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)明涉及一種以柴油機為代表的內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置。特別地，本發(fā)明涉及一種用于在將來自燃料噴射閥的主噴射(下文中也被稱為主噴射)執(zhí)行為分割成多次分割主噴射的噴射時實現(xiàn)噴射形式的最優(yōu)化的措施。
背景技術(shù)：
在常規(guī)技術(shù)中眾所周知，在用作汽車發(fā)動機等的柴油發(fā)動機中，執(zhí)行根據(jù)諸如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、加速器操作量、冷卻水溫度、進氣溫度等來調(diào)節(jié)燃料噴射閥(下文中也被稱為噴射器)的燃料噴射正時和燃料噴射量的燃料噴射控制。柴油發(fā)動機的燃燒包括預(yù)混燃燒和擴散燃燒。當噴射器的燃料噴射開始時，首先通過燃料的汽化和擴散來生成可燃混合氣(點火延遲期間)。接下來，該可燃混合氣在燃燒室的多處在大約同一時刻自燃，并且燃燒迅速進行(預(yù)混燃燒)。此外，向燃燒室內(nèi)的燃料噴射繼續(xù)，使得燃燒繼續(xù)進行(擴散燃燒)。之后，甚至在燃料噴射已結(jié)束之后未燃燃料仍然存在，因此在一定量的時間內(nèi)持續(xù)生熱(后燃期間)。順帶提及，在柴油發(fā)動機的膨脹(燃燒)沖程中，當在燃燒室中存在混合氣的不完全燃燒時，在廢氣中發(fā)生了煙塵，引起廢氣排放惡化。作為用于減少煙塵的發(fā)生量的措施，例如在下面的PTLl和PTL2中，公開了這樣一種技術(shù)其中，在主噴射之后執(zhí)行后噴射 (after injection)，并且煙塵與在該后噴射中噴射出的燃料一起再次燃燒。[PTL 1]JP 2005-233163A[PTL 2]JP 2008-196306A[PTL 3]JP 2001-55950A[PTL 4]JP 2006-194190A[PTL 5]JP 2008-144673A

發(fā)明內(nèi)容
順帶提及，按照常規(guī)，如上所述用于減少煙塵的燃料噴射正時和燃料噴射量(上述后噴射的噴射正時和噴射量)是通過進行反復(fù)實驗的適合過程(通過為每種發(fā)動機類型構(gòu)造適當?shù)膰娚淠Ｊ?而獲得的。而且，常規(guī)時未進行對發(fā)生煙塵的狀況的充分分析，因此，在執(zhí)行多次燃料噴射 (例如引燃噴射、主噴射以及后噴射)時，哪種燃料噴射是發(fā)生煙塵的原因是不明確的。因此，僅是這樣一種情況通過上述反復(fù)試驗獲得作為適合值的可實現(xiàn)煙塵減少的燃料噴射正時和燃料噴射量，來執(zhí)行后噴射。因而，在常規(guī)技術(shù)中，作為用于減少廢氣中的煙塵量的噴射形式，還未構(gòu)建出一種各種發(fā)動機所共用的系統(tǒng)化的燃料噴射控制技術(shù)。因此，本發(fā)明的發(fā)明人對發(fā)生煙塵的狀況進行了分析。這將在下文中進行詳細地描述。在燃燒場中氧氣量不足的狀況下會發(fā)生煙塵。當由于已在主噴射中噴射出的燃料的
3燃燒而發(fā)生煙塵時，燃燒場中的氧氣量已不足。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)結(jié)果是，即使執(zhí)行后噴射以再次向上述燃燒場(發(fā)生煙塵的燃燒場)供給燃料也無法使該煙塵再次燃燒。也就是說，發(fā)明人通過實驗和模擬確認常規(guī)所接受的通過使煙塵經(jīng)由后噴射再次燃燒來消除煙塵的方法是錯誤的。實際上，通過后噴射的執(zhí)行所伴隨的發(fā)動機扭矩的增加量來減少主噴射中的噴射量可引起對由主噴射引起的煙塵的發(fā)生的抑制。發(fā)明人得出如下結(jié)論一旦煙塵已發(fā)生時再消除煙塵是基本不可能的，因此構(gòu)建不會引起煙塵發(fā)生的燃料噴射形式是用于減少廢氣中的煙塵量的最適合的技術(shù)。此外，本發(fā)明的發(fā)明人對在主噴射中噴射出的燃料被燃燒的燃燒場中發(fā)生煙塵的狀況進行了更詳細地分析。通常認為根據(jù)燃燒場中存在的“燃料量”與“氧氣量”之間的關(guān)系來判定是否會發(fā)生煙塵，也就是說，認為在燃燒場中存在“氧氣量”相對于“燃料量”不足的狀態(tài)下會發(fā)生煙塵。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這一常規(guī)認知是錯誤的。以下給出更具體的說明。在主噴射中噴射出的燃料被燃燒的燃燒場中(例如，當存在具有10個噴嘴的噴射器時，在位于燃燒室中10個位置處的各個燃燒場中)，隨著混合氣的燃燒，溫度上升快速地進行，并且在主噴射中燃料被連續(xù)地供給到溫度上升的燃燒場。因此，隨著燃燒場的溫度上升，連續(xù)地供給到該燃燒場的燃料的熱分解進一步進行，并且上述燃料的蒸發(fā)速度增加。因此，在具有低溫的燃燒場中，即使大量的燃料被供給，上述燃料的蒸發(fā)速度也較低，因此可燃混合氣的生成量受抑制。結(jié)果，在該狀態(tài)下，氧氣不足不太可能發(fā)生，并且煙塵也不太可能發(fā)生。另一方面，在具有高溫的燃燒場中，所供給的燃料接收到燃燒場的熱能且連續(xù)地經(jīng)受熱分解，并且燃燒場的溫度通過上述燃料的燃燒進一步上升。因此，燃料蒸發(fā)速度以加速的方式增加，并且在該狀態(tài)下，氧氣不足容易發(fā)生，并且煙塵也容易發(fā)生。因此，本發(fā)明的發(fā)明人通過實驗和模擬確認出是否會發(fā)生煙塵不取決于燃燒場中存在的“燃料量”，而是取決于已被供給到燃燒場的燃料的“燃料蒸發(fā)速度”。發(fā)明人得出如下結(jié)論“燃料蒸發(fā)速度”是驗證燃燒場中的燃燒狀態(tài)時最重要的因素。因此，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)煙塵是否會由于上述主噴射而發(fā)生更大程度上取決于在燃燒室內(nèi)的燃燒場中的“燃料蒸發(fā)速度”和“氧氣供給速度”(并且不受燃燒場中存在的 “燃料量”和“氧氣量”影響)。作為基于上述知識進行考察的結(jié)果，發(fā)明人得出了本發(fā)明。即使假定“燃料蒸發(fā)速度”較高的狀況，也可以想象到如果每次主噴射的噴射量急劇地減少，則在燃燒場中不會發(fā)生氧氣不足，因此能夠抑制煙塵的發(fā)生。PTL 3基于這一技術(shù)思想。PTL 3公開了將主噴射執(zhí)行為分割成多次分割主噴射的噴射。然而，僅通過分割主噴射不能可靠地防止煙塵發(fā)生。其原因在于由于如上所述煙塵發(fā)生原理取決于燃燒場中的“燃料蒸發(fā)速度”和“氧氣供給速度”之間的關(guān)系，因此當在“氧氣供給速度”低的區(qū)域(例如，在第一次分割主噴射中噴射出燃料的燃燒場)中執(zhí)行第二次分割主噴射和后續(xù)次分割主噴射時，存在會由于第二次分割主噴射和后續(xù)次分割主噴射而發(fā)生煙塵的顧慮。也就是說，在PTL 3中，描述了 “能夠通過控制主噴射的分割來顯著改善燃燒狀態(tài)，因此也能夠防止煙塵的突然增加”，但是僅通過分割主噴射，“燃料蒸發(fā)速度”和“氧氣供給速度”之間的關(guān)系未被適當?shù)卣{(diào)節(jié)，因此余留了會發(fā)生煙塵的顧慮。而且，在PTL 4中公開的技術(shù)中，在主噴射之前執(zhí)行引燃噴射，并且通過使在引燃噴射中噴射出的燃料存在于已形成在活塞頂部中的腔室內(nèi)的外周部中，并且使在主噴射中噴射出的燃料存在于腔室內(nèi)的中央部中，使得點火從腔室內(nèi)的外周部(此處與空氣的混合
4已進行)起發(fā)生，因此抑制了煙塵的發(fā)生。然而，同樣在PTL 4的技術(shù)中，基于“燃料蒸發(fā)速度”與“氧氣供給速度”之間的關(guān)系，煙塵發(fā)生不會受抑制，而是仍然為這樣一種情況在主噴射中噴射出的基本上所有的燃料被較大量地噴射到同一燃燒場。因此，存在如下危險該燃燒場中的“蒸發(fā)速度”會突然增加，引起氧氣不足發(fā)生，因而仍舊使得煙塵的發(fā)生量仍然增加。此外，PTL 5公開了這樣一種技術(shù)根據(jù)渦流比來規(guī)定引燃噴射與主噴射相對于彼此的位置關(guān)系。也就是說，通過適當?shù)乜刂茰u流比，使得能夠防止在引燃噴射中噴射出的燃料與在主噴射中噴射出的燃料之間的碰撞。然而，同樣在這種情況下，在主噴射中噴射出的基本上所有的燃料被較大量地噴射到同一燃燒場。也就是說，同樣在這種情況下，存在如下危險燃燒場中的“蒸發(fā)速度”會突然增加，引起氧氣不足發(fā)生，使得煙塵的發(fā)生量增加。本發(fā)明鑒于上述原因而實現(xiàn)，并且其目的在于在能夠以分割方式執(zhí)行主噴射的壓縮自燃式內(nèi)燃機中提供一種能夠減少廢氣中的煙塵發(fā)生量的燃料噴射控制裝置。[問題的解決方案]-解決方案的原理-用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明所提供的解決方案的原理為，通過采用這樣一種構(gòu)造其中，在通過多次分割主噴射來執(zhí)行主噴射時，適當?shù)卦O(shè)定分割主噴射的噴射正時(噴射結(jié)束正時)，使得在分割主噴射中噴射出的燃料的蒸發(fā)速度不會變得大于被供給燃料的燃燒場中的氧氣供給速度，因此抑制了在上述燃燒場中煙塵的發(fā)生。-解決方法-具體地，本發(fā)明的前提是一種壓縮自燃式內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，所述內(nèi)燃機具有帶有面向燃燒室的多向噴嘴的燃料噴射閥并且能夠執(zhí)行主噴射，所述燃料噴射閥的噴射模式為將所述主噴射分割為多次分割主噴射。所述內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置設(shè)置有分割主噴射控制器件，在執(zhí)行所述分割主噴射時，所述分割主噴射控制器件在上述分割主噴射中噴射出的燃料的蒸發(fā)速度變得大于正被供給上述燃料的燃燒場中的氧氣供給速度之前暫時停止朝向上述燃燒場的所述分割主噴射。此處提及的燃料蒸發(fā)速度為在噴射到燃燒場的燃料被汽化到能夠使可燃混合氣形成的程度時每單位時間的汽化燃料量，并且根據(jù)依照燃燒場的溫度而變化的燃料的熱分解速度來確定。氧氣供給速度為有助于在燃燒場中每單位時間的燃料的燃燒的氧氣量，并且為取決于燃燒場中的氧濃度的值。燃料蒸發(fā)速度大于氧氣供給速度的狀態(tài)意味著引起如下狀況的狀態(tài)其中，與引起燃燒場中存在的大部分汽化燃料燃燒所需的氧氣量相比，實際供給的用于燃燒場中的上述燃燒的氧氣量是不足的。根據(jù)這一特定方案，在執(zhí)行主噴射時，首先，在先前分割主噴射已被執(zhí)行之后執(zhí)行后續(xù)分割主噴射。將先前分割主噴射的結(jié)束正時設(shè)定為在上述分割主噴射中噴射出的燃料的蒸發(fā)速度變得大于正被供給燃料的燃燒場中的氧氣供給速度之前的時刻。因而，在已通過該先前分割主噴射而噴射出的燃料的燃燒場中，燃料蒸發(fā)速度低于氧氣供給速度，或者等于氧氣供給速度。因此，避免了燃燒場中的氧氣量相對于隨著燃燒場中的燃燒以加速方式增加的燃料蒸發(fā)速度而不足(避免了燃料蒸發(fā)速度與氧氣供給速度之間的平衡的破壞)，因此能夠抑制由于先前分割主噴射引起煙塵的發(fā)生。而且，對于后續(xù)分割主噴射同樣地，將后續(xù)分割主噴射的結(jié)束正時設(shè)定為使得燃料蒸發(fā)速度不會變得大于正被供給上述燃料的燃燒場中的氧氣供給速度的時刻。因此，在以分割方式執(zhí)行主噴射時，各次分割主噴射中的噴射形式能夠各自實現(xiàn)為能夠避免煙塵發(fā)生的形式，因此能夠有效地防止由于主噴射引起煙塵的發(fā)生。具體地，設(shè)定在這種情況下的分割主噴射的結(jié)束正時，以便采用在燃燒場中不會發(fā)生煙塵的燃料噴射量。也就是說，分割主噴射的噴射持續(xù)期與該分割主噴射期間的燃料噴射量之間存在相關(guān)性，因此如果規(guī)定了分割主噴射開始后的結(jié)束正時(也就是說，如果規(guī)定了分割主噴射的噴射持續(xù)期)，則也就規(guī)定了分割主噴射期間的燃料噴射量。而且，通過規(guī)定分割主噴射的結(jié)束正時以獲得使得燃料蒸發(fā)速度不會變得大于氧氣供給速度的燃料噴射量，能夠防止由于主噴射引起煙塵的發(fā)生。對在先前分割主噴射之后執(zhí)行的分割主噴射(后續(xù)分割主噴射)中的燃料噴射量進行如下規(guī)定。也就是說，在暫時停止分割主噴射(先前分割主噴射)之后執(zhí)行下次分割主噴射時，朝向燃料蒸發(fā)速度低于氧氣供給速度的燃燒場執(zhí)行不會發(fā)生煙塵的燃料噴射量的燃料噴射。通過以該方式規(guī)定后續(xù)分割主噴射中的燃料噴射量，也避免了由于該分割主噴射引起煙塵的發(fā)生，因此能夠防止由于主噴射引起煙塵的發(fā)生。應(yīng)當注意到的是，在該后續(xù)分割主噴射的燃料噴射持續(xù)期內(nèi)，因為先前分割主噴射已被執(zhí)行，因此鄰近的燃燒場在溫度上升的同時也消耗了大量的氧氣。因此，在后續(xù)分割主噴射中能夠噴射出的燃料噴射量 (不會產(chǎn)生煙塵的燃料噴射量容許噴射量)相對于在先前分割噴射中能夠噴射出的燃料噴射量為較小值。下面給出用于實現(xiàn)上述目的的解決方法的另一示例。具體地，該解決方法假定一種壓縮自燃式內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，所述內(nèi)燃機具有帶有面向燃燒室的多向噴嘴的燃料噴射閥并且能夠執(zhí)行主噴射，所述燃料噴射閥的噴射模式為將所述主噴射分割為多次分割主噴射。通過所述分割主噴射的執(zhí)行而被供給燃料的燃燒場的氣體依照氣缸內(nèi)的渦流在所述氣缸內(nèi)沿周向移動。而且，設(shè)置了分割主噴射控制器件，在執(zhí)行初始分割主噴射時， 所述分割主噴射控制器件在上述分割主噴射中噴射出的燃料的蒸發(fā)速度變得大于正被供給上述燃料的燃燒場中的氧氣供給速度之前停止上述分割主噴射，通過該初始分割主噴射形成的所述燃燒場依照所述渦流在所述氣缸內(nèi)沿所述周向移動，所述分割主噴射控制器件在該燃料的所述蒸發(fā)速度低于所述氧氣供給速度的所述燃燒場移動到面向所述多向噴嘴的位置之前的時間段內(nèi)使所述分割主噴射的停止狀態(tài)持續(xù)，之后在該燃料的所述蒸發(fā)速度低于所述氧氣供給速度的所述燃燒場已到達面向所述多向噴嘴的所述位置時執(zhí)行下次分割主噴射。根據(jù)這一特定方案，在初始分割主噴射中噴射出的燃料的噴霧(處于氣態(tài))依照渦流在氣缸內(nèi)沿周向流動。也就是說，燃料噴霧移動到不面向燃料噴射閥的噴嘴的區(qū)域。 而且，初始分割主噴射中噴射出的燃料存在的燃燒場中燃燒進行，因此燃料蒸發(fā)速度逐漸增加并且氧氣供給速度逐漸減小。另一方面，在燃燒場之間的區(qū)域中，也就是說，在來自初始分割主噴射的燃料不存在的區(qū)域中，高的氧氣供給速度被保持，并且該區(qū)域也依照渦流在氣缸內(nèi)沿周向流動。而且，在初始分割主噴射中噴射出燃料的燃燒場中在燃料蒸發(fā)速度變得大于的氧氣供給速度之前停止該分割主噴射。因此，不會發(fā)生由于初始分割主噴射引起煙塵。而且，在氧氣供給速度高的區(qū)域已移動到面向燃料噴射閥的噴嘴的位置時執(zhí)行下次分割主噴射。因而，在該分割主噴射中噴射出的燃料被噴射到可確保足夠氧氣量的區(qū)域中。因此，在該燃燒場中執(zhí)行燃燒同時獲得了相對于燃料蒸發(fā)速度充分高的氧氣供給速度， 因此在該后續(xù)分割主噴射中也抑制了煙塵的發(fā)生。而且，采用這樣一種構(gòu)造其中，當在主噴射之前執(zhí)行副噴射時，執(zhí)行下次分割主噴射以便與已由通過副噴射從位于渦流的上游側(cè)的噴嘴噴射出的燃料形成的燃燒場重疊， 所述燃燒場在氣缸內(nèi)沿周向移動。在這種情況下，在下次分割主噴射(初始分割主噴射后續(xù)的分割主噴射)中，燃料被供給到氧氣已被副噴射中噴射出的燃料的燃燒消耗的燃燒場，但是僅存在少量的副噴射。因此，貫穿力弱并且噴霧飛行距離短，因而盡管燃燒場與主噴射的初始噴射部分重疊，但是大部分的主噴射仍位于副噴射的外周部處，因此在副噴射的燃燒場與主噴射的燃燒場之間不存在干涉，并且副噴射僅消耗了少量的氧氣。因此，對于仍然確保足夠氧氣量的燃燒場執(zhí)行下次分割主噴射，因此不會由于該分割主噴射而發(fā)生煙塵。而且，從先前分割主噴射的噴射停止時刻至后續(xù)分割主噴射的噴射開始時刻的時間間隔根據(jù)燃料噴射閥的最短開/閉期間來設(shè)定。[本發(fā)明的有益效果]在本發(fā)明中，采用這樣一種構(gòu)造其中，在將主噴射執(zhí)行為多次分割主噴射時，適當?shù)卦O(shè)定分割主噴射的噴射結(jié)束正時，因此在分割主噴射中噴射出的燃料的蒸發(fā)速度不會變得大于已被供給上述燃料的燃燒場中的氧氣供給速度。因此，能夠抑制在上述燃燒場中煙塵的發(fā)生，并且能夠獲得廢氣排放的大幅改善。


[圖1]圖1為根據(jù)一個實施例的發(fā)動機以及該發(fā)動機的控制系統(tǒng)的示意性構(gòu)造圖。[圖2]圖2為示出了柴油發(fā)動機的燃燒室和該燃燒室的周邊部分的截面圖。[圖3]圖3為示出了諸如E⑶的控制系統(tǒng)的構(gòu)造的方框圖。[圖4]圖4示出了顯示在膨脹沖程中的發(fā)熱率的變化的波形圖。[圖5]圖5為示出了根據(jù)一個實施例的確定目標燃料壓力時參照的燃料壓力設(shè)定表的圖表。[圖6]圖6分別示出了在預(yù)噴射和主噴射的執(zhí)行期間在燃燒場中的發(fā)熱率的變化以及燃料噴射模式。[圖7]圖7為示出了在進行各分割主噴射時燃燒場中的氣體溫度和當量比的變化的ΦΤ表。[圖8]圖8為示出了燃燒場中的燃料蒸發(fā)速度和氧氣供給速度的變化的圖表。[圖9]圖9為示出了在進行第一分割主噴射和第二分割主噴射時氣缸內(nèi)的噴霧的狀態(tài)的平面圖。[圖10]圖10分別示出了在主噴射的執(zhí)行期間燃燒場的發(fā)熱率的變化和氣體溫度的變化。[圖11]圖11為示出了在一個比較示例中氣缸內(nèi)的氣體溫度和當量比的變化的 Φ T表。
附圖標記1發(fā)動機(內(nèi)燃機)23噴射器(燃料噴射閥)3燃燒室
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例進行描述。在本實施例中，將對本發(fā)明被應(yīng)用于安裝在汽車中的共軌式缸內(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)的情況進行描述。-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)造進行描述。圖1為根據(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 為示出了柴油發(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被構(gòu)造為具有作為其主要部分的燃料供給系統(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、添加燃料通路觀等。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)在特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通過內(nèi)部設(shè)置有壓電元件(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3中來供給燃料。對噴射器23的燃料噴射控制的細節(jié)將在稍后進行描述。而且，供給泵21將從燃料罐吸取的一部分燃料經(jīng)由添加燃料通路觀供給到燃料添加閥26。在添加燃料通路觀中，設(shè)置截流閥24，以便通過在緊急時截斷添加燃料通路觀來停止燃料添加。燃料添加閥沈由電子控制式開/關(guān)閥構(gòu)造而成，該電子控制式開/關(guān)閥的開閥正時利用稍后將進行描述的ECU 100的添加控制操作來控制，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)樘囟ㄕ龝r。換句話說，來自燃料添加閥沈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 1 上(參見圖幻，并且構(gòu)成進氣通路的進氣管64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?？諝饬髁坑?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，并且構(gòu)成排氣通路的排氣管73和74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(maniverter)77設(shè)置有NOx存儲催化劑(NSR催化劑Ν0χ存儲還原催化劑)75以及柴油機微粒-NOx還原催化劑(DPNR催化劑)76。下面將對NSR催化劑75和DPNR催化劑76進行描述。NSR催化劑75是存儲還原型NOx催化劑，并且是利用例如氧化鋁(Al2O3)作為載體構(gòu)造而成的，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NOx還原為NO2或NO并且釋放得到的NO2或NO。已經(jīng)作為NO2或NO被釋放的NOx由于與排氣中的HC或CO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NO2或NO，HC和CO本身被氧化從而變?yōu)?H2O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，能夠利用從上述燃料添加閥沈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。當排氣中的空燃比稀時，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附近的部件進行描述。如圖2所示，在構(gòu)成發(fā)動機的一部分的氣缸體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)。換句話說，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限定。腔室(凹陷部)1 設(shè)置在活塞13的頂面13a的大約中央處，并且該腔室1 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被傳送至曲軸，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，由此由于被吹到電熱塞上的一部分燃料噴霧而促進了點火和燃燒。在氣缸蓋15中，形成有將空氣引入燃燒室3中的進氣口 1 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面向彼此布置，二者可以在氣缸中心線P的任一側(cè)。也就是說，該發(fā)動機1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，并且在特定正時朝向燃燒室3噴射從共軌22引入的燃料。此外，如圖1所示，發(fā)動機1設(shè)置有渦輪增壓器5。該渦輪增壓器5配備有經(jīng)由渦輪軸51聯(lián)結(jié)的渦輪52和壓縮機輪53。壓縮機輪53面向進氣管64的內(nèi)部布置，并且渦輪 52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52接收到的排氣流(排氣壓力)來使壓縮機輪53轉(zhuǎn)動，從而進行增大進氣壓力的所謂的增壓操作。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52 側(cè)，并且通過調(diào)節(jié)該可變噴嘴葉片機構(gòu)的開度，能夠調(diào)節(jié)發(fā)動機1的增壓壓力。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)處的節(jié)流閥62為開度能夠無級調(diào)節(jié)的電子控制開/閉閥，并且具有在特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，發(fā)動機1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通過將一部分排氣適當?shù)匾龑Щ氐竭M氣系統(tǒng)6并且將上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通過在電控制下被無級地開/閉能夠自由地調(diào)節(jié)流經(jīng) EGR通路8的排氣的流量，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)部位處，并且這些傳感器輸出與相應(yīng)部位的環(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，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)處的進氣的流量 (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)處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)處的排氣的溫度(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 RAM 104 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。后備RAM 104 例如為存儲發(fā)動機1停止時待保存的數(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。輸入接口 105連接到軌壓傳感器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上。此外，輸入接口 105連接到水溫傳感器46、加速器開度傳感器47、曲軸位置傳感器40等上，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)加速踏板下壓量來輸出檢測信號，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)動一特定角度時輸出檢測信號(脈沖)。另一方面，輸出接口 106連接到噴射器23、燃料添加閥沈、節(jié)流閥 62、EGR閥81等上。E⑶100基于如上所述的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，ECU 100管理稍后將描述的引燃噴射、預(yù)噴射、主噴射、后噴射以及次后噴射(post injection)，作為對噴射器23的燃料噴射的控制。-燃料噴射形式_下面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進行一般性描述。(引燃噴射)引燃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，引燃噴射是這樣一種噴射操作其被執(zhí)行以使壓縮氣體的溫度(氣缸中的溫度)在從執(zhí)行該引燃噴射起經(jīng)過暫時中斷燃料噴射到開始主噴射的期間內(nèi)充分地上升以便達到自燃溫度， 從而確保在主噴射期間噴射出的燃料的良好點火特性。也就是說，本實施例中的引燃噴射的功能為僅用于對氣缸的內(nèi)部進行預(yù)熱。換句話說，本實施例中的引燃噴射為用于對燃燒室3內(nèi)的氣體進行預(yù)熱的噴射操作(預(yù)熱用燃料供給操作)。具體地，為了實現(xiàn)適當?shù)膰婌F分布和局部濃度，將引燃噴射中每次的噴射量設(shè)定為最小極限噴射量(例如，1. 5mm3)，并且設(shè)定噴射的次數(shù)，由此確保了所需的總引燃噴射量。根據(jù)噴射器23的響應(yīng)(開/閉操作的速度)來確定以這種分割方式進行的引燃噴射的時間間隔。例如，該時間間隔被設(shè)定為200微秒。而且，引燃噴射的噴射開始正時被設(shè)定為例如在活塞13的壓縮上止點之前(BTDC) 80度或之后的曲軸轉(zhuǎn)角。引燃噴射的每次噴射量、時間間隔以及噴射開始正時不局限于上述給定值。(預(yù)噴射)預(yù)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。預(yù)噴射為用于抑制主噴射的燃料點火延遲以及用于引起穩(wěn)定的擴散燃燒的噴射操作，并且也被稱為副噴射。而且，本實施例的預(yù)噴射不僅具有減緩以上提及的主噴射中的初始燃燒速度的功能，而且還具有使氣缸中的溫度上升的預(yù)熱功能。具體地，在本實施例中，預(yù)噴射量被設(shè)定為用于獲得根據(jù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)(諸如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、加速器操作量、冷卻水溫度以及進氣溫度)而確定出的要求扭矩的總?cè)剂蠂娚淞?預(yù)噴射中的噴射量與主噴射中的噴射量之和)的10%。例如，根據(jù)對氣缸的內(nèi)部進行預(yù)熱所需的熱量來設(shè)定預(yù)噴射量相對于總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷?。在這種情況下，如果要噴射的總?cè)剂蠂娚淞啃∮?5mm3，則預(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。應(yīng)當注意到的是，在這種情況下，可以在預(yù)噴射中僅噴射噴射器23的最小極限噴射量(1.5mm3)的燃料。另一方面，如果要求預(yù)噴射中的總噴射量大于或等于噴射器23的最小極限噴射量的兩倍(例如，3mm3以上)，則通過進行多次預(yù)噴射來確保該預(yù)噴射中所需的總噴射量。因此，能夠抑制主噴射的燃料點火延遲，可靠地減緩主噴射的初始燃燒速度，由此引起穩(wěn)定的擴散燃燒。(逐次燃燒)如上所述，在本實施例中通過引燃噴射和預(yù)噴射來進行氣缸內(nèi)的充分預(yù)熱。由于該預(yù)熱，當稍后將描述的主噴射開始時，在主噴射中噴射出的燃料通過被立即暴露于溫度不低于自燃溫度的溫度環(huán)境下而經(jīng)受熱分解，并且燃燒緊接在噴射之后開始。具體地，柴油發(fā)動機中的燃料點火延遲包括物理延遲和化學延遲。物理延遲是指燃料液滴蒸發(fā)/混合所需的時間，并且取決于燃燒場中的氣體溫度。另一方面，化學延遲是指燃料蒸汽化學結(jié)合/分解以及氧化發(fā)熱所需的時間。在如上所述氣缸的預(yù)熱充分的狀況下，使得所述物理延遲最小化，結(jié)果，也使得點火延遲最小化。因此，主噴射中噴射出的燃料的燃燒僅被執(zhí)行為預(yù)混燃燒的形式。結(jié)果，對燃料噴射正時的控制基本上用作對燃燒正時的控制，因此能夠顯著地提高燃燒可控性。換句話說，迄今為止的柴油發(fā)動機的燃燒大部分被執(zhí)行為預(yù)混燃燒的形式，但是在本實施例中，使預(yù)混燃燒最小化，這樣能夠經(jīng)由通過控制燃料噴射正時和燃料噴射量(通過控制噴射率波形)而實現(xiàn)的對發(fā)熱率波形(點火正時和發(fā)熱量)的控制來使燃燒可控性顯著提高。在本實施例中，這一新穎的燃燒形式被稱為“逐次燃燒”(緊接在燃料噴射之后開始的燃燒)或 “受控燃燒(通過燃料噴射正時和燃料噴射量能動地控制的燃燒)”(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)。在本實施例中，設(shè)定噴射量，其是通過從上述總?cè)剂蠂娚淞恐袦p去上述預(yù)噴射中的噴射量而獲得的，上述總?cè)剂蠂娚淞坑糜讷@得根據(jù)諸如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、加速器操作量、冷卻水溫度以及進氣溫度的運轉(zhuǎn)狀態(tài)而確定出的要求扭矩。此處對用于上述預(yù)噴射和主噴射的控制處理進行簡要描述。首先，對于發(fā)動機1的扭矩要求值，求出預(yù)噴射中的噴射量與主噴射中的噴射量之和，作為總?cè)剂蠂娚淞?。換句話說，計算總?cè)剂蠂娚淞?，作為用于產(chǎn)生發(fā)動機1要求的扭矩的量。根據(jù)諸如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、加速器操作量、冷卻水溫度以及進氣溫度的運轉(zhuǎn)狀態(tài)并且根據(jù)輔助裝置等的使用狀況來確定發(fā)動機1的扭矩要求值。例如，發(fā)動機轉(zhuǎn)速(基于由曲軸位置傳感器40檢測出的值而計算出的發(fā)動機轉(zhuǎn)速)越大或者加速器操作量(由加速器開度傳感器47檢測出的加速踏板下壓量)越大(加速器開度越大)，得到的發(fā)動機1的扭矩要求值越大。在已經(jīng)以這一方式計算出總?cè)剂蠂娚淞恐?，設(shè)定預(yù)噴射中的噴射量與該總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷?分割率)。換句話說，將預(yù)噴射量設(shè)定為通過利用上述分割率來分割總?cè)剂蠂娚淞慷@得的量。求出該分割率(預(yù)噴射量)，其作為同時實現(xiàn)“抑制主噴射中的燃料點火延遲”和“將主噴射中的燃燒的發(fā)熱率峰值保持為低”二者的值。利用這兩種類型的抑制，能夠?qū)崿F(xiàn)燃燒噪聲的降低和NOx生成量的減少，同時還確保了高的發(fā)動機扭矩。應(yīng)當注意到的是，在本實施例中，分割率被設(shè)定為10%。(后噴射)后噴射為用于使排氣溫度上升的噴射操作。具體地，在本實施例中，在使得通過該后噴射供給的燃料的大部分燃燒能量被獲得作為排氣熱能而非被轉(zhuǎn)換為發(fā)動機扭矩的正時，執(zhí)行后噴射。而且，同樣在該后噴射中，以與上述引燃噴射的情況相同的方式，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)行后噴射來確保在該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中來使上述歧管式催化轉(zhuǎn)化器77的溫度上升的噴射操作。例如，當由DPNR催化劑76捕獲到并被沉積在DPNR催化劑 76中的PM的量已經(jīng)超過特定量時(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。-燃料噴射壓力_基于共軌22的內(nèi)壓來確定執(zhí)行上述各燃料噴射時的燃料噴射壓力。關(guān)于共軌的內(nèi)壓，通常，發(fā)動機負荷越高以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速越大，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)越大。換句話說，當發(fā)動機負荷高時，大量的空氣被吸入燃燒室 3中，使得必須從噴射器23將大量的燃料噴射到燃燒室3中，因此噴射器23的噴射壓力必須為高。同樣，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時，噴射可行的期間短，使得每單位時間必須噴射大量的燃料，因此噴射器23的噴射壓力必須為高。這樣，通?；诎l(fā)動機負荷和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來設(shè)定目標軌壓。下面將對設(shè)定該燃料壓力目標值的具體方法進行描述。上述用于諸如引燃噴射和主噴射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1、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)，然后基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和加速器開度來確定總?cè)剂蠂娚淞?預(yù)噴射中的噴射量與主噴射中的噴射量之和)。-用于設(shè)定目標燃料壓力的技術(shù)-下文描述一種在本實施例中設(shè)定目標燃料壓力的技術(shù)思想。(用于設(shè)定目標燃料壓力的基本技術(shù))在柴油發(fā)動機1中，重要的是同時滿足如下要求例如通過減少NOx生成量來改善廢氣排放，降低燃燒沖程期間的燃燒噪聲，并且確保足夠的發(fā)動機扭矩。作為同時滿足這些要求的方法，本發(fā)明的發(fā)明人注意到適當?shù)乜刂圃谌紵龥_程期間氣缸內(nèi)的發(fā)熱率的變化狀態(tài)(變化狀態(tài)由發(fā)熱率波形表示)是有效的，并且建立了下述設(shè)定目標燃料壓力的方法， 作為控制發(fā)熱率的變化狀態(tài)的方法。在圖4所示的發(fā)熱率波形中，橫軸表示曲軸轉(zhuǎn)角，縱軸表示發(fā)熱率，而實線表示與主噴射中噴射出的燃料的燃燒有關(guān)的理想發(fā)熱率波形。在圖4中，為了易于理解，示出了用于主噴射中的一次燃料噴射的發(fā)熱率波形(在主噴射中進行多次分割噴射時，該圖用于主噴射的第一次分割噴射)。在該圖中，“TDC”表示與活塞13的壓縮上止點相對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角位置。在該發(fā)熱率波形中，例如，當活塞13位于壓縮上止點(TDC)時，主噴射中噴射出的燃料的燃燒開始，在壓縮上止點之后的特定活塞位置(例如，在壓縮上止點之后10° (ATDC 10° )的時點)處發(fā)熱率達到其最大值(峰值)，此外，在壓縮上止點之后的另一特定活塞位置(例如，在壓縮上止點之后25° (ATDC 25° )的時點)處，主噴射中噴射出的燃料的燃燒結(jié)束。為了使燃燒不晚于該時點結(jié)束，在本實施例中，在主噴射中的燃料噴射不晚于在壓縮上止點之后22° (ATDC 22° )結(jié)束。在發(fā)熱率的該變化狀態(tài)下執(zhí)行混合氣的燃燒產(chǎn)生了這樣一種情形其中，氣缸中存在的混合氣50%的燃燒在壓縮上止點之后10° (ATDC 10° )處完成。換句話說，膨脹沖程中產(chǎn)生的總熱量的大約50%不晚于ATDC 10°產(chǎn)生，并且發(fā)動機1能夠以高的熱效率來運轉(zhuǎn)。圖4中由單點劃線表示的波形是在預(yù)噴射中噴射出的燃料的燃燒的發(fā)熱率波形。因此，實現(xiàn)了在主噴射中噴射出的燃料的穩(wěn)定逐次燃燒。例如，通過該預(yù)噴射中噴射出的燃料的燃燒而產(chǎn)生了 IOJ的熱量。該量并不限于該實施例中的值。例如，該量根據(jù)上述總?cè)剂蠂娚淞縼磉m當?shù)卮_定。而且，盡管未示出，在預(yù)噴射之前進行引燃噴射，因此氣缸內(nèi)的溫度充分上升，從而良好地確保了主噴射中噴射出的燃料的點火。而且，圖4中由雙點劃線α表示的波形是在燃料噴射壓力被設(shè)定得高于適當值時產(chǎn)生的發(fā)熱率波形。燃燒速度和峰值均過高，并且存在關(guān)于燃燒噪聲增大和NOx生成量增加的顧慮。另一方面，圖4中由雙點劃線β表示的波形是在燃料噴射壓力被設(shè)定得低于適當值時產(chǎn)生的發(fā)熱率波形。燃燒速度低且峰值出現(xiàn)的正時朝向延遲側(cè)角度偏移了較大的量，因此存在可能無法實現(xiàn)足夠的發(fā)動機扭矩的顧慮。如上所述，根據(jù)本實施例的用于設(shè)定目標燃料壓力的技術(shù)基于如下技術(shù)思想通過使發(fā)熱率的變化狀態(tài)最優(yōu)化(使發(fā)熱率波形最優(yōu)化)來提高燃燒效率。為了實現(xiàn)這一技術(shù)，根據(jù)如下所述的燃料壓力設(shè)定表來設(shè)定目標燃料壓力。(燃料壓力設(shè)定表)圖5為示出了在本實施例中確定目標燃料壓力時參照的燃料壓力設(shè)定表。該燃料壓力設(shè)定表被存儲在例如ROM 102中。而且，在該燃料壓力設(shè)定表中，橫軸表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速而縱軸表示發(fā)動機扭矩。圖5中的Tmax表示最大扭矩線。作為該燃料壓力設(shè)定表的特征，該圖中由A至L表示的等燃料噴射壓力線(等燃料壓力區(qū)域)被分配給根據(jù)發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速和扭矩確定出的輸出(功率)的等功率線(等輸出區(qū)域)。換句話說，該燃料壓力設(shè)定表被設(shè)定為使得等功率線與等燃料噴射壓力線大致一致。通過根據(jù)該燃料壓力設(shè)定表確定燃料壓力以對噴射器23的開閥期間(噴射率波形)進行控制，這使得在開閥期間內(nèi)噴射出的燃料量被規(guī)定，因此能夠使對燃料噴射量的控制簡化和優(yōu)化。具體地，圖5中的曲線A是表示發(fā)動機輸出為IOkW的線，并且表示燃料噴射壓力為30MI^的線被分配給此線。類似地，曲線B是表示發(fā)動機輸出為20kW的線，并且表示燃料噴射壓力為45MPa的線被分配給此線。曲線C是表示發(fā)動機輸出為30kW的線，并且表示燃料噴射壓力為60MPa的線被分配給此線。曲線D是表示發(fā)動機輸出為40kW的線，并且表示燃料噴射壓力為75MPa的線被分配給此線。曲線E是表示發(fā)動機輸出為50kW的線，并且表示燃料噴射壓力為90MPa的線被分配給此線。曲線F是表示發(fā)動機輸出為60kW的線，并且表示燃料噴射壓力為105MPa的線被分配給此線。曲線G是表示發(fā)動機輸出為70kW的線， 并且表示燃料噴射壓力為120MPa的線被分配給此線。曲線H是表示發(fā)動機輸出為SOkW的線，并且表示燃料噴射壓力為135MPa的線被分配給此線。曲線I是表示發(fā)動機輸出為90kW 的線，并且表示燃料噴射壓力為150MPa的線被分配給此線。曲線J是表示發(fā)動機輸出為 IOOkff的線，并且表示燃料噴射壓力為165MPa的線被分配給此線。曲線K是表示發(fā)動機輸出為IlOkW的線，并且表示燃料噴射壓力為ISOMPa的線被分配給此線。曲線L是表示發(fā)動機輸出為120kW的線，并且表示燃料噴射壓力為200MI^的線被分配給此線。輸出和壓力不限于這些值，并且根據(jù)發(fā)動機1的性能特性來適當?shù)卦O(shè)定輸出和壓力。而且，上述線A至線L被設(shè)定為使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速越低，燃料噴射壓力的變化量相對于發(fā)動機輸出的變化量的比例越小。也就是說，與在高發(fā)動機轉(zhuǎn)速下相比，在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下這些線之間的間距較寬。這些線之間的間距可以被均勻地設(shè)定。根據(jù)如此制成的燃料壓力設(shè)定表，設(shè)定適于發(fā)動機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的目標燃料壓力，并且相應(yīng)地控制供給泵21等。具體地，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機扭矩二者均增加時(參見圖5中的箭頭I)，當發(fā)動機扭矩增加而發(fā)動機轉(zhuǎn)速保持恒定時(參見圖5中的箭頭II)，并且當發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加而發(fā)動機扭矩保持恒定時(參見圖5中的箭頭III)，燃料噴射壓力增大。因此，能夠確保在發(fā)動機扭矩(發(fā)動機負荷)高的情況下相對于進氣量適合的燃料噴射量，并且通過增加每單位時間的噴射量在短時間段內(nèi)能夠確保在發(fā)動機轉(zhuǎn)速高的情況下的必要燃料噴射量。因此， 通常能夠?qū)崿F(xiàn)由圖4中的實線表示的理想發(fā)熱率波形所表示的燃燒形式，而與發(fā)動機輸出或發(fā)動機轉(zhuǎn)速無關(guān)，從而能夠同時滿足如下要求例如，通過減少NOx生成量來改善廢氣排放，降低膨脹沖程期間的燃燒噪聲，以及確保足夠的發(fā)動機扭矩。同時，當即使在發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機扭矩變化之后發(fā)動機輸出也不變化時(例如，參見圖5中的箭頭IV)，先前設(shè)定的適當?shù)娜剂蠂娚鋲毫χ当槐３侄鵁o需改變?nèi)剂蠂娚鋲毫?。換句話說，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)沿著等燃料噴射壓力線(與等功率線一致)變化時，燃料噴射壓力不變化，并且由上述理想發(fā)熱率波形表示的燃燒形式被保持。在這種情況下，能夠同時連續(xù)地滿足如下要求例如，通過減少NOx生成量來改善廢氣排放，降低膨脹沖程期間的燃燒噪聲，以及確保足夠的發(fā)動機扭矩。如上所述，根據(jù)本實施例的燃料壓力設(shè)定表，在發(fā)動機1的輸出(功率)與燃料噴射壓力(共軌壓力)之間存在無疑義的相關(guān)性，并且在發(fā)動機輸出由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機扭矩中的至少一個的變化而發(fā)生變化的情形下，在相應(yīng)適當?shù)娜剂蠅毫ο聢?zhí)行燃料噴射，而在即使在發(fā)動機轉(zhuǎn)速或發(fā)動機扭矩變化之后發(fā)動機輸出也不變化的情形下，燃料壓力被保持在先前設(shè)定的適當值。這能夠使發(fā)熱率的變化狀態(tài)在整個發(fā)動機運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)接近于理想狀態(tài)。而且，以該方式規(guī)定燃料壓力允許在噴射器23的開閥期間與燃料噴射之間設(shè)置無疑義的相關(guān)性，并且為了實現(xiàn)必要噴射量，因此僅需規(guī)定噴射器23在噴射期間的開閥期間，從而增強了可控性。此外，正如在所述燃料壓力設(shè)定表中一樣在發(fā)動機1的輸出與燃料噴射壓力(共軌壓力)之間設(shè)置無疑義的相關(guān)性，這樣可以建立這樣一種系統(tǒng)化的燃料壓力設(shè)定技術(shù)其能夠普遍適用于各種發(fā)動機，因此能夠簡化用于根據(jù)發(fā)動機1的運轉(zhuǎn)狀態(tài)來設(shè)定適當?shù)娜剂蠂娚鋲毫Φ娜剂蠅毫υO(shè)定表的制備。-分割主噴射-在本實施例中，通過執(zhí)行多次分割主噴射作為上述主噴射的噴射形式，確保了該主噴射中所需的總主噴射量(通過從用于獲得要求扭矩的上述總?cè)剂蠂娚淞恐袦p去上述預(yù)噴射中的噴射量而獲得的噴射量)。該分割主噴射的噴射正時和燃料噴射量為本實施例的特征。在下文中對此進行具體的描述。圖6分別示出了本實施例中的在預(yù)噴射和主噴射的執(zhí)行期間在氣缸中的發(fā)熱率的變化以及燃料噴射模式。圖6示出了執(zhí)行兩次分割主噴射的情況。圖7為示出了燃燒場中的氣體溫度和上述燃燒場內(nèi)的當量比的變化的表(通常被稱為ΦΤ表)，所述燃燒場為在燃燒室3中噴射有燃料的區(qū)域(例如，在噴射器23具有10個噴嘴的情況下，在燃燒室3內(nèi)的10個燃燒場中的每一個)。也就是說，圖7中的箭頭分別示出了在以圖6所示的燃料噴射模式執(zhí)行主噴射(各次分割主噴射)時第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場和第二分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場中的燃燒場環(huán)境(燃燒場的氣體溫度和當量比)的變化。在圖7中，當燃燒場環(huán)境已達到煙塵產(chǎn)生區(qū)域時，在排氣中發(fā)生煙塵。該煙塵產(chǎn)生區(qū)域為燃燒場氣體溫度較高并且燃燒場的當量比在濃側(cè)的區(qū)域。而且，當燃燒場環(huán)境已達到NOx生成區(qū)域時，在排氣中生成NOx。NOx生成區(qū)域為燃燒場氣體溫度較高并且燃燒場的當量比在稀側(cè)的區(qū)域。如圖6所示，在相對于活塞13的壓縮上止點(TDC)的提前側(cè)角度執(zhí)行預(yù)噴射(將預(yù)噴射的開始正時和結(jié)束正時設(shè)定為相對于活塞13的壓縮上止點在提前側(cè)角度)。而且，將主噴射分割為第一分割主噴射和第二分割主噴射來執(zhí)行，第一分割主噴射為在提前側(cè)角度的主噴射，而第二分割主噴射為在延遲側(cè)角度的主噴射。在第一分割主噴射與第二分割主噴射之間設(shè)置預(yù)定時間間隔。也就是說，在第一分割主噴射被執(zhí)行之后， 暫時停止燃料噴射(阻斷噴射器23)，并且在已經(jīng)過預(yù)定時間間隔之后，第二分割主噴射開始。下文中，將對各次分割主噴射以及這些各次分割主噴射之間的時間間隔進行描述。(第一分割主噴射)在第一分割主噴射中，噴射在從活塞13的壓縮上止點(TDC)略向提前側(cè)角度的點處開始，并且噴射在從活塞13的壓縮上止點略向延遲側(cè)角度的點處結(jié)束。通過使第一分割主噴射在該正時開始，如上所述，實現(xiàn)了具有在第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒從活塞13的壓縮上止點(TDC)開始的理想發(fā)熱率波形的燃燒。而且，將該第一分割主噴射的噴射持續(xù)期設(shè)定為如下期間使得在主噴射已開始之后，該第一分割主噴射緊接在該第一分割主噴射中噴射出的燃料的蒸發(fā)速度變得大于正被供給上述燃料的燃燒場中的氧氣供給速度之前結(jié)束。在該正時暫時停止主噴射(通過分割主噴射控制器件的分割主噴射停止操作)。也就是說，設(shè)定噴射持續(xù)期使得在該第一分割主噴射的執(zhí)行期間，燃燒場中的燃料的蒸發(fā)速度不會變得大于氧氣供給速度。例如，在發(fā)動機1設(shè)置有具有沿周向等間隔的10個噴嘴的噴射器23的情況下，設(shè)定一期間使得第一分割主噴射結(jié)束而在燃燒室3內(nèi)的10個燃燒場中的任一個處，燃料蒸發(fā)速度不會變得大于氧氣供給速度。而且，如上所述，根據(jù)上述燃料壓力設(shè)定表，相對于發(fā)動機1的輸出(功率)的燃料噴射壓力(共軌壓力)被無疑義地確定，因此根據(jù)上述噴射持續(xù)期的設(shè)定(噴射器23的開閥期間)，在第一分割主噴射的噴射持續(xù)期內(nèi)噴射出的燃料噴射量也被確定。結(jié)果，通過規(guī)定第一分割主噴射的結(jié)束正時，第一分割主噴射的燃料噴射量被規(guī)定，使得燃燒場中的燃料的蒸發(fā)速度不會變得大于氧氣供給速度。因此，因為在第一分割主噴射的噴射持續(xù)期內(nèi)燃燒場中的燃料的蒸發(fā)速度不會變得大于氧氣供給速度，所以不會由于在該第一分割主噴射中噴射出的燃料而發(fā)生煙塵。其原因在于，如上所述，是否會發(fā)生由主噴射引起的煙塵更大程度上取決于氣缸內(nèi)的燃燒場中的“燃料蒸發(fā)速度”和“氧氣供給速度”(并且不受燃燒場中存在的“燃料量” 和“氧氣量”影響)。也就是說，當在燃燒場中“燃料蒸發(fā)速度”大于“氧氣供給速度”時，燃燒場中的氧氣量變得不足(氧氣缺乏狀態(tài))，因此在氣缸內(nèi)存在不完全的預(yù)混燃燒，由此發(fā)生煙塵。在本實施例中，因為在第一分割主噴射的噴射持續(xù)期內(nèi)燃燒場中的燃料的蒸發(fā)速度不會變得大于氧氣供給速度，不會發(fā)生由于氧氣不足引起的不完全燃燒，因此不會由于該第一分割主噴射而發(fā)生煙塵。圖8示出了在燃燒場中燃燒已開始之后的“燃料蒸發(fā)速度”和“氧氣供給速度”的變化。如圖8所示，在燃燒場中開始燃燒的初始時刻，燃燒場的溫度低，因此燃料蒸發(fā)量也較低。因而，發(fā)熱量低，并且燃燒場的溫度上升也慢。因此，燃料蒸發(fā)速度也低。因為燃料蒸發(fā)量低，為了產(chǎn)生可燃混合氣所消耗的氧氣量(氧氣消耗量)也同樣低，因此確保了在燃燒場中足夠的氧氣量，并且獲得了高的氧氣供給速度。之后，當燃燒場的溫度隨著可燃混合氣的燃燒而上升時，接收到上述熱能的燃料蒸發(fā)量也相繼增加，并且燃燒場的溫度隨著由上述蒸發(fā)的燃料所產(chǎn)生的可燃混合氣的燃燒以加速的方式上升。這伴隨的是燃料蒸發(fā)速度的加速增加。由于燃料蒸發(fā)速度以該方式增加，用于產(chǎn)生可燃混合氣的氧氣消耗量也以加速的方式增加，并且因為氧氣量相對于蒸發(fā)的燃料量相繼減少，氧氣供給速度迅速減小。在到達燃料蒸發(fā)速度與氧氣供給速度相同的點(圖8中的點X)之后，燃料蒸發(fā)速度變得大于氧氣供給速度，因此發(fā)生煙塵。因此，在本實施例中，第一分割主噴射的噴射結(jié)束正時被設(shè)定為使得第一分割主噴射在燃料蒸發(fā)速度與氧氣供給速度相同的點之前結(jié)束， 換句話說，其被設(shè)定以便于通過規(guī)定不大于點X的燃料蒸發(fā)速度來建立燃料量與氧氣量之間的關(guān)系(氧氣不會缺乏)。下文中對用于獲得第一分割主噴射的這種噴射結(jié)束正時的技術(shù)的示例進行描述。 例如，根據(jù)實驗或模擬來執(zhí)行第一分割主噴射。對于此時的噴射量，采用較大的值使得煙塵發(fā)生。然后，獲得了此時的發(fā)熱率波形。在這種情況下，發(fā)熱率隨著時間的經(jīng)過而增加。在氧氣供給速度大于燃料蒸發(fā)速度的狀況下，每單位時間的發(fā)熱率的增加量被保持為大致恒定。也就是說，發(fā)熱率波形為大致直線。而且，氧氣供給速度與燃料蒸發(fā)速度大致相同，之后，當燃料蒸發(fā)速度變得大于氧氣供給速度時，發(fā)熱率的增加量變化，使得每單位時間的發(fā)熱率的增加量減少。也就是說，在發(fā)熱率波形中出現(xiàn)拐點。通過獲得這一拐點，該拐點被設(shè)定為第一分割主噴射的結(jié)束正時。圖6中的發(fā)熱率波形和噴射率波形中的虛線表示常規(guī)燃料噴射形式，并且示出了在如下狀況下的發(fā)熱率波形和燃料噴射模式其中，由于主噴射中的噴射持續(xù)期延長，對同一燃燒場的燃料供給量增加，并且該燃燒場中的燃料的蒸發(fā)速度大于氧氣供給速度。如該發(fā)熱率波形所示，在該燃燒場中的燃料蒸發(fā)速度大于氧氣供給速度的狀況下，發(fā)熱率的峰值高，因此由于燃燒場的氧氣不足而發(fā)生煙塵，并且燃燒噪聲也更大。(第二分割主噴射)如上所述，對于第一分割主噴射中的燃料噴射量設(shè)定上限(使“燃料蒸發(fā)速度”不會大于“氧氣供給速度”的上限)(根據(jù)噴射持續(xù)期確定出的燃料噴射量)。因此，僅通過第一分割主噴射難以確保主噴射中所需的總主噴射量(通過從用于獲得要求扭矩的上述總?cè)剂蠂娚淞恐袦p去上述預(yù)噴射中的噴射量所獲得的噴射量)。因此，執(zhí)行第二分割主噴射。 也就是說，對于主噴射中所需的總主噴射量第一分割主噴射中的噴射量不足的部分利用第二分割主噴射得以補充。該第二分割主噴射中的噴射量也被設(shè)定為使得燃燒場環(huán)境不會達到煙塵產(chǎn)生區(qū)域，如圖7所示。而且，存在有該第二分割主噴射中噴射出的燃料會與預(yù)噴射中從沿渦流方向的上游側(cè)的噴嘴噴出的燃料的燃燒場重疊的可能性。在預(yù)噴射中噴射出的燃料的燃燒場中，氧氣通過在預(yù)噴射中噴射出的燃料的燃燒而被消耗，但是預(yù)噴射的噴射量小因此所消耗的氧氣量也小。因而，對于仍確保足夠氧氣量的燃燒場執(zhí)行第二分割主噴射。因此，由于第二分割主噴射，不會發(fā)生煙塵。應(yīng)當注意到的是，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速較低時，第二分割主噴射中的燃料能夠被噴射到不與預(yù)噴射的燃燒場重疊的區(qū)域(相對于預(yù)噴射的燃燒場沿渦流方向的下游側(cè)的區(qū)域) 中。(噴射時間間隔)接下來對噴射時間間隔進行描述，所述噴射時間間隔為上述第一分割主噴射的結(jié)束正時與第二分割主噴射的開始正時之間的期間。噴射時間間隔被設(shè)定為這樣的期間其使得在第二分割主噴射中噴射出的燃料不會與在第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場重疊，并且使得在整個腔室13b內(nèi)溫度、 氧濃度等不會變得均勻。將在下文中對此進行具體描述。在發(fā)動機1的進氣過程中，作為經(jīng)由進氣口 1 流入氣缸中的空氣流，產(chǎn)生了上述氣缸中心線P為轉(zhuǎn)動中心的渦流，并且在氣缸內(nèi)連續(xù)地產(chǎn)生該渦流，甚至在壓縮沖程期間也是如此。因此，在第一分割主噴射中噴射出的燃料依照該渦流在氣缸中內(nèi)(具體地，在腔室13b內(nèi))沿周向流動。也就是說，隨著膨脹沖程的時間段的經(jīng)過，在第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場從面向噴射器23的噴嘴的位置(緊接在噴射后的位置)起隨著渦流沿周向流動。因此，在先前執(zhí)行的第一分割主噴射之后執(zhí)行后續(xù)第二分割主噴射的時點，在先前執(zhí)行的第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場已在氣缸內(nèi)沿周向流動，因此在通過同一噴嘴執(zhí)行的兩次分割主噴射中燃料不會重疊。在這種情況下，從沿渦流方向的上游側(cè)的噴嘴噴射出的第一分割主噴射的燃料的燃燒場朝向面向沿渦流方向的下游側(cè)的噴嘴的位置流動，因此通過調(diào)節(jié)后續(xù)第二分割主噴射的噴射正時，防止了第二分割主噴射的噴射與第一分割主噴射的燃料的燃燒場重疊，因此能夠朝向存在足夠氧氣的區(qū)域(不同于第一分割主噴射的燃料的燃燒場的區(qū)域，以及在低于煙塵產(chǎn)生溫度的區(qū)域燃料蒸發(fā)速度低于氧氣供給速度的燃燒場)噴射第二分割主噴射的燃料。更具體地，考慮這樣一種情況當活塞13從上止點移動到下止點時(曲軸轉(zhuǎn)角移動180°時)，渦流在氣缸內(nèi)沿周向完成一次回轉(zhuǎn)。也就是說，考慮渦流比為“2”的情況。而且，考慮這樣一種情況噴射器23的噴嘴的數(shù)量為“10”，并且執(zhí)行兩次燃料噴射(上述第一分割主噴射和第二分割主噴射)作為主噴射。在這種情況下，如果將各次分割主噴射之間的時間間隔設(shè)定為在氣缸內(nèi)沿周向 18° (曲軸轉(zhuǎn)角為9° )，則能夠防止第二分割主噴射的噴射與第一分割主噴射的燃料的燃
燒場重疊。圖9為示出了在執(zhí)行以上第一分割主噴射和第二分割主噴射時氣缸內(nèi)的噴霧和燃燒場的狀態(tài)的平面圖。在圖9中，在第一分割主噴射中噴射出的燃料的噴霧和燃燒場由符號Fl表示，而在第二分割主噴射中噴射出的燃料的噴霧由符號F2表示。
圖9 (a)示出了緊接在執(zhí)行第一分割主噴射之后的噴霧Fl的狀態(tài)。圖9 (b)示出了緊接在執(zhí)行第二分割主噴射之前第一分割主噴射的燃料的燃燒場Fl已依照渦流沿周向流動的狀態(tài)(虛線表示緊接在執(zhí)行第一分割主噴射之后的噴霧Fl的狀態(tài)(圖9(a)所示的狀態(tài)))。圖9 (c)示出了在執(zhí)行第二分割主噴射時第一分割主噴射的燃料的燃燒場Fl和第二分割主噴射中的噴霧F2 二者的狀態(tài)。如圖9(b)和圖9(c)所示，在第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場Fl之間未供給燃料，因此存在殘留有較大量的氧氣的區(qū)域(氧氣供給速度大于燃料蒸發(fā)速度的燃燒場)。該區(qū)域也依照渦流在氣缸內(nèi)沿周向流動。上述時間間隔被設(shè)定為使得在該區(qū)域已流至面向噴射器23的噴嘴的位置的時點執(zhí)行第二分割主噴射。也就是說，該時間間隔根據(jù)渦流的速度而變化，或者換句話說，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速而變化。 隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加，該時間間隔被設(shè)定得更短。如果各次分割主噴射的時間間隔以這一方式被設(shè)定，則在先前第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場不會與在后續(xù)第二分割主噴射中噴射出的燃料的噴霧重疊，因此在各次主噴射中噴射出的燃料能夠在確保足夠氧氣量的區(qū)域中燃燒。因此，在各燃燒場中不會發(fā)生氧氣不足，防止了各燃燒場中的不完全的預(yù)混燃燒，因此能夠避免煙塵的發(fā)生。還可以根據(jù)噴射器23的響應(yīng)(開/閉操作的速度)來確定各次分割主噴射的時間間隔。例如，可以將根據(jù)噴射器23的響應(yīng)而確定出的最短開/閉期間設(shè)定為200ys。該分割主噴射的時間間隔不局限于上述給定值。將結(jié)合圖7和圖10來描述執(zhí)行上述類型的主噴射時燃燒場環(huán)境的變化。如上所述，圖7為示出了燃燒場的氣體溫度和燃燒場的當量比的變化的表。圖10分別示出了燃燒場的發(fā)熱率和燃燒場的氣體溫度的變化。如這些圖所示，隨著第一分割主噴射的開始(圖7中的點Α)，燃燒場的當量比移動到濃側(cè)，并且由于上述燃料的燃燒，燃燒場氣體溫度上升。在這種情況下的第一分割主噴射的噴射量被設(shè)定為使得燃燒場環(huán)境不會達到煙塵產(chǎn)生區(qū)域的值，如上所述。當在第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場移動到圖9(b)所示的位置時，第二分割主噴射開始(圖7中的點B)。在各次分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場不同，因此圖7所示的箭頭是不連續(xù)的。伴隨著第二分割主噴射的執(zhí)行，燃燒場的當量比移動到濃側(cè)，并且由于上述燃料的燃燒，燃燒場氣體溫度上升。在這種情況下的第二分割主噴射的噴射量也被設(shè)定為使得燃燒場環(huán)境不會達到煙塵產(chǎn)生區(qū)域的值，如上所述。當在第二分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒結(jié)束時，當量比減小，并且其延遲、缸內(nèi)氣體溫度也相繼減小。在這種噴射形式的情況下，即使在第二分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒結(jié)束之后，燃燒場環(huán)境也不會達到煙塵產(chǎn)生區(qū)域，因此連續(xù)地發(fā)揮了防止排氣中的煙塵發(fā)生的功能。因此，在本實施例中，抑制了由于主噴射的執(zhí)行引起煙塵的發(fā)生，因此能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣排放的改善。此處，作為參考，將結(jié)合圖10和圖11來描述在常規(guī)燃料噴射形式下的缸內(nèi)環(huán)境的變化。在圖11(示出了氣缸內(nèi)的氣體溫度和當量比的變化的表)中分別由單點劃線和雙點劃線表示的缸內(nèi)環(huán)境的變化對應(yīng)于在圖10中由單點劃線和雙點劃線表示的缸內(nèi)氣體溫度和缸內(nèi)當量比的變化。
首先，圖11中的虛線表示燃料供給速度恒定，因此燃燒場中的氧氣量隨著伴隨燃燒的氧氣的消耗而相繼減小。在這種情況下，燃燒場中的燃料和氧氣的會遇率降低，引起了超緩慢燃燒的燃燒形式。在這種燃燒形式下，燃燒場中的氧氣充足，并且氧氣供給速度通常大于燃料蒸發(fā)速度，因此不會發(fā)生煙塵。然而，因為在燃燒場中燃燒超緩慢，在這種燃燒形式下存在無法獲得足夠扭矩的可能性。實際上，這種燃燒形式并不存在，并且是不實用的。圖11中的單點劃線表示在主噴射未被分割的情況下的燃燒形式，并且混合氣已在TDC處被點火。在這種情況下，燃燒效率高，因為當缸內(nèi)壓力最大時發(fā)生點火；但是在這種狀況下，燃燒場中的燃料蒸發(fā)速度大于氧氣供給速度，因此在燃燒場的位置處發(fā)生氧氣不足，由此發(fā)生煙塵。圖11中的雙點劃線表示在經(jīng)由兩次分割主噴射執(zhí)行主噴射并且上述噴射的正時已經(jīng)顯著地移動到延遲側(cè)角度的情況下的燃燒形式。在這種情況下，盡管不會發(fā)生煙塵，但是熱效率惡化，并且無法獲得足夠的燃燒壓力，因此發(fā)動機扭矩也不足。因此，通過將圖11所示的缸內(nèi)環(huán)境的變化與圖7所示的各燃燒場環(huán)境的變化進行比較可以清晰地看出，依照根據(jù)本實施例的燃燒場中的燃燒形式，抑制了由于主噴射的執(zhí)行引起煙塵的發(fā)生，因此能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣排放的改善，同時還確保了足夠的發(fā)動機扭矩。-其它實施例_在上述實施例中，描述了本發(fā)明被應(yīng)用于安裝在汽車中的直列四汽缸柴油發(fā)動機的示例。然而，本發(fā)明不局限于用在汽車中，而是還能夠應(yīng)用于其它用途中所使用的發(fā)動機。而且，對氣缸的數(shù)量或發(fā)動機類型(分類為直列發(fā)動機、V型發(fā)動機等)沒有特定的限制。而且，在上述實施例中，盡管歧管式催化轉(zhuǎn)化器77設(shè)置有NSR催化劑75以及DPNR 催化劑76，但是也可以使用設(shè)置有NSR催化劑75以及柴油機微粒濾清器(DPF)的歧管式催化轉(zhuǎn)化器77。在本實施中，主噴射被分割為兩次分割噴射，但是本發(fā)明還可以適用于將主噴射分割為三次以上分割噴射時。同樣在這種情況下，在各次分割主噴射中，在燃燒場中的燃料蒸發(fā)速度變得大于氧氣供給速度之前停止上述分割主噴射。圖7中的虛線示出了在主噴射已被分割為三次分割噴射的情況下執(zhí)行第三分割主噴射時燃燒場環(huán)境的變化。在安裝在汽車中的共軌式缸內(nèi)直接噴射型多氣缸柴油發(fā)動機中，本發(fā)明適用于在執(zhí)行分割為多次分割主噴射的主噴射時進行的燃料噴射控制。
權(quán)利要求
1.一種壓縮自燃式內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，所述內(nèi)燃機具有帶有面向燃燒室的多向噴嘴的燃料噴射閥并且能夠執(zhí)行主噴射，所述燃料噴射閥的噴射模式為將所述主噴射分割為多次分割主噴射，所述燃料噴射控制裝置包括分割主噴射控制器件，在執(zhí)行所述分割主噴射時，所述分割主噴射控制器件在上述分割主噴射中噴射出的燃料的蒸發(fā)速度變得大于正被供給上述燃料的燃燒場中的氧氣供給速度之前暫時停止朝向上述燃燒場的所述分割主噴射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，其中，在執(zhí)行所述分割主噴射時，所述分割主噴射控制器件設(shè)定所述分割主噴射被暫時停止的停止正時，以便采用在所述燃燒場中不會發(fā)生煙塵的燃料噴射量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，其中，在所述分割主噴射被停止之后執(zhí)行下次分割主噴射時，所述分割主噴射控制器件朝向所述燃料的蒸發(fā)速度低于所述氧氣供給速度的所述燃燒場執(zhí)行不會發(fā)生煙塵的燃料噴射量的燃料噴射。
4.一種壓縮自燃式內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，所述內(nèi)燃機具有帶有面向燃燒室的多向噴嘴的燃料噴射閥并且能夠執(zhí)行主噴射，所述燃料噴射閥的噴射模式為將所述主噴射分割為多次分割主噴射，其中，通過所述分割主噴射的執(zhí)行而被供給燃料的燃燒場的氣體依照氣缸內(nèi)的渦流在所述氣缸內(nèi)沿周向移動，所述燃料噴射控制裝置包括分割主噴射控制器件，在執(zhí)行初始分割主噴射時，所述分割主噴射控制器件在上述分割主噴射中噴射出的燃料的蒸發(fā)速度變得大于正被供給上述燃料的燃燒場中的氧氣供給速度之前停止上述分割主噴射，通過該初始分割主噴射形成的所述燃燒場依照所述渦流在所述氣缸內(nèi)沿所述周向移動，所述分割主噴射控制器件在該燃料的所述蒸發(fā)速度低于所述氧氣供給速度的所述燃燒場移動到面向所述多向噴嘴的位置之前的時間段內(nèi)使所述分割主噴射的停止狀態(tài)持續(xù)，之后在該燃料的所述蒸發(fā)速度低于所述氧氣供給速度的所述燃燒場已到達面向所述多向噴嘴的所述位置時執(zhí)行下次分割主噴射。
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，在所述主噴射之前執(zhí)行副噴射，并且所述分割主噴射控制器件執(zhí)行所述下次分割主噴射以便與已由通過副噴射從位于所述渦流的上游側(cè)的噴嘴噴射出的燃料形成的燃燒場重疊，所述燃燒場在所述氣缸內(nèi)沿所述周向移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的內(nèi)燃機的燃料噴射控制裝置，其中，從先前分割主噴射的噴射停止時刻至后續(xù)分割主噴射的噴射開始時刻的時間間隔根據(jù)所述燃料噴射閥的最短開/閉期間來設(shè)定。
全文摘要
將共軌式柴油發(fā)動機的主噴射分割為第一分割主噴射和第二分割主噴射。在第一分割主噴射中，在燃燒場中的燃料蒸發(fā)速度變得高于氧氣供給速度之前停止燃料噴射。在燃料噴射被暫時停止之后，在第一分割主噴射中噴射出的燃料的燃燒場依照渦流沿燃燒室的周向流動，并且在燃料蒸發(fā)速度低于氧氣供給速度的區(qū)域即燃燒場之間的區(qū)域已移至面向噴嘴的位置時執(zhí)行第二分割主噴射。
文檔編號F02D41/38GK102165171SQ20088013134
公開日2011年8月24日 申請日期2008年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月29日
發(fā)明者灘光博 申請人:豐田自動車株式會社