為“預噴射時間”)由Tp表示，并且主噴射的開始時間(下文將其簡稱為“主噴射時間”)由Tm表示。預噴射和主噴射之間的間隔(Tm-Tp)被定義為噴射間隔Di。作為上述噴霧引導燃燒執(zhí)行具有預噴射的燃燒，并且使用火花塞5點燃被預噴射所噴射的燃料(下文將其稱為“預噴射燃料”)。這種點燃的時間由如圖3(b)中所示的Ts表示，并且從預噴射開始至點火時間的間隔(Ts-Tp)被定義為點火間隔Ds。

在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的規(guī)程。

(1)預噴射

在基本燃燒控制中的一個循環(huán)中，首先在壓縮沖程期間的預定時間執(zhí)行預噴射。關于下文所述的主噴射確定預噴射時間Tp。在預噴射開始后，通過燃料噴射閥6噴射的燃料經(jīng)過如圖2中所示的燃燒室中的火花塞5的能夠點火區(qū)域5a。在預噴射開始后，預噴射燃料不立即在燃燒室中大范圍地擴散，而是通過噴射的穿透力在燃燒室中行進，同時引入噴霧射流的前端周圍的空氣。因此，預噴射燃料產(chǎn)生在燃燒室中層化的空氣燃料混合物。

(2)預噴射燃料的點燃

由此層化的預噴射燃料被火花塞5在從預噴射開始的點火間隔Ds之后的時間Ts點燃。如上所述，由于預噴射燃料被層化，所以局部空氣燃料比處于允許通過這種點燃而燃燒的水平。除了活塞3的壓縮效果之外，由此點燃的預噴射燃料的燃燒過程促使燃燒室中的溫度進一步升高。另一方面，在本發(fā)明中，一部分預噴射燃料未在火花塞5點燃而促使的燃燒中燃燒，而是作為“未燃燒殘留燃料”保留在燃燒室中。由于未燃燒的殘留燃料已經(jīng)暴露于預噴射燃料的一部分在燃燒室中燃燒而導致的高溫氣氛，所以預期未燃燒的殘留燃料的至少一部分已經(jīng)重組，從而通過在不促使其燃燒的條件下的低溫氧化而提高其可燃性。然而，應明白，在本發(fā)明中，未燃燒的殘留燃料指的是在火花塞5的點燃促使的燃燒中沒有燃燒而保留的一部分預噴射燃料，并且未燃燒的殘留燃料不必處于顯示具體性能的條件。

(3)主噴射

在從預噴射開始的噴射間隔Di之后的時間Tm，換句話說在等于從火花塞5的點燃時間Ts的Di-Ds的時間消逝后的壓縮沖程的上死點之前的時間Tm執(zhí)行通過燃料噴射閥6的主噴射。在這種內(nèi)燃機1中，主噴射燃料通過擴散燃燒而燃燒，從而如下文所述貢獻大部分發(fā)動機功率。主噴射的噴射開始時間Tm被設定成由通過發(fā)動機負荷和其它因素確定的主燃料噴射的量獲得的發(fā)動機功率接近被最大化(下文將其稱為“適當噴射時間”)。時間Tm時開始的主噴射所噴射的一部分燃料被預噴射燃料燃燒而產(chǎn)生的火焰點燃并且燃燒，由此，燃燒室中的溫度進一步升高。此外，預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料通過溫度的升高而自燃，并且經(jīng)受擴散燃燒。如上所述，在其中未燃燒的殘留燃料的可燃性已經(jīng)提高的情況下，預期主噴射燃料的燃燒更平穩(wěn)地進行。

如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，上述一系列燃燒通過火花塞在預噴射和主噴射之間的時段中的中間點燃而發(fā)生。在預燃燒中，預噴射的噴射時間或者噴射間隔Di以如下方式設定，即使得能夠通過適當噴射時間執(zhí)行的主噴射而進行上述一系列燃燒。在本說明書中，促使主噴射燃料通過預噴射燃料的火焰開始燃燒，并且促使預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料發(fā)生自燃和擴散燃燒的預噴射和主噴射之間的相關性將在下文中被稱為“預主相關性”。因而，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，執(zhí)行與預噴射和主噴射燃料的點燃具有預主相關性的主噴射。

圖4示出在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的情況下的燃燒室中的放熱率的變化。圖4示出在其中內(nèi)燃機1的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000rpm的情況下對應于四種不同控制模式(L1至L4)的放熱率的變化。在這些控制模式中，在預噴射時間Tp期間，預噴射量、主噴射時間Tm和點火時間Ts相同，主噴射量在控制模式之間變化(特別地，主噴射量如L1>L2>L3>L4變化)。因而，預主相關性在多種控制模式之間相同，并且圖4示出預主相關性相同的條件下放熱率的改變隨著主噴射量的變化而變化。

在圖4中，放熱率在由虛線圈出的部分Z1中顯示第一峰值。該峰值是由預噴射燃料的點燃和燃燒產(chǎn)生的熱導致的。在部分Z1的時段中，還未執(zhí)行主噴射，并且預噴射燃料和未燃燒的殘留燃料或者預噴射燃料的未燃燒部分所產(chǎn)生的火焰存在于燃燒室中?，F(xiàn)在，將參考圖5描述預噴射燃料的未燃燒殘留物。圖5示出三種燃燒條件(L5至L7)的預噴射燃料的預噴射量和燃燒效率的相關性，其中假定預噴射為在圖4中所示的燃燒控制中執(zhí)行的預噴射。特別地，作為燃燒條件的預噴射時間Tp和點燃時間Ts以L5、L6和L7的順序提前，而點火間隔Ds或者時間Tp和時間Ts之間的間隔固定。圖5示出其中僅執(zhí)行預噴射和點燃，但是不執(zhí)行主噴射的情況下的上述相關性。

預噴射燃料的燃燒效率和預噴射燃料的未燃燒殘留物比率為下列方程1所表示的關系，并且燃燒效率越高，未燃燒殘留物比率越低。

[數(shù)學式1]

(預噴射燃料的未燃燒殘留物比率)＝1-(預噴射燃料的燃燒效率) (方程1)

參考圖5，如果預噴射時間Tp和點火時間Ts提前而預噴射量固定，則預噴射燃料的燃燒效率趨向于降低，并且因此未燃燒殘留物比率趨向于增大?？商孢x地，能夠通過調(diào)節(jié)預噴射量以及預噴射時間Tp和點火時間Ts的提前程度來保持預噴射燃料的燃燒效率或者未燃燒的殘留物比率恒定。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制能夠通過控制預噴射量、預噴射時間Tp和點火時間Ts控制作為預主相關性的一個因素的預噴射燃料的未燃燒殘留物比率。

重新參考圖4，在部分Z1之后的壓縮沖程的上死點之前的時間Tm執(zhí)行主噴射。然后，主噴射燃料與預噴射燃料的未燃燒殘留物一起被預噴射燃料產(chǎn)生的火焰點燃，并且自燃，從而通過擴散燃燒而燃燒。因此，放熱率的最高峰值(第二峰值)發(fā)生在壓縮沖程的上死點之后的時間。隨著主噴射量增大，第二峰值處的放熱率的最高值增大，并且峰值的時間推遲。這意味著主噴射燃料的燃燒持續(xù)時間隨著主噴射量的增大而增大，并且因此推測主噴射燃料和預噴射燃料的未燃燒殘留物經(jīng)受擴散燃燒或者能夠被視為基本等同于擴散燃燒的燃燒。

將參考圖6描述根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中發(fā)生的自燃。圖6示出在一個循環(huán)中的總噴射量(即，預噴射量和主噴射量的和)保持恒定的同時，兩種模式(L9、L10)的燃燒室中的放熱率的改變，預噴射量和主噴射量的比率在這兩種模式之間的變化。在圖6中所示的情況下，內(nèi)燃機1的發(fā)動機速度為2000rpm。預噴射量的比率在模式L10中比模式L9中高。換句話說，與模式L9中相比，在模式L10中，預噴射燃料的預噴射量和未燃燒殘留物更大，而主噴射量更小。通過圖6應理解，壓縮沖程的上死點之后發(fā)生的放熱率的峰值(上述第二峰值的值)在模式L10中比模式L9中高。此外，從放熱率的峰值下降的速率(曲線圖中曲線的斜率)在模式L10中比模式L9中高。推測上述事實暗示與在模式L9中相比，在模式L10中更促進自燃促使的主噴射開始后的主噴射燃料和預噴射燃料的燃燒(即，通過自燃而燃燒的燃料比率更大，并且通過擴散燃燒而燃燒的燃料比率更小)。換句話說，認為預噴射燃料的未燃燒殘留物在主噴射后有助于促進自燃。我們驗證了如果通過不僅控制預噴射量，而且也控制預噴射時間Tp和點火時間Ts而執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制，則促進自燃。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，能夠通過控制與預噴射和點火相關的條件而促進使主噴射燃料和預噴射燃料燃燒時的自燃。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制能夠通過利用在預噴射和主噴射之間的時段中發(fā)生的火花塞5的中間點燃進行的上述一系列燃燒獲得如圖7中所示的不能通過現(xiàn)有技術獲得的熱效率。圖7示出在內(nèi)燃機1的發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000rpm的情況下，發(fā)動機負荷和熱效率之間的關系(上曲線圖(a))以及發(fā)動機負荷和空氣燃料混合物的空燃比之間的關系(下曲線圖(b))。在圖7的曲線圖(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用于在汽油發(fā)動機中采用的傳統(tǒng)燃燒控制的均勻化學計量控制。均勻化學計量控制是一種以燃燒室中的空氣燃料混合物的空燃比等于接近于化學計量均勻的空燃比的方式控制燃燒的燃燒控制。

通過圖7應理解，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，由于在預噴射促使的噴霧引導燃燒和火花塞5促使的點火之后執(zhí)行促使發(fā)生自燃擴散燃燒的主噴射，所以根據(jù)該控制的燃燒類似于所謂的柴油燃燒，并且能夠被視為基本等同于柴油燃燒。因此，允許燃燒室中的空氣燃料混合物的空燃比極貧(在圖7(b)中的曲線L13所示的例證性情況下，空燃比近似為20至70)。在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，為了以這種貧空燃比實現(xiàn)燃燒，可以使得與汽油發(fā)動機中的傳統(tǒng)均勻化學計量控制相比，使節(jié)氣門71的開度更大。因此，能夠使內(nèi)燃機1的泵送損失更小。此外，自燃擴散燃燒能夠使內(nèi)燃機1中的冷卻損耗比汽油發(fā)動機中的傳統(tǒng)均勻化學計量控制相比更小。因此，其中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的內(nèi)燃機1的熱效率非常高。

<根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的詳細描述>

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制通過執(zhí)行預噴射、預噴射燃料的點火以及與預噴射具有預主相關性的主噴射而提供如圖7中所示的現(xiàn)有技術不能提供的有利效果。下面將詳細地描述這種燃燒控制中的三種技術因素，即(1)預噴射量，(2)噴射間隔，和(3)噴射時間。這些技術因素被視為與作為預噴射和主噴射之間的相關性的預主相關性高度相關。

(1)預噴射量

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在圖3中所示的壓縮沖程期間的時間Tp執(zhí)行預噴射。因此，火花塞5點燃的預噴射燃料的燃燒抵消內(nèi)燃機1的發(fā)動機功率。然而，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，點火促使的燃燒中所燃燒的燃料僅是一部分預噴射燃料，并且對發(fā)動機功率的抵消效果小。沒有在點火促使的燃燒中燃燒的預噴射燃料的未燃燒殘留物在主噴射后與主噴射燃料一起在自燃擴散燃燒中燃燒，從而對發(fā)動機功率做出貢獻。如上所述，在適當噴射時間執(zhí)行的主噴射對內(nèi)燃機1的發(fā)動機功率貢獻很大，但是如果主噴射量大，則存在自燃擴散燃燒可能受主噴射燃料的蒸發(fā)潛熱影響而變得不穩(wěn)定，以及主噴射形成的燃料噴霧周圍的空氣(氧氣)不足可能促使所產(chǎn)生的煙的量增大的可能性。出于這些原因，在主噴射量的增大量上設置特定限制。因此，為了響應于發(fā)動機功率的增大，則必需進一步增大預噴射燃料的貢獻。因而，預噴射燃料和主噴射燃料彼此相關。將考慮這一事實詳細地討論預噴射量。

(1-1)在低負荷狀態(tài)

在其中內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷相對低的低負荷狀態(tài)下，預噴射量和主噴射量的總噴射量或總和通常小。圖8示出低負荷狀態(tài)下的內(nèi)燃機1的預噴射量和熱效率之間的關系。在圖8中所示的例示性情況下，示出其中預噴射量隨著固定的總噴射量變化的關系。如果預噴射量在低負荷狀態(tài)下小，例如，如果預噴射量小于圖8中的Mp1，則預噴射燃料的點火燃燒所產(chǎn)生的熱量小，以致主噴射和預噴射燃料的未燃燒殘留物的自燃和擴散燃燒難以穩(wěn)定地進行。因此，如果預噴射量小于Mp1，則內(nèi)燃機1的熱效率逐漸降低，并且不能點燃主噴射燃料的不發(fā)火狀態(tài)最終出現(xiàn)。在圖8中，其中燃燒不穩(wěn)定的預噴射量范圍(即，低于Mp1的范圍)被指示為不穩(wěn)定燃燒范圍R1。為了在低負荷狀態(tài)下實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒，不期望預噴射量小于Mp1。

如果預噴射量在低負荷狀態(tài)下大，例如，如果預噴射量大于圖8中的Mp2，則趨向于促進由火花塞5的點火促使的燃燒，并且因此預噴射燃料的未燃燒殘留物比率降低。換句話說，在主噴射后經(jīng)受燃燒的對發(fā)動機功率做出貢獻的未燃燒殘留物的量的比率降低。此外，主噴射量降低與預噴射量的增大量相等的量。因此，主噴射燃料的降低導致的發(fā)動機功率的降低明顯變大，即使考慮增大的預噴射量的未燃燒殘留物的貢獻也是如此。在圖8中，其中熱效率由于上述發(fā)動機功率的降低而退化的預噴射量范圍(即，高于Mp2的范圍)被指示為熱效率退化范圍R2。為了保持高的熱效率，不期望預噴射量高于Mp2。

圖9示出當內(nèi)燃機1處于低負荷狀態(tài)時，預噴射量變化而總噴射量相同的三種模式的燃燒室中的壓力變化(L15至L17)和燃燒室中的放熱率的變化(L18至L20)。特別地，在壓力變化圖中，預噴射量以L15、L16和L17的順序增大。在放熱率變化圖中，預噴射量以L18、、L19和L20的順序增大。預噴射量在L15和L18之間、L16和L19之間以及L17和L20之間相同。當預噴射量小時，其燃燒產(chǎn)生的熱小。因此，如圖9中所示，燃燒室中的壓力升高延遲(參見L15)，并且主噴射燃料的熱產(chǎn)生也延遲(參見L18)。從該圖能夠看出燃燒不穩(wěn)定。另一方面，當預噴射量大時，主噴射量小，導致發(fā)動機功率降低。因此，燃燒室中的壓力升高不充分(參見L17)，并且主噴射燃料產(chǎn)生的熱小(參見L20)。

通過上述內(nèi)燃機1處于低負荷狀態(tài)時的討論，優(yōu)選地，在其下邊界由Mp1限定并且上邊界由Mp2限定的范圍Rp中的預噴射量(例如，以圖9中所示的L16和L19的預噴射量)執(zhí)行預噴射。在其中內(nèi)燃機1的熱效率在圖8中所示的范圍Rp中變化不大的情況下，落入范圍Rp中的預噴射量的特定值可以被用作低負荷狀態(tài)下的代表性預噴射量或者最小預噴射量。在這種情況下，當內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷在低負荷狀態(tài)下增大時，能夠通過在將預噴射量固定至上述代表性值的同時增大主噴射量而保持內(nèi)燃機1的熱效率高。

(1-2)高負荷狀態(tài)

在其中內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷相對高的高負荷狀態(tài)下，主噴射量響應于所需發(fā)動機負荷而增大。因而，如果在壓縮沖程的上死點之前的適當噴射時間執(zhí)行的主噴射中噴射大量燃料，則所噴射的燃料的蒸發(fā)潛熱的影響變得顯著。例如，在圖4中所示的部分Z2中能夠看出，隨著主噴射量增大，主噴射的放熱率的升高由于其蒸發(fā)潛熱的影響而延遲。因而，隨著蒸發(fā)潛熱變大，燃燒室中的溫度升高顯著地減慢。因此，存在預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料的自燃擴散燃燒變得不穩(wěn)定的可能性。此外，當主噴射量大時，則存在主噴射形成的燃料噴霧周圍的空氣(氧氣)不足可能導致所產(chǎn)生的煙的量增大的可能性。考慮到這一點，在高負荷狀態(tài)下，優(yōu)選地對主噴射量設定上限，以使自燃擴散燃燒穩(wěn)定，并且降低煙的量。為了響應于發(fā)動機負荷的增大，預噴射量增大而主噴射量被保持在上限值。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，存在預噴射和主噴射之間的預主相關性，并且預噴射燃料的未燃燒殘留物對發(fā)動機功率做出貢獻。因此，即使不可能增大高負荷狀態(tài)下的主噴射量，也能夠通過增大預噴射燃料而響應發(fā)動機負荷的增大要求，并且增大其未燃燒殘留物。

下面將描述內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷和預噴射燃料之間的相關性的細節(jié)。

(2)噴射間隔

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，如圖3中所示，在壓縮沖程期間的時間Tp執(zhí)行預噴射，并且在壓縮沖程的上死點之前的時間Tm執(zhí)行主噴射。它們之間的間隔(Tm-Tp)被定義為噴射間隔Di。在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在預噴射燃料和預噴射燃料的未燃燒殘留物的燃燒產(chǎn)生的火焰上執(zhí)行主噴射，以便進行未燃燒殘留燃料和主噴射燃料的自燃和擴散燃燒。因此，認為確定主噴射時通過預噴射燃料和預噴射燃料的未燃燒殘留物的燃燒產(chǎn)生的火焰的狀態(tài)的噴射間隔是預主相關性的一個因素。在該示例中，由曲柄角度表達或者測量噴射間隔。

圖10示出噴射間隔Di和內(nèi)燃機1的熱效率之間的關系。在圖10中所示的例示性情況下，示出其中噴射間隔Di隨著預噴射量、主噴射量和點火間隔Ds固定而變化的情況下的關系。在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在預噴射之后使用同一個燃料噴射閥6執(zhí)行主噴射。燃料噴射閥6通常被構造成通過提升設置在內(nèi)部的噴射針而通過噴射端口噴射燃料。因此，存在燃料噴射閥6的機械結(jié)構因素諸如噴射針移動和返回所需的時間所必要的噴射間隔的最小可行值Di1。在圖10中，由于燃料噴射閥6的機械結(jié)構因素而不能實現(xiàn)的噴射間隔的范圍(即，低于Di1的范圍)被指示為機械限制范圍R3。

隨著噴射間隔Di增大，執(zhí)行主噴射的時間更接近于點燃預噴射燃料促使的燃燒過程的終點。在接近于終點的時間時，預噴射燃料的燃燒接近終點。在這種情況下，主噴射燃料的燃燒難以通過預噴射燃料的火焰開始。如果噴射間隔Di進一步增大，則存在主噴射燃料不能燃燒從而導致不發(fā)火的可能性。因此，如果噴射間隔Di太長(例如，在圖10中高于Di2的范圍中)，則執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制不利，并且內(nèi)燃機1的熱效率將退化。其中熱效率顯著退化的噴射間隔Di的范圍被指示為圖10中的熱效率退化范圍R4。熱效率降低范圍R4的下限值(圖10中的Di2)隨著預噴射燃料量而變化。隨著預噴射燃料量增大，則通過點火開始的預噴射燃料的燃燒持續(xù)更長時間。因此，即使使噴射間隔Di更長，也能夠開始主噴射燃料的燃燒。

如上所述，優(yōu)選地，在其下邊界由Di1限定并且上邊界由Di2限定的范圍Rd中，噴射間隔Di被設定成內(nèi)燃機1的熱效率具有最高值的噴射間隔Di0。下面將描述內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷和噴射間隔Di之間的關系的細節(jié)。

(3)預噴射時間Tp

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，在已經(jīng)執(zhí)行了預噴射燃料的預噴射和點火之后執(zhí)行主噴射。通過預噴射燃料的燃燒的火焰開始主噴射燃料的燃燒，并且主噴射燃料自燃，并且通過擴散燃燒與預噴射燃料的未燃燒殘留物一起燃燒。在主噴射燃料燃燒的早期階段，預噴射燃料及其未燃燒殘留物的火焰在燃燒室中均勻地分布。在這種情況下，趨向于不促進主噴射燃料和空氣的混合，并且可能產(chǎn)生煙。特別地，在其中主噴射量大的情況下，可能產(chǎn)生煙。煙量的增大導致阻礙所噴射的燃料的高效燃燒，并且內(nèi)燃機1的熱效率趨向于隨著煙量的增大而降低。另一方面，為了提高內(nèi)燃機1的熱效率，優(yōu)選地，在壓縮沖程的上死點之前的適當噴射時間執(zhí)行主燃料噴射。因而，為了減少煙，優(yōu)選地控制預噴射時間Tp，以便調(diào)節(jié)主噴射燃料和預噴射燃料的未燃燒殘留物的相互關系。因而，認為預噴射時間Tp也是預主相關性的一個因素。

圖11示出預噴射量和主噴射量的比率隨著預噴射和主噴射的總噴射量固定而變化的三種模式(參見圖11的曲線圖(a))的所產(chǎn)生的煙量和預噴射時間Tp之間的關系(參見圖11的曲線圖(b))以及熱效率和預噴射時間Tp之間的關系(參見圖11的曲線圖(c))，其中主噴射時間Tm被固定在壓縮沖程的上死點之前的預定時間，并且預噴射時間Tp變化。對于點火時間，點火間隔Ds(即從預噴射時間Tp至點火時間Ts的時間段)在所有模式之間相同。預噴射量和主噴射量的比率在模式1至3中如下：

模式1：預噴射量＝X1，主噴射量＝Y(jié)1，

模式2：預噴射量＝X2，主噴射量＝Y(jié)2，并且

模式3：預噴射量＝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的曲線圖(b)中，由L24表示模式1中的煙量的變化，由L25表示模式2中的煙量的變化，并且由L26表示模式3中的煙量的變化。在圖11的曲線圖(c)中，由L27表示模式1中的熱效率變化，由L28表示模式2中的熱效率變化，并且由L29表示模式3中的熱效率變化。由圓表示模式1中的煙和熱效率的測量點，由三角形表示模式2中的煙和熱效率的測量點，并且由菱形表示模式3中的煙和熱效率的測量點。由實心黑色的圓、三角形和菱形表示熱效率在相應模式中變得最高的曲柄角度(或者預噴射時間Tp)的煙和熱效率的測量點。

這里，我們在關注上述實心黑色測量點的同時認為從模式3轉(zhuǎn)變到模式2，然后轉(zhuǎn)變到模式1。通過提高預噴射量以及使預噴射時間Tp提前，能夠?qū)?nèi)燃機1的熱效率保持在最高水平附近，同時降低或者保持所產(chǎn)生的煙的量(參見圖11的曲線圖(b))。當預噴射量增大時，主噴射量相反地減小。然而，通過使預噴射時間Tp提前，能夠增大預噴射燃料的未燃燒殘留物。如果更大量的未燃燒殘留燃料與主噴射燃料一起經(jīng)受自燃擴散燃燒，則能夠補償主噴射量降低導致的功率下降。因此，內(nèi)燃機的熱效率能夠保持在令人滿意的水平。即使預噴射量增大，也能夠可能通過使預噴射時間Tp提前而控制煙的量。這被視為是因為如果預噴射時間Tp提前，則在燃燒室中的壓力更低時執(zhí)行預噴射，使得預噴射燃料的穿透力更高，以便預噴射燃料高效地使用燃燒室中的空氣(氧氣)燃燒。預噴射燃料和空氣的這種高效混合能夠降低燃燒室中的預噴射燃料的未燃燒殘留物的分布不均勻性，即使預噴射量增大也是如此，并且降低煙的量。此外，使預噴射時間Tp提前導致噴射間隔增大，由此能夠防止發(fā)生預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料的重疊。因此，也能夠防止由于可用空氣的局部不足而導致的煙的產(chǎn)生，如果預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料的重疊，則可能發(fā)生這種煙的產(chǎn)生。

應理解，如果假定根據(jù)模式1至3執(zhí)行預噴射，同時將預噴射時間Tp固定至例如在圖11的曲線圖(c)中以模式3獲得最高熱效率的時間Ta，則隨著預噴射量增大，煙的量增大，并且內(nèi)燃機1的熱效率降低。從這一事實也應理解，其中噴射時間隨著噴射燃料的增大而提前的控制預噴射的上述方式在減少煙以及提高熱效率方面非常有效。不用說，必需執(zhí)行預噴射提前到允許保持預主相關性的程度，并且不合理地提前預噴射時間Tp將使得難以有利地燃燒主噴射燃料。

圖11的曲線圖(b)和(c)中所示的模式1至3中的測量點能夠被轉(zhuǎn)換為具有表示所產(chǎn)生的煙的量的水平軸和表示內(nèi)燃機1的熱效率的豎直軸的曲線圖中的點。圖12示出所產(chǎn)生的煙的量和熱效率的這種相互關系。圖12中的虛線R5圍繞的測量點處于其中所產(chǎn)生的煙的量小并且內(nèi)燃機1的熱效率高的范圍中內(nèi)。表示各個模式中的最高熱效率的測量點落入該范圍R5中內(nèi)。通過這一事實也應充分地理解，根據(jù)本發(fā)明，能夠在保持內(nèi)燃機1的熱效率的同時降低所產(chǎn)生的煙的量。

<燃燒控制流程>

圖13示出內(nèi)燃機1中根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的具體過程的流程圖。通過在內(nèi)燃機1運行的同時執(zhí)行存儲在ECU 20中的控制程序而重復地執(zhí)行圖13中所示的燃燒控制。圖14示出在燃燒控制過程中使用的例證性控制圖。在圖14中的上曲線圖(a)中，線L30表示內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷和預噴射量之間的關系，線L31表示發(fā)動機負荷和主噴射量之間的關系，并且線L32表示發(fā)動機負荷和作為適應發(fā)動機負荷的燃料噴射量的負荷適應噴射量之間的關系。此外，圖14中的上曲線圖(a)也示出關于發(fā)動機負荷的預噴射燃料的未燃燒殘留物M1。在圖14中的下曲線圖(b)中，L33表示內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷和預噴射時間Tp之間的關系，L34表示發(fā)動機負荷和點火時間Ts之間的關系，并且L35表示發(fā)動機負荷和主噴射時間Tm之間的關系。圖14中的曲線圖(b)的水平軸表示噴射時間，其中越大的值表示從壓縮沖程的上死點提前的量越大。

首先，在步驟S101中，基于加速器位置傳感器22的測量值計算內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷?？商孢x地，可以基于進氣通道70中的空氣流速，即空氣流量計72的測量值或者進氣通道70中的進氣壓力計算內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷。然后，在步驟S102中，基于在步驟S101中計算的發(fā)動機負荷確定負荷適應噴射量S0。特別地，使用圖14的曲線圖(a)中的線L32所表示的控制圖計算適應發(fā)動機負荷的負荷適應噴射量S0。在該示例中，發(fā)動機負荷和負荷適應噴射量S0之間的關系被記錄在控制圖中，其中負荷適應噴射量S0隨著發(fā)動機負荷增大而增大。在完成步驟S102的處理之后，過程前進至步驟S103。

在步驟S103中，使用由圖14的曲線圖(b)中的線L35表示的控制圖確定主噴射時間Tm。如上所述，為了提高內(nèi)燃機1的熱效率，主噴射時間Tm被設定成壓縮沖程的上死點之前的適當噴射時間。已經(jīng)通過先前對每個發(fā)動機負荷值進行的試驗測量了內(nèi)燃機1的適當噴射時間，并且已經(jīng)基于測量結(jié)果制備了由線L35表示的控制圖。在例證性情況下，主噴射時間Tm隨著發(fā)動機負荷增大而逐漸提前，但是該提前量被保持在高負荷范圍R8(即，下文將描述的其中負荷適應噴射量S0等于或者大于S2的范圍)中的上限提前量。這是因為根據(jù)主噴射量確定主噴射時間Tm，如下文將描述的，該主噴射量被保持在高負荷范圍R8中的恒定值(最大主噴射量)。在完成步驟S103的處理之后，過程前進至步驟S104。

在步驟S104中，判斷在步驟S102中確定的負荷適應噴射量S0是否等于或者小于預定第一噴射量S1。預定第一噴射量S1是對應于下列發(fā)動機負荷的閾值，高于該發(fā)動機負荷時，如果如下文所述的，預噴射時間Tp和主噴射時間Tm一起提前，則產(chǎn)生由于預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料的重疊導致可用空氣不足而可能產(chǎn)生煙的情況(參見步驟S106中的處理)。因此，如果負荷適應噴射量S0等于或者小于預定第一噴射量S1，則內(nèi)燃機1不處于可能產(chǎn)生煙的情況下。另一方面，如果負荷適應噴射量S0超過預定第一噴射量S1，則內(nèi)燃機1處于可能產(chǎn)生煙的情況下。如果在步驟S104中做出的判斷是肯定的，則過程前進至步驟S105，并且如果是否定的，則過程前進至步驟S110。

如果在步驟S104中做出的判斷是肯定的，即如果負荷適應噴射量S0等于或者小于預定第一噴射量S1，則內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷處于低負荷范圍R6中(參見圖14)。在這種情況下，為了在防止不穩(wěn)定燃燒的同時保持內(nèi)燃機1的熱效率處于高水平，優(yōu)選地，預噴射量被設定成落入上文參考圖8所述的范圍Rp中的噴射量。因此，在步驟S105中，預噴射量Sp被設定成落入范圍Rp中的預噴射量的最小預噴射量Spmin。因此，如果發(fā)動機負荷處于低負荷范圍R6中，則預噴射量Sp被固定在圖14的曲線圖(a)中的線L30所示的最小預噴射量Spmin。在完成步驟S105中的處理之后，過程前進至步驟S106。

在步驟S106中，使用圖14的曲線圖(b)中的線L33表示的控制圖確定預噴射時間Tp。在低負荷范圍R6中，可以以這樣的方式設定預噴射時間Tp，即考慮已經(jīng)參考圖10描述的噴射間隔Di和內(nèi)燃機1的熱效率之間的相關性提供促使適當?shù)臒嵝实膰娚溟g隔Di。因此，由于在低負荷范圍R6中，預噴射量被固定在最小預噴射量Spmin，則以噴射間隔Di貫穿低負荷范圍R6都保持恒定的方式，即以預噴射時間Tp以相同方式與主噴射時間一起改變的方式設定預噴射時間Tp。在步驟S107中，使用由圖14的曲線圖(b)中的線L34表示的控制圖確定點火時間Ts。特別地，與預噴射時間Tp相同，在低負荷范圍R6中，以點火間隔Ds適應于預噴射量Sp被固定至最小預噴射量而貫穿低負荷范圍R6都保持恒定的方式設定點火時間Ts。

在步驟S108中，使用圖14的曲線圖(a)中的線L31表示的控制圖計算主噴射量Sm。在低負荷范圍R6中，發(fā)動機負荷和主噴射量之間的相關性遵循下列方程2：

[數(shù)學式2]

Sm＝S0-Sp×α (方程2)，

其中α為預噴射燃料的未燃燒殘留物比率。

如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，預噴射燃料的未燃燒殘留物自燃，并且與主噴射燃料一起通過擴散燃燒而燃燒從而對發(fā)動機功率做出貢獻，因此能夠提高內(nèi)燃機1的熱效率。在對發(fā)動機功率的貢獻方面，一部分預噴射燃料或者其未燃燒殘留物能夠被視為等同于主噴射燃料。因此，能夠通過提前通過試驗或者其它過程測量表示預噴射燃料的未燃燒殘留物的比率的系數(shù)α并且使用上述方程2，考慮根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的特性而計算主噴射量Sm。如上所述，預噴射燃料的未燃燒殘留物比率取決于預噴射時間、點火間隔Ds和噴射間隔Di而改變。因此，基于這些值確定系數(shù)α的值。在利用火花塞5點火而燃燒的燃料的量(即，通過噴霧引導燃燒而燃燒的燃料量)相對于總預噴射量非常小的情況下，在控制中，系數(shù)α可以被設定成等于1。在這種情況下，假定在控制中負荷適應噴射量等于總噴射量。在完成步驟S108中的處理之后，過程前進至步驟S130。

隨著以上述方式確定了與預噴射、主噴射和點火相關的參數(shù)，在低負荷范圍R6中，圖14的曲線圖(a)中的M1表示的預噴射燃料的未燃燒殘留物在預噴射燃料點燃后保留。如上所述，在低負荷范圍R6中，由于預噴射量Sp被固定在最小預噴射量Spmin，并且點火間隔Ds和噴射間隔Di也被固定，所以預噴射燃料的未燃燒殘留物的量基本恒定。

如果在步驟S104中做出的判斷是否定的，則過程前進至步驟S110。在步驟S110中，判斷在步驟S102中確定的負荷適應噴射量S0是否等于或者小于預定第二噴射量S2。預定第二噴射量S2是對應于下列發(fā)動機負荷的閾值，高于該發(fā)動機負荷時，在汽油發(fā)動機中的適當噴射時間噴射的燃料的量相對太大，以致產(chǎn)生如下情況，即自燃擴散燃燒可能受其蒸發(fā)潛熱影響而變得不穩(wěn)定，并且可能由于其燃料噴霧周圍的空氣(氧氣)不足而產(chǎn)生煙。換句話說，預定第二噴射量S2是考慮到燃燒穩(wěn)定性和煙而能夠在汽油發(fā)動機中的適當噴射時間噴射的最大限制噴射量。因此，如果負荷適應噴射量S0等于或者小于第二噴射量S2，則存在不可能產(chǎn)生煙的情況。另一方面，如果負荷適應噴射量S0超過預定第二噴射量S2，則存在能夠產(chǎn)生煙的情況。如果在步驟S110中做出的判斷是肯定的，則過程前進至步驟S11，并且如果是否定的，則過程前進至步驟S121。

如果在步驟S110中做出的判斷是肯定的，即如果負荷適應噴射量S0大于預定第一噴射量S1并且等于或者小于預定第二噴射量S2，則內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷處于中負荷范圍R7中(參見圖14)。在這種情況下，過程前進至步驟S111和S112。在步驟S111中，使用圖14的曲線圖(a)中的線L30表示的控制圖確定預噴射量Sp，并且在步驟S112中，使用圖14的曲線圖(b)中的線L33表示的控制圖確定預噴射時間Tp。特別地，在中負荷范圍R7中，負荷適應噴射量S0大于預定第一噴射量S1，并且因此有必要減少由于預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料的干擾導致的煙的產(chǎn)生。因此，如上所述，除了與主噴射時間Tm的提前一起做出的以相同的量的提前之外，預噴射時間Tp被進一步提前，以便隨著發(fā)動機負荷的提高(即，負荷適應噴射量S0的提高)而減少煙的產(chǎn)生?？梢曰谏衔膮⒖紙D10所述的噴射間隔Di和內(nèi)燃機1的熱效率之間的關系以及上文參考圖11所述的煙的減少兩者，考慮到熱效率和所產(chǎn)生的煙的量之間的平衡而適當?shù)卦O定預噴射時間Tp。因而，能夠根據(jù)線L30表示的預噴射時間Tp的提前量的增大而提高預噴射量從而減少煙的產(chǎn)生，而不犧牲內(nèi)燃機1的熱效率，由此增大預噴射燃料的未燃燒殘留物并且將其與主噴射燃料一起燃燒(參見圖11)。

然后，在步驟S113中，使用圖14的曲線圖(b)中的線L34表示的控制圖確定點火時間Ts。特別地，點火時間Ts的提前量被增大與步驟S112中響應于發(fā)動機負荷增大而確定的預點火時間Tp的提前量的增大相同的量。換句話說，在中負荷范圍R7中，點火時間Ts響應于發(fā)動機負荷的增大而提前。在完成了步驟S113中的處理之后，過程前進至步驟S114。

在步驟S114中，使用圖14的曲線圖(a)中的線L31表示的控制圖確定主噴射量Sm。在中負荷范圍R7中，與低負荷范圍R6中相同，發(fā)動機負荷和線L31表示的主噴射量Sm之間的關系遵循上述方程2。因此，與步驟S108的處理相同，能夠考慮根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的特性確定主噴射量Sm。在中負荷范圍R7中，由于預噴射量Sp隨著發(fā)動機負荷的增大而增大，所以中負荷范圍R7中的主噴射量Sm的增大速率(即，主噴射量Sm相對于發(fā)動機負荷增大的增大速率)比低負荷范圍R6中的主噴射量Sm的增大速率小。在完成了步驟S114的處理之后，過程前進至步驟S130。

通過按上文所述確定的與預噴射、主噴射和點火相關的參數(shù)，圖14的曲線圖(a)中的M1表示的預噴射燃料的未燃燒殘留物在中負荷范圍R7中的預噴射燃料點火之后保留。如上所述，在中負荷范圍R7中，預噴射量響應于發(fā)動機負荷的增大而增大，并且預噴射時間Tp和點火時間Ts被提前而點火間隔Ds被固定。因此，未燃燒殘留物的量也隨著發(fā)動機負荷的增大而增大。

如果步驟S110中做出的判斷是否定的，即如果負荷適應噴射量S0大于預定第二噴射量S2，則內(nèi)燃機1的發(fā)動機負荷處于高負荷范圍R8中(參見圖14)。在這種情況下，過程前進至步驟S121。在步驟S121中，使用圖14的曲線圖(a)中的線L31表示的控制圖確定主噴射量Sm。特別地，在高負荷范圍R8中，響應于發(fā)動機負荷的增大而使主噴射量Sm相對大。如上所述，如果主噴射量變得稍微大，則燃燒將由于噴射期間的蒸發(fā)潛熱的影響而變得不穩(wěn)定，可能由于噴射燃料噴霧周圍的空氣(氧氣)不足而產(chǎn)生煙?？紤]到這種情況，在高負荷范圍R8中，主噴射量Sm被設定成最大主噴射量Smmax，最大主噴射量Smmax是能夠通過其確保穩(wěn)定燃燒并且能夠防止產(chǎn)生過大量的煙的主噴射量的上限。在完成步驟S121的處理后，過程前進至步驟S122。

在步驟S122中，使用圖14的曲線圖(a)中的線L30表示的控制圖計算預噴射量Sp。在高負荷范圍R8中，由下列方程3表達發(fā)動機負荷和線L30表示的預噴射量Sp之間的關系：

[數(shù)學式3]

Sp＝(S0-Sm)/α (方程3)，

其中與方程2中相同，α為預噴射燃料的未燃燒殘留物比率。在高負荷范圍R8中，主噴射量由于上述原因而被固定在最大主噴射量Smmax。因而，通過使用上述方程3，能夠由于本質(zhì)上與步驟S108和S114的處理中相同的原因，考慮到根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的特性確定預噴射量Sp。在完成步驟S122中的處理之后，過程前進至步驟S123。

在步驟S123中，使用圖14的曲線圖(b)中的線L33表示的控制圖確定預噴射時間Tp。特別地，在高負荷范圍R8中，由于負荷適應噴射量S0比預定第二噴射量S2更大，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)定燃燒以及減少煙。因此，響應于所需的發(fā)動機負荷，根據(jù)上述方程3，預噴射量Sp被確定為大于中負荷范圍R7中的值的值。隨著預噴射量Sp變得如此大，再次出現(xiàn)由于預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料的干擾導致產(chǎn)生煙的可能性。因此，如圖14的曲線圖(b)中的線L33所示，與其中發(fā)動機負荷處于中負荷范圍R7中的情況相比，預噴射時間Tp提前更大，換句話說，以高負荷范圍R8中的噴射間隔Di隨著發(fā)動機負荷升高而升高的方式設定預噴射時間Tp，由此減少煙。因為在上述高負荷范圍R8中存在產(chǎn)生煙的可能性，所以優(yōu)選地，預噴射時間Tp被適當?shù)卦O定成通過上文參考圖11所述的提前而賦予減少煙更高優(yōu)先級。如果能夠視需要地實現(xiàn)煙的減少，則如上文參考圖10所述的，可以考慮噴射間隔Di和內(nèi)燃機1的熱效率之間的關系適當?shù)卦O定預噴射時間Tp。在完成步驟S123的處理之后，過程前進至步驟S124。

然后，在步驟S124中，使用圖14的曲線圖(b)中的線L34表示的控制圖確定點火時間Ts。特別地，點火時間Ts隨著發(fā)動機負荷的增大而提前，其中提前量的增大速度速率(即，提前量相對于發(fā)動機負荷增大而增大的提前量的增大速率度)比預噴射的提前量的增大速度速率小。因此，在高負荷范圍R8中，預噴射時間Tp和點火時間Ts兩者都隨著發(fā)動機負荷增大而增大，點火間隔Ds隨著發(fā)動機負荷增大而增大。因此，在高負荷范圍R8中，與主噴射燃料一起經(jīng)受燃燒的預噴射燃料的未燃燒殘留物的量能夠大大增大很大(參見圖14的曲線圖(a)中的M1)。如上所述，雖然主噴射量在高負荷范圍R8中被固定為在最大主噴射量，但能夠可能通過以上述方式增大預噴射燃料的未燃燒殘留物的量而響應于所需發(fā)動機負荷，并且將內(nèi)燃機1的熱效率保持為在令人滿意的水平。在完成步驟S124的處理之后，過程前進繼續(xù)至步驟S130。

通過如上所述確定的與預噴射、主噴射和點火相關的參數(shù)，圖14的曲線圖(a)中的M1表示的預噴射燃料的未燃燒殘留物在預噴射燃料在高負荷范圍R8中點火后保留。如上所述，在高負荷范圍R8中，預噴射量Sp響應于發(fā)動機負荷的增大而增大，并且預噴射時間Tp和點火時間Ts隨著點火間隔Ds增大而提前。由于主噴射量Sm被固定在最大主噴射量Smmax，所以預噴射量Sp相對于發(fā)動機負荷的增大而增大的速率在發(fā)動機負荷處于中負荷范圍R7的情況下更高。因此，與其中發(fā)動機負荷處于中負荷范圍R7的情況相比，未燃燒殘留物的量隨著發(fā)動機負荷的增大而更大地增大。

在完成步驟S108、S114和S124任何一個步驟的處理之后，執(zhí)行步驟S130的處理。在步驟S130中，根據(jù)在上述處理中已經(jīng)確定的預噴射量Sp、預噴射時間Ts、主噴射量Sm、主噴射時間Tm和點火時間Ts執(zhí)行燃料噴射閥6的預噴射和主噴射以及火花塞6的點火。在完成步驟S130的處理之后，再次執(zhí)行從步驟S101開始的過程。

根據(jù)這種燃燒控制，能夠通過響應于發(fā)動機負荷適當?shù)卮_定預噴射量Sp、預噴射時間Ts、主噴射量Sm、主噴射時間Tm和點火時間Ts而同時實現(xiàn)具有較少煙產(chǎn)生的穩(wěn)定柴油燃燒和燃燒熱效率的提高。此外，在從低負荷范圍至高負荷范圍的寬內(nèi)燃機運行范圍上實現(xiàn)優(yōu)選燃燒。

示例2

將參考圖15描述能夠被應用于圖13中所示的燃燒控制的預噴射、主噴射和點火的控制圖的第二示例。在圖15中，以相同附圖標記指示與圖14中的那些控制圖相同的控制圖，以排除對這些控制圖的詳細描述。特別地，在圖15中所示的控制圖中，發(fā)動機負荷的范圍的劃分，或者低負荷范圍R6、中負荷范圍R7與高負荷范圍R8與圖14中的那些范圍相同。此外，主噴射量Sp(由線L30表示)、主噴射量Sm(由線L31表示)和負荷適應噴射量S0(由線L32表示)的控制圖，以及主噴射時間(由線L35表示)的控制圖在圖14和15之間相同。

在下文中，將對每個負荷范圍描述預噴射時間Tp(由線L36表示)和點火時間Ts(由線L37表示)的控制圖。

(1)低負荷范圍R6

在低負荷范圍R6中，發(fā)動機負荷和預噴射時間Tp之間的關系以及發(fā)動機負荷和點火時間Ts之間的關系與圖14中所示的控制圖相同。

(2)中負荷范圍R7

在該示例中，在中負荷范圍R7中，預噴射時間Tp與主噴射時間Tm一起提前相同的提前量。因此，在中負荷范圍R7中，與低負荷范圍R6中相同，噴射間隔Di保持恒定。另一方面，以點火間隔Ds隨著發(fā)動機負荷增大而變得更長的方式確定點火時間Ts。因此，隨著發(fā)動機負荷增大，點火時間Ts朝著壓縮沖程的上死點推遲。隨著點火間隔Ds變大，則直到點火為止流入燃燒室的預噴射燃料的量增大。因此，點火后的預噴射燃料的未燃燒殘留物的量能夠增大。如上所述，預噴射燃料的這種未燃燒殘留物量的增大對于提高內(nèi)燃機1的熱效率有利。

(3)高負荷范圍R8

在該示例中，同樣地，在高負荷范圍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)定燃燒并且減少煙，并且因此預噴射量Sp相對大。因此，與第一示例中的高負荷范圍R8中的情況相同，為了減少由于預噴射燃料的未燃燒殘留物和主噴射燃料的干擾產(chǎn)生的煙，與中負荷范圍R7相比，預噴射時間Tp提前更多。換句話說，以噴射間隔Di隨著高負荷范圍R8中的發(fā)動機負荷的增大而變得更長的方式設定預噴射時間Tp。點火時間Ts可以隨著發(fā)動機負荷的增大而提前，以便點火間隔Ds隨著發(fā)動機負荷的增大而變得更長?？商孢x地，點火時間Ts可以與發(fā)動機負荷的增大無關地固定在固定時間。

隨著以上述方式確定預噴射時間Tp和點火時間Ts，通過響應于發(fā)動機負荷的增大而大大提前預噴射時間Tp來增大點火間隔Ds。因此，預噴射燃料的未燃燒殘留物的量Tp能夠有效地增大(參見圖15的曲線圖(s)中的M1)。特別地，由于主噴射量在主負荷范圍R8中被固定在最大噴射量Smmax，以便確保穩(wěn)定燃燒并且減少煙，所以能夠通過以這種方式增大預噴射燃料的未燃燒殘留物的量而獲得所需發(fā)動機負荷，并且也可能將內(nèi)燃機1的熱效率保持在令人滿意的水平。

能夠通過使用上述圖15中所示的控制圖，響應于根據(jù)本發(fā)明的用于燃燒控制的發(fā)動機負荷而適當?shù)卮_定預噴射量Sp、預噴射時間Ts、主噴射量Sm、主噴射時間Tm和點火時間Ts來同時實現(xiàn)較少煙產(chǎn)生的穩(wěn)定柴油燃燒和燃燒熱效率的提高。此外，在從低負荷范圍至高負荷范圍的寬內(nèi)燃機運行范圍上實現(xiàn)優(yōu)選燃燒。

示例3

在上文所述的示例中，點火時間Ts被設定成預噴射時間Tp之后的時間。作為這種模式的替選，在該示例中，點火時間Ts可以被設定成預噴射時間Tp之前的時間。在這種情況下，在火花塞5的點火持續(xù)的同時，換句話說，在火花塞5的電極之間的放電持續(xù)的同時執(zhí)行預噴射。在預噴射時間Tp之前的預定時間開始火花塞5的點火，并且在點火持續(xù)的同時執(zhí)行預噴射，以便點燃預噴射燃料。通過提前開始火花塞5的點火，圖2中所示的區(qū)域5a周圍的空氣溫度能夠升高，由此能夠提高預噴射燃料的可燃性。因此，根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制的可靠性能夠提高。

在該示例的情況下，在預噴射燃料達到火花塞5的區(qū)域5a之前的時間點燃預噴射燃料。因此，難以與上述示例的情況一樣通過增大點火間隔Ds而增大預噴射燃料的未燃燒殘留物的量。因此，當預噴射燃料的未燃燒殘留物的量將被增大，以便提高內(nèi)燃機1的熱效率時，預噴射量Sp可以增大。此外，如果存在隨著預噴射量增大而產(chǎn)生煙的可能性，則除了增大預噴射量Sp之外，還可以使預噴射時間Tp提前。

附圖標記列表

1:內(nèi)燃機

2:氣缸

3:活塞

5:火花塞

6:燃料噴射閥

7:進氣端口

8:排氣端口

9:進氣門

10:排氣門

20:ECU

21:曲柄位置傳感器

22:加速器位置傳感器

71:節(jié)氣門

72:空氣流量計

Tp:預噴射時間

Tm:主噴射時間

Ts:點火時間

Di:噴射間隔

Ds:點火間隔