本發(fā)明涉及壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制方法和燃料噴射控制裝置，尤其涉及在1次燃燒沖程中進(jìn)行多次燃料噴射而在氣缸內(nèi)產(chǎn)生多次燃燒的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制方法和燃料噴射控制方法。

背景技術(shù)：

以往，為了降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音(特別是發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震(knocking)所導(dǎo)致的噪音，以下簡(jiǎn)稱為“爆震噪音”)而進(jìn)行了各種嘗試。例如，在專利文獻(xiàn)1中提出了如下的技術(shù)：計(jì)算出能夠通過燃燒壓力波的干涉來降低高頻域的壓力等級(jí)的時(shí)間差，作為由多次燃料噴射分別產(chǎn)生的燃燒壓力波之間的發(fā)生時(shí)間差的目標(biāo)值，基于該目標(biāo)值，控制多次進(jìn)行的燃料噴射的間隔。在該技術(shù)中，通過控制燃料噴射的間隔，以特定的頻域(2.8～3.5khz)為目標(biāo)降低缸內(nèi)壓的頻率成分，從而降低爆震噪音。另外，“燃燒壓力波”是通過發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒而缸內(nèi)壓急劇上升所發(fā)生的壓力波，相當(dāng)于對(duì)缸內(nèi)壓的波形進(jìn)行了時(shí)間微分(以下同樣)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-47975號(hào)公報(bào)

從發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的爆震噪音，具有發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造上的振動(dòng)傳遞特性、特別是與發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的共振頻率相應(yīng)的特性。具體地說，在包含發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的共振頻率的頻帶(位于發(fā)動(dòng)機(jī)的主要的傳遞路徑上的零件的共振被組合而成為具有一定程度的寬度的頻帶。在本說明書中，將這樣的與共振頻率有關(guān)的帶域稱作“共振頻帶”)內(nèi)，爆震噪音有變大的傾向。一般來說，發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的共振頻帶存在多個(gè)，但是在上述的專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，僅能夠降低2.8～3.5khz的特定頻帶的爆震噪音，無法適當(dāng)?shù)亟档团c這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

另外，爆震噪音除了上述的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造上的共振，還對(duì)應(yīng)于與燃燒激振力相當(dāng)?shù)母變?nèi)壓等級(jí)(通常稱作“cpl(cylinderpressurelevel)”，表示以燃燒激振力指標(biāo)對(duì)缸內(nèi)壓波形進(jìn)行傅里葉變換而得到的高頻能量。以下簡(jiǎn)記為“cpl”)。該cpl與表示氣缸內(nèi)的燃燒形態(tài)的熱釋放率對(duì)應(yīng)，但是本發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)而了解到，熱釋放率的波形受到溫度和壓力等的環(huán)境條件的影響而變化，爆震噪音受到這樣的熱釋放率的波形形態(tài)的影響。因此，本發(fā)明人認(rèn)為，為了適當(dāng)?shù)亟档捅鹪胍?，?yōu)選為基于反映了溫度和壓力等環(huán)境條件的影響的、熱釋放率成為最大(峰值)的定時(shí)，來設(shè)定多次進(jìn)行的燃料噴射的間隔。在上述的專利文獻(xiàn)1所記載的技術(shù)中，基于燃燒壓力波上升的定時(shí)(與熱釋放率開始上升的定時(shí)相當(dāng))，控制多次進(jìn)行的燃料噴射的間隔，所以并不能充分地降低爆震噪音。

此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相對(duì)低的情況或者冷車時(shí)等、發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的燃料的點(diǎn)火性較差的情況下，產(chǎn)生燃料噴射后的點(diǎn)火延遲，熱釋放率成為最大的定時(shí)延遲。這種情況下，即使如上述那樣基于熱釋放率成為最大的定時(shí)來設(shè)定多次進(jìn)行的燃料噴射的間隔，也無法在意圖的定時(shí)使熱釋放率成為最大，可能無法充分地降低爆震噪音。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)而做出的，其目的在于，提供一種能夠在各種點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的共振頻率對(duì)應(yīng)的爆震噪音的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制方法及燃料噴射控制裝置。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制方法，在1次燃燒沖程中進(jìn)行多次燃料噴射而在氣缸內(nèi)產(chǎn)生多次燃燒，其特征在于，包括如下的步驟：將多次進(jìn)行的燃料噴射中的預(yù)噴射和主噴射的間隔設(shè)定為，使得表示通過多次燃燒而產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的部分包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶各自的范圍內(nèi)；在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低，越將預(yù)噴射的燃料噴射量增量。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，控制多次進(jìn)行的燃料噴射中的預(yù)噴射和主噴射的間隔，使得表示通過多次燃燒而產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的部分包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶各自的范圍內(nèi)，所以能夠適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。并且，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，則越將預(yù)噴射的燃料噴射量增量而提高點(diǎn)火性，所以能夠防止燃料的點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，能夠在各種點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。這種情況下，并不改變?nèi)紵龎毫Σǖ恼w的等級(jí)，所以油耗和排放不會(huì)變差，并且不必另外追加隔音材料等，所以裝置的成本和重量不會(huì)增加。

另外，上述的“燃燒壓力波的頻率特性”相當(dāng)于與發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒相應(yīng)的缸內(nèi)壓等級(jí)(cpl)的頻率特性。

此外，在本發(fā)明中優(yōu)選為，還包括如下的步驟：將主噴射的噴射定時(shí)設(shè)定為與規(guī)定的曲柄角對(duì)應(yīng)的定時(shí)，基于上述設(shè)定的燃料噴射的間隔，設(shè)定預(yù)噴射及/或后噴射的噴射定時(shí)，將燃料噴射裝置控制為，在這些噴射定時(shí)進(jìn)行預(yù)噴射、主噴射及后噴射。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，以主噴射的噴射定時(shí)為基準(zhǔn)，基于設(shè)定的燃料噴射的間隔來設(shè)定預(yù)噴射及/或后噴射的噴射定時(shí)，所以能夠?qū)後尫砰g隔控制為，使得與表示通過預(yù)噴射和主噴射、及/或主噴射和后噴射而產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶各自的范圍內(nèi)，由此，能夠適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，本發(fā)明的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制裝置，具有控制單元，該控制單元將多次進(jìn)行的燃料噴射中的預(yù)噴射和主噴射的間隔設(shè)定為，使得表示通過多次燃燒而產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的部分包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶各自的范圍內(nèi)，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低，則上述控制單元越將預(yù)噴射的燃料噴射量增量。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，控制預(yù)噴射和主噴射的間隔，使得表示通過多次燃燒而產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的部分包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶各自的范圍內(nèi)，所以能夠適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。并且，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，則越將預(yù)噴射的燃料噴射量增量而提高燃料的點(diǎn)火性，所以能夠防止燃料的點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，能夠在各種點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在本發(fā)明中優(yōu)選為，上述控制單元，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低，則越擴(kuò)大預(yù)噴射和主噴射的間隔。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，則越擴(kuò)大預(yù)噴射和主噴射的間隔，所以能夠防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，能夠在更寬泛的點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在本發(fā)明中優(yōu)選為，上述控制單元將主噴射的噴射定時(shí)固定，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低，則越使預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，將主噴射的噴射定時(shí)固定，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，則越擴(kuò)大預(yù)噴射和主噴射的間隔而使預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前，所以能夠在抑制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能、油耗、輸出扭矩等的影響的同時(shí)，防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，能夠在各種點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在本發(fā)明中優(yōu)選為，上述控制單元，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低，則越使主噴射的噴射定時(shí)滯后。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，則越使主噴射的噴射定時(shí)滯后，所以在不使預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前的情況下，也能夠防止燃料的點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，能夠在更寬泛的點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在本發(fā)明中優(yōu)選為，上述控制單元，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低，則越使主噴射的噴射定時(shí)滯后，并且使后噴射的噴射定時(shí)滯后，以維持主噴射和后噴射的間隔。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下降而使主噴射的噴射定時(shí)滯后時(shí)，還使后噴射的噴射定時(shí)滯后以維持主噴射和后噴射的間隔，在為了防止燃料的點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短而使主噴射的噴射定時(shí)滯后的情況下，能夠?qū)後尫砰g隔控制為，使得與表示通過主噴射和后噴射而生成的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶各自的范圍內(nèi)，由此，能夠在各種點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在本發(fā)明中優(yōu)選為，將發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)區(qū)分為發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相對(duì)高的高負(fù)荷區(qū)域、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷比上述高負(fù)荷區(qū)域低的中負(fù)荷區(qū)域、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷比上述中負(fù)荷區(qū)域低的低負(fù)荷區(qū)域的情況下，在上述中負(fù)荷區(qū)域中，上述控制單元使預(yù)噴射的噴射定時(shí)與上述高負(fù)荷區(qū)域的情況相比提前，并且使上述預(yù)噴射的燃料噴射量增量，在上述低負(fù)荷區(qū)域，上述控制單元使預(yù)噴射的燃料噴射量與上述中負(fù)荷區(qū)域的情況相比增量，并且使上述主噴射的噴射定時(shí)與上述高負(fù)荷區(qū)域及上述中負(fù)荷區(qū)域的情況相比滯后。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，則越使預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前而擴(kuò)大預(yù)噴射和主噴射的間隔，并且將預(yù)噴射的燃料噴射量增量，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷更低而點(diǎn)火性更差的情況下，將預(yù)噴射量進(jìn)一步增量而提高燃料的點(diǎn)火性，并且使主噴射的噴射定時(shí)滯后，防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，所以能夠在抑制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能、油耗、輸出扭矩等的影響的同時(shí)，防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，能夠在更寬泛的點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在本發(fā)明中優(yōu)選為，上述控制單元，將主噴射的噴射定時(shí)設(shè)定為與規(guī)定的曲柄角對(duì)應(yīng)的定時(shí)，基于上述設(shè)定的燃料噴射的間隔來設(shè)定預(yù)噴射及/或后噴射的噴射定時(shí)，將燃料噴射裝置控制為，在這些噴射定時(shí)進(jìn)行預(yù)噴射、主噴射及后噴射。

在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，以主噴射的噴射定時(shí)為基準(zhǔn)，基于設(shè)定的燃料噴射的間隔來設(shè)定預(yù)噴射及/或后噴射的噴射定時(shí)，所以能夠?qū)後尫砰g隔控制為，使得與表示通過預(yù)噴射和主噴射、及/或主噴射和后噴射產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的共振頻帶各自的范圍內(nèi)，由此，能夠適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

發(fā)明的效果：

根據(jù)本發(fā)明的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制方法及燃料噴射控制裝置，能夠在各種點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的共振頻率對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

附圖說明

圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的整體構(gòu)成的概略圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞及連桿的圖。

圖3是圖2的iii-iii向視圖。

圖4是圖2的iv-iv向視圖。

圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)的框圖。

圖6是表示在本發(fā)明的實(shí)施方式中應(yīng)用的代表性的燃料噴射樣式的時(shí)序圖。

圖7是產(chǎn)生爆震噪音的機(jī)理的說明圖。

圖8是產(chǎn)生爆震噪音的機(jī)理的說明圖。

圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式中通過控制cpl的頻率特性來降低爆震噪音的方法的基本概念的說明圖。

圖10是燃料噴射的次數(shù)(在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生熱的次數(shù))給cpl的頻率特性帶來的影響的說明圖。

圖11是進(jìn)行2次以上的燃料噴射時(shí)的進(jìn)行燃料噴射的定時(shí)(產(chǎn)生熱的定時(shí))給cpl的頻率特性帶來的影響的說明圖。

圖12是表示cpl的頻率特性的曲線的峰及谷的產(chǎn)生機(jī)理的說明圖。

圖13是本發(fā)明的實(shí)施方式的熱釋放間隔的控制方法的基本概念的說明圖。

圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的pcm所執(zhí)行的燃料噴射控制處理的流程圖。

圖15是本發(fā)明的實(shí)施方式的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制裝置決定燃料噴射的形態(tài)的燃料噴射形態(tài)決定處理的流程圖。

圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式的燃料噴射控制裝置基于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)決定點(diǎn)火環(huán)境時(shí)參照的映射圖。

圖17是表示與點(diǎn)火環(huán)境相應(yīng)地修正的燃料噴射樣式和通過各燃料噴射樣式實(shí)現(xiàn)的熱釋放率波形的說明圖。

圖18是表示燃料噴射形態(tài)的各參數(shù)和點(diǎn)火環(huán)境的關(guān)系的線圖。

圖19是表示爆震噪音的振動(dòng)等級(jí)的頻率特性的線圖。

圖20是表示熱釋放間隔和cpl的頻率特性的曲線中的波谷的頻率的關(guān)系的線圖。

圖21是表示彼此干涉的2個(gè)振動(dòng)的頻率的錯(cuò)移和這些振動(dòng)的共振所導(dǎo)致的聲壓等級(jí)放大量的關(guān)系的線圖。

符號(hào)的說明：

1發(fā)動(dòng)機(jī)主體；2氣缸；4活塞；7曲柄軸；8連桿；20噴油器；30進(jìn)氣通路；40排氣通路；60渦輪增壓機(jī)；70pcm；90動(dòng)態(tài)吸振器

具體實(shí)施方式

以下參照附圖說明本發(fā)明的實(shí)施方式的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制裝置。

＜裝置構(gòu)成＞

首先，參照?qǐng)D1說明應(yīng)用了本實(shí)施方式的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。圖1是表示應(yīng)用了本實(shí)施方式的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制裝置的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的整體構(gòu)成的概略圖。

圖1所示的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是作為行駛用的動(dòng)力源搭載于車輛的4沖程的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。具體地說，該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有多個(gè)氣缸2，具有：發(fā)動(dòng)機(jī)主體1，接受以輕油為主成分的燃料的供給而被驅(qū)動(dòng)；進(jìn)氣通路30，用于向發(fā)動(dòng)機(jī)主體1導(dǎo)入燃燒用的空氣；排氣通路40，用于將發(fā)動(dòng)機(jī)主體1中產(chǎn)生的廢氣排出；egr裝置50，使通過排氣通路40的廢氣的一部分回流到進(jìn)氣通路30；以及渦輪增壓機(jī)60，利用通過排氣通路40的廢氣來驅(qū)動(dòng)。

在進(jìn)氣通路30中，從上游側(cè)起依次設(shè)置有：空氣凈化器31、渦輪增壓機(jī)60的壓縮機(jī)61a、62a、節(jié)流閥36、中冷器5、穩(wěn)壓箱37。在比穩(wěn)壓箱37更靠下游側(cè)，設(shè)置有分別與各氣缸2單獨(dú)地連通的獨(dú)立通路，穩(wěn)壓箱37內(nèi)的氣體穿過這些獨(dú)立通路而被分配到各個(gè)氣缸2。

在排氣通路40中，從上游側(cè)起依次設(shè)置有渦輪增壓機(jī)60的渦輪62b、61b和排氣凈化裝置41。

渦輪增壓機(jī)60構(gòu)成為從排氣能量較低的低旋轉(zhuǎn)域到高旋轉(zhuǎn)域在全域都能夠高效率地得到高增壓的2級(jí)增壓系統(tǒng)。即，渦輪增壓機(jī)60具備：用于在高旋轉(zhuǎn)域?qū)⒋罅靠諝庠鰤旱拇笮蜏u輪增壓機(jī)61、以及即使是較低的排氣能量也能夠高效率地進(jìn)行增壓的小型渦輪增壓機(jī)62，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷)來切換是由大型渦輪增壓機(jī)61還是小型渦輪增壓機(jī)62進(jìn)行增壓。該渦輪增壓機(jī)60的渦輪61b、62b接受流過排氣通路40的廢氣的能量而旋轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)61a、62a與其連動(dòng)地旋轉(zhuǎn)，從而將進(jìn)氣通路30中流通的空氣壓縮(增壓)。

中冷器5用于將壓縮機(jī)61a、62a壓縮后的空氣冷卻。

節(jié)流閥36用于對(duì)進(jìn)氣通路30進(jìn)行開閉。但是，在本實(shí)施方式中，在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中基本上維持在全開或者接近全開的高開度，僅在發(fā)動(dòng)機(jī)的停止時(shí)等必要時(shí)閉閥而將進(jìn)氣通路30切斷。

排氣凈化裝置41用于將廢氣中的有害成分凈化。在本實(shí)施方式中，在該排氣凈化裝置41中，包含將廢氣中的co及hc氧化的氧化催化劑41a和捕獲廢氣中的灰塵(煤煙)的dpf41b。

egr裝置50用于使廢氣的一部分回流到進(jìn)氣側(cè)。egr裝置50具備egr通路50a和egr閥50b，上述egr通路50a將比排氣通路40中的渦輪61b、62b更靠上游側(cè)的部分和比進(jìn)氣通路30中的中冷器5更靠下游側(cè)的部分連接，上述egr閥50b對(duì)該egr通路50a進(jìn)行開閉，egr裝置50使排出到排氣通路40的比較高壓的廢氣(高壓egr氣體)回流到進(jìn)氣側(cè)。

發(fā)動(dòng)機(jī)主體1具備：氣缸體3，在內(nèi)部形成有沿上下方向延伸的氣缸；活塞4，可往復(fù)運(yùn)動(dòng)(上下運(yùn)動(dòng))地容納在活塞4內(nèi)；氣缸頭5，從與活塞4的冠面對(duì)置的一側(cè)覆蓋氣缸的端面(上面)；以及油盤6，為了貯存潤(rùn)滑油而配設(shè)在氣缸體3的下側(cè)。

活塞4經(jīng)由連桿8與發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的輸出軸即曲柄軸7連結(jié)。此外，在活塞4的上方形成有燃燒室9，在該燃燒室9中，從噴油器20噴射的燃料與空氣混合后進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。并且，通過伴隨著該燃燒的膨脹能量，活塞4進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，曲柄軸7繞著中心軸旋轉(zhuǎn)。此外，在活塞4上設(shè)置有抑制連桿8的伸縮共振的動(dòng)態(tài)吸振器。該動(dòng)態(tài)吸振器留待后述。

在此，發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的幾何學(xué)壓縮比、即活塞4處于下死點(diǎn)時(shí)的燃燒室容積與活塞4處于上死點(diǎn)時(shí)的燃燒室容積之比被設(shè)定為12以上15以下(例如14)。這個(gè)12以上15以下的幾何學(xué)壓縮比，作為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來說是相當(dāng)?shù)偷闹怠Ｆ淠康氖?，通過抑制燃燒溫度來提高排放性能和熱效率。

在氣缸頭5上設(shè)置有：進(jìn)氣端口16，用于將從進(jìn)氣通路30供給的空氣導(dǎo)入到燃燒室9；排氣端口17，用于將燃燒室9中生成的廢氣導(dǎo)入到排氣通路40；進(jìn)氣閥18，對(duì)進(jìn)氣端口16的燃燒室9側(cè)的開口進(jìn)行開閉；以及排氣閥19，用于對(duì)排氣端口17的燃燒室9側(cè)的開口進(jìn)行開閉。

此外，在氣缸頭5上設(shè)置有向燃燒室9噴射燃料的噴油器20。該噴油器20以其活塞4側(cè)的前端部面向設(shè)置于活塞4的冠面的作為凹部的腔室(未圖示)的中心部的姿態(tài)被安裝。噴油器20經(jīng)由燃料流路與共軌側(cè)的蓄壓室(未圖示)連接。在蓄壓室內(nèi)貯存著通過燃料泵(未圖示)而被加壓的高壓的燃料，噴油器20從該蓄壓室接受燃料的供給，向燃燒室9內(nèi)噴射燃料。在燃料泵和蓄壓室之間設(shè)置有燃?jí)赫{(diào)節(jié)器(未圖示)，該燃?jí)赫{(diào)節(jié)器用于調(diào)整蓄壓室內(nèi)的壓力即噴射壓，該噴射壓是從噴油器20噴射的燃料的壓力。

接下來，參照?qǐng)D2～圖4詳細(xì)說明動(dòng)態(tài)吸振器。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞4及連桿8的圖，圖3是圖2的iii-iii向視圖，圖4是圖2的iv-iv向視圖。

如圖3及圖4所示，活塞銷80為截面中空，在活塞銷80的中心部形成有沿著活塞銷80的中心軸方向延伸的貫通孔80a。在該貫通孔80a的內(nèi)周面上的活塞銷80的中心軸方向的中央部，形成有供動(dòng)態(tài)吸振器90的固定部90a壓入的壓入部80b。壓入部80b中的貫通孔80a的內(nèi)徑比其他部分中的貫通孔80a的內(nèi)徑小。

在活塞銷80的內(nèi)部(貫通孔80a內(nèi))配設(shè)有兩個(gè)動(dòng)態(tài)吸振器90，這兩個(gè)動(dòng)態(tài)吸振器90在燃燒沖程中抑制活塞4、活塞銷80及連桿8的小端部8a一體地相對(duì)于連桿8的大端部8b共振。這2個(gè)動(dòng)態(tài)吸振器90隔著穿過活塞銷80的中心軸方向的中央的面(即，穿過該中央且相對(duì)于活塞銷80的中心軸垂直的面)而分別位于兩側(cè)。

在燃燒沖程中，活塞銷80和連桿8的銷插通孔8d之間的潤(rùn)滑油膜(將活塞銷80和連桿8的小端部8a連結(jié)的彈簧)、以及活塞銷80和活塞4的突起部4c的銷支持孔4d之間的潤(rùn)滑油膜(將活塞銷80和活塞4連結(jié)的彈簧)均消失，其結(jié)果，活塞4、活塞銷80及連桿8的小端部8a成為一體而相對(duì)于大端部8b共振。但是，在本實(shí)施方式中，通過設(shè)置于活塞銷80的動(dòng)態(tài)吸振器90來抑制該共振，能夠降低共振導(dǎo)致的噪音。

另一方面，在進(jìn)氣沖程、壓縮沖程及排氣沖程中，在活塞銷80和連桿8的銷插通孔8d之間、以及活塞銷80和活塞4的突起部4c的銷支持孔4d之間分別存在潤(rùn)滑油膜。其結(jié)果，不會(huì)產(chǎn)生燃燒沖程那樣的共振。即，動(dòng)態(tài)吸振器90設(shè)置于活塞銷80，所以在進(jìn)氣沖程、壓縮沖程及排氣沖程中，通過活塞銷80和連桿8的銷插通孔8d之間的潤(rùn)滑油膜(將活塞銷80和連桿8的小端部8a連結(jié)的彈簧)，能夠抑制從動(dòng)態(tài)吸振器90向連桿8的振動(dòng)傳遞，能夠防止噪音增大。進(jìn)而，由于在活塞銷80的內(nèi)部設(shè)置有動(dòng)態(tài)吸振器90，所以能夠有效地利用空間，避免活塞4的大型化。

接下來，參照?qǐng)D5說明本實(shí)施方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)。圖5是表示本實(shí)施方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)的框圖。如圖5所示，本實(shí)施方式的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由pcm(powertraincontrolmodule)70綜合地控制。pcm70是由cpu、rom、ram等構(gòu)成的微處理器。

pcm70與用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器電連接。

例如，在氣缸體3中設(shè)置有檢測(cè)曲柄軸7的旋轉(zhuǎn)角度(曲柄角)及旋轉(zhuǎn)速度的曲柄角傳感器sn1。該曲柄角傳感器sn1對(duì)應(yīng)于與曲柄軸7一體地旋轉(zhuǎn)的曲板(未圖示)的旋轉(zhuǎn)而輸出脈沖信號(hào)，基于該脈沖信號(hào)，確定曲柄軸7的旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)速度(即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)。

在進(jìn)氣通路30中的空氣凈化器31附近(空氣凈化器31和壓縮機(jī)61a之間的部分)設(shè)置有空氣流量傳感器sn2，該空氣流量傳感器sn2檢測(cè)通過了空氣凈化器31并被吸入到各氣缸2的空氣量(新氣量)。

在穩(wěn)壓箱37中設(shè)置有進(jìn)氣歧管溫度傳感器sn3，該進(jìn)氣歧管溫度傳感器sn3檢測(cè)該穩(wěn)壓箱37內(nèi)的氣體、即被吸入到各氣缸2的氣體的溫度。

在進(jìn)氣通路30中的比中冷器5更靠下游側(cè)的部分設(shè)置有進(jìn)氣歧管壓力傳感器sn4，該進(jìn)氣歧管壓力傳感器sn4檢測(cè)通過該部分的空氣和被吸入到氣缸2的進(jìn)氣的壓力。

在發(fā)動(dòng)機(jī)主體1上設(shè)置有檢測(cè)將該發(fā)動(dòng)機(jī)主體1冷卻的冷卻水的溫度的水溫傳感器sn5。

pcm70基于來自上述的各種傳感器的輸入信號(hào)執(zhí)行各種判定和運(yùn)算等，并且對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各部進(jìn)行控制。例如，pcm70對(duì)噴油器20、節(jié)流閥36、egr閥50b、燃?jí)赫{(diào)節(jié)器等進(jìn)行控制。在本實(shí)施方式中，如圖5所示，pcm70主要控制噴油器20，從而進(jìn)行與向氣缸2供給的燃料有關(guān)的控制(燃料噴射控制)。另外，pcm70相當(dāng)于本發(fā)明中的“壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制裝置”，作為本發(fā)明中的“控制單元”發(fā)揮功能。

在此，參照?qǐng)D6說明本實(shí)施方式中由pcm70進(jìn)行的燃料噴射控制的基本概念。圖6是表示本實(shí)施方式中應(yīng)用的代表性的燃料噴射樣式的時(shí)序圖。在本實(shí)施方式中，如圖6所示，pcm70通過噴油器20實(shí)施主噴射和預(yù)噴射，上述主噴射指的是，向燃燒室9內(nèi)噴射用于在壓縮上死點(diǎn)附近生成發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的燃料，上述預(yù)噴射指的是，為了提高空氣利用率或提高主噴射的點(diǎn)火性，在主噴射之前的定時(shí)向燃燒室9內(nèi)噴射比主噴射的噴射量少的量的燃料。此外，pcm70還實(shí)施后噴射，該后噴射指的是，為了使燃燒室9內(nèi)產(chǎn)生的煤煙燃燒，通過噴油器20在主噴射之后的定時(shí)向燃燒室9內(nèi)噴射比主噴射的噴射量少的量的燃料。例如，pcm70通過噴油器20在預(yù)先規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)的規(guī)定的運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域分別實(shí)施這樣的預(yù)噴射及后噴射。

關(guān)于主噴射，pcm70基于與駕駛員的油門開度相應(yīng)的要求輸出和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等，設(shè)定主噴射的基本的噴射定時(shí)(以下稱作“基準(zhǔn)主噴射定時(shí)”)。此外，pcm70為了在主噴射的燃料燃燒之前通過預(yù)噴射產(chǎn)生熱釋放量小的燃燒而創(chuàng)造出主噴射的燃料容易燃燒的狀態(tài)，使得預(yù)噴射的燃料噴霧被限制在設(shè)置于活塞4的冠面的腔室內(nèi)，并且將預(yù)噴射的噴射定時(shí)設(shè)定為能夠在腔室內(nèi)形成比較濃的混合氣的定時(shí)。進(jìn)而，pcm70將后噴射的噴射定時(shí)設(shè)定為通過后噴射使得因后噴射之前的燃料噴射而在燃燒室9內(nèi)產(chǎn)生的煤煙適當(dāng)?shù)厝紵亩〞r(shí)。

＜本實(shí)施方式的控制內(nèi)容＞

接著，說明本實(shí)施方式中為了抑制柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震噪音而由pcm70實(shí)施的燃料噴射控制。

首先，參照?qǐng)D7及圖8說明爆震噪音產(chǎn)生的機(jī)理。如圖7所示，爆震噪音是如下那樣產(chǎn)生的：通過發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃燒而產(chǎn)生燃燒激振力，通過該燃燒激振力產(chǎn)生的振動(dòng)沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞、連桿、曲柄軸、發(fā)動(dòng)機(jī)體等的主路徑(具有規(guī)定的構(gòu)造振動(dòng)傳遞特性，該構(gòu)造振動(dòng)傳遞特性與發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的共振頻率相對(duì)應(yīng))而放射。

在圖8中，曲線圖g11表示曲柄角和缸內(nèi)壓(燃燒壓)的關(guān)系，曲線圖g12表示對(duì)曲線圖g11的缸內(nèi)壓進(jìn)行fft處理(高速傅里葉變換處理)而得到的、與燃燒激振力相當(dāng)?shù)腸pl(以燃燒激振力指標(biāo)對(duì)缸內(nèi)壓波形進(jìn)行fft處理而得到的1～4khz程度的高頻能量)的頻率特性。此外，曲線圖g13表示上述的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造振動(dòng)傳遞特性(具體地說是發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造振動(dòng)衰減的頻率特性)，曲線圖g14表示發(fā)動(dòng)機(jī)的接近音的時(shí)間變化波形。對(duì)于曲線圖g12所示的cpl的頻率特性應(yīng)用曲線圖g13所示的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造振動(dòng)傳遞特性而得到的特性，與對(duì)曲線圖g14所示的接近音的時(shí)間變化波形進(jìn)行fft處理而得到的特性大體一致，其表示爆震噪音的特性(參照曲線圖g15)。

另外，在曲線圖g14中，虛線區(qū)域r11所示的、時(shí)間上較大地變動(dòng)的部分作為爆震噪音被聽到。此外，在曲線圖g15中，將虛線區(qū)域r12所示的1～4khz的能量和作為爆震噪音的代表值使用。

如上述那樣，爆震噪音受到cpl的頻率特性的影響，所以在本實(shí)施方式中，通過控制cpl的頻率特性，能夠降低爆震噪音。在此，參照?qǐng)D9說明本實(shí)施方式中通過控制cpl的頻率特性來降低爆震噪音的方法的基本思路。另外，“cpl的頻率特性”相當(dāng)于通過發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的燃料的燃燒而產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性。

在圖9中，曲線圖g21表示成為基準(zhǔn)的cpl的頻率特性(例如應(yīng)用基于與駕駛員的油門開度相應(yīng)的要求輸出或發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷)等設(shè)定的基本的噴射定時(shí)來進(jìn)行燃料噴射的情況下的cpl的頻率特性)，曲線圖g23、g24、g25表示發(fā)動(dòng)機(jī)的各種構(gòu)成要素的構(gòu)造共振的頻率特性。例如，曲線圖g23表示與發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿的構(gòu)造共振有關(guān)的頻率特性，曲線圖g24表示與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸的構(gòu)造共振有關(guān)的頻率特性，曲線圖g25表示與發(fā)動(dòng)機(jī)體的構(gòu)造共振有關(guān)的頻率特性。在此，與曲線圖g24、g25所示的構(gòu)造共振相比，曲線圖g23所示的構(gòu)造共振給爆震噪音帶來的影響更大。這種情況下，由于曲線圖g21所示的cpl的頻率特性和曲線圖g23～g25所示的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成要素的構(gòu)造共振，產(chǎn)生具有曲線圖g26所示的頻率特性的爆震噪音。從曲線圖g26可知，爆震噪音在頻帶fb1變大，具體地說，在表示爆震噪音的曲線中，在頻帶fb1處產(chǎn)生大的波峰。這是因?yàn)椋陬l帶fb1處，在表示曲線圖g21的cpl的曲線中產(chǎn)生波峰，并且在表示曲線圖g23的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成要素(給爆震噪音帶來的影響大)的構(gòu)造共振的曲線中產(chǎn)生波峰。

在本實(shí)施方式中，將cpl的頻率特性控制為，使表示cpl的頻率特性的曲線的波谷的部分位于表示曲線圖g23的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)成要素(給爆震噪音帶來的影響大)的構(gòu)造共振的曲線中產(chǎn)生波峰的頻帶fb1，換言之，使表示cpl的頻率特性的曲線的波谷的部分包含在頻帶fb1內(nèi)。具體地說，實(shí)現(xiàn)使曲線圖g22所示的、cpl的頻率特性的曲線的波谷的部分包含在頻帶fb1內(nèi)的cpl的頻率特性。通過應(yīng)用這樣的曲線圖g22所示的cpl的頻率特性，如曲線圖g27所示，在頻帶fb1，爆震噪音大幅地降低。這種情況下，并不是改變cpl的整體的等級(jí)，所以能夠確保所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，不會(huì)使油耗和排放變差，就能夠適當(dāng)?shù)亟档捅鹪胍簟?/p>

接下來，參照?qǐng)D10～圖13說明本實(shí)施方式中將cpl的頻率特性控制成期望的特性(例如曲線圖g22所示的頻率特性)的方法。

圖10是用于說明燃料噴射的次數(shù)(在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)產(chǎn)生熱的次數(shù))給cpl的頻率特性帶來的影響的圖。在圖10中，曲線圖g31表示僅進(jìn)行1次燃料噴射的情況下(例如僅進(jìn)行主噴射)的、對(duì)于曲柄角的熱釋放率的波形，曲線圖g32表示進(jìn)行2次燃料噴射的情況(例如進(jìn)行預(yù)噴射及主噴射)下的、對(duì)于曲柄角的熱釋放率的波形，曲線圖g33表示進(jìn)行3次燃料噴射的情況下(例如進(jìn)行預(yù)噴射、主噴射及后噴射)的、對(duì)于曲柄角的熱釋放率的波形。

僅進(jìn)行1次燃料噴射的情況下，如曲線圖g34所示，成為頻率越大則cpl逐漸變小的頻率特性。這種情況下，在表示cpl的頻率特性的曲線中不產(chǎn)生峰和谷。另一方面，進(jìn)行2次及3次燃料噴射的情況下，分別如曲線圖g35、g36所示，在表示cpl的頻率特性的曲線中產(chǎn)生了峰和谷。因此，如果進(jìn)行2次以上的燃料噴射、即在發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生2次以上的燃燒(熱釋放)，則在表示cpl的頻率特性的曲線中產(chǎn)生峰和谷。此外，從曲線圖g35、g36可知，進(jìn)行3次燃料噴射的情況下，與進(jìn)行2次燃料噴射的情況相比，表示cpl的頻率特性的曲線的峰和谷的數(shù)量更多。

圖11是用于說明進(jìn)行2次以上的燃燒時(shí)的進(jìn)行燃料噴射的定時(shí)(產(chǎn)生熱的定時(shí))給cpl的頻率特性帶來的影響的圖。在此，進(jìn)行2次燃料噴射(預(yù)噴射及主噴射)時(shí)，說明將進(jìn)行前段的預(yù)噴射的定時(shí)固定而變更進(jìn)行后段的主噴射的定時(shí)的情況的模擬結(jié)果(不是實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果)。

在圖11中，曲線圖g41表示將變更前的燃料噴射定時(shí)(基準(zhǔn)主噴射定時(shí))應(yīng)用于主噴射的情況下的熱釋放率，曲線圖g43表示應(yīng)用了曲線圖g41所示的熱釋放率的情況下的cpl的頻率特性。另一方面，曲線圖g42表示將主噴射的燃料噴射定時(shí)從基準(zhǔn)主噴射定時(shí)變更(具體地說是延遲)的情況下的熱釋放率。具體地說，曲線圖g42與曲線圖g41相比，通過主噴射而產(chǎn)生熱釋放率的峰值(最大值)的定時(shí)延遲了時(shí)間t1(例如0.5msec)。應(yīng)用這樣的曲線圖g42所示的熱釋放率的情況下，得到曲線圖g44所示那樣的cpl的頻率特性。

從曲線圖g43、g44可知，進(jìn)行2次燃料噴射時(shí)、即產(chǎn)生2次燃燒(熱發(fā)生)時(shí)，如果改變產(chǎn)生熱釋放的定時(shí)，則cpl的頻率特性變化。具體地說，表示cpl的曲線的峰和谷的數(shù)量變化，與表示cpl的曲線的峰和谷的位置對(duì)應(yīng)的頻率變化。因此，產(chǎn)生熱釋放的定時(shí)、特別是兩次燃燒分別產(chǎn)生的熱釋放率的峰值的間隔(以下適當(dāng)?shù)胤Q作“熱釋放間隔”)對(duì)于與表示cpl的曲線的峰和谷的位置對(duì)應(yīng)的頻率帶來影響。

圖12是用于說明表示cpl的曲線的峰和谷所產(chǎn)生的機(jī)理的圖。圖12(a)是表示在表示圖11的曲線圖g44的cpl的曲線中與波峰的部分對(duì)應(yīng)的頻率f41處的、預(yù)噴射引起的燃燒壓力波的時(shí)間變化、主噴射引起的燃燒壓力波的時(shí)間變化、以及將這些燃燒壓力波合成的合成壓力波的時(shí)間變化。這種情況下，在預(yù)噴射和主噴射各自的熱釋放率波形中產(chǎn)生峰值的間隔(熱釋放間隔)是t21(以下同樣)。此外，上述的頻率f41處的預(yù)噴射及主噴射的燃燒壓力波的周期t22(＝1/f41×1000)與熱釋放間隔t21大體一致。

在頻率f41處，主噴射的燃燒壓力波的發(fā)生定時(shí)和與預(yù)噴射的燃燒壓力波的周期t21對(duì)應(yīng)的定時(shí)大體一致，所以預(yù)噴射的燃燒壓力波和主噴射的燃燒壓力波在同相位發(fā)生干涉。因此，預(yù)噴射的燃燒壓力波的波峰的部分和主噴射的燃燒壓力波的波峰的部分重合(參照虛線區(qū)域r21)，并且預(yù)噴射的燃燒壓力波的波谷的部分和主噴射的燃燒壓力波的波谷的部分重合(參照虛線區(qū)域r22)。由此，將預(yù)噴射的燃燒壓力波和主噴射的燃燒壓力波合成的合成壓力波被放大(參照箭頭a21)。結(jié)果，如圖11的曲線圖g44所示，在頻率f41處，在表示cpl的曲線中產(chǎn)生波峰。

另一方面，圖12(b)表示在表示圖11的曲線圖g44的cpl的曲線中與波谷的部分對(duì)應(yīng)的頻率f42處的、預(yù)噴射引起的燃燒壓力波的時(shí)間變化、主噴射引起的燃燒壓力波的時(shí)間變化、以及將這些燃燒壓力波合成的合成壓力波的時(shí)間變化。該頻率f42處的預(yù)噴射及主噴射的燃燒壓力波的周期t23(＝1/f42×1000)相當(dāng)于熱釋放間隔t21的大致2倍。

在頻率f42，主噴射的燃燒壓力波在與預(yù)噴射的燃燒壓力波的周期t23的大致一半對(duì)應(yīng)的定時(shí)發(fā)生，所以預(yù)噴射的燃燒壓力波和主噴射的燃燒壓力波在相反相位發(fā)生干涉。因此，預(yù)噴射的燃燒壓力波的波谷的部分和主噴射的燃燒壓力波的波峰的部分重合(參照虛線區(qū)域r23)，并且預(yù)噴射的燃燒壓力波的波峰的部分和主噴射的燃燒壓力波的波谷的部分重合(參照虛線區(qū)域r24)。由此，將預(yù)噴射的燃燒壓力波和主噴射的燃燒壓力波合成的合成壓力波衰減(參照箭頭a22)。結(jié)果，如圖11的曲線圖g44所示，在頻率f42，在表示cpl的曲線中產(chǎn)生波谷。

在此，在cpl的頻率特性中，發(fā)生峰和谷的位置與熱釋放間隔的關(guān)系能夠通過以下的式(1)及(2)來表達(dá)。在式(1)及式(2)中，“δt”是熱釋放間隔，“n”是“1、2、3…”。

發(fā)生波峰的頻率fn＝n/δt×1000式(1)

發(fā)生波谷的頻率fn＝(n－0.5)/δt×1000式(2)

另外，在圖11中示出了進(jìn)行2次燃料噴射(預(yù)噴射及主噴射)的情況的結(jié)果，但是進(jìn)行3次燃料噴射(預(yù)噴射、主噴射及后噴射)的情況也確認(rèn)到得到了同樣的結(jié)果。具體地說，進(jìn)行3次燃料噴射的情況下，也根據(jù)3次燃燒的熱釋放率各自的峰值所產(chǎn)生的間隔(熱釋放間隔)，與表示cpl的曲線的峰和谷的位置對(duì)應(yīng)的頻率變化。此外，在圖11中，示出了使用規(guī)定的模型(燃燒模型等)的模擬結(jié)果，但是已經(jīng)確認(rèn)了這樣的結(jié)果也能夠通過實(shí)車試驗(yàn)來得到。進(jìn)而，上面通過使進(jìn)行多次燃料噴射的情況的熱釋放間隔變化來調(diào)查了該熱釋放間隔給cpl的頻率特性帶來的影響，但是本發(fā)明人除了熱釋放間隔以外，還使熱釋放率波形的高度和斜率變化，從而調(diào)查了它們給cpl的頻率特性帶來的影響。結(jié)果，即便使熱釋放率波形的高度和斜率變化，也只是cpl的大小變化，cpl的曲線的峰和谷的數(shù)量、以及它們的頻率幾乎不變化。

從以上可知，進(jìn)行多次燃料噴射的情況下的熱釋放間隔會(huì)給cpl的頻率特性帶來影響。根據(jù)這樣的結(jié)果，在本實(shí)施方式中，通過控制進(jìn)行多次燃料噴射的情況下的熱釋放間隔，使cpl的頻率特性成為期望的特性(例如曲線圖g22所示的頻率特性)。具體地說，在本實(shí)施方式中，pcm70為了實(shí)現(xiàn)使cpl的頻率特性成為期望的特性的熱釋放間隔，設(shè)定多次進(jìn)行的燃料噴射的間隔。更詳細(xì)地說，pcm70為了實(shí)現(xiàn)使曲線的波谷的部分包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的共振頻帶(例如參照?qǐng)D9)的范圍內(nèi)的cpl的頻率特性，基于用于得到該cpl的頻率特性的熱釋放間隔，設(shè)定多次進(jìn)行的燃料噴射的間隔。

圖13是用于說明本實(shí)施方式的熱釋放間隔的控制方法的基本概念的圖。圖13中從左側(cè)起依次示出了預(yù)噴射的熱釋放率、主噴射的熱釋放率、后噴射的熱釋放率。在本實(shí)施方式中，pcm70設(shè)定分別實(shí)施預(yù)噴射、主噴射及后噴射的間隔，以實(shí)現(xiàn)使cpl的頻率特性成為期望的特性的預(yù)噴射與主噴射的熱釋放間隔t31、以及主噴射與后噴射的熱釋放間隔t32。并且，pcm70控制噴油器20，按照與這樣設(shè)定的間隔相應(yīng)的燃料噴射定時(shí)來分別實(shí)施預(yù)噴射、主噴射及后噴射。

接下來，參照?qǐng)D14～圖18說明pcm70執(zhí)行的燃料噴射控制的具體處理。

圖14是pcm70執(zhí)行的燃料噴射控制處理的流程圖。該燃料噴射控制處理在車輛點(diǎn)火、pcm70被接入電源的情況下啟動(dòng)，并反復(fù)執(zhí)行。

燃料噴射控制處理開始后，如圖14所示，在步驟s1中，pcm70取得與車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的各種信息。具體地說，pcm70除了上述的各種傳感器sn1～sn5輸出的檢測(cè)信號(hào)之外，還取得包括由油門開度傳感器檢測(cè)的油門開度、由車速傳感器檢測(cè)的車速、由車輛的變速器當(dāng)前設(shè)定的齒輪級(jí)等在內(nèi)的信息。

接著，在步驟s2中，pcm70基于在步驟s1中取得的信息，設(shè)定目標(biāo)加速度。具體地說，pcm70從對(duì)于各種車速及各種齒輪級(jí)規(guī)定的加速度特性映射圖(預(yù)先制作并保存在存儲(chǔ)等中)之中，選擇與當(dāng)前的車速及齒輪級(jí)對(duì)應(yīng)的加速度特性映射圖，參照所選擇的加速度特性映射圖，決定與當(dāng)前的油門開度對(duì)應(yīng)的目標(biāo)加速度。

接著，在步驟s3中，pcm70決定用于實(shí)現(xiàn)步驟s2中決定的目標(biāo)加速度的發(fā)動(dòng)機(jī)的目標(biāo)扭矩。具體地說，pcm70基于當(dāng)前的車速、齒輪級(jí)、路面坡度、路面μ等，在發(fā)動(dòng)機(jī)可輸出的扭矩的范圍內(nèi)決定目標(biāo)扭矩。

接著，在步驟s4中，pcm70根據(jù)在步驟s3中決定的目標(biāo)扭矩和基于來自曲柄角傳感器sn1的輸出信號(hào)求出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，設(shè)定為了得到目標(biāo)扭矩而應(yīng)該從噴油器20噴射的燃料的要求噴射量(具體地說是主噴射的燃料噴射量)。

接著，在步驟s5中，pcm70執(zhí)行決定燃料噴射的形態(tài)(具體地說是燃料的噴射量及噴射定時(shí))的燃料噴射形態(tài)決定處理。該燃料噴射形態(tài)決定處理的詳細(xì)情況留待后述。

在步驟s5的處理之后，pcm70基于在步驟s4中決定的要求噴射量和在步驟s5中決定的燃料噴射的形態(tài)，對(duì)噴油器20進(jìn)行控制。在步驟s6之后，pcm70將燃料噴射控制處理結(jié)束。

在此，利用圖15說明在上述的燃料噴射控制處理的步驟s5中執(zhí)行的燃料噴射形態(tài)決定處理。

燃料噴射形態(tài)決定處理開始后，如圖15所示，在步驟s21中，pcm70取得與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有關(guān)的各種信息。具體地說，pcm70除了上述的各種傳感器sn1～sn5輸出的檢測(cè)信號(hào)之外，還取得包括增壓壓力、氣缸壁溫推測(cè)值、進(jìn)氣歧管氧濃度、在上述的燃料噴射控制處理的步驟s3中決定的的目標(biāo)扭矩等在內(nèi)的信息。

接著，在步驟s22中，pcm70基于在步驟s21中取得的信息，讀取基準(zhǔn)主噴射定時(shí)。具體地說，pcm70將目標(biāo)扭矩及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為參數(shù)，參照預(yù)先設(shè)定了與規(guī)定的曲柄角對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)主噴射定時(shí)的映射圖，讀取與步驟s21中取得的目標(biāo)扭矩及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)主噴射定時(shí)。

接著，在步驟s23中，pcm70讀取預(yù)噴射的噴射結(jié)束時(shí)期和主噴射的噴射開始時(shí)期的基本的時(shí)間間隔(以下稱作“預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔”)、主噴射的噴射結(jié)束時(shí)期和后噴射的噴射開始時(shí)期的基本的時(shí)間間隔(以下稱作“主-后基準(zhǔn)時(shí)間間隔”)、預(yù)噴射的基本的燃料噴射量(以下稱作“基準(zhǔn)預(yù)噴射量”)、以及后噴射的基本的燃料噴射量(以下稱作“基準(zhǔn)后噴射量”)。

預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔和主-后基準(zhǔn)時(shí)間間隔，在燃料的點(diǎn)火性良好的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，被預(yù)先設(shè)定為使得表示cpl的頻率特性的曲線的波谷的部分包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的共振頻帶的范圍內(nèi)的時(shí)間間隔。

此外，關(guān)于基準(zhǔn)預(yù)噴射量及基準(zhǔn)后噴射量，與發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的基本的值作為映射圖而分別預(yù)先設(shè)定，并從該映射圖讀取。

接著，在步驟s24中，pcm70判定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否為過渡狀態(tài)。例如，pcm70基于由油門開度傳感器檢測(cè)到的油門開度和油門開度的變化率，判定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)是否為過渡狀態(tài)。

發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)為過渡狀態(tài)的情況下，進(jìn)入步驟s25，pcm70基于氣缸壁溫推測(cè)值、增壓壓力及進(jìn)氣歧管氧濃度，判定當(dāng)前的燃燒室9中的燃料的點(diǎn)火性(以下稱作“點(diǎn)火環(huán)境”)。具體地說，關(guān)于氣缸壁溫推測(cè)值，按照從高到低的順序預(yù)先設(shè)定第1閾值t1、第2閾值t2、第3閾值t3及第4閾值t4。并且，在步驟s21中取得的氣缸壁溫推測(cè)值為t1以上的情況下，基于氣缸壁溫推測(cè)值的點(diǎn)火環(huán)境是最良好的點(diǎn)火環(huán)境(以下稱作“點(diǎn)火環(huán)境i”)，氣缸壁溫推測(cè)值為t2以上但低于t1的情況下，基于氣缸壁溫推測(cè)值的點(diǎn)火環(huán)境是第2良好的點(diǎn)火環(huán)境(以下稱作“點(diǎn)火環(huán)境ii”)，氣缸壁溫推測(cè)值為t3以上但低于t2的情況下，基于氣缸壁溫推測(cè)值的點(diǎn)火環(huán)境是第3良好的點(diǎn)火環(huán)境(以下稱作“點(diǎn)火環(huán)境iii”)，氣缸壁溫推測(cè)值為t4以上但低于t3的情況下，基于氣缸壁溫推測(cè)值的點(diǎn)火環(huán)境是第4良好的點(diǎn)火環(huán)境(以下稱作“點(diǎn)火環(huán)境iv”)，氣缸壁溫推測(cè)值低于t4的情況下，基于氣缸壁溫推測(cè)值的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火性最差的點(diǎn)火環(huán)境(以下稱作“點(diǎn)火環(huán)境v)。

此外，關(guān)于增壓壓力，與氣缸壁溫推測(cè)值同樣，按照從高到低的順序預(yù)先設(shè)定第1閾值p1、第2閾值p2、第3閾值p3及第4閾值p4。并且，在步驟s21中取得的增壓壓力為p1以上的情況下，基于增壓壓力的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境i，增壓壓力為p2以上但低于p1的情況下，基于增壓壓力的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境ii，增壓壓力為p3以上但低于p2的情況下，基于增壓壓力的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境iii，增壓壓力為p4以上但低于p3的情況下，基于增壓壓力的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境iv，增壓壓力低于p4的情況下，基于增壓壓力的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境v。

此外，關(guān)于進(jìn)氣歧管氧濃度，也與氣缸壁溫推測(cè)值及增壓壓力同樣，按照從高到低的順序預(yù)先設(shè)定第1閾值c1、第2閾值c2、第3閾值c3及第4閾值c4。并且，在步驟s21中取得的進(jìn)氣歧管氧濃度為c1以上的情況下，基于進(jìn)氣歧管氧濃度的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境i，進(jìn)氣歧管氧濃度為c2以上但低于c1的情況下，基于進(jìn)氣歧管氧濃度的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境ii，進(jìn)氣歧管氧濃度為c3以上但低于c2的情況下，基于進(jìn)氣歧管氧濃度的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境iii，進(jìn)氣歧管氧濃度為c4以上但低于c3的情況下，基于進(jìn)氣歧管氧濃度的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境iv，進(jìn)氣歧管氧濃度低于c4的情況下，基于進(jìn)氣歧管氧濃度的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境v。

并且，pcm70將基于氣缸壁溫推測(cè)值、增壓壓力及進(jìn)氣歧管氧濃度的每一個(gè)的點(diǎn)火環(huán)境之中的、點(diǎn)火性最差的點(diǎn)火環(huán)境判定為當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火環(huán)境。

另一方面，在步驟s24中判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)不是過渡狀態(tài)的情況下，進(jìn)入步驟s26，pcm70基于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷(具體地說是要求噴射量)及轉(zhuǎn)速，判定點(diǎn)火環(huán)境。這種情況下，pcm70參照?qǐng)D16所示的映射圖，判定與在步驟s21中取得的發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷及轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火環(huán)境。在圖16的映射圖中，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷最高的高負(fù)荷區(qū)域是點(diǎn)火環(huán)境i，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷次于點(diǎn)火環(huán)境i的中高負(fù)荷區(qū)域是點(diǎn)火環(huán)境ii，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷次于點(diǎn)火環(huán)境ii的中負(fù)荷區(qū)域是點(diǎn)火環(huán)境iii，發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷最低的低負(fù)荷區(qū)域是點(diǎn)火環(huán)境iv。

在步驟s25或s26之后，進(jìn)入步驟s27，pcm70按照步驟s25或s26中判定的點(diǎn)火環(huán)境，根據(jù)在步驟s23中讀取的預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔、基準(zhǔn)預(yù)噴射量、以及在步驟s22中讀取的基準(zhǔn)主噴射定時(shí)，對(duì)預(yù)噴射的噴射結(jié)束時(shí)期和主噴射的噴射開始時(shí)期的時(shí)間間隔(以下稱作“預(yù)-主時(shí)間間隔”)、預(yù)噴射的燃料噴射量(以下稱作“噴射量”)、以及主噴射的噴射定時(shí)(以下稱作“主噴射定時(shí)”)進(jìn)行修正。

圖17是表示按照點(diǎn)火環(huán)境修正的燃料噴射樣式和通過各燃料噴射樣式實(shí)現(xiàn)的熱釋放率波形的說明圖。

如上述那樣，在燃料的點(diǎn)火性良好的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、即點(diǎn)火環(huán)境i下，預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔及主-后基準(zhǔn)時(shí)間間隔被設(shè)定為使得表示cpl的頻率特性的曲線的波谷的部分包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的共振頻帶的范圍內(nèi)的時(shí)間間隔。因此，在步驟s25或s26中判定的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火性最良好的點(diǎn)火環(huán)境i的情況下，pcm70不對(duì)預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔進(jìn)行修正而設(shè)定為最終的預(yù)-主時(shí)間間隔。此外，對(duì)于基準(zhǔn)預(yù)噴射量及基準(zhǔn)主噴射定時(shí)也不進(jìn)行修正而設(shè)定為最終的預(yù)噴射量及主噴射定時(shí)。

另一方面，在步驟s25或s26中判定的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境ii的情況下，由于燃料的點(diǎn)火性比點(diǎn)火環(huán)境i差，如果通過以點(diǎn)火環(huán)境i為前提設(shè)定的預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔來決定預(yù)噴射的定時(shí)，則預(yù)噴射的熱釋放率的峰值所發(fā)生的定時(shí)與點(diǎn)火環(huán)境i相比延遲。即，發(fā)生預(yù)噴射中的點(diǎn)火延遲。其結(jié)果，如圖17的點(diǎn)火環(huán)境ii的熱釋放率波形中虛線所示，預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔比能夠得到cpl的期望的頻率特性的熱釋放間隔(圖17的熱釋放率波形中的“目標(biāo)間隔”)短。在此，在點(diǎn)火環(huán)境ii下，如圖17的噴射樣式所示，將預(yù)-主時(shí)間間隔修正為比預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔擴(kuò)大，使對(duì)于主噴射定時(shí)的預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前，從而如圖17的熱釋放率波形中實(shí)線所示，防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短。

此外，在步驟s25或s26中判定的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境iii的情況下，由于燃料的點(diǎn)火性比點(diǎn)火環(huán)境ii更差，所以預(yù)噴射的熱釋放率的峰值所發(fā)生的定時(shí)與點(diǎn)火環(huán)境ii相比延遲。因此，需要將基準(zhǔn)預(yù)-主時(shí)間間隔修正為比點(diǎn)火環(huán)境ii更擴(kuò)大。但是，如果過度地?cái)U(kuò)大預(yù)-主時(shí)間間隔，則無法實(shí)現(xiàn)主噴射的點(diǎn)火性提高這一預(yù)噴射的本來的功能。此外，如果由于預(yù)-主時(shí)間間隔的擴(kuò)大而預(yù)噴射的噴射定時(shí)一定程度地提前，則即便使噴射定時(shí)再進(jìn)一步地提前，也無法將預(yù)噴射的熱釋放率的峰值所發(fā)生的定時(shí)提前。因此，僅通過擴(kuò)大預(yù)-主時(shí)間間隔，無法防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短。在此，在點(diǎn)火環(huán)境iii下，如圖17的噴射樣式所示，將預(yù)-主時(shí)間間隔修正為比預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔擴(kuò)大，使對(duì)于主噴射定時(shí)的預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前，并且將預(yù)噴射量修正為與基準(zhǔn)預(yù)噴射量相比增量，使得預(yù)噴射的熱釋放率急劇上升而峰值產(chǎn)生的定時(shí)提前，從而如圖17的熱釋放率波形中實(shí)線所示，防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短。

此外，在步驟s25或s26中判定的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境iv的情況下，由于燃料的點(diǎn)火性比點(diǎn)火環(huán)境iii更差，所以預(yù)噴射的熱釋放率的峰值所以產(chǎn)生的定時(shí)與點(diǎn)火環(huán)境iii相比延遲。因此，需要將預(yù)噴射量修正為與點(diǎn)火環(huán)境iii相比增量。但是，如果將預(yù)噴射量過度地增量，排放和油耗變差。此外，在點(diǎn)火性相對(duì)較差的點(diǎn)火環(huán)境iv下，僅通過預(yù)噴射量的增量，無法充分抑制預(yù)噴射中的點(diǎn)火延遲。在此，在點(diǎn)火環(huán)境iv下，如圖17的噴射樣式所示，通過使主噴射定時(shí)從基準(zhǔn)主噴射定時(shí)滯后，如圖17的熱釋放率波形中實(shí)線所示，防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短。此外，在使主噴射定時(shí)從基準(zhǔn)主噴射定時(shí)滯后的情況下，pcm70也使后噴射的噴射定時(shí)滯后了使主噴射定時(shí)從基準(zhǔn)主噴射定時(shí)滯后的量，以將主-后時(shí)間間隔維持為主-后基準(zhǔn)時(shí)間間隔。

此外，在步驟s25或s26中判定的點(diǎn)火環(huán)境是點(diǎn)火環(huán)境v的情況下，該點(diǎn)火環(huán)境v具體地說相當(dāng)于冷車起動(dòng)時(shí)，燃料的點(diǎn)火性比點(diǎn)火環(huán)境iv更差，所以預(yù)噴射的熱釋放率的峰值所產(chǎn)生的定時(shí)與點(diǎn)火環(huán)境iv的情況相比延遲。因此，如點(diǎn)火環(huán)境iv的情況那樣，僅通過使主噴射定時(shí)比基準(zhǔn)主噴射定時(shí)滯后以擴(kuò)大預(yù)-主時(shí)間間隔的修正，無法充分地抑制預(yù)噴射的點(diǎn)火延遲，無法將預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔擴(kuò)大到目標(biāo)間隔。在此，在點(diǎn)火環(huán)境v下，如圖17的噴射樣式所示，與點(diǎn)火環(huán)境iv同樣，使主噴射定時(shí)從基準(zhǔn)主噴射定時(shí)滯后，并且將預(yù)噴射的噴射次數(shù)(級(jí)數(shù))增加1次，使預(yù)噴射的熱釋放率的峰值所產(chǎn)生的定時(shí)提前，從而如圖17的熱釋放率波形中實(shí)線所示，防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短。

參照?qǐng)D18說明怎樣按照點(diǎn)火環(huán)境分別修正上述的預(yù)-主時(shí)間間隔、預(yù)噴射量及主噴射定時(shí)。圖18是表示燃料噴射形態(tài)的各參數(shù)和點(diǎn)火環(huán)境的關(guān)系的線圖。

圖18(a)是表示預(yù)-主時(shí)間間隔和點(diǎn)火環(huán)境的關(guān)系的線圖，橫軸表示點(diǎn)火環(huán)境，縱軸表示預(yù)-主時(shí)間間隔。如該圖18(a)所示，按照點(diǎn)火環(huán)境i、ii、iii的順序，點(diǎn)火性越差，為了防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，預(yù)-主時(shí)間間隔越需要向擴(kuò)大的方向修正。此外，如上述那樣，在點(diǎn)火環(huán)境iii下，通過預(yù)-主時(shí)間間隔的擴(kuò)大，預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前到了極限，無法更進(jìn)一步地將預(yù)-主時(shí)間間隔向擴(kuò)大的方向修正，所以在點(diǎn)火環(huán)境iv下，預(yù)-主時(shí)間間隔被保持為與點(diǎn)火環(huán)境iii相同的值。

圖18(b)是表示預(yù)噴射量和點(diǎn)火環(huán)境的關(guān)系的線圖，橫軸表示點(diǎn)火環(huán)境，縱軸表示預(yù)噴射量。如該圖18(b)所示，在點(diǎn)火性僅次于點(diǎn)火環(huán)境i的點(diǎn)火環(huán)境ii下，通過進(jìn)行修正以擴(kuò)大預(yù)-主時(shí)間間隔，能夠防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，所以不進(jìn)行預(yù)噴射量的修正。另一方面，在點(diǎn)火性比點(diǎn)火環(huán)境ii更差的點(diǎn)火環(huán)境iii及iv下，僅通過預(yù)-主時(shí)間間隔的修正，無法充分地防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，所以為了抑制預(yù)噴射中的點(diǎn)火延遲，以點(diǎn)火性越差則預(yù)噴射量越增量的方式進(jìn)行修正。

圖18(c)是表示主噴射定時(shí)和點(diǎn)火環(huán)境的關(guān)系的線圖，橫軸表示點(diǎn)火環(huán)境，縱軸表示主噴射定時(shí)。如該圖18(c)所示，在點(diǎn)火環(huán)境ii、iii下，通過以擴(kuò)大預(yù)-主時(shí)間間隔的方式進(jìn)行修正和以將預(yù)噴射量增量的方式進(jìn)行修正，能夠防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，所以不進(jìn)行主噴射定時(shí)的修正。另一方面，在點(diǎn)火性比點(diǎn)火環(huán)境iii更差的點(diǎn)火環(huán)境iv下，僅通過預(yù)-主時(shí)間間隔及預(yù)噴射量的修正，無法充分地防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，所以為了防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，以使主噴射定時(shí)滯后的方式進(jìn)行修正。

像這樣，為了防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，在點(diǎn)火性僅次于點(diǎn)火環(huán)境i的點(diǎn)火環(huán)境ii下，僅實(shí)施對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能和油耗的影響較小的擴(kuò)大預(yù)-主時(shí)間間隔的修正，在點(diǎn)火性比點(diǎn)火環(huán)境ii更差的點(diǎn)火環(huán)境iii下，在對(duì)排放性能和油耗的影響不會(huì)變大的范圍內(nèi)還實(shí)施將預(yù)噴射量增量的修正，在點(diǎn)火性更差的點(diǎn)火環(huán)境iv下，在不給發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩等帶來較大影響的范圍內(nèi)還實(shí)施使主噴射定時(shí)滯后的修正，所以能夠設(shè)定預(yù)噴射、主噴射及后噴射的噴射定時(shí)，抑制給發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能、油耗、輸出扭矩等性能帶來的影響，并且在各種點(diǎn)火環(huán)境下實(shí)現(xiàn)使cpl的頻率特性成為期望的特性的熱釋放間隔。

回到圖15，在步驟s27中，按照在步驟s25或s26中判定的點(diǎn)火環(huán)境，從預(yù)-主基準(zhǔn)時(shí)間間隔、基準(zhǔn)預(yù)噴射量及基準(zhǔn)主噴射定時(shí)修正了預(yù)-主時(shí)間間隔、預(yù)噴射量及主噴射定時(shí)之后，進(jìn)入步驟s28，pcm70基于修正的預(yù)-主時(shí)間間隔、預(yù)噴射量及主噴射定時(shí)，決定預(yù)噴射、主噴射及后噴射的噴射定時(shí)。然后，pcm70結(jié)束燃料噴射形態(tài)決定處理，回到主流程。

接下來，參照?qǐng)D19～圖21說明預(yù)-主時(shí)間間隔及主-后時(shí)間間隔的具體的數(shù)值。

圖19是表示直列4缸型發(fā)動(dòng)機(jī)中從主路徑分別傳遞到5個(gè)主軸承間隙(mbc#1～#5)的爆震噪音的振動(dòng)等級(jí)的頻率特性的線圖。如該圖19所示，爆震噪音的振動(dòng)等級(jí)在大約1300hz、1700hz、2500hz及3500hz具有峰值。這些峰值的頻率可以說表示主路徑中的共振頻率。這些主路徑中的共振頻率主要由活塞4的質(zhì)量和連桿8的剛性的平衡決定，無論汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)的樣式或發(fā)動(dòng)機(jī)的大小如何，都是同程度的值。換言之，在任何發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過降低以1300hz、1700hz、2500hz及3500hz為峰值的頻帶的爆震噪音，都能夠有效地降低發(fā)動(dòng)機(jī)整體的爆震噪音。

關(guān)于這些共振頻帶之中、具有頻率最高的3500hz附近的峰值的頻帶，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)主體1設(shè)置抵消構(gòu)造共振的機(jī)械構(gòu)造(具體地說是在燃燒沖程中抑制連桿8的伸縮共振的動(dòng)態(tài)吸振器90)，發(fā)動(dòng)機(jī)主體1的重量增加也較小。在此，以3500hz為峰值的爆震噪音的降低通過動(dòng)態(tài)吸振器90來實(shí)現(xiàn)，pcm70為了降低以1300hz、1700hz及2500hz為峰值的爆震噪音，控制預(yù)-主時(shí)間間隔及主-后時(shí)間間隔,使得表示cpl的頻率特性的曲線中的波谷的部分在分別包含1300hz、1700hz及2500hz的峰值的規(guī)定的頻帶中產(chǎn)生。

圖20是表示熱釋放間隔和cpl的頻率特性的曲線中的波谷的頻率的關(guān)系的線圖。在該圖20中，橫軸表示熱釋放間隔，縱軸表示燃燒壓力波的頻率。此外，在圖20中由實(shí)線示出的曲線表示時(shí)間上相鄰的2次燃料噴射(即，預(yù)噴射和主噴射，或者主噴射和后噴射)的燃燒壓力波彼此抵消地干涉，從而在表示cpl的頻率特性的曲線上產(chǎn)生波谷的頻率。

如該圖20所示，將熱釋放間隔設(shè)定為0.9msec程度的情況下，在分別包含1700hz及2500hz的頻帶，在表示cpl的頻率特性的曲線上產(chǎn)生波谷。此外，將熱釋放間隔設(shè)定為2.0msec程度的情況下，在分別包含1300hz及1700hz的頻帶，在表示cpl的頻率特性的曲線上產(chǎn)生波谷。如圖19所示，在1300hz、1700hz及2500hz的峰值之中，1700hz的峰值最大。于是，將預(yù)-主時(shí)間間隔設(shè)定為使得預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔約為0.9msec，將主-后時(shí)間間隔設(shè)定為使得主噴射和后噴射的熱釋放間隔約為2.0msec。具體地說，關(guān)于預(yù)-主時(shí)間間隔，考慮燃料的點(diǎn)火性的好壞，為了將預(yù)噴射的噴射定時(shí)提早，設(shè)定為比期望的熱釋放間隔0.9msec長(zhǎng)的1.7msec程度即可。另一方面，關(guān)于主-后時(shí)間間隔，由于后噴射時(shí)的點(diǎn)火性良好，所以設(shè)定為與期望的熱釋放間隔2.0msec相等的2.0msec程度即可。

由此，關(guān)于包含最大峰值即1700hz的頻帶，能夠使預(yù)噴射和主噴射的燃燒壓力波、以及主噴射和后噴射的燃燒壓力波分別抵消地干涉，能夠增大在表示cpl的頻率特性的曲線上產(chǎn)生的波谷的大小。即，能夠有效地降低以1700hz為峰值的頻帶的爆震噪音。

圖21是表示彼此干涉的2個(gè)振動(dòng)的頻率的錯(cuò)移和這些振動(dòng)的共振引起的聲壓等級(jí)放大量的關(guān)系的線圖。如該圖21所示，2個(gè)振動(dòng)以它們的波形的波峰和波峰重疊的方式干涉的情況下，如果2個(gè)振動(dòng)之間的頻率的錯(cuò)移比150hz小，則這些振動(dòng)的共振導(dǎo)致的聲壓等級(jí)放大量急劇增大。通過使主路徑中的共振頻率的峰值和與表示cpl的頻率特性的曲線上的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率的錯(cuò)移成為150hz以下，能夠大幅抑制共振頻帶中的構(gòu)造共振，適當(dāng)?shù)亟档捅鹪胍簟?/p>

具體地說，關(guān)于預(yù)-主時(shí)間間隔，使與表示cpl的頻率特性的曲線上的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率成為1700hz±150hz及2500hz±150hz。根據(jù)上述式(2)及圖20，通過將預(yù)-主時(shí)間間隔設(shè)為1.7±0.1msec，能夠?qū)㈩A(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔控制為使得與表示cpl的頻率特性的曲線上的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率成為1700hz±150hz及2500hz±150hz。此外，通過將主-后時(shí)間間隔設(shè)為2.0±0.1msec，能夠?qū)⒅鲊娚浜秃髧娚涞臒後尫砰g隔控制為使得與表示cpl的頻率特性的曲線上的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率成為1300hz±150hz及1700hz±150hz。

接下來，說明上述的本發(fā)明的實(shí)施方式的壓縮自點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴射控制方法及燃料噴射控制裝置的效果。

首先，通過將預(yù)噴射和主噴射的間隔設(shè)為1.7±0.1msec，能夠?qū)娚浜椭鲊娚涞臒後尫砰g隔控制為使得與表示由預(yù)噴射和主噴射產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率成為1700hz±150hz及2500hz±150hz，由此，在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的主要的共振頻率之內(nèi)，能夠有效地降低與1700hz及2500hz對(duì)應(yīng)的爆震噪音。這種情況下，不是改變?nèi)紵龎毫Σǖ恼w的等級(jí)，所以不會(huì)影響油耗和排放，并且不必另外追加隔音材料等，不會(huì)增加裝置的成本和重量。

此外，通過將主噴射和后噴射的間隔設(shè)為2.0±0.1msec，能夠?qū)⒅鲊娚浜秃髧娚涞臒後尫砰g隔控制為使得與表示由主噴射和后噴射產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率成為1300hz±150hz及1700hz±150hz，由此，在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的主要的共振頻率之內(nèi)，能夠有效地降低與1300hz及1700hz對(duì)應(yīng)的爆震噪音。特別是，將預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔、以及主噴射和后噴射的熱釋放間隔的雙方控制為使得與表示由這些燃料噴射產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率成為1700hz±150hz，所以能夠增大在表示燃燒壓力波的頻率特性的曲線上在1700hz±150hz的位置產(chǎn)生的波谷的大小，由此，在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的主要的共振頻率之內(nèi)，能夠更有效地降低特別是與具有大的峰值的1700hz對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，則越使預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前而擴(kuò)大預(yù)噴射和主噴射的間隔，所以能夠防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，能夠在各種點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的共振頻帶即1700hz±150hz及2500hz±150hz分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，則越將預(yù)噴射的燃料噴射量增量而提高燃料的點(diǎn)火性，所以能夠防止燃料的點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，在各種點(diǎn)火環(huán)境下，能夠適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的共振頻帶即1700hz±150hz及2500hz±150hz分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在同一發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越低而燃料的點(diǎn)火性越差，越使主噴射的噴射定時(shí)滯后，并且使后噴射的噴射定時(shí)滯后以維持主噴射和后噴射的間隔，所以在不使預(yù)噴射的噴射定時(shí)提前的情況下，也能夠防止燃料的點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短。此外，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的下降而使主噴射的噴射定時(shí)滯后時(shí)，還使后噴射的噴射定時(shí)滯后以維持主噴射和后噴射的間隔，所以在為了防止燃料的點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短而使主噴射的噴射定時(shí)滯后的情況下，也能夠?qū)後尫砰g隔控制為，使得與表示由主噴射和后噴射產(chǎn)生的燃燒壓力波的頻率特性的曲線的波谷的位置相當(dāng)?shù)念l率包含在發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶即1300hz±150hz及1700hz±150hz各自的范圍內(nèi)，由此，在各種點(diǎn)火環(huán)境下，能夠適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，在點(diǎn)火性僅次于點(diǎn)火環(huán)境i的點(diǎn)火環(huán)境ii下，僅通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能和油耗影響小的預(yù)噴射的噴射定時(shí)的控制來防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，在點(diǎn)火性比點(diǎn)火環(huán)境ii差的點(diǎn)火環(huán)境iii下，將預(yù)噴射的燃料噴射量增量而使預(yù)噴射的點(diǎn)火性提高，在點(diǎn)火性更差的點(diǎn)火環(huán)境iv下，使主噴射的噴射定時(shí)滯后，可靠地防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，所以能夠在抑制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能、油耗、輸出扭矩等的影響的同時(shí)，可靠地防止點(diǎn)火性變差所導(dǎo)致的預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，能夠在更寬泛的點(diǎn)火環(huán)境下適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，氣缸壁溫、發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓壓力、及/或進(jìn)氣的氧濃度越低，則越擴(kuò)大預(yù)噴射和主噴射的間隔，即使在氣缸壁溫、發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓壓力、及/或進(jìn)氣的氧濃度較低而點(diǎn)火性較差的情況下，也能夠防止預(yù)噴射和主噴射的熱釋放間隔的縮短，由此，在各種點(diǎn)火環(huán)境下，能夠適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶、即1300hz±150hz及1700hz±150分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。

此外，動(dòng)態(tài)吸振器90抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類所具有的多個(gè)共振頻帶之中的、具有頻率最高的3500hz附近的峰值的頻帶內(nèi)的共振，并且pcm70為了降低以共振頻帶中的低頻側(cè)的1300hz、1700hz及2500hz為峰值的爆震噪音，將預(yù)-主時(shí)間間隔及主-后時(shí)間間隔控制為使得表示cpl的頻率特性的曲線中的波谷的部分在分別包含1300hz、1700hz及2500hz的峰值的規(guī)定頻帶內(nèi)產(chǎn)生，因此，與即使設(shè)置機(jī)械構(gòu)造、發(fā)動(dòng)機(jī)的重量增加也較小的高頻側(cè)的共振頻帶對(duì)應(yīng)的爆震噪音通過動(dòng)態(tài)吸振器來降低，與設(shè)置機(jī)械構(gòu)造則發(fā)動(dòng)機(jī)的重量增加變大的低頻側(cè)的共振頻帶對(duì)應(yīng)的爆震噪音通過燃料噴射的間隔的控制來降低，由此，能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)的重量增加抑制為最小限度，適當(dāng)?shù)亟档团c發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造類的多個(gè)共振頻帶分別對(duì)應(yīng)的爆震噪音。