本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的控制裝置。

背景技術(shù)：

所謂的柴油機燃燒(其中燃料被直接噴射到燃燒室中的壓縮空氣內(nèi)、自點火、以及通過擴散燃燒而燃燒)，與通過火花點火的燃燒相比具有更高的熱效率。近年來，為了也在汽油內(nèi)燃機中享有柴油機燃燒的這種優(yōu)點，已開發(fā)用于導(dǎo)致汽油自點火和通過擴散燃燒而燃燒的技術(shù)。

PTL 1公開一種使用具有相對高的自點火溫度的天然氣等作為燃料實現(xiàn)柴油機燃燒的技術(shù)。根據(jù)公開該技術(shù)的PTL 1，在壓縮沖程的初期或中期在燃燒室中的預(yù)定火花點火區(qū)域中執(zhí)行燃料噴射，以便形成能夠被火花點火的空氣-燃料混合物。然后，在緊接壓縮沖程的上死點之前的時間點燃在火花點火區(qū)域中形成的空氣-燃料混合物，以便通過火花點火導(dǎo)致燃燒。因此，在燃燒室中建立實現(xiàn)天然氣自點火的高溫高壓條件。此后，燃料在高溫高壓條件下被直接噴射到燃燒室中，以使得噴射的燃料通過柴油機燃燒而燃燒。

在執(zhí)行柴油機燃燒的內(nèi)燃機中設(shè)置所謂的EGR裝置是公知的。EGR裝置將在排氣通路中流動的廢氣的一部分作為EGR氣體供應(yīng)到進氣通路中，以便減少NOx產(chǎn)生量。在配備有這種EGR裝置的內(nèi)燃機中，當響應(yīng)于內(nèi)燃機的工作狀態(tài)的變化而改變EGR率(進氣中的EGR氣體量的比例)時，EGR率的變化與燃料噴射量的變化之間存在延遲。如果由于EGR率的這種響應(yīng)延遲，EGR率偏離適合于內(nèi)燃機的工作狀態(tài)的范圍，則存在內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)矩和/或燃燒噪聲不能滿足要求的可能性。PTL 2公開一種在將EGR氣體供應(yīng)到進氣通路中的內(nèi)燃機中解決該問題的技術(shù)。在該技術(shù)中，在過渡工作期間，使用預(yù)定修正增益修正燃料噴射參數(shù)，例如在接近壓縮沖程的上死點的時間執(zhí)行的主燃料噴射的噴射時間、在主燃料噴射之前執(zhí)行的副燃料噴射中的噴射量、和/或副燃料噴射與主燃料噴射之間的間隔。

PTL 3公開一種應(yīng)用于具有多個氣缸的內(nèi)燃機的技術(shù)。在該技術(shù)中，在過渡工作期間，基于沿著EGR氣體的流動路徑從EGR閥到氣缸的距離，控制每個氣缸的燃燒參數(shù)。

引文列表

專利文獻

PTL 1：日本專利特開2003-254105號公報

PTL 2：日本專利特開2010-090847號公報

PTL 3：日本專利特開2009-228641號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

本發(fā)明的一個目標是在使用具有相對高的自點火溫度的燃料(例如汽油)執(zhí)行柴油機燃燒的內(nèi)燃機中采用EGR裝置的情況下，減少煙霧產(chǎn)生量并提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

問題的解決方案

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，在壓縮沖程期間通過能夠?qū)⑷剂蠂娚涞絻?nèi)燃機的燃燒室中的燃料噴射閥執(zhí)行第一噴射，并且通過火花點火點燃通過第一噴射而噴射的燃料(其有時將被稱為“第一噴射燃料”)。此后，在壓縮沖程的上死點之前的時間開始第二噴射，其主要確定內(nèi)燃機的動力。因此，通過由第一噴射燃料的火花點火所產(chǎn)生的火焰開始通過第二噴射而噴射的燃料(其有時將被稱為“第二噴射燃料”)的燃燒，并且發(fā)生燃料的自點火和擴散燃燒。

根據(jù)本發(fā)明的裝置基于進氣中的EGR率，針對一個燃燒循環(huán)中的相同總?cè)剂蠂娚淞?，改變第一噴射燃料量與總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷室约暗诙娚淙剂狭颗c總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷省?/p>

更具體地說，一種根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制裝置包括：

燃料噴射閥，其能夠?qū)⑷剂蠂娚涞絻?nèi)燃機的燃燒室中；

EGR裝置，其通過EGR通路將在所述內(nèi)燃機的排氣通路中流動的廢氣的一部分作為EGR氣體供應(yīng)到所述內(nèi)燃機的進氣通路中；

點火裝置，其相對于所述燃料噴射閥的位置被以這樣的方式設(shè)定：通過所述燃料噴射閥噴射的燃料噴霧經(jīng)過可點火區(qū)域并且所述點火裝置能夠直接點燃所述燃料噴霧；以及

燃燒控制單元，其在壓縮沖程期間的第一噴射時間通過所述燃料噴射閥執(zhí)行第一噴射；借助所述點火裝置點燃通過所述第一噴射形成的預(yù)噴霧；以及在由所述點火裝置點燃所述預(yù)噴霧之后且在所述壓縮沖程的上死點之前的第二噴射時間開始通過所述燃料噴射閥執(zhí)行第二噴射，在所述第一噴射時間與所述第二噴射時間之間具有預(yù)定第一噴射間隔，所述第一噴射間隔被以這樣的方式設(shè)定：由點燃所述預(yù)噴霧所產(chǎn)生的火焰開始通過所述第二噴射被噴射的燃料的燃燒，從而導(dǎo)致發(fā)生燃料的自點火，并且導(dǎo)致通過擴散燃燒而燃燒通過所述第二噴射被噴射的燃料的至少一部分，其中所述燃燒控制單元執(zhí)行第一燃料噴射控制，以使得對于一個燃燒循環(huán)中的相同總?cè)剂蠂娚淞浚斔鰞?nèi)燃機的進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，所述第一噴射中的燃料噴射量與總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷瘦^高。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，所述點火裝置相對于所述燃料噴射閥的位置被以這樣的方式設(shè)定：所述點火裝置能夠直接點燃經(jīng)過的燃料噴霧，所述經(jīng)過的燃料噴霧是通過所述燃料噴射閥噴射并經(jīng)過可點火區(qū)域的燃料噴霧。在點燃燃料噴霧的已知典型模式中，借助當進氣閥打開時在燃燒室中形成的氣流或者利用位于活塞頂部的空腔等的形狀，將空氣-燃料混合物攜帶到所述點火裝置的可點火區(qū)域，以使得通過所述點火裝置點燃燃料噴霧。在這種通常采用的點火模式中，為了能夠令人滿意地點燃燃料噴霧，通過進氣閥的打開時間、活塞在氣缸中的位置和其它因素，限制通過噴射閥執(zhí)行噴射的噴射時間。與此相比，在用于根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機的控制裝置中，因為如上所述相對于彼此設(shè)定所述燃料噴射閥與所述點火裝置的相對位置，燃料噴射時間和點火時間的控制具有非常高的靈活性，從而使能通過燃燒控制單元控制燃料噴射，這將在后面描述。優(yōu)選地，與本發(fā)明一起采用的點火裝置適合于能夠在所需時間直接點燃通過燃料噴射閥噴射的經(jīng)過的燃料噴霧，而與進氣閥的打開時間或內(nèi)燃機的活塞位置無關(guān)。

在根據(jù)本發(fā)明的燃燒控制中，首先在壓縮沖程期間的所述第一噴射時間執(zhí)行所述第一噴射，并且由所述點火裝置點燃通過第一噴射燃料形成的預(yù)噴霧。然后，在壓縮沖程的上死點之前的所述第二噴射時間開始所述第二噴射之后，發(fā)生燃料的自點火和擴散燃燒。盡管所述第二噴射在壓縮沖程的上死點之前的時間開始，但它可以繼續(xù)經(jīng)過壓縮沖程的上死點。

所述第一噴射時間與所述第二噴射時間之間的間隔是預(yù)定第一噴射間隔。以這樣的方式設(shè)定所述第一噴射間隔：通過點燃預(yù)噴霧所產(chǎn)生的火焰開始第二噴射燃料的燃燒。換言之，所述第一噴射時間不被設(shè)定為壓縮沖程期間的任意時間，而是以這樣的方式相對于所述第二噴射時間被確定：第一噴射燃料的點燃能夠產(chǎn)生用作第二噴射燃料的燃燒的點火源的火焰。在所述第二燃料的燃燒開始之后，燃燒室中的溫度和壓力升高，以使得發(fā)生燃料的自點火，并且通過擴散燃燒而燃燒第二噴射燃料的至少一部分。僅第一噴射燃料的一部分通過由所述點火裝置的點火產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒，并且第一噴射燃料的大部分保持未燃燒。在所述第二噴射開始之后，通過自點火或擴散燃燒而燃燒第一噴射燃料的未燃燒殘留物。因此，在上述燃燒控制中，第一噴射燃料和第二噴射燃料都為內(nèi)燃機的動力做出貢獻。因此，能夠?qū)е戮哂懈邿嵝实牟裼蜋C燃燒。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，由EGR裝置將廢氣的一部分作為EGR氣體供應(yīng)給內(nèi)燃機。如果進氣的流量相同，則進氣中的EGR率越高，燃燒室中的氧量越小。因此，當EGR率高時，存在這樣的可能性：當執(zhí)行所述第二噴射時，在形成燃料噴霧的區(qū)域中可能難以提供令人滿意地燃燒第二噴射燃料所需的足夠氧量?？捎糜诘诙娚淙剂系娜紵难醪蛔銓?dǎo)致煙霧產(chǎn)生量增加。此外，如果進氣的流量相同，則進氣中的EGR率越高，燃燒室中的惰性氣體量越大。因此，當EGR率高時，存在這樣的可能性：通過所述點火裝置點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧的點火性可能劣化。點燃預(yù)噴霧中的點火性的劣化導(dǎo)致柴油機燃燒的不穩(wěn)定性。

另一方面，當進氣中的EGR率變低時，燃燒室中的惰性氣體量變小，并且因此促進燃燒室中的燃燒。因此，通過由所述點火裝置點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的燃料量增加。換言之，在執(zhí)行所述第二噴射之前在第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量增加。為此，當EGR率變低時，即使供應(yīng)到燃燒室中的氧量增加，也存在這樣的可能性：當執(zhí)行所述第二噴射時，在第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量的過度增加可能使得難以提供令人滿意地燃燒第二噴射燃料所需的足夠氧量。這也導(dǎo)致煙霧產(chǎn)生量增加。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，對于一個燃燒循環(huán)中的相同總?cè)剂蠂娚淞?，當?nèi)燃機的進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低相比，使第一噴射燃料量與總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷?以下，其有時將被稱為“第一噴射率”)較高。換言之，對于一個燃燒循環(huán)中的相同總?cè)剂蠂娚淞?，當?nèi)燃機的進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低時，使第二噴射燃料量與總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷?以下，其有時將被稱為“第二噴射率”)較低。因此，能夠針對EGR率維持第一噴射燃料量與第二噴射燃料量之間的適當平衡。具體地說，能夠享有以下有益效果。

因為當EGR率高時，與當EGR率低時相比，使第二噴射率較低，所以燃燒室中的氧量越小，當執(zhí)行第二噴射時形成燃料噴霧的區(qū)域中存在的燃料量能夠變得越小。因此，能夠防止可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。此外，因為當EGR率高時，與當EGR率低時相比，使第一噴射率較高，所以燃燒室中的惰性氣體量越大，通過點火裝置點燃的燃料量能夠變得越大。因此，能夠防止通過點火裝置點燃預(yù)噴霧的點火性的劣化。因此，能夠提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

EGR率越高，燃燒室中的惰性氣體量越大，并且因此通過點火裝置點燃預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰越不太可能廣泛傳播。因此，EGR率越高，第一噴射燃料的未燃燒殘留率(即，未通過由點火裝置點燃預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒但保持未燃燒的第一噴射燃料的比例)越高。因此，如果當EGR率高時，與當EGR率低時相比，使第一噴射率較高，同時如上所述通過點火裝置點燃的燃料量增加，則保持未燃燒的第一噴射燃料量的增加超過通過點燃產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的第一噴射燃料量。與在第二噴射時間形成第二噴射燃料的噴霧的燃燒室中的區(qū)域相比，第一噴射燃料的未燃燒殘留物更廣泛地擴散。因此，即使當EGR率高時，也能夠提供通過自點火或擴散燃燒而燃燒第一噴射燃料的未燃燒殘留物所需的足夠氧量。因此，如果當EGR率高時第一噴射率增大，則煙霧產(chǎn)生量不可能增加。第一噴射燃料的未燃燒殘留物有助于促進在第二噴射開始之后燃料的自點火。因此，當通過針對較高EGR率增大第一噴射率而增加第一噴射燃料的未燃燒殘留物量時，促進在第二噴射開始之后燃料的自點火。這也有助于提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

因為當EGR率低時，與當EGR率高時相比，使第一噴射率較低，所以燃燒室中的惰性氣體量越小，燃燒室中存在的第一噴射燃料量能夠變得越小。因此，在燃燒室中的惰性氣體量小的情況下，通過由點火裝置點火導(dǎo)致的火焰的傳播而燃燒的燃料量能夠變小。換言之，在執(zhí)行第二噴射之前在第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量能夠變小。因此，能夠防止當執(zhí)行第二噴射時可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制裝置可以進一步包括第一EGR率控制單元和第一確定單元，所述第一EGR率控制單元基于所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷控制進氣中的EGR率，所述第一確定單元基于所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷確定基準第一噴射燃料量和基準第二噴射燃料量。所述基準第一噴射燃料量是第一噴射燃料量的基準值，并且所述基準第二噴射燃料量是第二噴射燃料量的基準值。當在用于將所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷改變到目標內(nèi)燃機負荷的過渡工作期間，由所述第一EGR率控制單元改變進氣中的EGR率時，在改變EGR率中存在響應(yīng)延遲。因此，在EGR率減小的過渡工作期間的改變EGR中的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，實際EGR率高于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的目標EGR率。另一方面，在EGR率增大的過渡工作期間的改變EGR率中的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，實際EGR率低于與對應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的所述目標內(nèi)燃機負荷對應(yīng)的所述目標EGR率。

鑒于以上情況，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，當在用于將所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷改變到所述目標內(nèi)燃機負荷的過渡工作期間，由所述第一EGR率控制單元減小進氣中的EGR率時，所述燃燒控制單元可以通過以下方式執(zhí)行所述第一燃料噴射控制：在進氣中的實際EGR率高于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的目標EGR率的時段中的至少一部分時段內(nèi)，使所述第一噴射燃料量大于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第一噴射燃料量并且使所述第二噴射燃料量小于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第二噴射燃料量。借助該控制，與當進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述目標EGR率時相比，當在所述內(nèi)燃機的過渡工作期間進氣中的實際EGR率高于所述目標EGR率時，所述第一噴射率變得較高并且所述第二噴射率變得較低。因此，在過渡工作期間，能夠減少煙霧產(chǎn)生量，并且能夠提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，當在用于將所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷改變到所述目標內(nèi)燃機負荷的過渡工作期間，由所述第一EGR率控制單元增大進氣中的EGR率時，所述燃燒控制單元可以通過以下方式執(zhí)行所述第一燃料噴射控制：在進氣中的實際EGR率低于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述目標EGR率的時段中的至少一部分時段內(nèi)，使所述第一噴射燃料量小于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第一噴射燃料量，并且使所述第二噴射燃料量大于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第二噴射燃料量。借助該控制，與當進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述目標EGR率時相比，當在所述內(nèi)燃機的過渡工作期間進氣中的實際EGR率低于所述目標EGR率時，所述第一噴射率變得較低并且所述第二噴射率變得較高。因此，能夠減少過渡工作期間的煙霧產(chǎn)生量。

當內(nèi)燃機和廢氣的溫度要升高時，能夠通過使進氣中的EGR率降低而提高升溫速度。因此，在根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制裝置中，可以進一步包括第二EGR率控制單元，當所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度等于或低于預(yù)定溫度時，與當內(nèi)燃機溫度高于所述預(yù)定溫度時相比，所述第二EGR率控制單元使相同內(nèi)燃機負荷下的進氣中的EGR率較低。此外，在所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度等于或低于所述預(yù)定溫度并且與當所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度高于所述預(yù)定溫度時相比，通過所述第二EGR率控制單元使進氣中的EGR率較低的情況下，所述燃燒控制單元可以通過以下方式執(zhí)行所述第一燃料噴射控制：與當所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度高于所述預(yù)定溫度時相比，使所述第二噴射率較高。借助該控制，在所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度等于或低于所述預(yù)定溫度的情況下，即使當進氣中的EGR率減小時，也能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，當執(zhí)行所述第一燃料噴射控制時，所述燃燒控制單元可以在所述內(nèi)燃機的進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，使所述第一噴射率較高并且使所述第一噴射時間較早。借助該控制，能夠進一步提高在所述第一噴射率增大的情況下的第一噴射燃料的未燃燒殘留率。因此，在進氣中的EGR率高的情況下，能夠進一步增加第一噴射燃料的未燃燒殘留物量。此外，第一噴射燃料的未燃燒殘留物量的增加促進在所述第二噴射開始之后燃料的自點火。因此，當增大所述第一噴射率時使所述第一噴射時間提早(或者使所述第一噴射時間提早)能夠進一步提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，當執(zhí)行所述第一燃料噴射控制時，所述燃燒控制單元可以在所述內(nèi)燃機的進氣中的EGR率低時，與當所述EGR率高時相比，使所述第二噴射率較高并且使所述第二噴射時間較晚。如上所述，當進氣中的EGR率減小時，燃燒室中的惰性氣體量減少。然后，在固定所述第二噴射時間的同時增加第二噴射燃料量可能導(dǎo)致爆震的發(fā)生。當增大所述第二噴射率時使所述第二噴射時間推遲(或者使所述第二噴射時間推后)能夠防止發(fā)生由所述第二噴射燃料量的增加導(dǎo)致的爆震。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，當所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷增加時，需要增加噴射到燃燒室中的燃料量。但是，如果在所述第一噴射或所述第二噴射中噴射的燃料量增加太多，則煙霧產(chǎn)生量可能增加。在根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制裝置中，在所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷高于預(yù)定負荷的預(yù)定工作范圍內(nèi)，所述燃燒控制單元除了所述第一噴射和所述第二噴射之外，還可以在壓縮沖程期間的所述第一噴射時間之前的第三噴射時間通過所述燃料噴射閥執(zhí)行第三噴射，在所述第一噴射與所述第三噴射之間具有預(yù)定第二噴射間隔。所述第二噴射間隔被以這樣的方式設(shè)定：在所述第二噴射開始之后，通過自點火或擴散燃燒而燃燒通過所述第三噴射而噴射的燃料。

在壓縮沖程期間的所述第一噴射時間之前的所述第三噴射時間執(zhí)行所述第三噴射。所述第一噴射時間與所述第三噴射時間之間的間隔是預(yù)定第二噴射間隔。所述第二噴射間隔被以這樣的方式設(shè)定：在所述第二噴射開始之后，通過自點火或擴散燃燒而燃燒通過所述第三噴射而噴射的燃料(以下，其有時將被稱為“第三噴射燃料”)。在壓縮沖程期間的所述第一噴射時間之前的時段中，燃燒室中的壓力相對低。因此，噴射到燃燒室中的燃料易于更廣泛地擴散。如果通過由所述點火裝置點燃所述第一噴射燃料的預(yù)噴霧而產(chǎn)生火焰，則已擴散到燃燒室中遠離火焰的位置的第三噴射燃料不易于在通過火焰開始的燃燒中燃燒。因此，如果適當?shù)卦O(shè)定所述第一噴射時間與所述第三噴射時間之間的間隔，則可能不通過由點燃所述第一噴射燃料的預(yù)噴霧導(dǎo)致的火焰的傳播，而是在所述第二噴射開始之后通過自點火或擴散燃燒，燃燒所述第三噴射燃料的大部分。如果在所述第二噴射開始之后通過自點火或擴散燃燒而燃燒所述第三噴射燃料，則不僅所述第一噴射燃料和所述第二噴射燃料而且所述第三噴射燃料也對內(nèi)燃機的動力做出貢獻。因此，在除了所述第一噴射和所述第二噴射之外還執(zhí)行所述第三噴射的情況下，能夠?qū)е戮哂懈邿嵝实牟裼蜋C燃燒。

因為所述第三噴射時間在所述第一噴射時間之前，所述第三噴射燃料在所述第二噴射時間比所述第一噴射燃料的未燃燒殘留物更廣泛地擴散到燃燒室中。因此，盡管在所述第二噴射時間所述第三噴射燃料存在于燃燒室中，但與所述第一噴射燃料的未燃燒殘留物相比，所述第三噴射燃料不太可能與所述第二噴射燃料重疊。因此，與所述第一噴射燃料和所述第二噴射燃料相比，所述第三噴射燃料不太可能是煙霧的原因。

在內(nèi)燃機負荷高于所述預(yù)定負荷的所述預(yù)定工作范圍內(nèi)，在執(zhí)行所述第三噴射的情況下，與也在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)，在僅通過所述第一噴射和所述第二噴射而噴射所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷所需的燃料量而不執(zhí)行所述第三噴射的情況相比，能夠使所述第一噴射燃料量和所述第二噴射燃料量中的至少一者較小。因此，能夠在煙霧減少的情況下導(dǎo)致柴油機燃燒。

在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，在所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷等于或低于所述預(yù)定負荷的工作范圍內(nèi)，所述燃燒控制單元可以執(zhí)行第一燃料噴射控制，并且在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)，所述燃燒控制單元可以執(zhí)行第二燃料噴射控制。在所述第二燃料噴射控制中，對于一個燃燒循環(huán)中的相同總?cè)剂蠂娚淞?，所述第一噴射率保持恒定而與進氣中的EGR率無關(guān)，并且對于一個燃燒循環(huán)中的相同總?cè)剂蠂娚淞?，當進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，使第三噴射燃料量與總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷?以下，其有時將被稱為“第三噴射率”)較高。換言之，在所述第二燃料噴射控制中，如果一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞肯嗤?，則所述第一噴射率保持恒定而與進氣中的EGR率無關(guān)，并且當EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，使所述第二噴射率較低。

如上所述，在所述第一燃料噴射控制中，能夠通過當EGR率高時，與當EGR率低時相比，使所述第二噴射率較低，來防止由于可用于所述第二噴射燃料的燃燒的氧不足產(chǎn)生的煙霧量。在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)也是這種情況。同樣在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)，如果當所述內(nèi)燃機的進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，使所述第二噴射率較低，則燃燒室中的氧量越小，當執(zhí)行所述第二噴射時形成燃料噴霧的區(qū)域中存在的燃料量能夠變得越小。因此，能夠防止可用于所述第二噴射燃料的燃燒的氧不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

如上所述，未通過由點燃所述第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒所述第三噴射燃料的大部分。然而，當執(zhí)行所述第一噴射燃料的預(yù)噴霧的點燃時，由所述點火裝置點燃存在于所述點火裝置周圍的所述第三噴射燃料的一部分。通過當EGR高時，與當所述EGR率低時相比，使所述第三噴射率較高，燃燒室中的惰性氣體量越大，存在于所述點火裝置周圍的所述第三噴射燃料量能夠增加越多。因此，由所述點火裝置點燃的燃料量增加，與在所述第一燃料噴射控制中增大所述第一噴射率的情況類似。因此，能夠防止通過所述點火裝置點燃預(yù)噴霧的點火性的劣化。因此，能夠提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

如上所述，EGR率越高，通過所述點火裝置點燃預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰越不太可能廣泛傳播。因此，如果當EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，使所述第三噴射率較高，同時如上所述通過所述點火裝置點燃的燃料量增加，則未通過由點燃產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒但在所述第二噴射時間保持在燃燒室中的所述第三噴射燃料量大量增加。換言之，在所述第二噴射開始之后，大部分所增加的第三噴射燃料經(jīng)歷燃燒。在所述第二噴射時間，與在形成所述第二噴射燃料的噴霧的燃燒室中的區(qū)域相比，所述第三噴射燃料已更廣泛地擴散，與所述第一噴射燃料的未燃燒殘留物一樣。因此，即使當EGR率高時，也能夠提供通過自點火或擴散燃燒而燃燒所述第三噴射燃料所需的足夠氧量。因此，即使當EGR率高時所述第三噴射率增大，煙霧產(chǎn)生量也不可能增加。與所述第一噴射燃料的未燃燒殘留物一樣，所述第三噴射燃料有助于促進在所述第二噴射開始之后燃料的自點火。因此，當通過針對較高EGR率使所述第三噴射率較高而增加在所述第二噴射開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒的所述第三噴射燃料量時，促進在所述第二噴射開始之后燃料的自點火。這也有助于提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

當進氣中的EGR率變低時，燃燒室中的惰性氣體量減少，從而促進燃燒室中的燃燒。因此，通過由所述點火裝置點燃由所述第一噴射燃料形成的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的第三噴射燃料量增加。因此，在執(zhí)行所述第二噴射之前在所述第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量增加。因此，當EGR率變低時，即使供應(yīng)到燃燒室中的氧量增加，也存在這樣的可能性：在所述第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量可能增加太多，從而使得難以提供令人滿意地燃燒所述第二噴射燃料所需的足夠氧量。同樣在這種情況下，煙霧產(chǎn)生量增加。因此，當EGR率低時，與當所述EGR率高時相比，使所述第三噴射率較低。因此，燃燒室中的惰性氣體量越小，燃燒室中的所述第三噴射燃料量能夠變得越小。因此，在燃燒室中的惰性氣體量小的情況下，通過由所述點火裝置點火導(dǎo)致的火焰的傳播而燃燒的燃料量能夠變小。因此，在執(zhí)行所述第二噴射之前在所述第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量能夠變小。因此，能夠防止當執(zhí)行所述第二噴射時可用于所述第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制裝置可以進一步包括第一EGR率控制單元和第二確定單元，所述第一EGR率控制單元基于所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷控制進氣中的EGR率，所述第二確定單元基于所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷確定基準第一噴射燃料量、基準第二噴射燃料量以及基準第三噴射燃料量。所述基準第一噴射燃料量是所述第一噴射燃料量的基準值，所述基準第二噴射燃料量是所述第二噴射燃料量的基準值，并且所述基準第三噴射燃料量是所述第三噴射燃料量的基準值。此外，在根據(jù)本發(fā)明的控制裝置中，當在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)在用于將所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷改變到目標內(nèi)燃機負荷的過渡工作期間，由所述第一EGR率控制單元減小進氣中的EGR率時，所述燃燒控制單元可以通過以下方式執(zhí)行所述第二燃料噴射控制：在進氣中的實際EGR率高于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述目標EGR率的時段中的至少一部分時段內(nèi)，使所述第一噴射燃料量等于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第一噴射燃料量，使所述第三噴射燃料量大于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第三噴射燃料量，并且使所述第二噴射燃料量小于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第二噴射燃料量。借助該控制，與當進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述目標EGR率時相比，當在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)在所述內(nèi)燃機的過渡工作期間進氣中的實際EGR率高于所述目標EGR率時，使所述第三噴射率較高并且使所述第二噴射率較低。因此，能夠減少過渡工作期間的煙霧產(chǎn)生量，并且能夠提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

在根據(jù)本發(fā)明的控制裝置中，當在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)在用于將所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷改變到所述目標內(nèi)燃機負荷的過渡工作期間，由所述第一EGR率控制單元增大進氣中的EGR率時，所述燃燒控制單元可以通過以下方式執(zhí)行所述第二燃料噴射控制：在進氣中的實際EGR率低于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述目標EGR率的時段中的至少一部分時段內(nèi)，使所述第一噴射燃料量等于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第一噴射燃料量，使所述第三噴射燃料量小于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第三噴射燃料量，并且使所述第二噴射燃料量大于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述基準第二噴射燃料量。借助該控制，與當進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于所述目標內(nèi)燃機負荷的所述目標EGR率時相比，當在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)在所述內(nèi)燃機的過渡工作期間進氣中的實際EGR率低于所述目標EGR率時，使所述第三噴射率較低并且使所述第二噴射率較高。因此，能夠減少過渡工作期間的煙霧產(chǎn)生量。

在根據(jù)本發(fā)明的用于內(nèi)燃機的控制裝置具有所述第二EGR率控制單元的情況下，在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)，在所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度等于或低于所述預(yù)定溫度，并且與當所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度高于所述預(yù)定溫度時相比，通過所述第二EGR率控制單元使進氣中的EGR率較低的情況下，所述燃燒控制單元可以通過以下方式執(zhí)行所述第二燃料噴射控制：與當所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度高于所述預(yù)定溫度時相比，使所述第二噴射率較高。借助該控制，在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)，在當所述內(nèi)燃機的內(nèi)燃機溫度等于或低于所述預(yù)定溫度時使進氣中的EGR率變得較低的情況下，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

在根據(jù)本發(fā)明的控制裝置中，當執(zhí)行所述第二燃料噴射控制時，所述燃燒控制單元可以在所述內(nèi)燃機的進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，使所述第三噴射率較高并且使所述第三噴射時間較早。借助該控制，當所述第三噴射率增大時，所述第三噴射燃料不太可能通過由點燃所述第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒。因此，在進氣中的EGR率高的情況下，在所述第二噴射燃料開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒的所述第三噴射燃料量能夠進一步增加。如上所述，在所述第二噴射開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒的所述第三噴射燃料量的增加促進在所述第二噴射開始之后燃料的自點火。因此，當增大所述第三噴射率時使所述第三噴射時間提前能夠進一步提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

在根據(jù)本發(fā)明的控制裝置中，當執(zhí)行所述第二燃料噴射控制時，所述燃燒控制單元可以在所述內(nèi)燃機的進氣中的EGR率低時，與當所述EGR率高時相比，使所述第二噴射率較高并且使所述第二噴射時間較晚。借助該控制，能夠在所述預(yù)定工作范圍內(nèi)防止發(fā)生由所述第二噴射燃料量的增加導(dǎo)致的爆震。

本發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明，在使用EGR裝置的情況下，在使用具有相對高的自點火溫度的燃料(例如汽油)執(zhí)行柴油機燃燒的內(nèi)燃機中，能夠減少煙霧量，并且能夠提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的一個實例的內(nèi)燃機的進氣和排氣系統(tǒng)的總體配置的示意圖；

圖2是示出圖1中所示的內(nèi)燃機配置的點火裝置的點火模式的示意圖；

圖3是示出在本發(fā)明的實例中執(zhí)行的基本燃燒控制的示意圖；

圖4是示出在執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實例的基本燃燒控制的情況下燃燒室中的釋熱率變化的曲線圖；

圖5是示出在根據(jù)本發(fā)明的實例的基本燃燒控制中執(zhí)行第一噴射的情況下第一噴射燃料量與第一噴射燃料的燃燒效率之間的關(guān)系的曲線圖；

圖6示出在根據(jù)本發(fā)明的實例的基本燃燒控制中，針對其間第一噴射燃料量與第二噴射燃料量的比率不同的不同模式的燃燒室中的釋熱率變化；

圖7是示出在根據(jù)本發(fā)明的實例的基本燃燒控制中第一噴射間隔Di1與內(nèi)燃機的熱效率之間的關(guān)系的曲線圖；

圖8示出在根據(jù)本發(fā)明的實例的基本燃燒控制中，在第二噴射時間Tm固定在壓縮沖程的上死點之前的特定時間并且第一噴射時間Tp變化的情況下的煙霧產(chǎn)生量變化和熱效率變化；

圖9示出在根據(jù)本發(fā)明的實例的燃燒控制中第一和第二噴射率、進氣中的EGR率、以及煙霧產(chǎn)生量之間的關(guān)系；

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的實例在用于響應(yīng)于內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷的減少而減小EGR率的過渡工作期間，內(nèi)燃機負荷、總?cè)剂蠂娚淞俊⒌谝粐娚淙剂狭?、第二噴射燃料量、第一噴射時間、第二噴射時間、以及進氣中的EGR率的變化的時間圖；

圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實例在用于響應(yīng)于內(nèi)燃機的內(nèi)燃機負荷的減少而增大EGR率的過渡工作期間，內(nèi)燃機負荷、總?cè)剂蠂娚淞?、第一噴射燃料量、第二噴射燃料量、第一噴射時間、第二噴射時間、以及進氣中的EGR率的變化的時間圖；

圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的實例1的EGR控制的控制流程的流程圖；

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的實例1的燃燒控制的控制流程的流程圖；

圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的實例1的計算燃燒控制參數(shù)的流程的一部分的流程圖；

圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的實例1的計算燃燒控制參數(shù)的流程的另一部分的流程圖；

圖16示出根據(jù)本發(fā)明的實例1的用于計算燃燒控制參數(shù)的圖；

圖17示出在本發(fā)明的實例中在執(zhí)行基本燃燒控制的情況與執(zhí)行高負荷燃燒控制的情況之間的燃燒室中的釋熱率變化的變化圖；

圖18示出在根據(jù)本發(fā)明的實例的高負荷燃燒控制中，相對于第三噴射燃料量Spp變化的內(nèi)燃機1的熱效率變化和煙霧產(chǎn)生量變化；

圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的實例2的燃燒控制的控制流程的一部分的流程圖；

圖20是示出根據(jù)本發(fā)明的實例2的燃燒控制的控制流程的另一部分的流程圖；

圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的實例2的計算燃燒控制參數(shù)的流程的流程圖；

圖22示出根據(jù)本發(fā)明的實例2的用于計算燃燒控制參數(shù)的圖；

圖23是示出根據(jù)本發(fā)明的實例2的EGR控制的控制流程的流程圖；

圖24是示出根據(jù)本發(fā)明的實例3的燃燒控制的控制流程的流程圖。

具體實施方式

以下將參考附圖描述本發(fā)明的具體實施例。將結(jié)合實施例描述的組件的尺寸、材料、形狀、相對布置和其它特性并非旨在將本發(fā)明的技術(shù)范圍僅限于此，除非特別說明。

<實例1>

圖1是示出應(yīng)用本發(fā)明的內(nèi)燃機的進氣和排氣系統(tǒng)的總體配置的示意圖。圖1中所示的內(nèi)燃機1是具有多個氣缸的四沖程循環(huán)、火花點火內(nèi)燃機(汽油內(nèi)燃機)。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，以可滑動方式設(shè)置活塞3?；钊?通過連桿4與未在圖中示出的輸出軸(曲柄軸)連接。氣缸2的內(nèi)部與進氣端口7和排氣端口8連通。進氣端口7在氣缸2內(nèi)的開口端通過進氣閥9打開/關(guān)閉。排氣端口8在氣缸2內(nèi)的開口端通過排氣閥10打開/關(guān)閉。進氣閥9和排氣閥10分別通過未在圖中示出的進氣凸輪和排氣凸輪驅(qū)動以便打開/關(guān)閉。

此外，每個氣缸2具備用于將燃料噴射到氣缸中的燃料噴射閥6。燃料噴射閥6被布置在形成于氣缸2中的燃燒室的頂部的中央處。此外，在內(nèi)燃機1的氣缸蓋中設(shè)置可以點燃通過燃料噴射閥6噴射的燃料的火花塞5。具體地說，燃料噴射閥6具有噴射端口6a，燃料可以通過噴射端口6a沿著16(十六)個方向幾乎徑向噴射，如圖2中所示。以這樣的方式布置火花塞5相對于燃料噴射閥6的位置：從噴射端口6a噴射的燃料噴霧中的至少一者經(jīng)過其中火花塞5能夠點火的區(qū)域5a，并且能夠通過在區(qū)域5a中的電極之間產(chǎn)生的火花直接點燃如此通過該區(qū)域5a的燃料噴霧?；鸹ㄈ?位于兩個進氣閥9之間，以使得它不干擾進氣閥9和排氣閥10的工作。根據(jù)本發(fā)明的裝置中的點火裝置的位置并不限于兩個進氣閥之間的位置。

如上配置的火花塞5和燃料噴射閥6可以執(zhí)行噴霧引導(dǎo)燃燒。換言之，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和燃料噴射閥6適合于能夠在任何所需時間點燃經(jīng)過區(qū)域5a的被噴射燃料，而與內(nèi)燃機1的進氣閥9的打開時間或活塞3的位置無關(guān)?？諝庖龑?dǎo)燃燒和壁引導(dǎo)燃燒也被稱為常規(guī)燃燒方法，其中通過燃料噴射閥噴射的燃料由火花塞直接點燃。在空氣引導(dǎo)燃燒中，通過燃料噴射閥噴射的燃料在進氣閥打開的情況下借助流入燃燒室中的空氣被攜帶到火花塞附近，并且被火花塞點燃。在壁引導(dǎo)燃燒中，噴射的燃料利用設(shè)置在活塞頂部的空腔的形狀被攜帶到火花塞附近，并且被火花塞點燃。在空氣引導(dǎo)燃燒和壁引導(dǎo)燃燒的情況下，難以執(zhí)行燃料噴射和點火，除非達到用于打開進氣閥的預(yù)定時間并且確定了預(yù)定活塞位置。與空氣引導(dǎo)燃燒和壁引導(dǎo)燃燒相比，根據(jù)本實例的噴霧引導(dǎo)燃燒允許非常靈活的燃料噴射和點火計時控制。在本實例中，如圖2中所示，以這樣的方式布置燃料噴射閥6和火花塞5：從噴射端口6a噴射的燃料噴霧中的一者落在火花塞5的電極上。但是，火花塞5的可點火區(qū)域并不限于電極之間的區(qū)域5a，而是還包括電極周圍的區(qū)域。因此，不一定需要從噴射端口6a噴射的燃料噴霧落在火花塞5的電極上。換言之，不一定需要火花塞5的定位與噴射端口6a的燃料噴射方向一致(即，在燃料噴霧的中心軸上)。即使在從噴射端口6a噴射的燃料噴霧偏離火花塞5的電極的情況下，也能夠?qū)е掠苫鸹ㄈ?的電極之間產(chǎn)生的火花開始的噴霧引導(dǎo)燃燒，只要燃料噴霧經(jīng)過可點火區(qū)域即可。因此，在本實例中，需要以這樣的方式布置火花塞5相對于燃料噴射閥6的位置：能夠?qū)е聡婌F引導(dǎo)燃燒。因此，火花塞5可以偏離噴射端口6a的燃料噴射方向(即，燃料噴霧的中心軸)。

返回到圖1，進氣端口7與進氣通路70連通。進氣通路70具備節(jié)流閥71。在節(jié)流閥71上游的進氣通路70中設(shè)置氣流計72。另一方面，排氣端口8與排氣通路80連通。在排氣通路80中設(shè)置廢氣凈化催化劑81，其用于凈化從內(nèi)燃機1排出的廢氣。如將在后面描述的，從內(nèi)燃機1排出的廢氣具有稀于理論空燃比的空燃比，并且可以采用選擇性催化還原NOx催化劑和過濾器作為廢氣凈化催化劑81，選擇性催化還原NOx催化劑能夠去除具有這種稀空燃比的廢氣中的NOx，過濾器能夠捕獲廢氣中的微粒物質(zhì)(PM)。

內(nèi)燃機1的進氣和排氣系統(tǒng)具備EGR裝置30，其將在排氣通路80中流動的廢氣的一部分作為EGR氣體供應(yīng)到進氣通路70中。EGR裝置30包括EGR通路31和EGR閥32。EGR通路31的一端在廢氣凈化催化劑81的上游位置處連接到排氣通路80，并且EGR通路31的另一端在節(jié)流閥71的下游位置處連接到進氣通路70。(例如，EGR通路31的一端可以連接到排氣歧管，并且EGR通路31的另一端可以連接到進氣歧管。)EGR閥32設(shè)置在EGR通路31中。EGR閥32通過改變EGR通路31的EGR氣體通道的橫截面積，控制供應(yīng)到進氣通路70中的EGR氣體的流量(EGR氣體量)。通過控制EGR氣體量，控制流入內(nèi)燃機1中的進氣中的EGR率。進氣通路70具備壓力傳感器73，其布置在EGR通路31的另一端連接到進氣通路70的所在位置的下游位置處。壓力傳感器73可以被布置任何這樣的位置處：在該位置處壓力傳感器73能夠在供應(yīng)EGR氣體之后測量進氣壓力。

電子控制單元(ECU)20附接到內(nèi)燃機1。ECU 20是控制內(nèi)燃機1和廢氣凈化裝置等的工作狀態(tài)的單元。ECU 20與氣流計72、壓力傳感器73、曲軸位置傳感器21、加速器位置傳感器22、以及水溫傳感器23電連接。這些傳感器的測量值被輸入到ECU 20。因此，ECU 20能夠識別內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)，例如由氣流計72測量的進氣量，基于曲柄位置傳感器21的測量值計算的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速，以及基于加速器位置傳感器22的測量值計算的內(nèi)燃機負荷。ECU 20還能夠識別由壓力傳感器73測量的進氣的壓力。此外，ECU 20能夠基于水溫傳感器23的測量值，識別內(nèi)燃機1的冷卻空氣溫度或內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機溫度。ECU 20還與燃料噴射閥6、火花塞5、節(jié)流閥71以及EGR閥32等電連接。這些組件由ECU 20控制。

<基本燃燒控制>

現(xiàn)在將參考圖3描述在具有上述配置的內(nèi)燃機1中執(zhí)行的基本燃燒控制。圖3(a)示意性地示出按照從圖的左側(cè)到右側(cè)的時間序列在內(nèi)燃機1中執(zhí)行的燃燒控制中的燃料噴射和點火的過程(參見圖3(a)的上部行)以及與燃燒相關(guān)的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象被認為作為燃料噴射和點火的結(jié)果在燃燒室中連續(xù)發(fā)生(參見圖3(a)的下部行)。圖3(b)示出包括在圖3(a)中所示的燃料噴射的第一噴射和第二噴射與沿著時間線的點火之間的關(guān)系。圖3中所示的模式僅作為在本實例中執(zhí)行的基本燃燒控制的示意圖給出，并且本發(fā)明不應(yīng)該被認為限于該模式。

在本實例的基本燃燒控制中，在一個燃燒循環(huán)中由燃料噴射閥6執(zhí)行第一噴射和第二噴射。第一噴射是在壓縮沖程期間執(zhí)行的燃料噴射。第二噴射是在第一噴射之后并且在壓縮沖程的上死點(TDC)之前的時間開始的燃料噴射。盡管第二噴射在上死點之前的時間開始，但它可以繼續(xù)經(jīng)過上死點。如圖3(b)中所示，第一噴射的開始時間(以下，其將被簡稱為“第一噴射時間”)由Tp表示，并且第二噴射的開始時間(以下，其將被簡稱為“第二噴射時間”)由Tm表示。第一噴射時間與第二噴射時間之間的間隔(Tm-Tp)被定義為第一噴射間隔Di1。第一噴射燃燒被執(zhí)行為上述噴霧引導(dǎo)燃燒。也就是說，使用火花塞5點燃通過第一噴射而噴射的燃料(以下，其將被稱為“第一噴射燃料”)的預(yù)噴霧。該點火時間由Ts表示，如圖3(b)中所示，并且從第一噴射開始到點火時間的間隔(Ts-Tp)被定義為點火間隔Ds。

在下面，將描述根據(jù)本發(fā)明的基本燃燒控制的過程。

(1)第一噴射

在基本燃燒控制中，在一個燃燒循環(huán)中，首先在壓縮沖程期間的第一噴射時間Tp執(zhí)行第一噴射。相對于第二噴射時間Tm確定第一噴射時間Tp，第二噴射時間Tm將在后面描述。當執(zhí)行第一噴射時，通過燃料噴射閥6噴射的第一噴射燃料的預(yù)噴霧經(jīng)過燃燒室中的火花塞5的可點火區(qū)域5a，如圖2中所示。緊接在第一噴射開始之后，第一噴射燃料的預(yù)噴霧未在燃燒室中廣泛地擴散，而是借助噴射的穿透力在燃燒室中行進，同時使噴射噴嘴前端周圍的空氣卷入。因此，第一噴射燃料的預(yù)噴霧在燃燒室中產(chǎn)生分層空氣-燃料混合物。

(2)第一噴射燃料的點火

在從第一噴射時間Tp起預(yù)定點火間隔Ds之后的點火時間Ts，通過火花塞5點燃如此分層的第一噴射燃料的預(yù)噴霧。如上所述，因為第一噴射燃料分層，所以即使第一噴射燃料量(即，第一噴射燃料的數(shù)量)小，火花塞5周圍的局部空燃比也處于允許通過該點火來燃燒的水平。通過該點火，導(dǎo)致第一噴射燃料的噴霧引導(dǎo)燃燒。換言之，以這樣的方式設(shè)定點火間隔Ds：能夠?qū)е聡婌F引導(dǎo)燃燒。除了由活塞3的壓縮效應(yīng)導(dǎo)致的溫度升高之外，由于噴霧引導(dǎo)燃燒的發(fā)生而在燃燒室中導(dǎo)致溫度升高。但是，通過噴霧引導(dǎo)燃燒而燃燒的燃料僅是第一噴射燃料的一部分，并且第一噴射燃料的大部分在由火花塞5的點火導(dǎo)致的燃燒中未燃燒，而是在點火之后作為“未燃燒殘留燃料”保留在燃燒室中。這是因為通過第一噴射燃料形成的分層空氣-燃料混合物的空燃比在距離火花塞5的電極間區(qū)域相對遠的區(qū)域中如此高，以致火焰不能在這些區(qū)域中傳播。但是，未燃燒殘留燃料暴露于由燃燒室中的一部分第一噴射燃料的燃燒產(chǎn)生的高溫氣氛中。因此，期望借助在不導(dǎo)致未燃燒殘留燃料被燃燒的條件下的低溫氧化，至少一部分未燃燒殘留燃料在其性質(zhì)方面被改良以便具有改善的點火性。但是，應(yīng)該注意，在本發(fā)明的上下文中，第一噴射燃料的未燃燒殘留物指這樣第一噴射燃料的一部分：其在未燃燒狀態(tài)下保留在燃燒室中而沒有在通過火花塞5的點火導(dǎo)致的燃燒中而燃燒，并且未燃燒殘留燃料沒有必要處于表現(xiàn)出特定性質(zhì)的狀態(tài)。

(3)第二噴射

在從第一噴射時間Tp起經(jīng)過第一噴射間隔Di1之后并且在壓縮沖程的上死點之前的第二噴射時間Tm(換言之，在從火花塞5的點火時間Ts起經(jīng)過等于Di-Ds的時間之后的時間Tm)，開始通過燃料噴射閥6的第二次噴射。在該內(nèi)燃機1中，第二噴射燃料自點火并且通過擴散燃燒而燃燒以便對內(nèi)燃機動力做出貢獻，將如后面描述的那樣。因此，將第二噴射時間Tm設(shè)定為這樣時間：幾乎最大化通過由內(nèi)燃機負荷和其它因素確定的第二噴射燃料量的燃燒而獲得的內(nèi)燃機動力。(以下，該噴射時間將被稱為“適當噴射時間”)。通過點燃作為點火源的第一噴射燃料的預(yù)噴霧而產(chǎn)生的火焰開始第二噴射燃料的燃燒。換言之，以這樣的方式設(shè)定第一噴射間隔Di1：將第二噴射時間Tm設(shè)定為適當噴射時間，并且通過點燃預(yù)噴霧而產(chǎn)生的火焰開始第二噴射燃料的燃燒。如果以這種方式設(shè)定第二噴射時間Tm和第一噴射間隔Di1，則必須確定第一噴射時間Tp。在第二噴射燃料的燃燒開始之后，燃燒室中的溫度進一步升高。因此，第一噴射燃料的未燃燒殘留物和第二噴射燃料在升高的溫度場中自點火，并且通過擴散燃燒而燃燒。與此相關(guān)，在第一噴射燃料的未燃燒殘留物的點火性已提高的情況下，預(yù)期進一步促進在第二噴射開始之后的燃料的自點火。

如上所述，在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中，通過第一次噴射、點火、以及第二次噴射導(dǎo)致發(fā)生上述系列燃燒。在本說明書中，第一噴射與第二噴射之間的相關(guān)性將被稱為“第一-第二噴射相關(guān)性”，其能夠通過點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧而產(chǎn)生的火焰開始第二噴射燃料的燃燒，然后能夠使第一噴射燃料的未燃燒殘留物和第二噴射燃料自點火并且通過擴散燃燒而燃燒。換言之，根據(jù)該實施例的基本燃燒控制適合于執(zhí)行第一噴射以及與第一噴射燃料的點火具有第一-第二噴射相關(guān)性的第二噴射。

圖4示出在執(zhí)行根據(jù)本實例的基本燃燒控制的情況下燃燒室中的釋熱率變化。圖4示出在內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為2000rpm的情況下對應(yīng)于四種不同控制模式L1到L4的釋熱率變化。在這些控制模式L1到L4下，當?shù)谝粐娚鋾r間Tp、第一噴射燃料量(即，第一噴射的持續(xù)時間)、第二噴射時間Tm、以及點火時間Ts在控制模式之間相同時，第二噴射燃料量(即，第二噴射的持續(xù)時間)在控制模式之間變化。具體地說，第二噴射燃料量如L1>L2>L3>L4那樣變化。因此，圖4示出在建立第一-第二噴射相關(guān)性的前提下，由第二噴射燃料量的變化而產(chǎn)生的釋熱率變化的變化。

在圖4中，釋熱率在由虛線包圍的部分Z1中顯示第一峰值。該第一峰值指示通過由點燃開始的第一噴射燃料的燃燒而產(chǎn)生的熱量(即，通過噴霧引導(dǎo)燃燒產(chǎn)生的熱量)。在釋熱率顯示第一峰值的時間，尚未執(zhí)行第二噴射，并且通過點燃第一噴射燃料和未燃燒殘留燃料(其是未通過點燃而燃燒的第一噴射燃料的一部分)存在于燃燒室中?，F(xiàn)在，將參考圖5討論第一噴射燃料的未燃燒殘留物。圖5示出在根據(jù)基本燃燒控制執(zhí)行第一噴射的情況下，針對三個燃燒條件L5到L7的第一噴射燃料量與第一噴射燃料的燃燒效率(以下，其將被稱為“第一燃燒效率”)的相關(guān)性。具體地說，作為燃燒條件的第一噴射時間Tp和點火時間Ts按照L5、L6和L7的順序提前，而點火間隔Ds或時間Tp與時間Ts之間的間隔被固定。圖5示出在僅執(zhí)行第一噴射和點火而不執(zhí)行第二噴射的情況下(即，在僅執(zhí)行噴霧引導(dǎo)燃燒的情況下)的上述相關(guān)性。

第一噴射燃料的第一燃燒效率和未燃燒殘留率具有通過下面等式1表示的關(guān)系。具體地說，燃燒效率越高，未燃燒殘留率越低。

(第一噴射燃料的未燃燒殘留率)＝1-(第一噴射燃料的燃燒效率)

(等式1)

參考圖5，如果第一噴射時間Tp和點火時間Ts提前(即，第一噴射間隔Di1增大)而第一噴射燃料量固定，則第一噴射燃料的燃燒效率趨于減小，并且因此未燃燒殘留率趨于增大。相反，即使第一噴射燃料量改變，也可以通過調(diào)整第一噴射時間Tp和點火時間Ts的提前度，保持第一噴射燃料的燃燒效率和未燃燒殘留率恒定。如上所述，根據(jù)本實例的基本燃燒控制能夠通過控制第一噴射燃料量、第一噴射時間Tp、以及點火時間Ts(即，第一噴射間隔Di1)，控制第一噴射燃料的未燃燒殘留率，該未燃燒殘留率是第一-第二噴射相關(guān)性的一個因素。

再次參考圖4，在釋熱率顯示第一峰值的時間之后并且在壓縮沖程的上死點之前的時間Tm處開始第二噴射。然后，如上所述，第二噴射燃料通過由點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧而產(chǎn)生的火焰點燃以便開始燃燒，并且此后與第一噴射燃料的未燃燒殘留物一起自點火以便通過擴散燃燒而燃燒。因此，在壓縮沖程的上死點之后的時間發(fā)生釋熱率的第二峰值，該第二峰值是最高峰值。在圖4中所示的情況下，隨著第二噴射燃料量增加(即，隨著第二噴射的持續(xù)時間增加)，釋熱率的第二峰值的值增加，并且第二峰值出現(xiàn)的時間變得較晚。這意味著隨著第二噴射燃料量增加，第二噴射燃料的燃燒持續(xù)時間增加。由此推測，第二噴射燃料和第一噴射燃料的未燃燒殘留物經(jīng)歷擴散燃燒或者經(jīng)歷能夠被認為基本等效于擴散燃燒的燃燒。

將參考圖6描述在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中發(fā)生的燃料的自點火。圖6示出針對兩種模式L8和L9的燃燒室中的釋熱率變化，在這兩種模式之間，第一噴射燃料量和第二噴射燃料量的比率不同，而在一個燃燒循環(huán)中的總噴射量(即，第一噴射燃料量和第二噴射燃料量的和)保持恒定。在圖6中所示的情況下，內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為2000rpm。在模式L9下，第一噴射燃料量的比例大于在模式L8下。換言之，在模式L9下，第一噴射燃料量大于并且因此第一噴射燃料的未燃燒殘留物也大于在模式L8下。將如在圖6中看到的，在模式L9下，在壓縮沖程的上死點之后出現(xiàn)的釋熱率的第二峰值的值高于在模式L8下。此外，在模式L9下，釋熱率的第二峰值的下降速率(或者在第二峰值之后圖中的曲線斜率)高于在模式L8下。據(jù)推測上述事實表明，在第二噴射開始之后，在模式L9下比在模式L8下更加促進通過自點火導(dǎo)致的第一噴射燃料的未燃燒殘留物和第二噴射燃料的燃燒(即，通過自點火燃燒的燃料比例更大，并且通過擴散燃燒而燃燒的燃料比例更小)。由此認為，第一噴射燃料的未燃燒殘留物有助于促進在第二噴射之后的自點火。本發(fā)明的發(fā)明者證實，在本實例的基本燃燒控制中，在通過控制第一噴射時間Tp和點火時間Ts以及第一噴射燃料量而增加第一噴射燃料的未燃燒殘留物的情況下，也促進在第二噴射之后燃料的自點火?？傊?，在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中，通過調(diào)整與第一噴射和點火相關(guān)的參數(shù)以便增大未燃燒殘留率，能夠促進在第二噴射開始之后燃燒第一噴射燃料的未燃燒殘留物和第二噴射燃料中的自點火。

如上所述，在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中，在由第一噴射導(dǎo)致的噴霧引導(dǎo)燃燒和由火花塞5導(dǎo)致的點火之后，通過進行第二噴射導(dǎo)致發(fā)生燃料的自點火和擴散燃燒。因此，通過基本燃燒控制導(dǎo)致的燃燒類似于所謂的柴油機燃燒，或者可以被認為基本等效于柴油機燃燒。因此，允許燃燒室中的空氣-燃料混合物的空燃比非常高或稀(在大約20與70之間的范圍內(nèi))。為了在如此稀的空燃比下導(dǎo)致燃燒，在根據(jù)本實例的燃燒控制中，節(jié)流閥71的打開程度比在用于汽油內(nèi)燃機的常規(guī)燃燒控制(均勻理論控制)的情況下大。因此，內(nèi)燃機1中的泵損失能夠變得較小。此外，因為通過自點火和擴散燃燒導(dǎo)致對內(nèi)燃機動力做出貢獻的燃燒，所以還能夠使內(nèi)燃機1中的冷卻損失比在均勻理論控制的情況下小。因此，根據(jù)本實例的基本燃燒控制能夠獲得高熱效率，而通過用于汽油內(nèi)燃機的常規(guī)燃燒控制不能獲得這種高熱效率。

<第一-第二噴射相關(guān)性的描述>

在下面，將具體描述第一噴射燃料量、第二噴射燃料量、以及第一噴射間隔，它們是用于建立上述第一-第二噴射相關(guān)性的相關(guān)技術(shù)因素。

將第二噴射時間設(shè)定為幾乎最大化內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機動力的適當噴射時間。因此，通過增加第二噴射燃料量，能夠在一定程度上獲得內(nèi)燃機負荷增加而需要的內(nèi)燃機動力。但是，因為在燃燒室中的壓力非常高的壓縮沖程的上死點附近的時間執(zhí)行第二噴射，所以通過燃料噴射閥6噴射的燃料噴霧的穿透力低。換言之，通過第二噴射而噴射的燃料噴霧不太可能廣泛地擴散。為此，如果第二噴射燃料量增加太多，則在第二噴射燃料的噴霧周圍存在的氧量或者可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量相對于燃料量變得不足，從而可能導(dǎo)致煙霧產(chǎn)生量增加。此外，在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中，需要在第二噴射之后發(fā)生燃料的自點火。如果第二噴射燃料量過大，則存在這樣的可能性：可能由于第二噴射燃料的蒸發(fā)潛熱而使燃燒室中的溫度降低，從而使燃燒不穩(wěn)定。

另一方面，在壓縮沖程期間的第一噴射時間Tp執(zhí)行第一噴射。因此，通過火花塞5點燃的第一噴射燃料的燃燒可以被認為與內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機動力抵消。但是，在通過點燃導(dǎo)致的第一噴射燃料的預(yù)噴霧的燃燒中需要的僅是產(chǎn)生用作第二噴射燃料的燃燒的點火源的火焰。因此，在通過點燃導(dǎo)致的燃燒中燃燒的燃料僅是第一噴射燃料的一部分。因此，與內(nèi)燃機動力抵消的第一噴射燃料的噴霧引導(dǎo)燃燒的效果較小。未在通過火花塞5的點火導(dǎo)致的燃燒中燃燒的第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射之后的第二噴射燃料一起，在自點火和擴散燃燒中燃燒以對內(nèi)燃機動力做出貢獻。因此，通過增加第一噴射燃料量并且增大其未燃燒殘留率，也能夠在一定程度上獲得內(nèi)燃機負荷增加而需要的內(nèi)燃機動力。

如上所述，以這樣的方式設(shè)定第一噴射間隔Di1(在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中，其是第一噴射時間與第二噴射時間之間的間隔)：通過點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰開始第二噴射燃料的燃燒。此外，考慮整體燃燒的熱效率、第一噴射燃料的未燃燒殘留物量、以及煙霧產(chǎn)生量，確定第一噴射間隔Di1。

圖7示出第一噴射間隔Di1與內(nèi)燃機1的熱效率之間的關(guān)系。圖7示出在第一噴射間隔Di1變化，而第一噴射燃料量、第二噴射燃料量、以及點火間隔Ds固定的情況下的這種關(guān)系。

在本實例中，借助一個燃料噴射閥6執(zhí)行第一噴射和其后的第二噴射。因為其機械結(jié)構(gòu)，燃料噴射閥通常具有能夠在連續(xù)執(zhí)行多次噴射中設(shè)定的最小噴射間隔。在圖7中，因為燃料噴射閥6的機械限制而不可行的第一噴射間隔的范圍(即，Di1低于Di1a的范圍)被指示為機械限制范圍R1。另一方面，隨著第一噴射間隔Di1增大，在更接近通過點燃第一噴射燃料而開始的燃燒過程的結(jié)束的時間執(zhí)行第二噴射。在接近燃燒過程結(jié)束的時段中，因為第一噴射燃料的燃燒即將結(jié)束，所以難以通過由燃燒第一噴射燃料產(chǎn)生的火焰開始第二噴射燃料的燃燒。為此，如果第一噴射間隔Di1太大，則存在這樣的可能性：不可能燃燒第二噴射燃料，從而導(dǎo)致啞火。在圖7中，其中極有可能發(fā)生啞火的第一噴射間隔Di1的范圍(即，Di1高于Di1b的范圍)被指示為啞火發(fā)生范圍R2。啞火發(fā)生范圍R2的下限(圖7中的Di1b)根據(jù)第一噴射燃料量而變化。如果第一噴射燃料量增加，則通過點火開始的第一噴射燃料的燃燒的持續(xù)時間將持續(xù)較長時段。然后，能夠以較長第一噴射間隔Di1燃燒第二噴射燃料。

根據(jù)以上所述，考慮到熱效率，在圖7中優(yōu)選地將第一噴射間隔Di1設(shè)定為Di1x，其落入由下限D(zhuǎn)i1a和上限D(zhuǎn)i1b限定的范圍Rd內(nèi)，并且內(nèi)燃機1的熱效率在該范圍內(nèi)具有其峰值。

如上所述，在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中，通過燃燒第一噴射燃料產(chǎn)生的火焰開始第二噴射燃料的燃燒，第二噴射燃料自點火并且與第一噴射燃料的未燃燒殘留物一起通過擴散燃燒而燃燒。在第二噴射燃料燃燒的早期階段，通過燃燒第一噴射燃料產(chǎn)生的火焰和第一噴射燃料的未燃燒殘留物不均勻地分布在燃燒室中，并且往往不會促進燃燒室中的第二噴射燃料和空氣的混合。因此，如果當執(zhí)行第二噴射時第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料在燃燒室中重疊，則在重疊區(qū)域周圍存在的氧量或者可用于重疊區(qū)域中的燃料燃燒的氧量相對于燃料量可能不足，并且可能產(chǎn)生煙霧。煙霧的產(chǎn)生表明燃燒沒有在良好的條件下進行。因此，煙霧產(chǎn)生量越大，熱效率往往越低。為了減少煙霧的產(chǎn)生，需要減少第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊。但是，如上所述，將第二噴射時間設(shè)定為壓縮沖程的上死點之前的適當噴射時間，以便提高內(nèi)燃機1的熱效率。因此，為了減少第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊(這種重疊往往導(dǎo)致煙霧的產(chǎn)生)，優(yōu)選地調(diào)整第一噴射間隔Di1，同時將第二噴射時間設(shè)定為適當噴射時間，即優(yōu)選地調(diào)整第一噴射時間。

圖8示出針對三種模式(參見圖8中圖(a))，煙霧產(chǎn)生量與第一噴射時間Tp之間的關(guān)系(參見圖8中的圖(b))以及熱效率與第一噴射時間Tp之間的關(guān)系(參見圖8中的圖(c))，在這三種模式中第一噴射燃料量和第二噴射燃料量的比例變化，而第一噴射燃料和第二噴射燃料的總量固定，其中第二噴射時間Tm被固定在壓縮沖程的上死點之前的預(yù)定時間并且第一噴射時間Tp變化。點火間隔Ds(即，從第一噴射時間Tp到點火時間Ts的時間長度)在所有模式中相同。在各個模式1到3中的第一噴射燃料量與第二噴射燃料量之間的關(guān)系如下：

模式1：第一噴射燃料量＝X1，第二噴射燃料量＝Y(jié)1，

模式2：第一噴射燃料量＝X2，第二噴射燃料量＝Y(jié)2，以及

模式3：第一噴射燃料量＝X3，第二噴射燃料量＝Y(jié)3，

其中X1>X2>X3，并且Y1<Y2<Y3。

在圖8中的圖(b)中，模式1中的煙霧量變化由L11表示，模式2中的煙霧量變化由L12表示，并且模式3中的煙霧量變化由L13表示。在圖8中的圖(c)中，模式1中的熱效率變化由L14表示，模式2中的熱效率變化由L15表示，并且模式3中的熱效率變化由L16表示。在圖8的圖(b)、(c)中，模式1中的煙霧和熱效率的測量點由圓表示，模式2中的煙霧和熱效率的測量點由三角形表示，并且模式3中的煙霧和熱效率的測量點由菱形表示。在各個模式中使熱效率最高的第一噴射時間Tp時的煙霧和熱效率的測量點由實心黑色圓、三角形和菱形表示。

在此，當專注于上述實心黑色測量點時，我們考慮從模式3轉(zhuǎn)變到模式2并且然后轉(zhuǎn)變到模式1。如可以看到的，通過增加第一噴射燃料量并且使第一噴射時間Tp提前，可以在減少或保持煙霧產(chǎn)生量的同時將內(nèi)燃機1的熱效率保持在最高水平附近(參見圖8中的圖(b))。如果第一噴射燃料量和第二噴射燃料量的總和相同，則增加第一噴射燃料量必然導(dǎo)致第二噴射燃料量的減少。通過在第一噴射燃料量增加時使第一噴射時間Tp提前，可以增加第一噴射燃料的未燃燒殘留物(即，可以增大未燃燒殘留率)。據(jù)認為，這是因為如果第一噴射時間提前，則當燃燒室中的壓力較低時執(zhí)行第一噴射，并且因此，第一噴射燃料的預(yù)噴霧的穿透力相對較高以便促進第一噴射燃料在燃燒室中的擴散。因此，因為第一噴射燃料在燃燒室中更廣泛地擴散，所以通過點燃產(chǎn)生的火焰所未被傳播到的未燃燒殘留燃料量增加。因此，在第二噴射開始之后，較大量的未燃燒殘留燃料與第二噴射燃料一起經(jīng)歷自點火和擴散燃燒。因此，能夠通過增加由第一噴射燃料的未燃燒殘留物的燃燒提供的動力，補償由于第二噴射燃料量的減少而導(dǎo)致的輸出動力的減小。此外，第一噴射燃料在燃燒室中的廣泛擴散能夠減少在第二噴射之后第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊。因此，還能夠減少由于第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊而產(chǎn)生的煙霧。因此，通過增加第一噴射燃料量并且使第一噴射時間Tp提前，可以在將內(nèi)燃機1的熱效率保持在令人滿意的水平的同時減少煙霧產(chǎn)生量。

從圖8中的圖(c)將理解，如果假設(shè)在將第一噴射時間Tp固定為例如在模式3中獲得最高熱效率的時間Ta的同時，根據(jù)模式1到3執(zhí)行第一噴射，則隨著第一噴射燃料量增加，煙霧產(chǎn)生量增加，并且內(nèi)燃機1的熱效率降低。從該事實還將理解，上述控制第一噴射的方式(其中隨著第一噴射燃料量增加，使噴射時間Tp提前)在減少煙霧和提高熱效率方面是有效的。

<考慮EGR率的燃料噴射控制>

在本實例中，EGR裝置30向內(nèi)燃機1供應(yīng)EGR氣體。供應(yīng)EGR氣體能夠減少NOx形成量。但是，進氣中的高EGR率可以導(dǎo)致煙霧產(chǎn)生量的增加。將參考圖9描述一個燃燒循環(huán)中的第一噴射燃料量與總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷?第一噴射率)和第二噴射燃料量與總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷?第二噴射率)、進氣中的EGR率、以及煙霧產(chǎn)生量之間的相互關(guān)系。在圖9中的圖(a)中，線La表示一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞?，線Lp1、Lp2表示第一噴射燃料量，并且線Lm1、Lm2表示第二噴射燃料量。在圖9中的圖(b)中，線Ls1表示在第一噴射率和第二噴射率針對所有EGR率而保持恒定的情況下(如由圖9中的圖(a)中的線Lp1和Lm1表示)，煙霧產(chǎn)生量相對于EGR率的變化。在圖9中的圖(b)中，線Ls2表示在第一噴射率和第二噴射率相對于EGR率而變化的情況下(如由圖9中的圖(a)中的線Lp2和Lm2表示)，煙霧產(chǎn)生量相對于EGR率的變化。圖9中的圖(c)示出氣缸2中的燃燒室中的氧量相對于EGR率的變化。

如從圖9中的圖(b)中的線Ls1與線Ls2的比較將看到的，如果一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞肯嗤?，則在針對進氣中的較高EGR率使第一噴射率較高的情況下，煙霧產(chǎn)生量能夠比在第一噴射率保持恒定而與EGR率無關(guān)的情況下變得更小。下面將描述其原因。

如上所述，因為第二噴射燃料的噴霧的穿透力低，所以第二噴射燃料的噴霧不太可能在燃燒室中廣泛地擴散。第二噴射燃料的燃燒消耗存在于第二噴射燃料的噴霧附近的氧。如圖9中的圖(c)中所示，如果進氣的流量相同，則進氣中的EGR率越高，燃燒室中的氧量越小。因此，進氣中的EGR率越高，當執(zhí)行第二噴射時存在于第二噴射燃料的噴霧附近的氧量越小。因此，當EGR率高時，難以提供令人滿意地燃燒第二噴射燃料需要的足夠氧量。這因此導(dǎo)致煙霧產(chǎn)生量增加。另一方面，如果進氣的流量相同，則進氣中的EGR率越低，燃燒室中的惰性氣體量越小。因此，進氣中的EGR越低，越促進燃燒室中的燃燒。因此，第一噴射燃料的噴霧引導(dǎo)燃燒中的第一燃燒效率變得較高(換言之，未燃燒殘留率變得較低)。這意味著在第二噴射之前的第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量變得較大。因此，當EGR率變得較低時，即使供應(yīng)到燃燒室中的氧量增加，在第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量也過度增加，以使得當執(zhí)行第二噴射時，難以提供令人滿意地燃燒第二噴射燃料需要的足夠氧量。這也導(dǎo)致煙霧產(chǎn)生量增加。

因此，進氣中的EGR率越高，第一噴射率變得越高，如由圖9中的圖(a)中的線Lp2和Lm2表示的那樣。換言之，進氣中的EGR率越高，第二噴射率變得越低。因此，燃燒室中的氧量越小，當執(zhí)行第二噴射時形成燃料噴霧的區(qū)域中存在的燃料量能夠變得越小。因此，能夠防止可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

如果第一噴射率增大，則第一噴射燃料量增加，并且通過火花塞5點燃的燃料量相應(yīng)地增加。但是，EGR率越高，燃燒室中的惰性氣體量越大，并且通過火花塞5點燃預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰越不太可能廣泛傳播。因此，EGR率越高，第一噴射燃料的未燃燒殘留率越高。因此，如果針對較高EGR率增大第一噴射率，同時由于第一噴射燃料量的增加而導(dǎo)致通過火花塞5點燃的燃料量增加，則保持未燃燒的第一噴射燃料量的增加大于通過由點燃產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的第一噴射燃料量的增加。與在第二噴射時間形成第二噴射燃料的噴霧的燃燒室中的區(qū)域相比，第一噴射燃料的未燃燒殘留物更廣泛地擴散。因此，即使當EGR率高時，也可以提供通過自點火或擴散燃燒而燃燒第一噴射燃料的未燃燒殘留物需要的足夠氧量。因此，即使當EGR率高時第一噴射率增大，煙霧產(chǎn)生量也不可能增加。

EGR率越低，第一噴射率減小得越多。然后，燃燒室中的惰性氣體量越小，燃燒室中存在的第一噴射燃料量能夠變得越小。因此，在燃燒室中的惰性氣體量小的情況下，通過由火花塞5的點火導(dǎo)致的火焰的傳播而燃燒的燃料量能夠變小。換言之，在執(zhí)行第二噴射之前在第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量能夠變小。因此，能夠防止當執(zhí)行第二噴射時可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

當進氣中的EGR率增大時，燃燒室中的惰性氣體量增加，并且因此火花塞5對第一噴射燃料的預(yù)噴霧的點火性劣化。然后，可能不會形成開始第二噴射燃料的燃燒的火焰，并且柴油機燃燒變得不穩(wěn)定。在針對較高EGR率使第一噴射率變得較高的情況下，燃燒室中的惰性氣體量越大，通過火花塞5點燃的燃料量能夠變得越大。因此，保持未燃燒的第一噴射燃料量增加，并且有助于通過火花塞5點燃預(yù)噴霧而形成火焰的燃料量也增加。因此，即使當由于高EGR率而導(dǎo)致燃燒室中的惰性氣體量增加時，也能夠通過增大第一噴射率來防止通過火花塞5點燃預(yù)噴霧中的點火性的劣化。如上所述，第一噴射燃料的未燃燒殘留物有助于促進在第二噴射開始之后燃料的自點火。因此，當通過針對較高EGR率使第一噴射率變得較高而增加第一噴射燃料的未燃燒殘留物量時，促進在第二噴射開始之后燃料的自點火。由于上述原因，針對較高EGR率使第一噴射率變得較高能夠有利地提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

<過渡工作控制>

在內(nèi)燃機1的過渡工作期間，在某些情況下，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的變化，進氣中的EGR率改變。在這些情況下，通過調(diào)整EGR閥32的開度，將進氣中的EGR率調(diào)整到適合于目標內(nèi)燃機負荷的目標EGR率。具體地說，當通過減少EGR氣體量而減小EGR率時，EGR閥32的開度減小。當通過增加EGR氣體量而增大EGR率時，EGR閥32的開度增大。但是，在EGR閥32的開度改變?yōu)閷?yīng)于目標EGR率的值之后，進氣中的實際EGR率變得等于目標EGR率需要一些時間。換言之，在內(nèi)燃機1的過渡工作期間，在EGR率相對于燃料噴射量變化的變化中存在響應(yīng)延遲。

因此，在用于將內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷改變到目標內(nèi)燃機負荷的過渡工作期間，在響應(yīng)延遲時段內(nèi)，進氣中的實際EGR率高于或低于目標EGR率，該響應(yīng)延遲時段從一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞孔兊玫扔趯?yīng)于目標內(nèi)燃機負荷的目標總?cè)剂蠂娚淞康臅r間起到進氣中的實際EGR率變得等于目標EGR率的時間。在其間實際EGR率高于或低于目標EGR率的時段中，如果以與在穩(wěn)態(tài)工作期間相同的方式基于內(nèi)燃機負荷確定第一噴射率和第二噴射率，則第一噴射燃料量和第二噴射燃料量可能不適于實際EGR率，從而可能導(dǎo)致煙霧產(chǎn)生量的增加和/或柴油機燃燒的不穩(wěn)定性。鑒于此，在本實例中，為了減少煙霧產(chǎn)生量并且實現(xiàn)穩(wěn)定的柴油機燃燒，當內(nèi)燃機1處于過渡工作時，將第一噴射率和第二噴射率設(shè)定為不同于穩(wěn)態(tài)工作期間的值。

圖10和11示出在內(nèi)燃機1的過渡工作期間，內(nèi)燃機負荷、一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞?、第一噴射量、第二噴射量、第一噴射時間、第二噴射時間、以及進氣中的EGR率的變化的時間圖。圖10示出在隨著內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷的減少而減小EGR率的情況下各個值的變化。圖11示出在隨著內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷的增加而增大EGR率的情況下各個值的變化。在圖10和11的圖(a)中，線Lq表示內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷隨時間的變化。在圖10和11的圖(b)中，線La表示一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞侩S時間的變化，線Lp表示第一噴射量隨時間的變化，并且線Lm表示第二噴射量隨時間的變化。在圖10和11的圖(c)中，線Ltp表示第一噴射時間隨時間的變化，并且線Ltm表示第二噴射時間隨時間的變化。在圖10和11的圖(d)中，線Legr表示進氣中的EGR率隨時間的變化。

在圖10中，內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷在時間T1處減少到目標內(nèi)燃機負荷Qet。因此，在時間T1處，一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞繙p少到對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標總?cè)剂蠂娚淞縎at。此外，在時間T1處，EGR閥32的開度減小以便將EGR率減小到對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標EGR率Regrt。但是，在EGR率的變化中存在響應(yīng)延遲，如上所述。因此，在圖10中實際EGR率減小以便在時間T2處達到目標EGR率Regrt。因此，如圖10中的圖(d)中所示，在從時間T1到時間T2的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，實際EGR率高于目標EGR率Regrt。

基于內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷確定的第一噴射燃料量和第二噴射燃料量的基準值將分別被稱為“基準第一噴射燃料量”和“基準第二噴射燃料量”。在假設(shè)內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作的情況下，即在假設(shè)進氣中的實際EGR率在適合于內(nèi)燃機負荷的值處的情況下，確定基準第一噴射燃料量和基準第二噴射燃料量的值。在圖10中的圖(b)中，對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射燃料量由Spb指示，并且對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射燃料量由Smb指示。

如上所述，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1或者從時間T1到時間T2的時段內(nèi)，進氣中的實際EGR率高于目標EGR率Regrt。在響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，如果將第一噴射燃料量控制為等于基準第一噴射燃料量Spb并且將第二噴射燃料量控制為等于基準第二噴射燃料量Smb，則第一噴射燃料量對于實際EGR率而言太小，并且第二噴射燃料量對于實際EGR率而言太大。然后，難以保持在形成第二噴射燃料的噴霧的區(qū)域中燃燒可用第二噴射燃料需要的足夠氧量。因此，煙霧產(chǎn)生量將增加。此外，火花塞5對第一噴射燃料的預(yù)噴霧的點火性劣化，并且因此柴油機燃燒變得不穩(wěn)定。

考慮到上述情況，在本實例中，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，對應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的第一噴射燃料量和第二噴射燃料量被修正，如圖10中的圖(b)中所示。具體地說，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，使第一噴射燃料量大于基準第一噴射燃料量Spb，并且使第二噴射燃料量小于基準第二噴射燃料量Smb。換言之，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，在內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷等于目標內(nèi)燃機負荷Qet并且進氣中的實際EGR率等于目標EGR率Regrt的時間內(nèi)，使第一噴射率高于并且使第二噴射率低于它們相應(yīng)的值。借助該控制，能夠防止在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)發(fā)生可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧的產(chǎn)生。此外，能夠提高在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)通過火花塞5的第一噴射燃料的預(yù)噴霧的點火性。此外，能夠增加有助于促進自點火的第一噴射燃料的未燃燒殘留物量。因此，能夠提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中，以這樣的方式基于內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷確定第一噴射時間和第二噴射時間：將第二噴射時間設(shè)定為上述適當噴射時間，并且將第一噴射時間與第二噴射時間之間的間隔設(shè)定為等于上述第一噴射間隔?；趦?nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷確定的第一噴射時間和第二噴射時間的基準值將被稱為“基準第一噴射時間”和“基準第二噴射時間”。在假設(shè)內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作的情況下，即在假設(shè)實際EGR率等于對應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的目標EGR率的情況下，確定基準第一噴射時間和基準第二噴射時間的值。在圖10中的圖(c)中，對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射時間由Tpb指示，并且對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射時間由Tmb指示。

在本實例中，如圖10中的圖(c)中所示，在其間修正第一噴射燃料量和第二噴射燃料量的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，還修正第一噴射時間和第二噴射時間。具體地說，在其間從基準第一噴射燃料量起增加第一噴射燃料量的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，第一噴射時間提前于(或者變得早于)基準第一噴射時間Tpb。在這種情況下，根據(jù)第一噴射燃料量比基準第一噴射燃料量Spb的增加量，設(shè)定第一噴射時間比基準第一噴射時間Tpb的提前量。在第一噴射時間提前的情況下，通過火花塞5點火的時間(點火時間)也被提前以便保持最佳點火間隔。如上所述，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，進氣中的實際EGR率高于目標EGR率Regrt，并且因此第一噴射燃料的未燃燒殘留率高。如果根據(jù)第一噴射燃料量的增加而提前第一噴射時間，則能夠進一步增大第一噴射燃料的未燃燒殘留率。具體地說，與在將第一噴射時間設(shè)定為基準第一噴射時間Tpb的情況相比，有助于促進在第二噴射開始之后自點火的第一噴射燃料的未燃燒殘留率能夠被增加更多。因此，能夠進一步提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi)，根據(jù)第一噴射時間的提前，第二噴射時間也提前于(或者變得早于)基準第二噴射時間Tmb。因此，能夠維持適當?shù)谝粐娚溟g隔Di1。EGR率越高，在第二噴射進行之后發(fā)生的燃燒越緩慢。因此，在其間實際EGR率高于目標EGR率的時段中，第二噴射時間提前于基準第二噴射時間Tmb。因此，第二噴射時間保持在適當噴射時間。

在圖11中所示的情況下，在時間T3處內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷增加到目標內(nèi)燃機負荷Qet。因此，在時間T3處，一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞吭黾拥綄?yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標總?cè)剂蠂娚淞縎at。此外，在時間T3處，EGR閥32的開度增大以便將EGR率增大到對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標EGR率Regrt。但是，在EGR率的變化中存在響應(yīng)延遲，如上所述。因此，實際EGR率增大以便在圖11中的時間T4處達到目標EGR率Regrt。因此，如圖11中的圖(d)中所示，在從時間T3到時間T4的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，進氣中的實際EGR率低于目標EGR率Regrt。

在圖11中的圖(b)中，對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射燃料量由Spb指示，并且對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射燃料量由Smb指示。如上所述，在從時間T3到時間T4的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，進氣中的實際EGR率低于目標EGR率Regrt。在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，如果將第一噴射燃料量控制為等于基準第一噴射燃料量Spb并且將第二噴射燃料量控制為等于基準第二噴射燃料量Smb，則第一噴射燃料量對于實際EGR率而言太大。然后，盡管因為實際EGR率低于目標EGR率Regrt而使供應(yīng)給燃燒室的氧量增加，但在第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量增加太多。因此，當執(zhí)行第二噴射時，難以提供令人滿意地燃燒第二噴射燃料需要的足夠氧量。因此，煙霧產(chǎn)生量將增加。

考慮到上述情況，在本實例中，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，對應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的第一噴射燃料量和第二噴射燃料量被修正，如圖11中的圖(b)中所示。具體地說，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，使第一噴射燃料量小于基準第一噴射燃料量Spb，并且使第二噴射燃料量大于基準第二噴射燃料量Smb。換言之，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，在內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷等于目標內(nèi)燃機負荷Qet并且進氣中的實際EGR率等于目標EGR率Regrt的時段內(nèi)，使第一噴射率低于并且使第二噴射率高于它們相應(yīng)的值。借助該控制，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，能夠使在第二噴射之前的第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量較小。因此，能夠防止在執(zhí)行第二噴射時發(fā)生可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧的產(chǎn)生。

在本實例中，如圖11中的圖(c)中所示，在其間修正第一噴射燃料量和第二噴射燃料量的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，還修正第一噴射時間和第二噴射時間。具體地說，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，第二噴射時間遲于(或者變得晚于)基準第二噴射時間Tmb。在這種情況下，根據(jù)第二噴射燃料量比基準第二噴射燃料量Smb的增加量，設(shè)定第二噴射時間比基準第二噴射時間Tmb的延遲量。如上所述，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，燃燒室中的惰性氣體量相對小，因為進氣中的實際EGR率低于目標EGR率Regrt。如果在這種情況下第二噴射燃料量增加，則發(fā)生爆震的可能性高。根據(jù)第二噴射燃料量的增加使第二噴射時間遲于基準第二噴射時間Tmb能夠減小發(fā)生爆震的可能性。

在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi)，根據(jù)第二噴射時間的延遲，第一噴射時間也遲于(或者變得晚于)基準第一噴射時間Tpb。因此，能夠維持適當?shù)谝粐娚溟g隔Di1。

<EGR控制流程>

在下面，將參考圖12描述根據(jù)本實例的EGR控制的控制流程。圖12是根據(jù)本實例的EGR控制的控制流程的流程圖。該控制流程被預(yù)先存儲在ECU 20中，并且當內(nèi)燃機1正在工作時，通過執(zhí)行存儲在ECU 20中的控制程序以預(yù)定間隔被重復(fù)執(zhí)行。

在該流程中，首先在步驟S101，基于加速器位置傳感器22的測量值計算內(nèi)燃機1的目標內(nèi)燃機負荷Qet。然后，在步驟S102，基于在步驟S101計算的目標內(nèi)燃機負荷Qet計算目標EGR率Regrt。在本實例中，預(yù)先例如根據(jù)實驗確定內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與進氣中的EGR率之間的相互關(guān)系，并且將其作為圖或函數(shù)存儲在ECU 20中。在步驟S102，使用該圖或函數(shù)計算目標EGR率Regrt。然后，在步驟S103，計算與在步驟S102計算的目標EGR率Regrt對應(yīng)的EGR閥32的目標開度Vegrt。然后，在步驟S104，將EGR閥32的開度控制到在步驟S103計算的目標開度Vegrt。

當在內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作的情況下根據(jù)上述流程執(zhí)行所述過程時，在步驟S104將EGR閥32的開度保持原樣，以便將進氣中的EGR率保持在對應(yīng)于當前內(nèi)燃機負荷的EGR率。另一方面，在內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是過渡工作并且目標EGR率Regrt隨著目標內(nèi)燃機負荷Qet的變化而改變的情況下，在步驟S104改變EGR閥32的開度。如上所述，在EGR閥32的開度改變之后，進氣中的實際EGR率需要一些時間才能達到隨著目標內(nèi)燃機負荷Qet的變化而被更新的目標EGR率Regrt。

<燃燒控制流程>

將參考圖13到15描述根據(jù)本實例的燃燒控制的控制流程。圖13是根據(jù)本實例的燃燒控制的控制流程的流程圖。圖14和15是根據(jù)本實例的計算在燃燒控制中使用的參數(shù)的基準值的流程圖，這些基準值包括基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、以及基準點火時間Tsb。這些流程被預(yù)先存儲在ECU 20中，并且當內(nèi)燃機1正在工作時，通過執(zhí)行存儲在ECU 20中的控制程序以預(yù)定間隔被重復(fù)執(zhí)行。這些控制流程與圖12中所示的EGR控制的控制流程同時執(zhí)行。

圖16示出根據(jù)本實例的用于計算燃燒控制中的負荷適合噴射量(即，適合于內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷的燃料噴射量)S0、基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、以及基準點火時間Tsb的示例性圖。在圖16中的上部圖(a)中，線L20表示內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與負荷適合噴射量S0之間的關(guān)系，線L21表示內(nèi)燃機負荷與基準第一噴射燃料量Spb之間的關(guān)系，并且線L22表示內(nèi)燃機負荷與基準第二噴射燃料量Smb之間的關(guān)系。在圖16中的圖(a)中，M1表示保持未通過由火花塞5的點火產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的第一噴射燃料的未燃燒殘留物量。在圖16中的圖(a)中，S1是與工作范圍R3(以下，其將被稱為“低負荷范圍R3”)和另一個工作范圍R4(以下，其將被稱為“中負荷范圍R4”)之間的邊界上的內(nèi)燃機負荷對應(yīng)的負荷適合燃料噴射量。以下，該燃料噴射量S1將被稱為“第一預(yù)定量S1”。在圖16中的圖(a)中，S2(>S1)是與中范圍R4和另一個工作范圍R5(以下，其將被稱為“高負荷范圍R5”)之間的邊界上的內(nèi)燃機負荷對應(yīng)的負荷適合燃料噴射量。以下，該燃料噴射量S2將被稱為“第二預(yù)定量S2”。

在圖16中的下部圖(b)中，線L31表示內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與基準第一噴射時間Tpb之間的關(guān)系，線L30表示內(nèi)燃機負荷與基準點火時間Tsb之間的關(guān)系，并且線L32表示內(nèi)燃機負荷與基準第二噴射時間Tmb之間的關(guān)系。線L31與線L32之間的距離表示第一噴射間隔Di1，并且線L31與L30之間的距離表示點火間隔Ds。圖16中的圖(b)的縱軸表示相對于壓縮沖程的上死點的曲柄角(BTDC)，其中較大值表示壓縮沖程期間的較早時間。

在圖13中所示的燃燒控制的控制流程中，首先在步驟S201，基于加速器位置傳感器22的測量值計算內(nèi)燃機1的目標內(nèi)燃機負荷Qet。然后，在步驟S202，基于在步驟S201計算的目標內(nèi)燃機負荷Qet計算負荷適合噴射量S0。具體地說，使用由圖16中的圖(a)中的線L20表示的圖，計算對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的負荷適合噴射量S0。在本實例中，目標內(nèi)燃機負荷與負荷適合噴射量S0之間的關(guān)系記錄在控制圖中，其中負荷適合噴射量S0隨著目標內(nèi)燃機負荷增加而增加，如由線L20表示的那樣。然后，在步驟S203，根據(jù)圖14和15中所示的流程，計算對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射燃料量Spb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射燃料量Smb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射時間Tpb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射時間Tmb、以及對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準點火時間Tsb。

在圖14中所示的流程中，首先在步驟S301，使用由線L32表示的控制圖確定對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射時間Tmb。如上所述，為了提高內(nèi)燃機1的熱效率，將基準第二噴射時間Tmb設(shè)定為壓縮沖程的上死點之前的適當噴射時間。已根據(jù)先前針對內(nèi)燃機負荷的每個值進行的實驗測量內(nèi)燃機1中的適當噴射時間，并且已基于測量結(jié)果準備由線L32表示的控制圖。隨著內(nèi)燃機負載增加到特定內(nèi)燃機負載，基準第二噴射時間Tmb逐漸提前。但是，在高負荷范圍R5內(nèi)(即，在負荷適合噴射量S0等于或大于S2的范圍內(nèi))，提前度保持在上限值。這是因為根據(jù)第二噴射燃料量Sm確定第二噴射時間的適當噴射時間，并且在高負荷范圍R5內(nèi)基準第二噴射燃料量Sm被固定到最大基準第二噴射燃料量Smbmax，如后面將描述的那樣。

然后，在步驟S302，判定在圖13中所示的流程中的步驟S202計算的負荷適合噴射量S0是否等于或小于第一預(yù)定量S1，換言之，判定內(nèi)燃機1的目標內(nèi)燃機負荷Qet是否在低負荷范圍R3內(nèi)。低負荷范圍R3被定義為這樣的工作范圍：其中燃料噴射量如此小以至于即使響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而僅增加第二噴射燃料量，由于第二噴射燃料的蒸發(fā)潛熱而導(dǎo)致的煙霧量增加的可能性和不穩(wěn)定燃燒的可能性也較低。如果在步驟S302做出的判定是肯定的，則接下來執(zhí)行步驟S303的處理。如果在步驟S302做出的判定是否定的，則接下來執(zhí)行步驟S307的處理。

如果在步驟S302做出的判定是肯定的，換言之，如果負荷適合噴射量S0等于或小于第一預(yù)定量S1(即，如果內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷在低負荷范圍R3內(nèi))，則在步驟S303，基于由圖16中的圖(a)中的線L21表示的控制圖將基準第一噴射燃料量Spb設(shè)定為最小基準第一噴射燃料量Spbmin。最小基準第一噴射燃料量Spbmin是基準第一噴射燃料量的下限值，當執(zhí)行第二噴射時，基準第一噴射燃料量的下限值能夠產(chǎn)生用作開始第二噴射燃料的燃燒的點火源的火焰。如果第一噴射燃料量Sp大，則促進由通過火花塞5的點火導(dǎo)致的燃燒(即，噴霧引導(dǎo)燃燒)，并且因此存在這樣的可能性：第一噴射燃料的未燃燒殘留率可能變小。將基準第一噴射燃料量Spb設(shè)定為最小基準第一噴射燃料量Spbmin能夠使未燃燒殘留率盡可能高。因此，在低負荷范圍R3內(nèi)，將基準第一噴射燃料量Spb設(shè)定為最小基準第一噴射燃料量Spbmin。這使得可以在確保穩(wěn)定燃燒的同時獲得高熱效率。如上所述，在低負荷范圍R3內(nèi)，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而僅增加第二噴射燃料量Sm，并且在低負荷范圍R3內(nèi)，基準第一噴射燃料量Spb被固定在最小基準第一噴射燃料量Spbmin，如由圖16中的圖(a)中的線L21表示的那樣。

然后，在步驟S304，使用由圖16中的圖(b)中的線L31表示的控制圖確定基準第一噴射時間Tpb。在該處理步驟中，以這樣的方式相對于在步驟S301確定的基準第二噴射時間Tmb確定基準第一噴射時間Tpb：設(shè)定適當?shù)谝粐娚溟g隔Di1，當?shù)谝粐娚淙剂狭渴亲钚』鶞实谝粐娚淙剂狭縎pbmin時，通過該第一噴射間隔Di1獲得令人滿意的熱效率。如上所述，在低負荷范圍R3內(nèi)，基準第一噴射燃料量Spb被固定在最小基準第一噴射燃料量Spbmin。因此，在低負荷范圍R3內(nèi)第一噴射間隔Di1也保持恒定。因此，在低負荷范圍R3內(nèi)，當響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的變化而改變基準第二噴射時間Tmb時，基準第一噴射時間Tpb也根據(jù)基準第二噴射時間Tmb的變化而改變。

然后，在步驟S305，使用由圖16中的圖(b)中的線L30表示的控制圖確定基準點火時間Tsb。如圖16中的圖(b)中所示，作為基準第一噴射時間Tpb與基準點火時間Tsb之間的間隔的點火間隔Ds保持恒定。因此，在低負荷范圍R3內(nèi)，當根據(jù)基準第二噴射時間Tmb的變化而改變基準第一噴射時間Tpb時，基準點火時間Tsb也根據(jù)基準第一噴射時間Tpb的變化而改變。

然后，在步驟S306，使用由圖16中的圖(a)中的線L22表示的控制圖確定基準第二噴射燃料量Smb。在低負荷范圍R3內(nèi)，通過下面的等式2表達由線S20表示的負荷適合噴射量S0與基準第二噴射燃料量Smb之間的關(guān)系：

Smb＝S0-Spb×α (等式2)

其中α是第一噴射燃料的未燃燒殘留率。

如上所述，在根據(jù)本實例的基本燃燒控制中，第一噴射燃料的未燃燒殘留物自點火并且與第二噴射燃料一起通過擴散燃燒而燃燒以便對內(nèi)燃機動力做出貢獻。因此，在對內(nèi)燃機動力的貢獻方面，第一噴射燃料的一部分或第一噴射燃料的未燃燒殘留物能夠被認為等效于第二噴射燃料。因此，能夠通過預(yù)先根據(jù)實驗確定表示第一噴射燃料的未燃燒殘留率的系數(shù)α，并且根據(jù)考慮該系數(shù)α的上面的等式2計算基準第二噴射燃料量Smb，來確定基準第二噴射燃料量Smb的適當值。第一噴射燃料的未燃燒殘留率根據(jù)點火間隔Ds和第一噴射間隔Di1而改變。因此，基于它們確定系數(shù)α的值。在低負荷范圍R3內(nèi)，因為點火間隔Ds和第一噴射間隔Di1都恒定，所以上面的等式2中的系數(shù)α也是恒定值。此外，在低負荷范圍R3內(nèi)，由于上述原因基準第一噴射燃料量Spb被固定在最小基準第一噴射燃料量Spbmin，并且因此在上面的等式2中Spb＝Spbmin。在通過火花塞5的點火而燃燒的燃料量(即，通過噴霧引導(dǎo)燃燒而燃燒的燃料量)相對于第一噴射燃料量非常小的情況下，可以在控制過程中將系數(shù)α設(shè)定為等于1。在這種情況下，以這樣的方式執(zhí)行控制：負荷適合噴射量S0等于目標總?cè)剂蠂娚淞?或?qū)?yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞?。

以上述方式確定與低負荷范圍R3內(nèi)的第一噴射、第二噴射、以及點火相關(guān)的參數(shù)的基準值。當在低負荷范圍R3內(nèi)，內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作時(換言之，當進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標EGR率時)，如果使用被設(shè)定為如上確定的相應(yīng)基準值的第一噴射燃料量、第二噴射燃料量、第一噴射時間、第二噴射時間、以及點火時間執(zhí)行燃燒控制，則由圖16中的圖(a)中的M1表示的第一噴射燃料的未燃燒殘留物量在點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧之后仍存在。如上所述，在低負荷范圍R3內(nèi)，基準第一噴射燃料量Spb被固定在最小基準第一噴射燃料量Spbmin，并且點火間隔Ds和第一噴射間隔Di1也被固定。因此，第一噴射燃料的未燃燒殘留物量基本恒定。

如果在步驟S302做出的判定是否定的，即如果負荷適合噴射量S0大于第一預(yù)定量S1，則在步驟S307判定在圖13中所示的流程中的步驟S202確定的負荷適合噴射量S0是否等于或小于第二預(yù)定量S2，換言之，判定內(nèi)燃機1的目標內(nèi)燃機負荷Qet是否在中負荷范圍R4內(nèi)。中負荷范圍R4被定義為這樣的工作范圍：其中如果響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而僅增加第二噴射燃料量，則由于第二噴射燃料的蒸發(fā)潛熱而導(dǎo)致的煙霧量增加的可能性和不穩(wěn)定燃燒的可能性較高。因此，在中負荷范圍R4內(nèi)，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加，不僅第二噴射燃料量而且第一噴射燃料量也增加。第二預(yù)定量S2被設(shè)定為對應(yīng)于以下內(nèi)燃機負荷的燃料噴射量：超過該內(nèi)燃機負荷，考慮到煙霧產(chǎn)生量和燃燒穩(wěn)定性，將基準第二噴射燃料量設(shè)定為其上限值(最大基準第二噴射燃料量Smbmax)，即以下內(nèi)燃機負荷：針對該內(nèi)燃機負荷，能夠在適當噴射時間噴射的燃料量達到上限值。如果在步驟S307做出的判定是肯定的，則接下來執(zhí)行步驟S308的處理。如果在步驟S307做出的判定是否定的，則執(zhí)行步驟S312的處理。

如果在步驟S307做出的判定是肯定的，換言之，如果負荷適合噴射量S0大于第一預(yù)定量S1并且等于或小于第二預(yù)定量S2(即，如果內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷在中負荷范圍R4內(nèi))，則在步驟S308使用由圖16中的圖(a)中的線L21表示的控制圖確定基準第一噴射燃料量Spb。在該處理步驟中，內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷越高，基準第一噴射燃料量Spb越高。然后，在步驟S309，使用由圖16中的圖(b)中的線L31表示的控制圖確定基準第一噴射時間Tpb。如果當響應(yīng)于內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷的增加而增加基準第一噴射燃料量Spb時，作為基準第一噴射時間Tpb與基準第二噴射時間Tmb之間的間隔的第一噴射間隔Di1被固定，則當使用被設(shè)定為基準第一噴射燃料量Spb的第一噴射燃料量執(zhí)行第一噴射時，基準第一噴射燃料量Spb越大，當執(zhí)行第二噴射時第一噴射燃料的未燃燒殘留物越可能與第二噴射燃料重疊，并且煙霧產(chǎn)生量增加越多。鑒于此，在步驟S309，內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷越高，基準第一噴射時間Tpb越提前以便增大第一噴射間隔Di1。換言之，在中負荷范圍R4內(nèi)，基準第一噴射時間Tpb的提前度大于基準第二噴射時間Tmb的提前度，并且內(nèi)燃機負荷越高，基準第一噴射時間Tpb的提前度越大。即使當由于基準第一噴射燃料量Spb的增加而導(dǎo)致第一噴射燃料的未燃燒殘留物量增加時，以這種方式控制基準第一噴射時間Tpb也能夠減少第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊。因此，能夠減少由于第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊而產(chǎn)生的煙霧量。此外，盡管第一噴射燃料的未燃燒殘留物量隨著內(nèi)燃機負荷的增加而增加，但如上所述未燃燒殘留物在第二噴射開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒以便對內(nèi)燃機動力做出貢獻，并且因此內(nèi)燃機1的熱效率能夠保持在高水平。

然后，在步驟S310，使用由圖16中的圖(b)中的線L30表示的控制圖確定基準點火時間Tsb。如圖16中的圖(b)中所示，也在中負荷范圍R4內(nèi)，作為基準第一噴射時間Tpb與基準點火時間Tsb之間的間隔的點火間隔Ds保持恒定。因此，當基準第一噴射時間Tpb的提前度大于基準第二噴射時間的Tmb的提前度時，基準點火時間Tsb的提前度與基準第一噴射時間Tpb的提前度基本相同。

然后，在步驟S311，使用由圖16中的圖(a)中的線L22表示的控制圖確定基準第二噴射燃料量Smb。也在中負荷范圍R4內(nèi)，與在低負荷范圍R3內(nèi)一樣，通過上面的等式2表達負荷調(diào)整噴射量S0與基準第二噴射燃料量Smb之間由線L22表示的關(guān)系。因此，能夠考慮根據(jù)本實例的基本燃燒控制的特性確定基準第二噴射燃料量Smb，與在步驟S306的處理中一樣。如上所述，在中負荷范圍R4內(nèi)，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而增加基準第一噴射燃料量Spb。因此，中負荷范圍R4內(nèi)基準第二噴射燃料量Smb的增加率(其是基準第二噴射燃料量Smb的增加與內(nèi)燃機負荷的增加的比率)小于低負荷范圍R3內(nèi)基準第二噴射燃料量Smb的增加率，在低負荷范圍R3內(nèi)基準第一噴射燃料量Spb被固定。因此，可以減少由于第二噴射燃料量的增加而導(dǎo)致的煙霧增加以及由于第二噴射燃料的蒸發(fā)潛熱的增加而導(dǎo)致的啞火發(fā)生。

以上述方式確定與中負荷范圍R4內(nèi)的第一噴射、第二噴射、以及點火相關(guān)的參數(shù)的基準值。當在中負荷范圍R4內(nèi)，內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作時(換言之，當進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標EGR率時)，如果使用被設(shè)定為如上確定的相應(yīng)基準值的第一噴射燃料量、第二噴射燃料量、第一噴射時間、第二噴射時間、以及點火時間執(zhí)行燃燒控制，則由圖16中的圖(a)中的M1表示的第一噴射燃料的未燃燒殘留物量在點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧之后仍存在。如上所述，在中負荷范圍R4內(nèi)，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而增加基準第一噴射燃料量Spb，并且基準第一燃料噴射時間Tpb和基準點火時間Tsb被提前而點火間隔Ds保持恒定。因此，第一噴射燃料的未燃燒殘留物量隨著內(nèi)燃機負荷的增加而增加。

如果在步驟S307做出的判定是否定的，換言之，如果負荷適合噴射量S0大于第二預(yù)定值S2，則內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷在高負荷范圍R5內(nèi)。如上所述，第二預(yù)定量S2被設(shè)定為對應(yīng)于以下內(nèi)燃機負荷的燃料噴射量：超過該內(nèi)燃機負荷，考慮到煙霧產(chǎn)生量和燃燒穩(wěn)定性，將基準第二噴射燃料量Smb設(shè)定為其上限值。因此，高負荷范圍R5被設(shè)定為這樣的工作范圍：其中響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而僅增加基準第一噴射燃料量Spb。

如果在步驟S307做出的判定是否定的，則在步驟S312，將基準第二噴射燃料量Smb設(shè)定為最大基準第二噴射燃料量Smbmax。最大基準第二噴射燃料量Smbmax是這樣的最大基準第二噴射燃料量：通過它能夠?qū)熿F產(chǎn)生量保持在可允許范圍內(nèi)并且能夠確保穩(wěn)定燃燒(即，能夠防止發(fā)生由于第二噴射燃料的蒸發(fā)潛熱而導(dǎo)致的啞火)。如由圖16中的圖(a)中的線L22所示，在高負荷范圍R5內(nèi)，基準第二噴射燃料量Smb被固定在最大基準第二噴射燃料量Smbmax。

然后，在步驟S313，使用由圖16中的圖(a)中的線L21表示的控制圖確定基準第一噴射燃料量Spb。在高負荷范圍R5內(nèi)，通過下面的等式3表達負荷適合噴射量S0與基準第一噴射燃料量Spb之間由線L21表示的關(guān)系：

Spb＝(S0-Smb)/α (等式3)，

其中α是第一噴射燃料的未燃燒殘留率，與等式2中一樣。

根據(jù)上面的等式3，能夠考慮根據(jù)本實例的基本燃燒控制的特性確定基準第一噴射燃料量Spb。在高負荷范圍R5內(nèi)，由于上述原因，基準第二噴射燃料量Smb被固定在最大基準第二噴射燃料量Smbmax，并且因此在上面的等式3中Smb＝Smbmax。此外，在高負荷范圍R5內(nèi)，因為基準第二噴射燃料量Smb被固定在最大基準第二噴射燃料量Smbmax，所以基準第一噴射燃料量Spb的增加率(即，基準第一噴射燃料量Spb的增加與內(nèi)燃機負荷的增加的比率)高于中負荷范圍R4內(nèi)基準第一噴射燃料量Spb的增加率，在中負荷范圍R4內(nèi)響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加也增加第二噴射燃料量Smb。

然后，在步驟S314，使用由圖16中的圖(b)中的線L31表示的控制圖確定基準第一噴射時間Tpb。在高負荷范圍R5內(nèi)，因為基準第二噴射燃料量Smb被固定在最大基準第二噴射燃料量Smbmax，所以在步驟S302確定的基準第二噴射時間Tmb也被固定。另一方面，如上所述，高負荷范圍R5內(nèi)基準第一噴射燃料量Spb的增加率大于中負荷范圍R4內(nèi)基準第一噴射燃料量Spb的增加率。因此，在高負荷范圍R5內(nèi)，需要使第一噴射間隔Di1長于中負荷范圍R4內(nèi)的第一噴射間隔Di1，以便當執(zhí)行第二噴射時減少第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊，并且還需要使第一噴射間隔Di1的增加率(其是第一噴射間隔Di1的增加與內(nèi)燃機負荷的增加的比率)高于中負荷范圍R4內(nèi)第一噴射間隔Di1的增加率。因此，在步驟S314，以這樣的方式提前基準第一噴射時間Tpb：內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷越高，使第一噴射間隔Di1越長。然后，基準第一噴射時間Tpb的提前率(其是基準第一噴射時間Tpb的提前度與內(nèi)燃機負荷的增加的比率)高于中負荷范圍R4內(nèi)基準第一噴射時間Tpb的提前率。通過以這種方式控制基準第一噴射時間Tpb，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而僅增加第一噴射燃料量，并且即使第一噴射燃料的未燃燒殘留物增加，也能夠減少第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊。因此，能夠減少由于第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料的重疊而產(chǎn)生的煙霧量。此外，盡管第一噴射燃料的未燃燒殘留物隨著內(nèi)燃機負荷增加而增加，內(nèi)燃機1的熱效率也能夠保持在高水平，因為未燃燒殘留物在第二噴射開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒以便對內(nèi)燃機動力做出貢獻。

然后，在步驟S315，使用由圖16中的圖(b)中的線L30表示的控制圖確定基準點火時間Tsb。也在高負荷范圍R5內(nèi)，作為基準第一噴射時間Tpb與基準點火時間Tsb之間的間隔的點火間隔Ds保持恒定，如圖16中的圖(b)中所示。因此，當響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而使基準第一噴射時間Tpb提前時，基準點火時間Tsb也提前，其提前度與基準第一噴射時間Tpb基本相同，與在中負荷范圍R4內(nèi)一樣。

以上述方式確定與高負荷范圍R5內(nèi)的第一噴射、第二噴射、以及點火相關(guān)的參數(shù)的基準值。當在高負荷范圍R5內(nèi)，內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作時(換言之，當進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標EGR率時)，如果使用被設(shè)定為如上確定的相應(yīng)基準值的第一噴射燃料量、第二噴射燃料量、第一噴射時間、第二噴射時間、以及點火時間執(zhí)行燃燒控制，則由圖16中的圖(a)中的M1表示的第一噴射燃料的未燃燒殘留物量在點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧之后仍存在。如上所述，在高負荷范圍R5內(nèi)，隨著內(nèi)燃機負荷增加，基準第一噴射燃料量Spb增加，并且基準第一噴射時間Tpb和基準點火時間Tsb被提前而點火間隔Ds保持恒定。因此，如上所述，隨著內(nèi)燃機負荷增加，第一噴射燃料的未燃燒殘留物增加。此外，在高負荷范圍R5內(nèi)，基準第一噴射燃料量Spb的增加率和基準第一噴射時間Tpb的提前率(或第一噴射間隔Di1的增加率)高于中負荷范圍R4。因此，第一噴射燃料的未燃燒殘留物相對于內(nèi)燃機負荷增加的增加率高于中負荷范圍R4。因此，可以僅通過增加第一噴射燃料量，獲得內(nèi)燃機負荷的增加而需要的內(nèi)燃機動力。

再次參考圖13中所示的流程，在步驟S203計算對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射燃料量Spb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射燃料量Smb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射時間Tpb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射時間Tmb、以及對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準點火時間Tsb之后，在步驟S204計算向內(nèi)燃機1供應(yīng)的進氣中的實際EGR率Regr?；谕ㄟ^氣流計72測量的進氣量和通過壓力傳感器73測量的進氣壓力計算EGR率Regr。在本實例中，在通過EGR通路31供應(yīng)EGR氣體之后，壓力傳感器73測量進氣的壓力。因此，由壓力傳感器73測量的值與進氣量和EGR氣體量之和相關(guān)聯(lián)。因此，能夠從由氣流計72測量的進氣量和由壓力傳感器73測量的進氣壓力，計算進氣中的實際EGR率Regr。在本實例中，預(yù)先例如根據(jù)實驗確定由氣流計72測量的進氣量、由壓力傳感器73測量的進氣壓力、以及EGR率之間的關(guān)系，并且將其作為圖或函數(shù)存儲在ECU 20中。在步驟S204，使用該圖或函數(shù)計算EGR率Regr。

然后，在步驟S205，判定在步驟S204計算的EGR率Regr是否基本等于對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標EGR率Regrt?？梢砸耘c圖12中所示的流程中的步驟S102的處理相同的方式計算目標EGR率Regrt。當執(zhí)行圖12中所示的流程時，可以將在步驟S102計算的目標EGR率Regrt的值保存到ECU 20，并且當執(zhí)行步驟S204的處理時，可以取回保存在ECU 20中的目標EGR率Regrt的值。

當內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作時，進氣中的實際EGR率基本等于目標EGR率Regrt。在這種情況下，在步驟S205做出肯定判定。另一方面，當內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是過渡工作時，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段(例如圖10中從T1到T2的時段和圖11中從T3到T4的時段)內(nèi)進氣中的實際EGR率Regr不同于目標EGR率Regrt。在這種情況下，在步驟S205做出否定判定。在步驟S205，如果在步驟S204計算的EGR率Regr與目標EGR率Regrt之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)，則可以判定進氣中的實際EGR率Regr基本等于目標EGR率Regrt。

如果在步驟S205做出的判定是肯定的，則在步驟S206，將燃燒控制參數(shù)設(shè)定為在步驟S203計算的基準值。具體地說，將第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、以及點火時間Ts分別設(shè)定為在步驟S203計算的基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、以及基準點火時間Tsb。然后，在步驟S207，根據(jù)在步驟S206設(shè)定的第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、以及點火時間Ts執(zhí)行通過燃料噴射閥6的第一噴射和第二噴射以及通過火花塞5的點火。

另一方面，如果在步驟S205做出的判定是否定的，則在步驟S208，計算系數(shù)c1，其用于計算修正后的第一噴射燃料量Spa1、修正后的第一噴射時間Tpa1、以及修正后的點火時間Tsa1?；谠诓襟ES204計算的進氣中的實際EGR率Regr和目標EGR率Regrt，通過下面的等式4計算系數(shù)c1：

c1＝Regr/Regrt (等式4)。

然后，在步驟S209，使用在步驟S208計算的系數(shù)c1，通過下面的等式5到7計算修正后的第一噴射燃料量Spa1、修正后的第一噴射時間Tpa1、以及修正后的點火時間Tsa1：

Spa1＝Spb×c1 (等式5)，

Tpa1＝Tpb×c1 (等式6)，

以及

Tsa1＝Tsb×c1 (等式7)。

然后，在步驟S210，通過下面的等式8和9計算修正后的第二噴射燃料量Sma1和修正后的第二噴射時間Tma1：

Sma1＝Sat-Spa1 (等式8)，

其中Sat是目標總?cè)剂蠂娚淞?Sat＝Spb+Smb)，以及

Tma1＝Tmb×(Smb/Sma1) (等式9)。

根據(jù)上面的等式5到9，當進氣中的實際EGR率Regr高于目標EGR率Regrt時，即在其中響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的變化而減小EGR率的過渡工作期間改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)(例如，在圖10中的響應(yīng)延遲時段dT1內(nèi))，修正后的第一噴射燃料量Spa1大于基準第一噴射燃料量Spb，并且修正后的第二噴射燃料量Sma1小于基準第二噴射燃料量Smb。此外，修正后的第一噴射時間Tpa1、修正后的點火時間Tsa1、以及修正后的第二噴射時間Tma1大于相應(yīng)基準值。(換言之，修正后的第一噴射時間Tpa1早于基準第一噴射時間Tpb，修正后的點火時間Tsa1早于基準點火時間Tsb，并且修正后的第二噴射時間Tma1早于基準第二噴射時間Tmb。)根據(jù)上面的公式5到9，當進氣中的實際EGR率Regr低于目標EGR率Regrt時，即在其中響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的變化而增大EGR率的過渡工作期間改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)(例如，在圖11中的響應(yīng)延遲時段dT2內(nèi))，修正后的第一噴射燃料量Spa1小于基準第一噴射燃料量Spb，并且修正后的第二噴射燃料量Sma1大于基準第二噴射燃料量Smb。此外，修正后的第一噴射時間Tpa1、修正后的點火時間Tsa1、以及修正后的第二噴射時間Tma1小于相應(yīng)基準值。(換言之，修正后的第一噴射時間Tpa1晚于基準第一噴射時間Tpb，修正后的點火時間Tsa1晚于基準點火時間Tsb，并且修正后的第二噴射時間Tma1晚于基準第二噴射時間Tmb。)

在本實例中用于計算燃燒控制參數(shù)的修正值的等式并不限于上面的等式4到9。在使用其它修正系數(shù)和等式的情況下，在進氣中的實際EGR率Regr高于目標EGR率Regrt的情況下以及在實際EGR率Regr低于目標EGR率Regrt的情況下，參數(shù)的基準值與修正值之間的上述關(guān)系也適用。

然后，在步驟S211，將燃燒控制參數(shù)設(shè)定為在步驟S209和S210計算的修正值。具體地說，將第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、以及點火時間Ts分別設(shè)定為修正后的第一噴射燃料量Spa1、修正后的第二噴射燃料量Sma1、修正后的第一噴射時間Tpa1、修正后的第二噴射時間Tma1、以及修正后的點火時間Tsa1。然后，在步驟S207，根據(jù)在步驟S211設(shè)定的第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、以及點火時間Ts執(zhí)行通過燃料噴射閥6的第一噴射和第二噴射以及通過火花塞5的點火。

根據(jù)上述控制流程，當目標內(nèi)燃機負荷Qet在低負荷范圍R3內(nèi)時，將基準第一噴射燃料量Spb設(shè)定為最小基準第一噴射燃料量Spmin。如果當目標內(nèi)燃機負荷Qet在低負荷范圍R3內(nèi)時進氣中的實際EGR率Regr變得低于目標EGR率Regrt，則修正后的第一噴射燃料量Spa1變得小于基準第一噴射燃料量Spb。因此，第一噴射燃料量Sp變得小于最小基準第一噴射燃料量Spbmin。當執(zhí)行第二噴射時能夠產(chǎn)生用作開始第二噴射燃料的燃燒的點火源的火焰的第一噴射燃料量的最小值根據(jù)進氣中的EGR率而變化。如前所述，隨著EGR率減小，燃燒室中的惰性氣體量減少以便促進燃燒。因此，EGR率的減小導(dǎo)致當執(zhí)行第二噴射時能夠產(chǎn)生用作開始第二噴射燃料的燃燒的點火源的火焰的第一噴射燃料量的最小值的減小。因此，如果當目標內(nèi)燃機負荷Qet在低負荷范圍R3內(nèi)時實際EGR率Regr變得低于目標EGR率Regrt，則即使第一噴射燃料量Sp變得小于最小基準第一噴射燃料量Spmin，也能夠產(chǎn)生用作開始第二噴射燃料的燃燒的點火源的火焰。

根據(jù)上述控制流程，當目標內(nèi)燃機負荷Qet在高負荷范圍R5內(nèi)時，將基準第二噴射燃料量Smb設(shè)定為最大基準第二噴射燃料量Smbmax。如果當目標內(nèi)燃機負荷Qet在高負荷范圍R5內(nèi)時進氣中的實際EGR率Regr變得低于目標EGR率Regrt，則修正后的第二噴射燃料量Sma1變得大于基準第二噴射燃料量Smb。因此，第二噴射燃料量Sm變得大于最大基準第二噴射燃料量Smbmax。第二噴射燃料量的最大值(通過它能夠確保煙霧產(chǎn)生量在可允許范圍內(nèi)并且能夠確保穩(wěn)定燃燒)根據(jù)進氣中的EGR率而變化。如前所述，隨著EGR率減小，燃燒室中的惰性氣體量減少，并且因此第二噴射燃料量的最大值(通過它能夠確保煙霧產(chǎn)生量在可允許范圍內(nèi)并且能夠確保穩(wěn)定燃燒)增加。因此，如果當目標內(nèi)燃機負荷Qet在高負荷范圍R5內(nèi)時進氣中的實際EGR率Regr變得低于目標EGR率Regrt，則即使第二噴射燃料量Sm變得大于最大基準第二噴射燃料量Smbmax，也能夠?qū)熿F產(chǎn)生量保持在可允許范圍內(nèi)并且能夠確保穩(wěn)定燃燒。

在上述控制流程中，通過計算確定進氣中的實際EGR率，并且如果通過計算確定的EGR率不同于目標EGR率，則修正燃燒控制參數(shù)。備選地，當通過圖12中所示的EGR控制改變EGR閥32的開度時，可以在從改變EGR閥32的開度的時間起的預(yù)定時段(其被認為是改變EGR率的響應(yīng)延遲時段)內(nèi)修正控制燃燒的參數(shù)。在這種情況下，預(yù)先例如根據(jù)實驗確定預(yù)定時段的持續(xù)時間，并且將其值存儲在ECU 20中。不一定需要在改變EGR率的整個響應(yīng)延遲時段內(nèi)修正燃燒控制參數(shù)。在改變EGR率的部分響應(yīng)延遲時段中修正燃燒控制參數(shù)的情況下，在該部分時段中，能夠減少煙霧的產(chǎn)生并且能夠提高柴油機燃燒的穩(wěn)定性。

在上述控制中，根據(jù)等式4到9計算燃燒控制參數(shù)的修正值。備選地，可以通過其它方法確定對應(yīng)于進氣中的實際EGR率的燃燒控制參數(shù)的值。例如，可以準備多個圖并且將它們存儲在ECU 20中，這些圖分別對應(yīng)于不同EGR率并且表示內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與燃燒控制參數(shù)之間的關(guān)系。在這種情況下，基于進氣中的實際EGR率選擇一個圖，并且使用該圖計算燃燒控制參數(shù)的值。

在本實例中，圖16中所示的關(guān)系僅是內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與燃燒控制參數(shù)的基準值之間的示例性關(guān)系，并且它們之間的關(guān)系不限于圖16中所示的那些關(guān)系。例如，在低負荷范圍R3內(nèi)，可以響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而增加基準第一噴射燃料量Spb。此外，在高負荷范圍R5內(nèi)，可以在考慮煙霧產(chǎn)生量和燃燒穩(wěn)定性確定的可允許范圍內(nèi)，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而增加基準第二噴射燃料量Smb。

<實例2>

在本實例中，等效于圖16中所示的低負荷范圍R3、中負荷范圍R4和高負荷范圍R5的工作范圍將被稱為低負荷范圍R3、第一中負荷范圍R4、以及第二中負荷范圍R5。也在本實例中，在低負荷范圍R3、第一中負荷范圍R4、以及第二中負荷范圍R5內(nèi)執(zhí)行與實例1中相同的基本燃燒控制和過渡工作控制。在本實例中，內(nèi)燃機負荷高于第二中負荷范圍的工作范圍將被稱為高負荷范圍，其中執(zhí)行高負荷燃燒控制。在下面，將描述根據(jù)本實例的高負荷燃燒控制。

<高負荷燃燒控制>

在內(nèi)燃機1中，當內(nèi)燃機負荷增加時，需要增加噴射到燃燒室中的燃料量。但是，如上所述，如果第二噴射燃料量增加太多，則存在這樣的可能性：由于第二噴射燃料的蒸發(fā)潛熱而使煙霧量可能增加和/或燃燒室中的溫度可能降低，從而使燃燒不穩(wěn)定。如上所述，當?shù)谝粐娚淙剂狭吭黾訒r，可以通過使第一噴射時間提前，即通過相應(yīng)地增大第一噴射間隔Di1，減少煙霧產(chǎn)生量。但是，第一噴射間隔Di1具有如圖7中所示的上限(圖7中的Di1b)，因為需要通過點燃第一噴射燃料產(chǎn)生的火焰用作第二噴射燃料的燃燒的點火源。如果第一噴射燃料量進一步增加而第一噴射間隔Di1保持在上述上限，則當執(zhí)行第二噴射時，第一噴射燃料的未燃燒殘留物與第二噴射燃料易于重疊。因此，如果第一噴射燃料量增加太多，則存在這樣的可能性：煙霧產(chǎn)生量可能增加。鑒于此，在根據(jù)本實例的內(nèi)燃機1中，在需要在一個燃燒循環(huán)中噴射到燃燒室中的燃料量相對大的高負荷范圍內(nèi)，執(zhí)行高負荷燃燒控制。在高負荷燃燒控制中，除了在上述基本燃燒控制中執(zhí)行的第一燃料噴射和第二燃料噴射之外，還執(zhí)行通過燃料噴射閥6的第三噴射。

在壓縮沖程期間的第一噴射時間之前的第三噴射時間執(zhí)行第三噴射，在第三噴射時間與第一噴射時間之間具有第二噴射間隔Di2。以這樣的方式設(shè)定第二噴射間隔Di2：在第二噴射開始之后，通過自點火或擴散燃燒而燃燒通過第三噴射被噴射的燃料(以下，其將被稱為第三噴射燃料)。

圖17示出在執(zhí)行基本燃燒控制的情況下以及在執(zhí)行高負荷燃燒控制的情況下燃燒室中的釋熱率變化。圖17中的圖(a)示出何時在相應(yīng)燃燒控制中執(zhí)行燃料噴射和點火。在圖17中的圖(b)中，曲線L17表示在執(zhí)行基本燃燒控制的情況下的釋熱率變化，并且曲線L18表示在執(zhí)行高負荷燃燒控制的情況下的釋熱率變化。在圖17中所示的情況下，一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞吭趦蓚€燃燒控制之間相同。因此，高負荷燃燒控制中的第二噴射燃料量比在基本燃燒控制中小。在高負荷燃燒控制中，通過第三噴射而噴射等于第二噴射燃料量與基本燃燒控制情況下的燃料量之差的燃料量。在圖17中所示的情況下，內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速為2000rpm。

因為第三噴射時間Tpp在壓縮沖程期間的第一噴射時間Tp之前，所以在第三噴射時間Tpp燃燒室中的壓力低于在第一噴射時間Tp的壓力。因此，第三噴射燃料的噴霧的穿透力相對高，并且因此第三噴射燃料往往比第一噴射燃料更廣泛地在燃燒室中擴散。因此，如果適當?shù)卦O(shè)定第二噴射間隔Di2，則可以防止第三噴射燃料的大部分通過由點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰而燃燒，并且能夠使其在第二噴射開始之后通過自點火或擴散燃燒而燃燒。在圖17中的圖(b)中，由線L18表示的釋熱率的第一峰值(其是由于點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧導(dǎo)致的燃燒而引起的釋熱率的峰值)在其發(fā)生時間和大小方面與由線L17表示的釋熱率的第一峰值基本相同。由此推測，第三噴射燃料未在點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧時燃燒。

據(jù)認為，在第二噴射開始之后通過自點火或擴散燃燒而燃燒的第三噴射燃料的作用與燃燒中第一噴射燃料的未燃燒殘留物相同。在圖17中的圖(b)中，由線L18表示的釋熱率的第二峰值(其是在壓縮沖程的上死點之后出現(xiàn)的釋熱率的最高峰值)高于由線L17表示的釋熱率的第二峰值。此外，在線L18中，釋熱率的第二峰值的下降速率(即，在第二峰值之后圖的斜率)比在線L17中高。也由此推測，第三噴射燃料有助于促進在第二噴射開始之后燃料的自點火，與第一噴射燃料的未燃燒殘留物一樣。

因為第三噴射時間在第一噴射時間之前，所以當執(zhí)行第二噴射時第三噴射燃料比第一噴射燃料的未燃燒殘留物更廣泛地在燃燒室中擴散。因此，盡管當執(zhí)行第二噴射時第三噴射燃料存在于燃燒室中，但與第一噴射燃料的未燃燒殘留物相比，第三噴射燃料不太可能與第二噴射燃料重疊。因此，與第一噴射燃料和第二噴射燃料相比，第三噴射燃料不太可能是煙霧的原因。

在執(zhí)行第三噴射的情況下，與在僅通過第一噴射和第二噴射而噴射內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷需要的燃料量的情況下相比，能夠使第一噴射燃料量和第二噴射燃料量中的至少一者較小。因此，執(zhí)行第三噴射能夠減少源自第一噴射燃料或第二噴射燃料的煙霧量。圖18示出在第三噴射燃料量變化而一個燃燒循環(huán)中所有噴射的總?cè)剂蠂娚淞抗潭ǖ那闆r下，高負荷燃燒控制中的內(nèi)燃機1的熱效率與第三噴射燃料量之間的關(guān)系(圖18中的圖(a))以及煙霧產(chǎn)生量與第三噴射燃料量之間的關(guān)系(圖18中的圖(b))。在圖18中所示的情況下，第三噴射燃料量的增加被第二噴射燃料量的減少抵消，并且第一噴射燃料量固定。如圖18中的圖(a)中所示，即使當在高負荷燃燒控制中增加第三噴射燃料量時，內(nèi)燃機1的熱效率也幾乎保持恒定。這也表明在第二噴射開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒第三噴射燃料的大部分。如圖18中的圖(b)中所示，隨著在高負荷燃燒控制中第三噴射燃料量增加，煙霧產(chǎn)生量減少。這也表明第三噴射燃料不太可能是煙霧的原因。

因此，在根據(jù)本實例的內(nèi)燃機1中，在總?cè)剂蠂娚淞肯鄬Υ蟮母哓摵晒ぷ鳡顟B(tài)中執(zhí)行如上所述的高負荷燃燒控制，由此能夠?qū)е掳l(fā)生柴油燃燒，并且與也在高負荷工作狀態(tài)中的基本燃燒控制相比減少了煙霧。

<考慮EGR率的燃料噴射控制>

也在本實例中，EGR裝置30向內(nèi)燃機1供應(yīng)EGR氣體。也在本實例中，根據(jù)圖12中所示的控制流程執(zhí)行EGR控制，如在實例1中。在下面，將描述本實例中的考慮進氣中的EGR率的燃料噴射控制。

如上所述，認為第三噴射燃料的作用與燃燒中的第一噴射燃料的未燃燒殘留物相同。因此，在高負荷燃燒控制中，第一噴射率保持恒定，而與進氣中的EGR率無關(guān)。此外，為了減少煙霧產(chǎn)生量并且提高柴油燃燒的穩(wěn)定性，根據(jù)進氣中的EGR率控制第三噴射燃料與一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞康谋嚷?第三噴射率)。具體地說，如果一個循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞肯嗤?，則第一噴射率保持恒定而與進氣中的EGR率無關(guān)，并且當進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，使第三噴射率較高。換言之，如果一個燃燒循環(huán)中的總?cè)剂蠂娚淞肯嗤?，則第一噴射率保持恒定而與進氣中的EGR率無關(guān)，并且當內(nèi)燃機的進氣中的EGR率高時，與當所述EGR率低時相比，使第二噴射率較低。

如上所述，EGR率越高，第二噴射率變得越低。這能夠減少由于可用于第二噴射燃料的燃燒的氧不足而產(chǎn)生的煙霧量。如前所述，EGR率越高，燃燒室中的惰性氣體量越大，并且因此通過火花塞5點燃預(yù)噴霧而產(chǎn)生的火焰不太可能更廣泛地傳播。因此，如果針對較高EGR率使第三噴射率變得較高，則未通過由火花塞5點燃預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒但在第二噴射開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒的第三噴射燃料量增加。在第二噴射時間，與第一噴射燃料的未燃燒殘留物一樣，與在燃燒室中形成第二噴射燃料的噴霧的區(qū)域相比，第三噴射燃料更廣泛地擴散。因此，即使當EGR率高時，也可提供通過自點火或擴散燃燒而燃燒第三噴射燃料需要的足夠氧量。因此，即使當EGR率高時增大第三噴射率，煙霧產(chǎn)生量也不太可能增加。

當進氣中的EGR率變低時，燃燒室中的惰性氣體量減少以便促進燃燒室中的燃燒。因此，通過由火花塞5點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的第三噴射燃料量增加。換言之，在執(zhí)行第二噴射之前在第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量增加。因此，當EGR率變低時，即使供應(yīng)到燃燒室中的氧量增加，在第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量也過度增加，從而可能使得當執(zhí)行第二噴射時難以提供令人滿意地燃燒第二噴射燃料需要的足夠氧量。也在這種情況下，煙霧產(chǎn)生量增加。在本實例中，EGR率越低，第三噴射率變得越低。因此，燃燒室中的惰性氣體量越小，燃燒室中的第三噴射燃料量能夠變得越小。因此，在燃燒室中的惰性氣體量小的情況下，通過由點火裝置點火產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的燃料量能夠變小。換言之，在執(zhí)行第二噴射之前在第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量能夠變小。因此，能夠防止當執(zhí)行第二噴射時用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

如上所述，第三噴射燃料的大部分未通過點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒。但是，當點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧時存在于火花塞5周圍的第三噴射燃料被火花塞5點燃。因此，如果針對較高EGR率使第三噴射率變得越高，則燃燒室中的惰性氣體量越大，由火花塞5點燃的燃料量能夠變得越大。因此，在第二噴射開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒的第三噴射燃料量增加，并且當執(zhí)行火花塞5的點火時有助于產(chǎn)生火焰的燃料量也增加。因此，即使當由于EGR率增大而導(dǎo)致燃燒室中的惰性氣體量增加時，也能夠通過增大第三噴射率來防止通過火花塞5點燃預(yù)噴霧的點火性的劣化。如上所述，第三噴射燃料有助于促進在第二噴射開始之后燃料的自點火，與第一噴射燃料的未燃燒殘留物一樣。因此，針對較高EGR率使第三噴射率變得較高以便增加在第二噴射開始之后發(fā)生的燃燒中燃燒的第三噴射燃料量有助于促進在第二噴射開始之后燃料的自點火。由于上述原因，針對較高EGR率使第三噴射率變得較高還有利地提高柴油燃燒的穩(wěn)定性。

<過渡工作控制>

也在本實例中，在目標內(nèi)燃機負荷在低負荷范圍R3、第一中負荷范圍R4、以及第二中負荷范圍R5內(nèi)的過渡工作期間，執(zhí)行與實例1中相同的過渡工作控制。具體地說，在進氣中的實際EGR率高于目標EGR率的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，使第一噴射燃料量大于基準第一噴射燃料量，并且使第二噴射燃料量小于基準第二噴射燃料量。在進氣中的實際EGR率低于目標EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，使第一噴射燃料量小于基準第一噴射燃料量，并且使第二噴射燃料量大于基準第二噴射燃料量。

在目標內(nèi)燃機負荷在高負荷范圍R6內(nèi)的過渡工作期間的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，適用上述考慮EGR率的第三噴射率控制。換言之，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，修正對應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的第二噴射燃料量和第三噴射燃料量。具體地說，在進氣中的實際EGR率高于目標EGR率的時段內(nèi)，將第一噴射燃料量設(shè)定為基準第一噴射燃料量，使第三噴射燃料量大于基準第三噴射燃料量，并且使第二噴射燃料量小于基準第二噴射燃料量。另一方面，在進氣中的實際EGR率低于目標EGR率的時段內(nèi)，將第一噴射燃料量設(shè)定為基準第一噴射燃料量，使第三噴射燃料量小于基準第三噴射燃料量，并且使第二噴射燃料量大于基準第二噴射燃料量。第三噴射燃料量是第三噴射燃料量的基準值，其基于內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷被確定。在假設(shè)內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作的情況下，即在假設(shè)進氣中的實際EGR率在適合于內(nèi)燃機負荷的值處的情況下，確定基準第三噴射燃料量的值。

在上述控制中，在進氣中的實際EGR率高于目標EGR率的時段內(nèi)，與在內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷等于目標內(nèi)燃機負荷并且進氣中的實際EGR率等于目標EGR率的情況下相比，使第三噴射率變得較高并且使第二噴射率變得較低。因此，在進氣中的實際EGR率高于目標EGR率的時段內(nèi)，能夠防止可用于第二噴射燃料的燃燒的氧不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。此外，能夠提高通過火花塞5點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧的點火性。此外，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，能夠增加有助于在第二噴射開始之后自點火的第三噴射燃料量。因此，能夠提高柴油燃燒的穩(wěn)定性。在上述控制中，在進氣中的實際EGR率低于目標EGR率的時段內(nèi)，與在內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷等于目標內(nèi)燃機負荷并且進氣中的實際EGR率等于目標EGR率的情況下相比，使第三噴射率變得較低并且使第二噴射率變得較高。因此，在進氣中的實際EGR率低于目標EGR率的時段內(nèi)，能夠減少在執(zhí)行第二噴射之前在第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量。因此，能夠防止當執(zhí)行第二噴射時可用于第二噴射燃料的燃燒的氧不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

在本實例中的燃燒控制中，以這種方式基于內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷確定第三噴射時間：使第一噴射時間與第三噴射時間之間的間隔等于上述第二噴射間隔。基于內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷確定的第三噴射時間的基準值將被稱為“基準第三噴射時間”。在假設(shè)內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作的情況下，即在假設(shè)進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的目標EGR率的情況下，確定基準第三噴射時間的值。

在本實例中，在修正第二噴射燃料量和第三噴射燃料量的改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，還修正第二噴射時間和第三噴射時間。具體地說，當在進氣中的實際EGR率高于目標EGR率的時段內(nèi)使第三噴射燃料量大于基準第三噴射燃料時，使第三噴射時間提前于(或者變得早于)基準第三噴射時間。在這種情況下，根據(jù)第三噴射燃料量比基準第三噴射燃料量的增加量，設(shè)定第三噴射時間比基準第三噴射時間的提前量。如上所述，在進氣中的實際EGR率高于目標EGR率的時段內(nèi)，通過火花塞5的點火產(chǎn)生的火焰不太可能廣泛延伸，并且因此增大第三噴射率導(dǎo)致有助于在第二噴射開始之后自點火的第三噴射燃料量增加。如果根據(jù)第三噴射燃料量的增加而使第三噴射時間提前，則第三噴射燃料在燃燒室中的延伸區(qū)域內(nèi)擴散，并且未通過由火花塞5的點火產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的第三噴射燃料量進一步增加。換言之，與在將第三噴射時間設(shè)定為基準第三噴射時間的情況相比，能夠使有助于促進在第二噴射開始之后自點火的第三噴射燃料量較大。

在進氣中的實際EGR率高于目標EGR率的時段內(nèi)，根據(jù)第三噴射時間的提前，第一噴射時間和第二噴射時間也分別提前于(或者變得早于)基準第一噴射時間和基準第二噴射時間。因此，能夠維持適當?shù)谝粐娚溟g隔和適當?shù)诙娚溟g隔。如上所述，在實際EGR率高于目標EGR率的時段內(nèi)，能夠通過使第二噴射時間比基準第二噴射時間提前，將第二噴射時間保持在適當噴射時間。

當在進氣中的實際EGR率低于目標EGR率的時段內(nèi)使第二噴射燃料量大于基準第二噴射燃料量時，第二噴射時間遲于(或者變得晚于)基準第二噴射時間。在這種情況下，根據(jù)第二噴射燃料量比基準第二噴射燃料量的增加量，設(shè)定第二噴射時間比基準第二噴射時間的延遲量。也在高負荷范圍R6內(nèi)，如果在進氣中的實際EGR率低于目標EGR率的情況下第二噴射燃料量增加，則發(fā)生爆震的可能性變高。根據(jù)第二噴射燃料量的增加使第二噴射時間遲于基準第二噴射時間能夠防止發(fā)生由第二噴射燃料量的增加導(dǎo)致的爆震。

在進氣中的實際EGR率低于目標EGR率的時段內(nèi)，根據(jù)第二噴射時間的推遲，第一噴射時間和第三噴射時間也分別遲于(或者變得晚于)基準第一噴射時間和基準第三噴射時間。因此，能夠維持適當?shù)谝粐娚溟g隔和適當?shù)诙娚溟g隔。

<燃燒控制流程>

在下面，將參考圖19到21描述根據(jù)本實例的燃燒控制的控制流程。圖19和20是根據(jù)本實例的燃燒控制的控制流程的流程圖。該流程中的步驟S201到S211與圖13中所示的流程中的那些步驟相同。除非必要，否則將不描述這些步驟中的處理。圖21是根據(jù)本實例的計算在燃燒控制中使用的參數(shù)的基準值的流程圖，這些基準值包括基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第三噴射燃料量Sppb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、基準第三噴射時間Tppb、以及基準點火時間Tsb。將如后面描述的，該流程是計算高負荷范圍R6內(nèi)的參數(shù)的基準值的流程。也在本實例中，根據(jù)圖14和15中所示的流程，計算低負荷范圍R3、第一中負荷范圍R4、以及第二中負荷范圍R5內(nèi)的參數(shù)的基準值。圖19到21中所示的流程預(yù)先存儲在ECU 20中，并且當內(nèi)燃機1工作時，通過執(zhí)行存儲在ECU 20中的控制程序以預(yù)定間隔被重復(fù)執(zhí)行。這些控制流程與圖12中所示的EGR控制的控制流程同時執(zhí)行。

圖22示出根據(jù)本實例的用于計算燃燒控制中的負荷適合噴射量S0、基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第三噴射燃料量Sppb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、基準第三噴射時間Tppb、以及基準點火時間Tsb的示例性圖。在圖22中的上部圖(a)中，線L20表示內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與負荷適合噴射量S0之間的關(guān)系，線L21表示內(nèi)燃機負荷與基準第一噴射燃料量Spb之間的關(guān)系，并且線L22表示內(nèi)燃機負荷與基準第二噴射燃料量Smb之間的關(guān)系。在圖22中的圖(a)中，線L23表示內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與基準第三噴射燃料量Sppb之間的關(guān)系。在圖22中的圖(a)中，M1表示保持未通過由火花塞5的點火產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的第一噴射燃料的未燃燒殘留物量。在圖22的圖(a)中，第一預(yù)定量S1是對應(yīng)于低負荷范圍R3與第一中負荷范圍R4之間的邊界上的內(nèi)燃機負荷的燃料噴射量，并且第二預(yù)定量S2是對應(yīng)于第一中范圍R4與第二中負荷范圍R5之間的邊界上的內(nèi)燃機負荷的燃料噴射量。此外，在圖22的圖(a)中，S3(>S2)是對應(yīng)于第二中負荷范圍R5與高負荷范圍R6之間的邊界上的內(nèi)燃機負荷的燃料噴射量。以下，該燃料噴射量S3將被稱為第三預(yù)定量S3。

在圖22中的下部圖(b)中，如在圖16中的圖(b)中，線L31表示內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與第一噴射時間Tp之間的關(guān)系，線L30表示內(nèi)燃機負荷與點火時間Ts之間的關(guān)系，并且線L32表示內(nèi)燃機負荷與第二噴射時間Tm之間的關(guān)系。此外，在圖22的圖(b)中，線L33表示內(nèi)燃機負荷與第三噴射時間Tpp之間的關(guān)系。線L31與線L32之間的距離表示第一噴射間隔Di1，線L31與線L30之間的距離表示點火間隔Ds，并且線L33與線L31之間的距離表示第二噴射間隔Di2。與圖16的圖(b)中的縱軸一樣，圖22中的圖(b)的縱軸表示從壓縮沖程的上死點起的曲柄角(BTDC)，其中較大值表示壓縮沖程期間的較早時間。在圖19中所示的控制流程的步驟S203，根據(jù)圖13和14中所示的流程計算基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、以及基準點火時間Tsb。圖22中所示的圖用于該過程中計算參數(shù)的步驟。在圖22中所示的圖中，低負荷范圍R3、第一中負荷范圍R4、以及第二中范圍R5內(nèi)的內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與控制參數(shù)之間的關(guān)系與圖16中所示的圖中的那些關(guān)系相同。

在圖19中所示的燃燒控制的控制流程中，在步驟S202計算負荷適合噴射量S0之后，執(zhí)行步驟S401的處理。在步驟S401，判定負荷適合噴射量S0是否等于或小于第三預(yù)定量S3。如果在步驟S401做出的判定是肯定的，即如果負荷適合噴射量S0等于或小于第三預(yù)定量S3，則內(nèi)燃機1的目標內(nèi)燃機負荷Qet在低負荷范圍R3、第一中負荷范圍R4或第二中負荷范圍R5內(nèi)。在這種情況下，接下來執(zhí)行步驟S203的處理。另一方面，如果在步驟S401做出的判定是否定的，即如果負荷適合噴射量S0大于第三預(yù)定量S3，則內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷在高負荷范圍R6內(nèi)。第三預(yù)定量S3被設(shè)定為適合于以下內(nèi)燃機負荷的燃料噴射量：在該內(nèi)燃機負荷處，考慮到當僅通過第一噴射和第二噴射而噴射足夠用于負荷適合噴射量S0的燃料量而不執(zhí)行第三噴射時產(chǎn)生的煙霧量，不僅基準第二噴射燃料量Smb而且基準第一噴射燃料量Spb也達到其上限值。換言之，第三預(yù)定量S3等于基準第一噴射燃料量的上限值和基準第二噴射燃料量的上限值之和。因此，高負荷范圍R6被定義為這樣的工作范圍：其中除了第一噴射和第二噴射之外還執(zhí)行第三噴射，并且響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而增加基準第三噴射燃料量Sppb。

如果在步驟S401做出的判定是否定的，則在步驟S402根據(jù)圖21中所示的流程，計算對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射燃料量Spb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射燃料量Smb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第三噴射燃料量Sppb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射時間Tpb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射時間Tmb、對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第三噴射時間Tppb、以及對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準點火時間Tsb。

在圖21中所示的流程中，首先在步驟S501，使用由圖22的圖(b)中的線L32表示的圖，確定對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第二噴射時間Tmb。將如后面描述的，在高負荷范圍R6內(nèi)，基準第二噴射燃料量Smb被固定在最大基準第二噴射燃料量Smbmax，如在第二中負荷范圍R5內(nèi)那樣。因此，在高負荷范圍R6內(nèi)，以與第二中負荷范圍R5內(nèi)相同的方式，將基準第二噴射時間Tmb的提前量固定在其上限值。

然后，在步驟S502，以與內(nèi)燃機負荷在第二中負荷范圍R5內(nèi)的情況下相同的方式，根據(jù)由圖22的圖(a)中的線L22表示的圖，將基準第二噴射燃料量Smb設(shè)定為最大基準第二噴射燃料量Smbmax。因此，在高負荷范圍R6內(nèi)，以與第二中負荷范圍R5內(nèi)相同的方式，將基準第二噴射燃料量Smb固定在最大基準第二噴射燃料量Smbmax，如由圖22的圖(a)中的線L22表示的那樣。

然后，在步驟S503，根據(jù)由圖22的圖(a)中的線L21表示的圖，將基準第一噴射燃料量Spb設(shè)定為最小基準第一噴射燃料量Spbmin。因此，在高負荷范圍R6內(nèi)，以與低負荷范圍R3內(nèi)相同的方式，將基準第一噴射燃料量Spb固定在最小基準第一噴射燃料量Spbmin，如由圖22的圖(a)中的線L21表示的那樣。

然后，在步驟S504，使用由圖22的圖(a)中的線L23表示的圖，確定基準第三噴射燃料量Sppb。在高負荷范圍R6內(nèi)，通過下面的等式10表達由線L23表示的負荷適合噴射量S0與基準第三噴射燃料量Sppb之間的關(guān)系：

Sppb＝S0-Spb×α–Smb (等式10)，

其中α是第一噴射燃料的未燃燒殘留率，如在等式2中那樣。如上所述，在根據(jù)本實例的高負荷燃燒控制中，在通常情況下(即當進氣中的實際EGR率等于適合于內(nèi)燃機負荷的EGR率時，如在通常工作中的情況那樣)，第三噴射燃料的大部分與第二噴射燃料一起通過自點火或擴散燃燒而燃燒以便有助于內(nèi)燃機負荷。因此，在對內(nèi)燃機動力的貢獻方面，第三噴射燃料能夠被認為等效于第二噴射燃料。因此，能夠通過根據(jù)上面的等式10的計算，確定足夠用于獲得適合于內(nèi)燃機負荷的燃料噴射量的基準第三噴射燃料量Sppb的值。在高負荷范圍R6內(nèi)，基準第二噴射燃料量Smb被固定到最大基準第二噴射燃料量Smbmax，并且因此在上面的等式10中Smb＝Smbmax。此外，在高負荷范圍R6內(nèi)，基準第一噴射燃料量Spb被固定在最小基準第一噴射燃料量Spbmin，并且因此在上面的等式10中Spb＝Spbmin。將如后面描述的，在高負荷范圍R6內(nèi)，基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、以及基準點火時間Tsb都恒定，并且點火間隔Ds和第一噴射間隔Di1相應(yīng)地均恒定。因此，上面的等式10中的系數(shù)α是恒定值。因此，在高負荷范圍R6內(nèi)，隨著內(nèi)燃機負荷增加，基準第三噴射燃料量Sppb根據(jù)內(nèi)燃機負荷的增加而增加。

在需要噴射相對大量的燃料作為第三噴射燃料或者難以提供足夠長的第二噴射間隔的情況下，第三噴射燃料中在第一噴射之后通過點火產(chǎn)生的火焰而燃燒的燃料的比例可能變大。如果該比例變得相當大，則在確定基準第三噴射燃料量Sppb中需要考慮在第一噴射之后通過點火產(chǎn)生的火焰而燃燒的燃料量。在此類情況下，可以根據(jù)下面的等式10’計算基準第三噴射燃料量Sppb：

Sppb＝(S0-Spb×α-Smb)×(1/β) (等式10’)，

其中β是第三噴射燃料中在第二噴射開始之后經(jīng)歷自點火或擴散燃燒的燃料的比率。

能夠預(yù)先例如基于實驗確定上面的等式10’中的系數(shù)β。能夠通過根據(jù)考慮上述系數(shù)β的上面的等式10’的計算，確定基準第三噴射燃料量Sppb的適當值。

然后，在步驟S505，使用由圖22的圖(b)中的線L31表示的圖，確定基準第一噴射時間Tpb。在高負荷范圍R6內(nèi)，因為基準第二噴射燃料量Smb被固定在最大基準第二噴射燃料量Smbmax，所以在步驟S501確定的基準第二噴射時間Tmb也保持恒定。此外，在高負荷范圍R6內(nèi)，基準第一噴射燃料量Spb也被固定在最小基準第一噴射燃料量Spbmin。因此，在高負荷范圍R6內(nèi)，基準第一噴射時間Tpb也恒定，以這樣的方式相對于基準第二噴射時間Tmb確定基準第一噴射時間Tpb：設(shè)定適當?shù)谝粐娚溟g隔Di1，使用該適當?shù)谝粐娚溟g隔Di1，當基準第一噴射燃料量Spb是最小基準第一噴射燃料量Spbmin時獲得令人滿意的熱效率。

然后，在步驟S506，使用由圖22的圖(b)中的線L30表示的控制圖，確定基準點火時間Tsb。如圖22的圖(b)中所示，作為基準第一噴射時間Tpb與基準點火時間Tsb之間的間隔的點火間隔Dsb保持恒定。因此，在高負荷范圍R6內(nèi)，基準點火時間Tsb也保持恒定。

然后，在步驟S507，使用由圖22的圖(b)中的線L33表示的控制圖，確定基準第三噴射時間Tppb。如上所述，在根據(jù)本實例的高負荷燃燒控制中，需要提供適當?shù)诙娚溟g隔Di2作為基準第一噴射時間Tpb與基準第三噴射時間Tppb之間的間隔，以使得在第二噴射開始之后通過自點火或擴散燃燒而燃燒第三噴射燃料。因此，以這樣的方式相對于基準第一噴射時間Tpb確定基準第三噴射時間Tppb：提供像這樣的第二噴射間隔Di2。在高負荷范圍R6內(nèi)，如上所述，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而增加基準第三噴射燃料量Sppb。因此，在高負荷范圍R6內(nèi)，如圖22的圖(b)中所示，隨著內(nèi)燃機負荷增加到特定內(nèi)燃機負荷，以增大第二噴射間隔Di2的方式來使基準第三噴射時間Tppb提前。第二噴射間隔Di2越大，第三噴射燃料越廣泛地在燃燒室中擴散，直到執(zhí)行第一噴射時為止。第三噴射時間提前越多，在第三噴射時間燃燒室中的壓力越低，并且因此第三噴射燃料的預(yù)噴霧的穿透力相對越高。也由于此原因，基準第三噴射時間Tppb提前越多，第三噴射燃料越廣泛地在燃燒室中擴散。因為第三噴射燃料更廣泛地在燃燒室中擴散，所以第三噴射燃料不太可能通過由點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒(即，通過由點燃第三噴射燃料產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的燃料的比例減小更多)。

在高負荷范圍R6內(nèi)，以上述方式確定與第一噴射、第二噴射、第三噴射、以及點火相關(guān)的參數(shù)的基準值。當在高負荷范圍R6內(nèi)，內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作時(換言之，當進氣中的實際EGR率等于對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標EGR率時)，如果使用被設(shè)定為如上確定的相應(yīng)基準值的第一噴射燃料量、第二噴射燃料量、第三噴射燃料量、第一噴射時間、第二噴射時間、第三噴射時間、以及點火時間執(zhí)行燃燒控制，則由圖22的圖(a)中的M1表示的第一噴射燃料的未燃燒殘留物量在點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧之后仍存在。如上所述，在高負荷范圍R6內(nèi)，基準第一噴射燃料量Spb、第一噴射間隔Di1、以及點火間隔Ds與低負荷范圍R3內(nèi)相同。因此，第一噴射燃料的未燃燒殘留物量基本恒定，如在低負荷范圍R3內(nèi)那樣。

再次參考圖20中所示的流程，在步驟S402計算對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第三噴射燃料量Sppb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、基準第三噴射時間Tppb、以及基準點火時間Tsb之后，在步驟S403計算向內(nèi)燃機1供應(yīng)的進氣中的實際EGR率Regr。在該步驟，以與圖13中所示的流程的步驟S204相同的方式，計算進氣中的實際EGR率Regr。

然后，在步驟S404，以與圖13中所示的流程的步驟S205相同的方式，判定在步驟S403計算的EGR率Regr是否基本等于對應(yīng)于目標內(nèi)燃機負荷Qet的目標EGR率Regrt。如上所述，當內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是穩(wěn)態(tài)工作時，進氣中的實際EGR率基本等于目標EGR率Regrt。在這種情況下，在步驟S404做出肯定判定。另一方面，當內(nèi)燃機1的工作狀態(tài)是過渡工作時，在改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)進氣中的實際EGR率Regr不同于目標EGR率Regrt。在這種情況下，在步驟S404做出否定判定。在步驟S404，如果在步驟S403計算的EGR率Regr與目標EGR率Regrt之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)，則可以判定進氣中的實際EGR率Regr基本等于目標EGR率Regrt。

如果在步驟S404做出的判定是肯定的，則在步驟S405，將燃燒控制參數(shù)設(shè)定為在步驟S402計算的基準值。具體地說，將第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第三噴射燃料量Spp、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、第三噴射時間Tpp、以及點火時間Ts分別設(shè)定為在步驟S402計算的基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第三噴射燃料量Sppb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、基準第三噴射時間Tppb、以及基準點火時間Tsb。然后，在步驟S406，根據(jù)在步驟S405設(shè)定的第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第三噴射燃料量Spp、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、第三噴射時間Tpp、以及點火時間Ts執(zhí)行通過燃料噴射閥6的第一噴射、第二噴射和第三噴射以及通過火花塞5的點火。

另一方面，如果在步驟S404做出的判定是否定的，則在步驟S407，計算系數(shù)c2，其用于計算修正后的第三噴射燃料量Sppa2和修正后的第三噴射時間Tppa2?；谠诓襟ES403計算的進氣中的實際EGR率Regr和目標EGR率Regrt，通過下面的等式11計算系數(shù)c2：

c2＝Regr/Regrt (等式11)。

然后，在步驟S408，使用在步驟S407計算的系數(shù)c2，通過下面的等式12和13計算修正后的第三噴射燃料量Sppa2和修正后的第三噴射時間Tppa2：

Sppa2＝Sppb×c2 (等式12)，

以及

Tppa2＝Tppb×c2 (等式13)。

然后，在步驟S409，通過下面的等式14和15計算修正后的第二噴射燃料量Sma2和修正后的第二噴射時間Tma2：

Sma2＝Sat-Spb-Sppa2 (等式14)，

其中Sat是目標總?cè)剂蠂娚淞?Sat＝Spb+Smb+Sppb)，以及

Tma2＝Tmb×(Smb/Sma2) (等式15)。

根據(jù)上面的等式14到15，當進氣中的實際EGR率Regr高于目標EGR率Regrt時，即在響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的變化而減小EGR率的過渡工作期間改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，修正后的第三噴射燃料量Sppa2大于基準第三噴射燃料量Sppb，并且修正后的第二噴射燃料量Sma2小于基準第二噴射燃料量Smb。此外，修正后的第三噴射時間Tppa2和修正后的第二噴射時間Tma2大于相應(yīng)基準值。(換言之，修正后的第三噴射時間Tppa2早于基準第三噴射時間Tppb，并且修正后的第二噴射時間Tma2早于基準第二噴射時間Tmb。)根據(jù)上面的等式14到15，當進氣中的實際EGR率Regr低于目標EGR率Regrt時，即在響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的變化而增大EGR率的過渡工作期間改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，修正后的第三噴射燃料量Sppa2小于基準第三噴射燃料量Sppb，并且修正后的第二噴射燃料量Sma2大于基準第二噴射燃料量Smb。此外，修正后的第三噴射時間Tppa2和修正后的第二噴射時間Tma2小于相應(yīng)基準值。(換言之，修正后的第三噴射時間Tppa2晚于基準第三噴射時間Tppb，并且修正后的第二噴射時間Tma2晚于基準第二噴射時間Tmb。)

在本實例中用于計算第二噴射和第三噴射的控制參數(shù)的修正值的等式并不限于上面的等式11到15。在使用其它修正系數(shù)和等式的情況下，在進氣中的實際EGR率Regr高于目標EGR率Regrt的情況下以及在實際EGR率Regr低于目標EGR率Regrt的情況下參數(shù)的基準值與修正值之間的上述關(guān)系也適用。

然后，在步驟S410，計算修正后的第一噴射時間Tpa2和修正后的點火時間Tsa2。修正后的第一噴射時間Tpa2被計算為這樣的時間：其通過修正后的第二噴射時間Tma2提供適當?shù)谝粐娚溟g隔Di1，并且通過修正后的第三噴射時間Tppa2提供適當?shù)诙娚溟g隔Di2。預(yù)先例如根據(jù)實驗確定修正后的第二噴射時間Tma2和修正后的第三噴射時間Tppa2與修正后的第一噴射時間Tpa2之間的關(guān)系，并且將其作為圖或函數(shù)存儲在ECU20中。在步驟S410，使用該圖或函數(shù)計算修正后的第一噴射時間Tpa2。基于修正后的第一噴射時間Tpa2計算修正后的點火時間Tsa2，作為將修正后的點火時間Tsa2與修正后的第一噴射時間Tpa2之間的點火間隔Ds保持恒定的時間。因此，在進氣中的實際EGR率Regr高于目標EGR率Regrt的時段內(nèi)，即在響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的變化而減小EGR率的過渡工作期間改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，修正后的第一噴射時間Tpa2和修正后的點火時間Tsa2大于相應(yīng)基準值。(換言之，修正后的第一噴射時間Tpa2早于基準第一噴射時間Tpb，并且修正后的點火時間Tsa2早于基準點火時間Tsb。)另一方面，在進氣中的實際EGR率Regr低于目標EGR率Regrt的時段內(nèi)，即在響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的變化而增大EGR率的過渡工作期間改變EGR率的響應(yīng)延遲時段內(nèi)，修正后的第一噴射時間Tpa2和修正后的點火時間Tsa2小于相應(yīng)基準值。(換言之，修正后的第一噴射時間Tpa2晚于基準第一噴射時間Tpb，并且修正后的點火時間Tsa2晚于基準點火時間Tsb。)

然后，在步驟S411，將第一噴射燃料量Sp設(shè)定為在步驟S402計算的基準第一噴射燃料量Spb。因此，將第一噴射燃料量Sp設(shè)定為基準第一噴射燃料量Spb，而與進氣中的實際EGR率無關(guān)。在步驟S411，將第一噴射時間Tp和點火時間Ts分別設(shè)定為在步驟S410計算的修正后的第一噴射時間Tpa2和修正后的點火時間Tsa2。在步驟S411，將第二噴射燃料量Sm、第三噴射燃料量Spp、第二噴射時間Tm、以及第三噴射時間Tpp分別設(shè)定為在步驟S408和S409計算的修正后的第二噴射燃料量Sma2、修正后的第三噴射燃料量Sppa2、修正后的第二噴射時間Tma2、以及修正后的第三噴射時間Tppa2。然后，在步驟S406，根據(jù)在步驟S410設(shè)定的第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第三噴射燃料量Spp、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、第三噴射時間Tpp、以及點火時間Ts，執(zhí)行通過燃料噴射閥6的第一噴射、第二噴射和第三噴射以及通過火花塞5的點火。

如果第三噴射時間在壓縮沖程中過早，則第三噴射燃料可能附著到氣缸內(nèi)腔的表面。因此，為了減少第三噴射燃料對內(nèi)腔表面的附著，可以針對第三噴射時間設(shè)定上限值(最大提前量)。如果在響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而提前基準第三噴射時間Tppb的過程中，基準第三噴射時間Tppb達到上限，則即使當響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的進一步增加而增加基準第三噴射燃料量Sppb時，也將基準第三噴射時間Tppb保持在上限值。此外，當通過上面提供的等式13計算的修正后的第三噴射燃料量Sppa2的值大于上述上限時，將第三噴射時間設(shè)定為上限值。

也在本實例中，如在實例1中，當通過圖12中所示的EGR控制改變EGR閥32的開度時，可以在從改變EGR閥32的開度的時間起的預(yù)定時段(其應(yīng)該是改變EGR率的響應(yīng)延遲時段)內(nèi)修正燃燒控制參數(shù)。此外，也在本實例中，如在實例1中，不一定需要在改變EGR率的整個響應(yīng)延遲時段內(nèi)修正燃燒控制參數(shù)。

在上述控制中，根據(jù)等式11到15計算與控制第二噴射和第三噴射相關(guān)的參數(shù)的修正值。備選地，可以通過其它方法確定對應(yīng)于進氣中的實際EGR率的燃燒控制參數(shù)的值。例如，可以使用分別對應(yīng)于不同EGR率的多個圖，計算與控制第二噴射和第三噴射相關(guān)的參數(shù)值，如在實例1的描述中通過實例方式描述的計算燃燒控制參數(shù)的修正值的備選方法中那樣。

在本實例中，圖22中所示的關(guān)系僅是內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與燃燒控制參數(shù)的基準值之間的示例性關(guān)系，并且它們之間的關(guān)系不限于圖22中所示的那些關(guān)系。例如，在高負荷范圍R6內(nèi)，可以將基準第一噴射燃料量Spb固定在最大基準第一噴射燃料量Spbmax。此外，在高負荷范圍R6內(nèi)，可以在考慮煙霧產(chǎn)生量和燃燒穩(wěn)定性確定的可允許范圍內(nèi)，響應(yīng)于內(nèi)燃機負荷的增加而增加基準第一噴射燃料量Spb或基準第二噴射燃料量Smb。

<實例3>

在實例3中，執(zhí)行與實例1中相同的基本燃燒控制。在本實例中，當內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機溫度低時，暫停EGR裝置30向進氣中供應(yīng)EGR氣體以便迅速升高內(nèi)燃機1和廢氣的溫度。

<EGR控制流程>

在下面，將參考圖23描述根據(jù)本實例的EGR控制的控制流程。圖23是根據(jù)本實例的EGR控制的控制流程的流程圖。該流程中的步驟S101到S104與圖12中所示的流程中的那些步驟相同，并且將不描述這些步驟中的處理。該控制流程被預(yù)先存儲在ECU 20中，并且當內(nèi)燃機1正在工作時，通過執(zhí)行存儲在ECU 20中的控制程序以預(yù)定間隔被重復(fù)執(zhí)行。

在該流程中，首先在步驟S601，判定通過水溫傳感器23測量的冷卻水溫度(即，內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機溫度)Tw是否高于預(yù)定溫度Tw0。上述預(yù)定溫度Tw0是這樣的閾值：設(shè)定該閾值以判定是否暫停EGR氣體的供應(yīng)以便盡快升高內(nèi)燃機溫度。預(yù)先例如根據(jù)實驗確定該預(yù)定溫度Tw0。如果在步驟S601做出的判定是肯定的，即如果冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度Tw0，則可以斷定可以執(zhí)行基于內(nèi)燃機負荷的通常EGR控制。在這種情況下，接下來執(zhí)行步驟S101的處理。另一方面，如果在步驟S601做出的判定是否定的，即如果冷卻水溫度Tw不高于預(yù)定溫度Tw0，則在步驟S602關(guān)閉EGR閥32。因此，暫停向進氣供應(yīng)EGR氣體。

<考慮EGR率的燃料噴射控制>

當通過上述EGR控制暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，與當供應(yīng)EGR氣體時相比更加促進燃燒室中的燃燒。因此，第一噴射燃料的噴霧引導(dǎo)燃燒中的第一燃燒效率變得較高(換言之，未燃燒殘留率變得較低)。如上所述，在此類情況下，在第二噴射之前燃燒第一噴射燃料消耗的氧量變得較大。因此，即使因為暫停供應(yīng)EGR氣體而使供應(yīng)到燃燒室中的氧量增加，在第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量也太多，從而使得當執(zhí)行第二噴射時難以提供令人滿意地燃燒第二噴射燃料需要的足夠燃料量。因此，煙霧產(chǎn)生量將增加。

在根據(jù)本實例的控制中，當暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，使第一噴射率比供應(yīng)EGR氣體時降低。換言之，當暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，使第二噴射率比當供應(yīng)EGR氣體時高。這能夠在暫停EGR氣體的供應(yīng)時，減少在執(zhí)行第二噴射之前在第一噴射燃料的燃燒中消耗的氧量。因此，能夠防止當執(zhí)行第二噴射時可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

如果當暫停EGR氣體的供應(yīng)時增大第二噴射率，則發(fā)生爆震的可能性變高。在本實例中，當暫停EGR氣體的供應(yīng)時，使第二噴射時間遲于或者變得晚于當供應(yīng)EGR氣體時。在這種情況下，根據(jù)第二噴射燃料量的增加量設(shè)定第二噴射時間的延遲量。這能夠防止發(fā)生由第二噴射燃料量的增加導(dǎo)致的爆震。

<燃燒控制流程>

將參考圖24描述根據(jù)本實例的燃燒控制的控制流程。圖24是根據(jù)本實例的燃燒控制的控制流程的流程圖。該流程中的步驟S201到S203、S206和S207與圖13中所示的流程中的那些步驟相同，并且將不描述這些步驟中的處理。該控制流程被預(yù)先存儲在ECU 20中，并且當內(nèi)燃機1正在工作時，通過執(zhí)行存儲在ECU 20中的控制程序以預(yù)定間隔被重復(fù)執(zhí)行。該控制流程與圖23中所示的EGR控制的控制流程同時執(zhí)行。

在該流程中，在步驟S203計算基準第一噴射燃料量Spb、基準第二噴射燃料量Smb、基準第一噴射時間Tpb、基準第二噴射時間Tmb、以及基準點火時間Tsb之后，執(zhí)行步驟S704的處理。在步驟S704，判定通過水溫傳感器23測量的冷卻水溫度Tw是否高于預(yù)定溫度Tw0。如果在步驟S704做出的判定是肯定的，則可以斷定正在執(zhí)行向進氣中供應(yīng)EGR氣體，即正在執(zhí)行基于內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷的通常EGR控制。然后，接下來執(zhí)行步驟S206的處理。

另一方面，如果在步驟S704做出的判定是否定的，則暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體。然后，在步驟S705，通過下面的等式16到18計算修正后的第一噴射燃料量Spa3、修正后的第一噴射時間Tpa3、以及修正后的點火時間Tsa3：

Spa3＝Spb×c3 (等式16)，

Tpa3＝Tpb×c3 (等式17)，

以及

Tsa3＝Tsb×c3 (等式18)。

在上面的等式中，系數(shù)c3是小于1的正值。系數(shù)c3是以這樣的方式確定的值：使燃燒控制參數(shù)適合于暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體的狀態(tài)。預(yù)先例如根據(jù)實驗確定該系數(shù)c3。該系數(shù)c3可以是恒定值或根據(jù)在步驟S201計算的目標內(nèi)燃機負荷Qet而變化的可變值。

然后，在步驟S706，通過下面的等式19和20計算修正后的第二噴射燃料量Sma3和修正后的第二噴射時間Tma3：

Sma3＝Sat-Spa3 (等式19)，

其中Sat是目標總?cè)剂蠂娚淞?Sat＝Spb+Smb)，以及

Tma3＝Tmb×(Smb/Sma3) (等式20)。

根據(jù)上面的等式16到20，修正后的第一噴射燃料量Spa3小于基準第一噴射燃料量Spb，并且修正后的第二噴射燃料量Sma3大于基準第二噴射燃料量Smb。此外，修正后的第一噴射時間Tpa3和修正后的第二噴射時間Tma3小于相應(yīng)基準值。(換言之，修正后的第一噴射時間Tpa3晚于基準第一噴射時間Tpb，并且修正后的第二噴射時間Tma3晚于基準第二噴射時間Tmb。)在本實例中用于計算燃燒控制參數(shù)的修正值的等式并不限于上面的等式16到20。在使用其它等式的情況下，參數(shù)的基準值與修正值之間的上述關(guān)系也適用。

然后在步驟S707，將燃燒控制參數(shù)設(shè)定為在步驟S705和S706計算的修正值。具體地說，將第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、以及點火時間Ts分別設(shè)定為修正后的第一噴射燃料量Spa3、修正后的第二噴射燃料量Sma3、修正后的第一噴射時間Tpa3、修正后的第二噴射時間Tma3、以及修正后的點火時間Tsa3。然后，在步驟S207，根據(jù)在步驟S707設(shè)定的第一噴射燃料量Sp、第二噴射燃料量Sm、第一噴射時間Tp、第二噴射時間Tm、以及點火時間Ts，執(zhí)行通過燃料噴射閥6的第一噴射和第二噴射以及通過火花塞5的點火。

根據(jù)上述流程，在相同內(nèi)燃機負荷下，當暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，與當執(zhí)行向進氣中供應(yīng)EGR氣體時相比，使第一噴射燃料量減小并且使第二噴射燃料量增大。因此，當暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，第一噴射率比當執(zhí)行向進氣中供應(yīng)EGR氣體時低。此外，根據(jù)上述流程，當暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，使第二噴射時間遲于(或者變得晚于)當執(zhí)行EGR氣體的供應(yīng)時的第二噴射時間。當暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，也使第一噴射時間遲于(或者變得晚于)當執(zhí)行EGR氣體的供應(yīng)時的第一噴射時間。根據(jù)第二噴射時間的延遲量設(shè)定第一噴射時間的延遲量。因此，能夠維持適當?shù)谝粐娚溟g隔Di1。

在上述控制中，根據(jù)等式16到20計算燃燒控制參數(shù)的修正值。備選地，可以通過其它方法確定當暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時的燃燒控制參數(shù)的值。例如，可以將表示內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷與在假設(shè)暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體的情況下準備的燃燒控制參數(shù)之間的關(guān)系的圖存儲在ECU 20中，并且可以使用這些圖確定燃燒控制參數(shù)的值。

在上述EGR控制中，當冷卻水溫度Tw等于或低于預(yù)定溫度Tw0時，暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體。備選地，當冷卻水溫度Tw等于或低于預(yù)定溫度Tw0時，使EGR氣體的供應(yīng)小于當冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度Tw0時，而不是暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體。也在這種情況下，當冷卻水溫度Tw等于或低于預(yù)定溫度Tw0時，與當冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度Tw0時相比，使第一噴射率較低。因此，當減少向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，第一噴射率減小。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。也在這種情況下，當冷卻水溫度Tw等于或低于預(yù)定溫度Tw0時，使第二噴射時間遲于當冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度Tw0時的第二噴射時間。因此，當在減少向進氣中供應(yīng)EGR氣體的情況下增加第二噴射燃料量時，第二噴射時間被推遲。這能夠防止發(fā)生由第二噴射燃料量的增加導(dǎo)致的爆震。

<變形例>

接下來，將描述上述實例的變形例。在本變形例中，在高負荷范圍內(nèi)執(zhí)行高負荷燃燒控制，如在實例2中。具體地說，在高負荷范圍內(nèi)，在一個燃燒循環(huán)中除了第一噴射和第二噴射之外，還執(zhí)行第三噴射。如果當內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷在高負荷范圍內(nèi)時暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體，則通過由火花塞5點燃第一噴射燃料的預(yù)噴霧產(chǎn)生的火焰的傳播而燃燒的第三噴射燃料量增加。如前所述，這導(dǎo)致在執(zhí)行第二噴射之前在第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量增加。因此，即使供應(yīng)到燃燒室中的氧量隨著EGR氣體供應(yīng)的暫停而增加，第三噴射燃料的燃燒中的氧消耗的過度增加也使得當執(zhí)行第二噴射時，難以提供令人滿意地燃燒第二噴射燃料需要的足夠氧量。這導(dǎo)致煙霧產(chǎn)生量增加。

在本變形例中，當在內(nèi)燃機1的內(nèi)燃機負荷在高負荷范圍的情況下暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，將第一噴射率設(shè)定為等于當執(zhí)行EGR氣體的供應(yīng)時的第一噴射率，并且使第三噴射率低于當執(zhí)行EGR氣體的供應(yīng)時的第三噴射率。換言之，當暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，將第一噴射率設(shè)定為等于當執(zhí)行EGR氣體的供應(yīng)時的第一噴射率，并且使第二噴射率高于當執(zhí)行EGR氣體的供應(yīng)時的第二噴射率。借助該控制，當暫停EGR氣體的供應(yīng)時，能夠減少在執(zhí)行第二噴射之前在第三噴射燃料的燃燒中消耗的氧量。因此，能夠防止當執(zhí)行第二噴射時可用于第二噴射燃料的燃燒的氧量不足。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

也在本變形例中，當冷卻水溫度Tw等于或低于預(yù)定溫度Tw0時，使EGR氣體的供應(yīng)小于當冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度Tw0時，而不是暫停向進氣中供應(yīng)EGR氣體。也在這種情況下，當冷卻水溫度Tw等于或低于預(yù)定溫度Tw0時，與當冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度Tw0時相比，使第三噴射率較低。因此，當減少向進氣中供應(yīng)EGR氣體時，第三噴射率減小。因此，能夠減少煙霧產(chǎn)生量。

也在本變形例中，當冷卻水溫度Tw等于或低于預(yù)定溫度Tw0時，使第二噴射時間遲于當冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度Tw0時的第二噴射時間。這能夠防止發(fā)生由第二噴射燃料量的增加導(dǎo)致的爆震。在這種情況下，根據(jù)第二噴射時間的延遲，使第一噴射時間、第三噴射時間、以及點火時間也遲于當冷卻水溫度Tw高于預(yù)定溫度Tw0時的第一噴射時間、第三噴射時間、以及點火時間。因此，能夠維持適當?shù)谝粐娚溟g隔Di1、適當?shù)诙娚溟g隔Di2、以及適當點火間隔Ds。

參考符號列表

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：進氣閥

10：排氣閥

20：ECU

21：曲柄位置傳感器

22：加速器位置傳感器

23：水溫傳感器

30：EGR裝置

31：EGR通路

32：EGR閥

71：節(jié)流閥

72：氣流計

73：壓力傳感器

Tp：第一噴射時間

Tm：第二噴射時間

Tpp：第三噴射時間

Ts：點火時間

Di1：第一噴射間隔

Di2：第二噴射間隔

Ds：點火間隔

Sp：第一噴射燃料量

Sm：第二噴射燃料量

Spp：第三噴射燃料量