用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制器的制造方法
【專利摘要】提供了一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制器。該燃料噴射控制器包括電子控制單元，該電子控制單元配置成(a)在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中執(zhí)行主燃料噴射和副燃料噴射；以及(b)在包括進(jìn)氣門開始打開的定時(shí)的特定期間執(zhí)行副燃料噴射至少一次，使得在副燃料噴射中噴射的燃料由逆滾流攜帶，所述逆滾流是從進(jìn)氣口流入燃燒室中、沿進(jìn)氣門側(cè)也即排氣門相反側(cè)的孔壁面朝向活塞頭部表面流動(dòng)、然后從活塞頭部表面朝向氣缸蓋下表面流動(dòng)的氣流。
【專利說明】
用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種包括用于將燃料直接噴射到燃燒室內(nèi)(噴射到氣缸內(nèi))的燃料噴射閥并且適用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]日本特開N0.2001-73819(JP2001-73819A)公開了一種包括用于將燃料直接噴射到燃燒室內(nèi)的燃料噴射閥的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。在此內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，氣門定時(shí)在均質(zhì)稀混合操作期間設(shè)定成使得進(jìn)氣門的打開期間與排氣門的打開期間不重疊并且進(jìn)氣門在進(jìn)氣上止點(diǎn)之后開始打開。根據(jù)上述內(nèi)容，進(jìn)氣門在活塞從進(jìn)氣上止點(diǎn)開始下降且在燃燒室中產(chǎn)生負(fù)壓力之后開始打開。因而，緊接進(jìn)氣門開始打開后，氣流以高流速流入燃燒室中。而且，在該燃燒室中，燃料從緊臨進(jìn)氣門開始打開前的時(shí)間點(diǎn)到緊接在進(jìn)氣門開始打開后的時(shí)間點(diǎn)連續(xù)噴射。結(jié)果，因?yàn)閲娚涞娜剂夏軌虮灰愿吡魉倭魅肴紵抑械目諝鈹U(kuò)散，所以能夠在燃燒室中產(chǎn)生高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。應(yīng)注意，在該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，燃料噴射閥布置成使得燃料從進(jìn)氣門附近以及孔壁面附近的位置朝向燃燒室的中央噴射。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在上述傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，從在燃燒室中不產(chǎn)生氣流的“緊臨進(jìn)氣門開始打開前的時(shí)間點(diǎn)”執(zhí)行具有高穿透力的燃料噴射。因而，存在噴射燃料附著于排氣門側(cè)的孔壁面的可能性，結(jié)果排放惡化。
[0004]本發(fā)明提供一種燃料噴射控制器，其適用于包括用于將燃料直接噴射到燃燒室內(nèi)的燃料噴射閥的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，并且能夠通過執(zhí)行適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚洚a(chǎn)生具有高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。
[0005]提供了一種根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制器。所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒室、進(jìn)氣門、排氣門以及燃料噴射閥。所述燃燒室由活塞頭部表面、面向所述活塞頭部表面的氣缸蓋下表面以及氣缸孔限定形成。所述進(jìn)氣門構(gòu)造成打開或關(guān)閉所述燃燒室與進(jìn)氣口之間的進(jìn)氣連通部。所述進(jìn)氣連通部布置在所述氣缸蓋下表面下方。所述排氣門構(gòu)造成打開或關(guān)閉所述燃燒室與排氣口之間的排氣連通部。所述排氣連通部布置在所述氣缸蓋下表面下方。所述燃料噴射閥構(gòu)造成將燃料從所述進(jìn)氣門側(cè)的所述氣缸孔的壁面附近區(qū)域的指定位置噴射到所述燃燒室中所述排氣門與所述活塞頭部表面之間的區(qū)域。所述進(jìn)氣口構(gòu)造成在所述進(jìn)氣門的打開期間產(chǎn)生正滾流和逆滾流。所述正滾流是從所述進(jìn)氣口流入所述燃燒室中、朝向所述排氣門附近的區(qū)域流動(dòng)、進(jìn)一步沿所述排氣門側(cè)的所述氣缸孔的壁面朝向所述活塞頭部表面流動(dòng)、然后從所述活塞頭部表面朝向所述氣缸蓋下表面流動(dòng)的氣流。所述逆滾流是從所述進(jìn)氣口流入所述燃燒室中、沿所述進(jìn)氣門側(cè)的所述氣缸孔的壁面朝向所述活塞頭部表面流動(dòng)、然后從所述活塞頭部表面朝向所述氣缸蓋下表面流動(dòng)的氣流。所述燃料噴射控制器包括電子控制單元(ECU) ACU配置成:(a)在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中執(zhí)行主燃料噴射和副燃料噴射，所述燃料噴射閥中的針閥的升程量在所述主燃料噴射中在直到第一升程量的范圍內(nèi)變化，所述針閥的升程量在所述副燃料噴射中在直到比所述第一升程量小的第二升程量的范圍內(nèi)變化;和(b)在包括所述進(jìn)氣門開始打開的定時(shí)的特定期間執(zhí)行所述副燃料噴射至少一次，使得在所述副燃料噴射中噴射的燃料由所述逆滾流攜帶。
[0006]此外，在上述方面，ECU可以配置成將所述特定期間設(shè)定在第一時(shí)間點(diǎn)與第二時(shí)間點(diǎn)之間的期間內(nèi)。所述第一時(shí)間點(diǎn)是所述進(jìn)氣門開始打開的定時(shí)。所述第二時(shí)間點(diǎn)是所述進(jìn)氣門的升程量達(dá)到所述進(jìn)氣門的最大升程量的定時(shí)。所述特定期間包括所述第一時(shí)間點(diǎn)與所述第二時(shí)間點(diǎn)之間的中間時(shí)間點(diǎn)。
[0007]在上述方面中，在副燃料噴射中的噴射燃料(當(dāng)針閥的升程量在直到第二升程量的范圍內(nèi)變化時(shí)噴射的燃料)由逆滾流攜帶的這種定時(shí)中(也即，在所述特定期間中)執(zhí)行副燃料噴射。在該副燃料噴射中的噴射燃料具有小穿透力。因此，例如，在副燃料噴射在進(jìn)氣門打開之前執(zhí)行的情況下，進(jìn)氣門在噴射的燃料保留在進(jìn)氣門附近的區(qū)域中的狀態(tài)下打開。因而，噴射的燃料由沿進(jìn)氣門側(cè)的孔壁面產(chǎn)生的逆滾流攜帶和擴(kuò)散?；蛘?，即使當(dāng)副燃料噴射在進(jìn)氣門的打開之后執(zhí)行時(shí)，噴射的燃料由已經(jīng)產(chǎn)生的逆滾流攜帶和擴(kuò)散。結(jié)果，在副燃料噴射中噴射的燃料基本不附著到孔壁面上，并且因而在燃燒室中良好地?cái)U(kuò)散。
[0008]附帶說明，一般而言，逆滾流的速度(也可以說是強(qiáng)度)在“所述進(jìn)氣門開始打開的時(shí)間點(diǎn)(第一時(shí)間點(diǎn))，，與“所述進(jìn)氣門的升程量達(dá)到所述進(jìn)氣門的最大升程量的時(shí)間點(diǎn)(第二時(shí)間點(diǎn))”之間的基本中間定時(shí)變得最高。因此，優(yōu)選地，ECU設(shè)定“從所述進(jìn)氣門開始打開的第一時(shí)間點(diǎn)到所述進(jìn)氣門的升程量達(dá)到所述進(jìn)氣門的最大升程量的第二時(shí)間點(diǎn)并且包括第一時(shí)間點(diǎn)與第二時(shí)間點(diǎn)之間的中間時(shí)間點(diǎn)的指定期間”作為所述特定期間。這樣，因?yàn)樵诟比剂蠂娚渲袊娚涞娜剂夏軌蛴筛鼜?qiáng)的逆滾流攜帶，所以噴射的燃料能夠在所述燃燒室中良好地?cái)U(kuò)散。
[0009]在上述方面中，所述ECU可以配置成將所述特定期間設(shè)定成使得在所述副燃料噴射中噴射的燃料由在所述逆滾流的初始速度比所述正滾流的初始速度高的逆翻滾期間產(chǎn)生的逆滾流攜帶。而且，所述ECU可以配置成在處于所述逆翻滾期間之后并且所述逆滾流的初始速度等于或小于所述正滾流的初始速度的期間執(zhí)行所述主燃料噴射。
[0010]根據(jù)這方面，在逆滾流的初始速度(也即，緊接在空氣從進(jìn)氣口流入燃燒室之后逆滾流的速度)比正滾流的初始速度(也即，緊接在空氣從進(jìn)氣口流入燃燒室之后正滾流的速度)高的逆翻滾期間執(zhí)行副燃料噴射。因此，在副燃料噴射中噴射的燃料通過逆滾流而在燃燒室中擴(kuò)散。而且，根據(jù)這方面，在逆翻滾期間之后(也即，在正滾流的初始速度比逆滾流的初始速度高的期間中)執(zhí)行主燃料噴射。因?yàn)樵谠撝魅剂蠂娚渲袊娚涞娜剂暇哂写蟠┩噶?，所以噴射的燃料可以到達(dá)排氣門側(cè)的孔壁面附近。但是，因?yàn)橹魅剂蠂娚涫窃谡凉L流強(qiáng)的期間執(zhí)行的，所以在主燃料噴射中的大量噴射燃料不會(huì)附著到排氣門側(cè)的孔壁面，并且噴射燃料由正滾流攜帶并且在燃燒室中擴(kuò)散。結(jié)果，根據(jù)上述方面，由于燃料通過逆滾流的擴(kuò)散和燃料通過正滾流的擴(kuò)散兩者，能夠在整個(gè)燃燒室中產(chǎn)生具有高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。
[0011 ]而且，當(dāng)副燃料噴射執(zhí)行次數(shù)增大時(shí)，由逆滾流擴(kuò)散的燃料的量增大。因此，所述ECU可以配置成多次執(zhí)行所述副燃料噴射。這樣，在氣缸中進(jìn)一步產(chǎn)生具有高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。
[0012]當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，燃燒室中的氣流(也即，在氣缸中產(chǎn)生的氣流)的速度低。因而，與高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況相比較，噴射的燃料相對(duì)難以擴(kuò)散。因此，所述ECU可以配置成設(shè)定所述副燃料噴射的執(zhí)行次數(shù)隨著所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減小而增大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大時(shí)，噴射的燃料的量大。因而，與低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的情況相比較，噴射的燃料相對(duì)難以擴(kuò)散。因此，所述ECU可以配置成設(shè)定所述副燃料噴射的執(zhí)行次數(shù)隨著所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增大而增大。根據(jù)這些方面，即使在噴射的燃料相對(duì)難以擴(kuò)散的狀況下也能夠在燃燒室中產(chǎn)生具有高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。
【附圖說明】
[0013]下面參照【附圖說明】本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，其中同樣的參考標(biāo)號(hào)表示同樣的元件，并且其中:
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燃料噴射控制器所適用的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意性截面圖；
[0015]圖2示出當(dāng)進(jìn)氣門打開時(shí)在燃燒室中產(chǎn)生的氣流(缸內(nèi)氣流)的情形；
[0016]圖3是圖1中所示燃料噴射閥的截面圖；
[0017]圖4A示出在進(jìn)氣門的打開的初始階段缸內(nèi)氣流的情形；
[0018]圖4B示出在進(jìn)氣門的打開的中間階段缸內(nèi)氣流的情形；
[0019]圖5A是曲柄角與進(jìn)氣門的升程量之間的關(guān)系圖；
[0020]圖5B是曲柄角與滾動(dòng)流(正滾流和逆滾流)之間的關(guān)系圖；
[0021 ]圖6A是全升程噴射中針閥升程量的時(shí)間變化圖；
[0022]圖6B是部分升程噴射中針閥升程量的時(shí)間變化圖；
[0023]圖7A是全升程噴射期間燃料噴射閥的末端部分的截面圖；
[0024]圖7B是部分升程噴射期間燃料噴射閥的末端部分的截面圖；
[0025]圖8A是沿氣缸中心軸線看噴射到燃燒室中的燃料的噴霧的視圖；
[0026]圖8B是沿與氣缸中心軸線正交的指定方向看噴射到燃燒室中的燃料的噴霧的視圖；
[0027]圖9是第一實(shí)施例中“曲柄角與進(jìn)氣門的升程量、逆滾流的速度和燃料噴射閥的針閥升程量中的每一個(gè)之間的關(guān)系”的圖表；
[0028]圖10是第一實(shí)施例的燃料噴射控制流程的流程圖；
[0029]圖11是第二實(shí)施例中“曲柄角與進(jìn)氣門的升程量、逆滾流的速度和燃料噴射閥的針閥升程量中的每一個(gè)之間的關(guān)系”的圖表；
[0030]圖12A是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)“曲柄角與進(jìn)氣門的升程量、逆滾流的速度和燃料噴射閥的針閥升程量中的每一個(gè)之間的關(guān)系”的圖表；
[0031]圖12B是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)“曲柄角與進(jìn)氣門的升程量、逆滾流的速度和燃料噴射閥的針閥升程量中的每一個(gè)之間的關(guān)系”的圖表；
[0032]圖13是第三實(shí)施例中副燃料噴射的執(zhí)行區(qū)域的圖表；
[0033]圖14是第三實(shí)施例的燃料噴射控制流程的流程圖；和
[0034]圖15是圖1中電子控制單元為了確定部分升程噴射的執(zhí)行次數(shù)而參照的查詢表。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下文參照【附圖說明】根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燃料噴射控制器(下文，簡(jiǎn)稱為“該控制器” )ο該控制器應(yīng)用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)——其本體1在圖1中示出。本體1包括氣缸蓋11、氣缸體12、燃料噴射閥13、點(diǎn)火系統(tǒng)14、進(jìn)氣門15、排氣門16、活塞17、連桿18、曲軸19，以及曲軸位置傳感器20。下文中，活塞17從下止點(diǎn)移動(dòng)到上止點(diǎn)的方向稱為“上方”，活塞17從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)的方向稱為“下方”。此外，相對(duì)于氣缸中心軸線C的進(jìn)氣門15側(cè)稱為“進(jìn)氣偵Γ，相對(duì)于氣缸中心軸線C的排氣門16側(cè)稱為“排氣側(cè)”。
[0036]燃燒室21由氣缸蓋11的下表面11a、孔(氣缸孔)壁面12a以及活塞頭部表面17a限定形成。燃料噴射閥13、點(diǎn)火系統(tǒng)14、進(jìn)氣門15以及排氣門16附裝到氣缸蓋11上。點(diǎn)火系統(tǒng)14包括點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈以及火花塞。氣缸蓋11形成有進(jìn)氣口 22和排氣口 23。進(jìn)氣口 22的一端與燃燒室21連通，其另一端與進(jìn)氣歧管(未示出)連通。進(jìn)氣口 22的形狀使得從進(jìn)氣口 22流入氣缸21內(nèi)的空氣能夠產(chǎn)生如下文所述的正滾流。換句話說，進(jìn)氣口 22是所謂的正滾口。排氣口 23的一端與燃燒室21連通，其另一端與排氣歧管(未示出)連通。
[0037]點(diǎn)火系統(tǒng)14布置在氣缸蓋11中，使得設(shè)置在其末端處的火花塞的電極24位于燃燒室21的大致中央上方。進(jìn)氣門15在氣缸蓋11的進(jìn)氣側(cè)布置成它能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)進(jìn)氣凸輪27旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣門15跟從進(jìn)氣凸輪27的凸輪尖并且往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便打開或阻斷燃燒室21與進(jìn)氣口 22之間的進(jìn)氣連通部。排氣門16在氣缸蓋11的排氣側(cè)布置成它能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)排氣凸輪28旋轉(zhuǎn)時(shí)，排氣門16跟從排氣凸輪28的凸輪尖并且往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以便打開或阻斷燃燒室21與排氣口 23之間的排氣連通部。
[0038]盡管未示出，圖1所示的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10在進(jìn)氣側(cè)包括均為兩個(gè)的進(jìn)氣門15和進(jìn)氣口 22，并且還在排氣側(cè)包括均為兩個(gè)的排氣門16和排氣口 23。換句話說，該發(fā)動(dòng)機(jī)是公知的四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)。這些進(jìn)氣口 22中的每一個(gè)是能夠產(chǎn)生正滾流的正滾口。
[0039]如圖2中的曲線NT所示，正滾流指代在進(jìn)氣門15的打開期間從進(jìn)氣口22流入氣缸21內(nèi)、朝向排氣門16附近的區(qū)域B流動(dòng)、進(jìn)一步沿排氣門側(cè)的孔壁面12aex朝向活塞頭部表面17a流動(dòng)、然后從活塞頭部表面17a朝向氣缸蓋下表面I Ia流動(dòng)的氣流。
[0040]如圖1所示，氣缸體12包括活塞17、連桿18、曲軸19和曲軸位置傳感器20。
[0041 ]燃料噴射閥13、點(diǎn)火系統(tǒng)14、曲軸位置傳感器20和加速踏板踏下量傳感器26電氣連接到電子控制單元(ECUWOiCU 90將用于分別控制燃料噴射閥13和點(diǎn)火系統(tǒng)14的操作的控制信號(hào)提供到燃料噴射閥13和點(diǎn)火系統(tǒng)14。曲軸位置傳感器20檢測(cè)曲軸19的旋轉(zhuǎn)位置。ECU 90基于來自曲軸位置傳感器20的檢測(cè)信號(hào)計(jì)算內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。加速踏板踏下量傳感器26檢測(cè)加速踏板25的踏下量。ECU 90基于關(guān)于加速踏板25的踏下量的信息等計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。
[0042]圖3示出燃料噴射閥13的構(gòu)造。燃料噴射閥13包括噴嘴本體30、針閥31、燃料噴射孔(下文稱為“噴射孔”)32、燃料通路33、螺線管34、彈簧35以及燃料進(jìn)口 36。針閥軸線37是沿燃料噴射閥13的縱向延伸的軸線。燃料噴射閥13是所謂的內(nèi)部打開類型的燃料噴射閥。
[0043]燃料噴射閥13的噴射孔32是縫狀噴射孔。換句話說，當(dāng)燃料噴射閥13的末端附近被垂直于噴射孔32的噴射軸線的平面切斷時(shí)，噴射孔32的截面為矩形形狀。該截面的面積沿從噴射孔32的入口到其出口的方向逐漸增大。因此，當(dāng)燃料噴射閥13的末端附近被包括矩形橫斷面的縱向和噴射軸線的平面切斷時(shí)，噴射孔32的截面是扇形形狀。
[0044]如圖2所示，燃料噴射閥13布置在相對(duì)于形成在燃燒室21上方的進(jìn)氣口22位于活塞17側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)本體10的一部分(氣缸蓋11的一部分)上。換句話說，燃料噴射閥13布置成從進(jìn)氣門15的位于排氣門16相反側(cè)的孔壁面12ain附近的區(qū)域(見區(qū)域A)中的指定位置朝向排氣門16與活塞頭部表面17a之間的燃燒室21中的區(qū)域噴射燃料。應(yīng)注意，燃料噴射閥13可以布置在氣缸體12的一部分中的上述位置。
[0045]而且，燃料噴射閥13布置成使得其噴射軸線存在于二等分用于連接“兩個(gè)進(jìn)氣口22與燃燒室21之間的進(jìn)氣連通部”的中心的直線并且通過氣缸中心軸線C的平面上。
[0046]換句話說，燃料噴射閥13布置成使得當(dāng)沿氣缸中心軸線C的方向看時(shí)燃料噴射閥13的噴射軸線穿過氣缸的中心。而且，當(dāng)沿垂直于包括噴射軸線和氣缸中心軸線C的平面的方向看時(shí)，燃料噴射閥13布置成使得其噴射軸線平行于垂直于氣缸中心軸線C的平面或相對(duì)于該平面面向斜下方(朝向活塞頭部表面17a和排氣門側(cè)的孔壁面12aex的方向)。
[0047]接下來，參照?qǐng)D2、圖4A和圖4B說明缸內(nèi)氣流。缸內(nèi)氣流是指在燃燒室21中(氣缸中)產(chǎn)生的氣流。在圖2所示的狀態(tài)下，進(jìn)氣門15打開，并且排氣門16完全關(guān)閉。在該狀態(tài)下，逆滾流RT和上述正滾流NT產(chǎn)生。逆滾流RT是從進(jìn)氣口 22流入燃燒室21內(nèi)、沿進(jìn)氣門15的位于排氣門16相反側(cè)的孔壁面12ain朝向活塞頭部表面17a流動(dòng)、然后從活塞頭部表面17a朝向氣缸蓋下表面11 a流動(dòng)的氣流。
[0048]圖4A示出在進(jìn)氣門15的打開的初始階段缸內(nèi)氣流的情形。盡管下面會(huì)說明細(xì)節(jié)，但是在該進(jìn)氣門15的打開的初始階段(也即當(dāng)進(jìn)氣門15的升程量小時(shí))，逆滾流RT的速度(初始速度)比正滾流NT的速度(初始速度)高。因此，在進(jìn)氣側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域中產(chǎn)生強(qiáng)逆滾流RT。正如所說明的，盡管進(jìn)氣口 22是正滾口，但是逆滾流RT在進(jìn)氣門15的打開的初始階段產(chǎn)生。同時(shí)，圖4B示出在進(jìn)氣門15的打開的中間階段缸內(nèi)氣流的情形。在進(jìn)氣門15的打開的中間階段(也即，進(jìn)氣門15的升程量是基本最大升程量)，正滾流NT的速度(初始速度)大大高于逆滾流RT的速度(初始速度)。因此，在整個(gè)氣缸中產(chǎn)生強(qiáng)正滾流NT。應(yīng)注意，逆滾流RT的初始速度是在緊接在空氣通過“進(jìn)氣門15的相對(duì)于排氣門16的相反側(cè)”并且流入燃燒室21內(nèi)之后的位置(也即圖4A和圖4B中的區(qū)域A)處逆滾流RT的速度。正滾流NT的初始速度是在緊接在空氣通過進(jìn)氣門15的排氣門側(cè)并且流入燃燒室21內(nèi)之后的位置(也即，圖4A和圖4B中的區(qū)域B)處正滾流NT的速度。
[0049]參照?qǐng)D5A和圖5B詳細(xì)說明上述進(jìn)氣門的升程量與缸內(nèi)氣流的速度之間的關(guān)系。圖5A和圖5B均示出關(guān)于曲柄角與氣缸中產(chǎn)生的氣流之間的關(guān)系的模擬結(jié)果。在圖5A和圖5B中，0°的曲柄角對(duì)應(yīng)于壓縮上止點(diǎn)。如圖5A所示，進(jìn)氣門15在緊臨曲柄角變成-360° (進(jìn)氣上止點(diǎn))前開始打開，并且在曲柄角變成-90° (壓縮沖程中的中間點(diǎn))稍微之前完全關(guān)閉。進(jìn)氣門的升程量在進(jìn)氣門15開始打開之后逐漸增大、在-240°的曲柄角附近達(dá)到最大，然后逐漸減小。應(yīng)注意，排氣門16在該模擬中保持常閉。
[0050]圖5B中由實(shí)線RT表示的曲線指代在圖2、圖4A和圖4B的區(qū)域A中逆滾流RT的速度(初始速度Vrt)。逆滾流RT的速度(初始速度)Vrt在進(jìn)氣門15開始打開之后較陡地增大、在_310°的曲柄角附近達(dá)到最大速度Vrtp，并且然后減小。逆滾流RT的速度(初始速度)Vrt在-240°的曲柄角附近變成零。
[0051 ]圖5B中由虛線NT表示的曲線指代圖2、圖A和圖4B的區(qū)域B中正滾流NT的速度(初始速度Vnt)。正滾流NT的速度(初始速度)Vnt在進(jìn)氣門15開始打開之后逐漸增大、在-210°的曲柄角附近達(dá)到最大并且然后減小。
[0052]如圖5B所示，從進(jìn)氣門15開始打開的時(shí)間點(diǎn)到曲柄角約為-270°的時(shí)間點(diǎn)期間，逆滾流RT的速度Vrt比正滾流NT的速度Vnt高(Vrt>Vnt)。然后，在-270°的曲柄角附近，逆滾流RT的速度Vrt變成等于正滾流NT的速度Vnt (Vrt = Vnt = Ve)。然后，逆滾流RT的速度Vrt變得小于正滾流NT的速度Vnt(Vrt<Vnt)。
[0053]燃料噴射閥13能夠通過控制燃料噴射閥13中的螺線管34的通電時(shí)間來改變針閥升程量(也即針閥31的升程量)。使針閥31提升到最大升程量(也即，全升程量)的噴射稱為全升程噴射。同時(shí)，使針閥31在其中針閥31提升到局部升程量(也即，部分升程量)的范圍內(nèi)提升的噴射稱為部分升程噴射，局部升程量小于全升程量。圖6A示出單次全升程噴射中針閥升程量的時(shí)間變化。圖6B不出三次部分升程噴射中針閥升程量的時(shí)間變化。
[0054]在主燃料噴射中，針閥升程量在直到第一升程量的范圍中變化。盡管在該示例中第一升程量是最大升程量，但是第一升程量可以是比最大升程量小的升程量。換句話說，主燃料噴射是全升程噴射或部分升程噴射。同時(shí)，在副燃料噴射中，針閥升程量在直到第二升程量的范圍內(nèi)變化。第二升程量小于第一升程量。換句話說，副燃料噴射是其中升程量小于第一升程量的部分升程噴射。
[0055]圖7A和圖7B均是噴嘴本體30的末端(針閥31和噴射孔32的附近和周邊)沿“包括針閥軸線37和噴射軸線46的平面”剖開的截面圖。噴射孔32是連接在向噴嘴本體30的內(nèi)壁開口的流入口 44與向噴嘴本體30的外壁開口的流出口 45之間的通路。由噴嘴本體30的內(nèi)壁與針閥31圍繞的空間是袋狀部(sack)38。在圖7A所示的全升程噴射狀態(tài)下，噴嘴座40與針閥座41之間的流路面積(也即，袋狀部38的入口的面積)比流入口44處的噴射孔面積大。換句話說，燃料流路中的最小限制部分是噴射孔32的流入口 44。
[0056]另一方面，在圖7B所示的部分升程噴射的狀態(tài)下，袋狀部38的入口的面積小于流入口44處的噴射孔面積。換句話說，燃料流路中的最小限制部分是袋狀部38的入口。因此，在其中袋狀部38的入口的面積小于噴射孔面積的部分升程噴射的狀態(tài)下，袋狀部38的入口處的流路中燃料的流速比噴射孔32的流入口 44中的燃料的流速高。
[0057]在部分升程噴射中，流速在袋狀部38的入口處的流路中增大的燃料流入袋狀部38。但是，因?yàn)榇鼱畈?8的流路的面積比袋狀部38的入口處流路的面積大(也即，體積大)，所以流入袋狀部38的燃料的速度和壓力(燃料壓力)減小。此時(shí)燃料壓力的減小量比全升程噴射中燃料壓力的減小量大。結(jié)果，噴射孔32中燃料的壓力與缸內(nèi)壓力之間的壓力差變得比全升程噴射中的壓力差小。因此，在部分升程噴射中從噴射孔32噴射的燃料的穿透力比全升程噴射中的小。而且，針閥升程量越小，上述最小限制部分的開口面積變得越小。因此，袋狀部38中的燃料壓力降低，并且噴射的穿透力變小。因而如圖8A和圖SB所示，在針閥升程量較小的部分升程噴射中，燃料能夠被噴射成使得燃料噴霧50僅到達(dá)燃料噴射閥13的附近(保留在進(jìn)氣門15附近和下方的區(qū)域中)。同時(shí)，在全升程噴射中，燃料能夠被噴射成使得燃料噴霧51到達(dá)排氣側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域。
[0058]如上所述，在垂直于氣缸中心軸線C的平面上，噴射軸線面向氣缸的中心。在包括噴射孔32(噴射軸線46)和氣缸中心軸線C的平面上，噴射軸線平行于垂直于氣缸中心軸線C的平面，或者稍微面向活塞17。如上所述，燃料噴射閥13的噴射孔32具有縫狀形狀。如圖8A和圖SB所示，沿氣缸中心軸線看時(shí)噴霧在缸內(nèi)區(qū)域中呈扇形形狀擴(kuò)展。在全升程噴射中或在針閥升程量較大的噴射中，噴霧向排氣側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域擴(kuò)展。在針閥升程量較小的部分升程噴射中，噴霧保留在進(jìn)氣門的附近。
[0059]接下來，說明第一實(shí)施例的燃料噴射控制。ECU90能夠執(zhí)行主燃料噴射和副燃料噴射。在主燃料噴射中，在針閥升程量是第一升程量的狀態(tài)下執(zhí)行一次噴射。在副燃料噴射中，在針閥升程量是第二升程量的狀態(tài)下執(zhí)行一次噴射。在該實(shí)施例中，如圖9所示，在副燃料噴射執(zhí)行期間Tpi以任意定時(shí)執(zhí)行多次(在所示示例中為兩次)副燃料噴射PL，在主燃料噴射執(zhí)行期間Tfi以任意定時(shí)執(zhí)行一次主燃料噴射FL。在圖9中，Tfh指代從進(jìn)氣門的升程量是零的時(shí)間點(diǎn)到進(jìn)氣門的升程量變成最大的時(shí)間點(diǎn)的期間，Tri指代從逆滾流的強(qiáng)度是零的時(shí)間點(diǎn)到逆滾流的強(qiáng)度變成最大的時(shí)間點(diǎn)的期間，Ts指其中代逆滾流比正滾流更強(qiáng)的期間。
[0060]如圖5B所示，副燃料噴射執(zhí)行期間Tpi是對(duì)應(yīng)于無翻滾期間Tb和逆翻滾期間Ts的期間。無翻滾期間Tb是從緊臨進(jìn)氣門15開始打開前(打開定時(shí)之前的指定時(shí)間)的時(shí)間點(diǎn)到進(jìn)氣門15開始打開的時(shí)間點(diǎn)的期間，并且也是其中在氣缸中既不產(chǎn)生逆滾流也不產(chǎn)生正滾流的期間。逆翻滾期間Ts是在進(jìn)氣門15開始打開之后并且其中逆滾流的速度(初始速度)比正滾流的速度(初始速度)高的期間。也即，副燃料噴射執(zhí)行期間Tpi是包括進(jìn)氣門15開始打開的定時(shí)的特定期間。換句話說，副燃料噴射執(zhí)行期間Tpi是從進(jìn)氣門開始打開的定時(shí)前第一指定時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)到進(jìn)氣門開始打開的定時(shí)之后第二指定時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)的期間。主燃料噴射執(zhí)行期間Tfi是從逆翻滾期間Ts的末尾到點(diǎn)火定時(shí)(優(yōu)選地，到進(jìn)氣下止點(diǎn))的期間。也即，在主燃料噴射執(zhí)行期間Tfi中，正滾流的速度比逆滾流的速度高，并且正滾流產(chǎn)生。
[0061]如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例的該控制器，因?yàn)樵诟比剂蠂娚渲腥剂暇哂行〈┩噶?，所以在副燃料噴射中噴射的燃料不?huì)附著到排氣側(cè)的孔壁面12aex上，而是保留在進(jìn)氣側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域中。在第一實(shí)施例中，在副燃料噴射執(zhí)行期間(也即，當(dāng)逆滾流產(chǎn)生時(shí)或者在緊臨逆滾流產(chǎn)生前)執(zhí)行副燃料噴射。因而，在副燃料噴射中的燃料通過逆滾流擴(kuò)散在進(jìn)氣側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域中，并且在該區(qū)域中產(chǎn)生具有高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。
[0062]而且，如上所述，因?yàn)樵谕ㄟ^主燃料噴射進(jìn)行的噴射中針閥升程量比在通過副燃料噴射進(jìn)行的噴射中大，所以噴射燃料具有大穿透力并且因而到達(dá)排氣側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域。在該實(shí)施例中，在主燃料噴射執(zhí)行期間(也即，當(dāng)正滾流比逆滾流更強(qiáng)時(shí))執(zhí)行主燃料噴射。因此，主燃料噴射中的燃料由正滾流攜帶并且擴(kuò)散在氣缸中而不會(huì)附著到排氣側(cè)的孔壁面12aex 上。
[0063]因而，根據(jù)第一實(shí)施例，通過借助逆滾流擴(kuò)散的副燃料噴射中的燃料和借助正滾流擴(kuò)散的主燃料噴射中的燃料兩者而在燃燒室21中產(chǎn)生具有高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。而且，因?yàn)槿剂虾苌贂?huì)附著到孔壁面12a上，所以與傳統(tǒng)排放相比較，排放能夠得到改進(jìn)。
[0064]應(yīng)注意，在第一實(shí)施例中，用于每次副燃料噴射的目標(biāo)燃料噴射量(下文中稱為“目標(biāo)副燃料噴射量”)預(yù)先設(shè)定為一指定量。而且，副燃料噴射的執(zhí)行次數(shù)預(yù)先設(shè)定為指定次數(shù)。另外，目標(biāo)副燃料噴射量?jī)?yōu)選是一范圍內(nèi)的燃料噴射量，在該范圍內(nèi)，目標(biāo)副燃料噴射量的下限設(shè)定為能夠在副燃料噴射中噴射穩(wěn)定量的燃料的噴射量，并且目標(biāo)副燃料噴射量的上限設(shè)定為副燃料噴射中的燃料的穿透力足夠大以便通過逆滾流可靠地?cái)y帶燃料的噴射量。
[0065]然后，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，基于進(jìn)氣量(也即，吸入氣缸的空氣的量)和目標(biāo)空燃比，計(jì)算實(shí)現(xiàn)目標(biāo)空燃比所要求的燃料的量作為總目標(biāo)噴射量(也即，在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中應(yīng)該從燃料噴射閥噴射的燃料的量)Qt。然后，從總目標(biāo)噴射量Qt減去目標(biāo)副燃料噴射量Qp與副燃料噴射的次數(shù)N相乘得到的值。相應(yīng)地，算出主燃料噴射中的目標(biāo)燃料噴射量(下文中稱為“目標(biāo)主燃料噴射量”)Qf (Qf = Qt—Qp X N)。
[0066]參照?qǐng)D10的流程圖說明第一實(shí)施例中的燃料噴射控制流程。ECU90的CPU在指定曲柄角執(zhí)行圖10的流程圖示出的程序。因此，圖10中的處理在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)開始。首先，在步驟11中，基于進(jìn)氣量和目標(biāo)空燃比計(jì)算總目標(biāo)噴射量Qt。接下來，在步驟12中，基于總目標(biāo)噴射量Qt、副燃料噴射的次數(shù)N和目標(biāo)副燃料噴射量Qp計(jì)算目標(biāo)主燃料噴射量Qf。然后，在步驟13中，確定主燃料噴射的噴射定時(shí)和副燃料噴射的噴射定時(shí)。接下來，在步驟14中，當(dāng)副燃料噴射的噴射定時(shí)來到時(shí)執(zhí)行副燃料噴射。然后，在步驟15中，當(dāng)主燃料噴射的噴射定時(shí)來到時(shí)，執(zhí)行主燃料噴射，并且終止該程序。
[0067]接下來說明第二實(shí)施例。如上所述，副燃料噴射的執(zhí)行定時(shí)可以是任何定時(shí)，只要它是副燃料噴射執(zhí)行期間(指定期間)Tpi內(nèi)的定時(shí)。但是，有利的是將副燃料噴射的執(zhí)行定時(shí)設(shè)定在從“進(jìn)氣門15開始打開的時(shí)間點(diǎn)(第一時(shí)間點(diǎn))”到“進(jìn)氣門15的升程量達(dá)到進(jìn)氣門15的最大升程量的時(shí)間點(diǎn)(第二時(shí)間點(diǎn))”并且包括第一時(shí)間點(diǎn)到第二時(shí)間點(diǎn)之間的中間時(shí)間點(diǎn)TrP的指定期間內(nèi)。
[0068]換句話說，如圖5B所示，逆滾流RT的速度Vrt在進(jìn)氣門15開始打開之后開始增大，并且在進(jìn)氣門15開始打開的時(shí)間點(diǎn)與進(jìn)氣門15的升程量變成最大升程量的時(shí)間點(diǎn)之間的中間時(shí)間點(diǎn)Trp變成最大速度。因而，如圖11所示，第二實(shí)施例的燃料噴射控制器在從第一時(shí)間點(diǎn)到第二時(shí)間點(diǎn)并且進(jìn)一步包括中間時(shí)間點(diǎn)Trp的指定期間內(nèi)執(zhí)行副燃料噴射。這樣，因?yàn)樵诟比剂蠂娚渲械膰娚淙剂嫌蓮?qiáng)度基本最高的逆滾流攜帶，所以進(jìn)一步促進(jìn)了燃料的擴(kuò)散。
[0069]接下來說明第三實(shí)施例。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，氣缸內(nèi)的滾動(dòng)流(正滾流和逆滾流)強(qiáng)。因而，噴射到氣缸內(nèi)的燃料迅速擴(kuò)散。另一方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，缸內(nèi)氣流較弱，并且噴射到氣缸內(nèi)的燃料緩慢地?cái)U(kuò)散。因而，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)相比較，氣缸內(nèi)的空氣燃料混合物的均質(zhì)性降低。特別是，當(dāng)正滾流較弱時(shí)，主燃料噴射中的燃料的噴霧在排氣門側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域內(nèi)偏心地?cái)U(kuò)散。因此，在副燃料噴射內(nèi)噴射的燃料的總量(總副燃料噴射量)優(yōu)選地隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低而增大。考慮到此，除了第一實(shí)施例(或者第二實(shí)施例)中的燃料噴射控制，第三實(shí)施例的燃料噴射控制器還執(zhí)行其中副燃料噴射的次數(shù)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低而增大的控制，以便增大總副燃料噴射量。
[0070]換句話說，如圖12A所示，根據(jù)第三實(shí)施例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，副燃料噴射PL執(zhí)行兩次。同時(shí)，如圖12B所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，副燃料噴射PL執(zhí)行四次。在此，第三實(shí)施例中每次的目標(biāo)副燃料噴射量是定值，而與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小無關(guān)。
[0071 ]根據(jù)第三實(shí)施例，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，主燃料噴射中的燃料的量減小并且通過副燃料噴射中的燃料的量來補(bǔ)償。因此，通過逆滾流擴(kuò)散的燃料的量增大。因而，即使當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，也在氣缸內(nèi)產(chǎn)生具有高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。而且，當(dāng)正滾流由于低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而較弱時(shí)，具有大穿透力并且在主燃料噴射中噴射的燃料的量減少。因此，能夠減小附著到排氣門側(cè)的孔壁面12aex上的燃料的量。應(yīng)注意，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，第三實(shí)施例中每次的目標(biāo)副燃料噴射量可以減小并且副燃料噴射的執(zhí)行次數(shù)可以增大，以便增大副燃料噴射內(nèi)噴射的燃料的量。
[0072]而且，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大時(shí)，總目標(biāo)噴射量增大。因此，當(dāng)目標(biāo)主燃料噴射量與總目標(biāo)噴射量的比值保持一樣時(shí)，主燃料噴射量增大。如上所述主燃料噴射中的燃料的噴霧具有大穿透力。因此，當(dāng)主燃料噴射中的燃料噴射量增大時(shí)，大量的燃料偏心地?cái)U(kuò)散在排氣側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域內(nèi)，并且因而燃料的氣化和擴(kuò)散可能進(jìn)行不充分。為此，優(yōu)選地，副燃料噴射中的燃料噴射量隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越大而增大?？紤]到上述內(nèi)容，在第三實(shí)施例中，副燃料噴射的次數(shù)設(shè)定成使得副燃料噴射的次數(shù)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越大而增大。在此，在這種情況下每次的目標(biāo)副燃料噴射量是定值，而與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小無關(guān)。
[0073]根據(jù)上述內(nèi)容，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大時(shí)，主燃料噴射中的燃料的量減小，并且通過副燃料噴射中的燃料的量的增大而補(bǔ)償。因此，通過逆滾流擴(kuò)散的燃料的量增大。因而，即使當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大時(shí)，也氣缸內(nèi)產(chǎn)生具有高均質(zhì)性的空氣燃料混合物。
[0074]而且，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE高時(shí)，缸內(nèi)氣流強(qiáng)，并且噴射燃料迅速擴(kuò)散。因而，即使當(dāng)不執(zhí)行副燃料噴射而僅執(zhí)行主燃料噴射時(shí)，主燃料噴射中的燃料也充分?jǐn)U散。而且，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE高時(shí)，逆翻滾期間變短。因而，即使當(dāng)執(zhí)行副燃料噴射時(shí)，副燃料噴射在逆翻滾期間可能沒有完成。
[0075]有鑒于此，如圖13所示，即使當(dāng)不執(zhí)行副燃料噴射而僅執(zhí)行主燃料噴射時(shí)，預(yù)先設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的下限閾值NEth，閾值NEth是其中空氣燃料混合物的均質(zhì)性得以充分增大的閾值。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE等于或者小于該閾值NEth時(shí)，可以執(zhí)行副燃料噴射和主燃料噴射兩者。同時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE比該閾值NEth高時(shí)，可以僅執(zhí)行主燃料噴射。
[0076]參照?qǐng)D14的流程圖說明第三實(shí)施例的燃料噴射控制流程。因?yàn)閳D14中的步驟21和步驟24至步驟27分別與圖10中的步驟11和步驟12至步驟15—樣，所以不再對(duì)這些步驟進(jìn)行說明。ECU 90的CPU在指定曲柄角執(zhí)行圖14的流程圖中示出的程序。因此，圖14中的處理在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)開始。
[0077]首先，在步驟21中計(jì)算總目標(biāo)噴射量Qt之后，在步驟22中判定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE是否等于或者小于閾值NEth(NESNEth)。也即，判定副燃料噴射的執(zhí)行條件是否成立。在此，如果判定出NESNEth，則在步驟23中，從圖15的映射圖獲得對(duì)應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL的副燃料噴射N的次數(shù)。接下來，向前在步驟24中執(zhí)行副燃料噴射和主燃料噴射，并且終止程序。根據(jù)圖15的查詢表，將副燃料噴射的次數(shù)N確定成使得副燃料噴射的次數(shù)N隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE越低而增多，并且副燃料噴射的次數(shù)N隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷KL增大而增多。
[0078]同時(shí)，如果在步驟22中判定NESNEth不成立，則在步驟28中，確定主燃料噴射的噴射定時(shí)。接下來，在步驟29中，執(zhí)行用于噴射總目標(biāo)噴射量中的燃料的主燃料噴射，并且程序終止。
[0079]如迄今為止已經(jīng)說明的，根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的燃料噴射控制器，利用逆滾流來擴(kuò)散在副燃料噴射中噴射的燃料。因而，能夠在燃燒室中產(chǎn)生均質(zhì)的空氣燃料混合物。
[0080]而且，如上所述，因?yàn)槿剂蠂娚溟y13的噴射孔32呈縫狀形狀，所以沿氣缸中心軸線C的方向看的噴霧呈扇形形狀(見圖8A)。沿垂直于包括噴射孔32中心和氣缸中心軸線C的平面的方向看的噴霧呈輻射角度小的扇形形狀(見圖SB)。因此，與噴射孔呈圓柱形形狀或者方柱形形狀(也即，噴射孔32的截面積恒定)的情況相比較，即使當(dāng)在副燃料噴射內(nèi)噴射更大量的燃料時(shí)，燃料也能夠容易地保留在進(jìn)氣門15的附近。結(jié)果，能夠通過逆滾流攜帶和擴(kuò)散更大量的燃料。
[0081]應(yīng)注意，在上述各實(shí)施例中，排氣門16在進(jìn)氣門15開始打開之前關(guān)閉。但是，主要在大負(fù)荷的時(shí)候，可以執(zhí)行所謂的氣門重疊控制，其中進(jìn)氣門15在排氣門16完全關(guān)閉之前開始打開。但是，即使在這種情況下，也能夠?qū)嵤┥鲜鋈我粚?shí)施例。這是因?yàn)?，即使?dāng)在執(zhí)行氣門重疊控制期間在緊臨進(jìn)氣門15開始打開前或者緊接其開始打開后執(zhí)行針閥升程量小的副燃料噴射時(shí)，噴射燃料的噴霧保留在進(jìn)氣門15下方的缸內(nèi)區(qū)域中并且不會(huì)到達(dá)在排氣側(cè)的缸內(nèi)區(qū)域中產(chǎn)生并流出至排氣口 23的氣流。
[0082]在這種情況下，在緊接在進(jìn)氣門15開始打開后產(chǎn)生的逆滾流RT在排氣門16完全關(guān)閉之前產(chǎn)生，并且能夠充分地?cái)U(kuò)散噴射到進(jìn)氣門15下方的缸內(nèi)區(qū)域的噴霧。這是因?yàn)榕艢獾膽T性作用在排氣口 23和與排氣口 23連通的排氣系統(tǒng)上，并且因?yàn)椴粫?huì)發(fā)生排氣從排氣口
23回流到氣缸而導(dǎo)致空氣從進(jìn)氣口 22流入氣缸內(nèi)并且因而抑制逆滾流RT的產(chǎn)生。
[0083]本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而是能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)采用各種改型。例如，燃料噴射閥可以是除了示例性類型以外的燃料噴射閥(例如壓電型燃料噴射閥)。而且，燃料噴射閥的噴射孔可以是除了示例性形狀以外的形狀。另外，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣口和排氣口不限于在每個(gè)氣缸內(nèi)均設(shè)置有兩個(gè)的上述示例性進(jìn)氣口和排氣口。而且，進(jìn)氣門和排氣門中的每一個(gè)可以是除了通過凸輪旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的類型以外的類型。進(jìn)氣門的打開期間和排氣門的打開期間中的至少一個(gè)可以通過公知的氣門定時(shí)調(diào)整機(jī)構(gòu)來調(diào)整，并且進(jìn)氣門的最大升程量可以通過公知的升程量調(diào)整裝置來調(diào)整。主燃料噴射和副燃料噴射中的每一個(gè)可以在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)(在一個(gè)氣缸內(nèi)執(zhí)行進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣沖程的期間)執(zhí)行多次。除了缸內(nèi)噴射閥以外，本發(fā)明也能應(yīng)用于還包括用于將燃料噴射到進(jìn)氣口內(nèi)的進(jìn)氣口噴射閥的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制器，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括燃燒室、進(jìn)氣門、排氣門，以及燃料噴射閥，所述燃燒室由活塞頭部表面、面向所述活塞頭部表面的氣缸蓋下表面以及氣缸孔限定形成，所述進(jìn)氣門構(gòu)造成打開或關(guān)閉所述燃燒室與進(jìn)氣口之間的進(jìn)氣連通部，所述進(jìn)氣連通部布置在所述氣缸蓋下表面下方，所述排氣門構(gòu)造成打開或關(guān)閉所述燃燒室與排氣口之間的排氣連通部，所述排氣連通部布置在所述氣缸蓋下表面下方，所述燃料噴射閥構(gòu)造成將燃料從所述進(jìn)氣門側(cè)的所述氣缸孔的壁面附近區(qū)域中的指定位置噴射到所述燃燒室中所述排氣門與所述活塞頭部表面之間的區(qū)域，所述進(jìn)氣口構(gòu)造成在所述進(jìn)氣門的打開期間產(chǎn)生正滾流和逆滾流，所述正滾流是從所述進(jìn)氣口流入所述燃燒室中、朝向所述排氣門附近的區(qū)域流動(dòng)、進(jìn)一步沿所述排氣門側(cè)的所述氣缸孔的壁面朝向所述活塞頭部表面流動(dòng)并且然后從所述活塞頭部表面朝向所述氣缸蓋下表面流動(dòng)的氣流，所述逆滾流是從所述進(jìn)氣口流入所述燃燒室中、沿所述進(jìn)氣門側(cè)的所述氣缸孔的壁面朝向所述活塞頭部表面流動(dòng)并且然后從所述活塞頭部表面朝向所述氣缸蓋下表面流動(dòng)的氣流，所述燃料噴射控制器包括: 電子控制單元，所述電子控制單元配置成: (a)在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中執(zhí)行主燃料噴射和副燃料噴射，所述燃料噴射閥中的針閥的升程量在所述主燃料噴射中在直到第一升程量的范圍內(nèi)變化，所述針閥的所述升程量在所述副燃料噴射中在直到比所述第一升程量小的第二升程量的范圍內(nèi)變化;并且 (b)在包括所述進(jìn)氣門開始打開的定時(shí)的特定期間內(nèi)執(zhí)行所述副燃料噴射至少一次，以便在所述副燃料噴射中噴射的燃料由所述逆滾流攜帶。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其中，所述電子控制單元配置成將所述特定期間設(shè)定在第一時(shí)間點(diǎn)與第二時(shí)間點(diǎn)之間的期間內(nèi)，所述第一時(shí)間點(diǎn)是所述進(jìn)氣門開始打開的定時(shí)，所述第二時(shí)間點(diǎn)是所述進(jìn)氣門的升程量達(dá)到所述進(jìn)氣門的最大升程量的定時(shí)，并且所述特定期間包括所述第一時(shí)間點(diǎn)與所述第二時(shí)間點(diǎn)之間的中間時(shí)間點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料噴射控制器，其中，所述電子控制單元配置成設(shè)定所述特定期間以使得在所述副燃料噴射中噴射的燃料由在逆翻滾期間產(chǎn)生的逆滾流攜帶，在所述逆翻滾期間所述逆滾流的初始速度比所述正滾流的初始速度高，并且所述電子控制單元配置成在位于所述逆翻滾期間之后并且所述逆滾流的初始速度等于或小于所述正滾流的初始速度的期間執(zhí)行所述主燃料噴射。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的燃料噴射控制器，其中，所述電子控制單元配置成在所述特定期間多次執(zhí)行所述副燃料噴射。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料噴射控制器，其中，所述電子控制單元配置成隨著所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低而增加所述副燃料噴射的執(zhí)行次數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料噴射控制器，其中，所述電子控制單元配置成隨著所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增大而增加所述副燃料噴射的執(zhí)行次數(shù)。
【文檔編號(hào)】F02D41/40GK105940211SQ201580006752
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2015年1月16日
【發(fā)明人】?jī)?nèi)田大輔, 槍野素成
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車株式會(huì)社