CN100348852C - 内燃机的燃烧控制设备和控制燃烧的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于内燃机的燃烧控制设备和控制燃烧的方法。为了降低发动机的过量空气比，并增加发动机的排气温度，而不增加排气烟雾量，在分离延迟燃烧模式中执行：在预燃烧结束后开始主燃烧；根据发动机的工况，产生改变目标排气温度的变温请求；响应于变温请求，控制发动机的过量空气比，以便根据改变的目标排气温度调节排气温度；以及根据过量空气比的变化调整主燃烧的开始定时。

Description

内燃机的燃烧控制设备和控制燃烧的方法

技术领域

本发明一般涉及内燃机的控制设备，更具体地说涉及带有诸如NOx收集器和颗粒过滤器之类排气净化器的内燃机燃烧控制设备，该燃烧控制设备构成为降低发动机的过量空气比，并增加发动机的排气温度，而不增加排气烟雾量。

背景技术

近年来，已经公开了各种用于带有在排气通路中的排气净化器的发动机的增加排气温度以便激活排气净化器的技术。一项这种技术在日本专利临时公开第2000-320386号中，特别是在【0106】至【0111】段中公开。在此一技术中，根据发动机的工况计算产生想要的发动机转矩的基本燃料喷射量。基本燃料喷射量通过上死点(TDC)附近的多个燃料喷射供给到发动机的汽缸。

另一方面，利用NOx收集器从排气中去除氮氧化物(NOx)的方法是公知的。NOx收集器在氧化气氛中收集NOx，在还原气氛中释放NOx。NOx收集器在氧化气氛中去除排气和收集硫分。因此，一种公知的释放NOx和NOx收集器中所收集的硫分以便使NOx收集器再生的方法是降低过量空气比以便降低排气空气-燃料比。一般来说，增加排气温度在NOx收集器释放硫分期间，除了降低排气空气-燃料比外还促进硫分分离。

发明内容

但是，上述技术存在着以下困难。在该技术中分开燃料喷射造成连续燃烧。换句话说，后来的燃料喷进由前面的燃料喷射产生的火焰。因此，在由第二或以后的燃料喷射所产生的燃烧中扩散燃烧过程为主。在扩散燃烧中，降低过量空气比导致增加排气烟雾量。虽然此燃烧控制可以增加排气温度，但是从排气烟雾量的观点来说它有降低过量空气比的困难。因而，此一技术不适用于需要降低过量空气比的NOx收集器的再生。

因此，本发明的目的在于提供一种用于带有诸如NOx收集器和颗粒过滤器之类排气净化器的内燃机燃烧控制设备，该燃烧控制设备构成为降低发动机的过量空气比，并增加发动机的排气温度，而不增加排气烟雾量。

为了实现本发明的上述和其他目的，用于内燃机的燃烧控制设备，包括：用于在发动机的燃烧室中引起燃烧的燃烧控制致动器，用于控制该燃烧控制致动器的控制器；并且该控制器构成为用于执行：在正常燃烧模式与分离延迟燃烧(split retard combustion)模式之间进行燃烧模式切换；根据发动机的工况，产生升高发动机的排气温度的升温请求；以及在正常燃烧模式中执行：产生正常燃烧以便生成发动机的输出转矩；并且在分离延迟燃烧模式中响应于该升温请求执行：在处于或接近于上死点时产生预燃烧以便在燃烧室释放预定热量；以及在迟于正常燃烧模式中的正常燃烧开始定时的定时下开始主燃烧，以便生成发动机的输出转矩，其中，该控制器构成为在分离延迟燃烧模式中执行：在预燃烧结束后开始主燃烧；根据发动机的工况，产生改变目标排气温度的变温请求；响应于变温请求，控制发动机的过量空气比，以便根据改变的目标排气温度调节排气温度；以及根据过量空气比的变化调整主燃烧的开始定时。

根据本发明的另一个方面，一种用于内燃机的燃烧控制设备，包括：用于直接向发动机的燃烧室喷射燃料的燃料喷射器；用于控制该燃料喷射器的控制器；并且该控制器构成为执行：根据发动机的工况在正常燃烧模式与分离延迟燃烧模式之间进行燃烧模式切换；根据发动机的工况，产生升高发动机的排气温度的升温请求；以及在正常燃烧模式中执行控制正常燃料喷射以便产生正常燃烧以便生成发动机的输出转矩；以及在分离延迟燃烧模式中响应于升温请求执行：控制第一燃料喷射以便在处于或接近于上死点时产生预燃烧以便释放预定热量；以及在迟于正常燃烧模式中的正常燃料喷射开始定时的定时下开始第二燃料喷射，以便生成发动机的输出转矩，其中，该控制器构成为在分离延迟燃烧模式中执行：开始第二燃料喷射，以便在预燃烧结束后开始主燃烧；确定第一目标排气温度和第二目标排气温度；当满足预定条件时产生将目标排气温度从第一目标排气温度改变到第二目标排气温度的变温请求；响应于变温请求，控制发动机的过量空气比，以便把排气温度从第一目标排气温度调节到第二目标排气温度；以及根据过量空气比的变化调整第二燃料喷射的定时。

根据本发明的又一个方面，用于内燃机的燃烧控制设备，包括：用于在发动机的燃烧室中引起燃烧的燃烧控制装置，用于控制该燃烧控制装置的控制装置，而且该控制装置构成为在正常燃烧模式与分离延迟燃烧模式之间进行燃烧模式切换，产生对根据发动机的工况增加发动机的排气温度的增加请求，并且在正常燃烧模式中产生正常燃烧以便生成发动机的输出转矩，并在分离延迟燃烧模式中响应于该增加请求在处于或接近于上死点时产生预燃烧以便在燃烧室释放预定热量，在预燃烧结束后，在迟于正常燃烧模式中的正常燃烧开始定时的定时下开始主燃烧，以便生成发动机的输出转矩，并产生对根据发动机的工况移动目标排气温度的移动请求，控制发动机的过量空气比，以便响应于移动请求根据改变的目标排气温度调节排气温度，并且根据过量空气比的变化调整主燃烧的开始定时。

根据本发明的再一个方面，一种用于内燃机的控制燃烧的方法，包括：在正常燃烧模式与分离延迟燃烧模式之间进行燃烧模式切换；根据发动机的工况，产生升高发动机的排气温度的升温请求；以及在正常燃烧模式中执行：产生正常燃烧以便生成发动机的输出转矩；以及在分离延迟燃烧模式中响应于该升温请求执行在处于或接近于上死点时产生预燃烧以便在燃烧室释放预定热量；以及在迟于正常燃烧模式中的正常燃烧开始定时的定时下开始主燃烧，以便生成发动机的输出转矩，其中，在分离延迟燃烧模式中执行：在预燃烧结束之后开始主燃烧；根据发动机的工况，产生改变目标排气温度的变温请求；响应于变温请求，控制发动机的过量空气比，以便根据改变的目标排气温度调节排气温度；以及根据过量空气比的变化调整主燃烧的开始定时。

附图说明

根据以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细描述，本发明的上述目的和其他目的、特征和优点是显而易见的。

图1是表示包括根据本发明的一个实施例的燃烧控制设备在内的柴油发动机的示意图。

图2是表示根据本发明的该实施例确定发动机的工作模式的过程的流程图。

图3是用于确定PM再生的开始的阈值压力Pe1、发动机转速Ne和燃料喷射量请求Qfdrv之间的关系的图形显示。

图4A是在正常燃烧模式中燃料喷射量的时序图。

图4B是根据图4A中所示的燃料喷射的热量释放率的时序图。

图5A是在分离延迟燃烧模式中燃料喷射量的时序图。

图5B是根据图5A中所示的燃料喷射的热量释放率的时序图。

图6A是在分离延迟燃烧模式中排气温度与第二燃料喷射定时ITm之间的关系的表显示。

图6B是在分离延迟燃烧模式中烟雾量与第二燃料喷射定时ITm之间的关系的表显示。

图6C是在分离延迟燃烧模式中CO量与第二燃料喷射定时ITm之间的关系的表显示。

图6D是在分离延迟燃烧模式中HC量与第二燃料喷射定时ITm之间的关系的表显示。

图7A是在分离延迟燃烧模式中在低载工况下燃料喷射量的时序图。

图7B是根据图7A中所示的燃料喷射量的热量释放率的时序图。

图8是表示根据本发明的该实施例针对分离延迟燃烧模式确定燃料喷射量的过程的流程图。

图9是加速器开度APO、发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm之间的关系的图形显示。

图10是第一燃料喷射量Qp、发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm之间的关系的图形显示。

图11是表示根据本发明的该实施例PM再生的过程的流程图。

图12是表示在图11中所示的PM再生的过程中控制排气温度的过程的流程图。

图13是根据本发明的该实施例PM量PMQ与PM再生tλreg中的目标过量空气比之间的关系的表显示。

图14是根据本发明的该实施例基准进气量tQac0、发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm之间的关系的表显示。

图15是根据本发明的该实施例第一燃料喷射定时ITp、发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm之间的关系的图形显示。

图16是根据本发明的该实施例第二燃料喷射定时ITm、发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm之间的关系的图形显示。

图17是根据本发明的该实施例第二燃料喷射定时调整ΔITm、目标排气温度tTexh和过量空气比λ之间的关系的图形显示。

图18是根据本发明的该实施例燃料喷射量调整因数Ktr1和第二燃料喷射定时ITm之间的关系的表显示。

图19是根据本发明的该实施例燃料喷射量调整因数Ktr2与目标过量空气比tλ之间的关系的表表达。

图20是表示根据本发明的该实施例的S再生过程的流程图。

图21是表示根据图20中所示的S再生的过程中控制排气温度的过程的流程图。

图22是表示根据本发明的该实施例的NOx再生的过程的流程图。

图23是表示根据本发明的该实施例的避免排气净化器中的损坏的过程的流程图。

图24是根据本发明的该实施例的击穿防止模式中的目标进气量tQacrec、发动机转速Ne和主燃料喷射量Qmain之间的关系的图形显示。

图25是表示根据本发明的该实施例的设定工作模式标志的过程的流程图。

图26是根据本发明的该实施例的其中可以采用分离延迟燃烧模式的分离延迟燃烧区的图形显示。

图27是表示根据本发明的该实施例的设定工作模式标志的第二过程的流程图。

图28是表示根据本发明的该实施例的设定工作模式标志的第三过程的流程图。

图29是表示根据本发明的该实施例的设定PM再生请求标志rqREG的过程的流程图。

图30是表示根据本发明的该实施例的设定S再生请求标志rqDESOL的过程的流程图。

图31是表示根据本发明的该实施例的设定NOx再生请求标志rqSP的过程的流程图。

图32是表示根据本发明的该实施例的快速激活排气净化器的过程的流程图。

具体实施方式

下面参照图1，其中示出包括根据本发明的一个实施例的燃烧控制设备在内的柴油发动机。进气流过设在进气通道11的进口处的空气净化器(未画出)。空气净化器从进气中去除灰尘颗粒。在进气通道11中设有压缩进气的可变截面喷嘴涡轮增压器12的压缩机12a。在压缩机12a的下游设有冷却压缩了的进气的中间冷却器13。在冷却后，进气流入稳压罐14。稳压罐14包括一个用于向汽缸分配进气的歧管片。在稳压罐14的上游设有一个改变进气的气流量的节流阀15A。节流阀15A连接到一个用于调节其开度的致动器151。

在发动机1的汽缸头中每个汽缸中设有一个燃料喷射器21。从一个燃料泵(未画出)排出，燃料经由一个公共管道22供给到燃料喷射器21。燃料喷射器21直接向每个燃烧室喷射燃料。燃料喷射器21在一个冲程里能够在多个定时下喷射燃料。发动机1通常工作于正常燃烧模式和正常工作模式。在正常燃烧模式中，燃料喷射器21进行主燃料喷射以便产生发动机输出转矩并在主燃料喷射前进行引燃燃料喷射。

排气在排气通道31中流动。在排气歧管的下游设有涡轮增压器12的涡轮12b。涡轮12b带动靠排气驱动的压缩机12a旋转。涡轮12b包括动叶片121。动叶片121连接到用于调节其倾角的叶片致动器122。在涡轮12b的下游设有NOx收集器32，在其下游设有诸如柴油颗粒过滤器(DPF)33之类的颗粒过滤器。NOx收集器32根据排气空气-燃料比具有不同的功能。也就是说，在排气空气-燃料比低或排气贫乏期间从排气中去除并收集NOx。另一方面，NOx收集器32在排气空气-燃料比高或排气丰富期间释放NOx。从NOx收集器32所释放的NOx靠排气中的诸如烃(HC)类的还原剂来净化。除了NOx外，NOx收集器32还从排气中去除并吸收硫分(S)。NOx收集器32除了净化NOx的功能外还具有氧化HC和一氧化碳(CO)的功能。DPF 33包括一个例如由陶瓷形成的多孔滤芯。DPF 33的滤芯过滤排气以便去除排出的颗粒物。NOx收集器32和DPF 33用作排气净化器以便收集排气中的物质。

在进气通道11与排气通道31之间设有EGR管34。在EGR管34中设有一个EGR阀35。EGR阀35连接到EGR致动器351以便调节EGR阀35的开度。在排气通道31中，在NOx收集器32与DPF33之间设有一个压力传感器51，用以检测排气的排气压力Pexh。在DPF 33的下游设有一个氧气传感器52和一个温度传感器53。氧气传感器52检测过量空气比λ。温度传感器53检测排气温度。所测得的排气温度用于估计NOx收集器32的底层温度(NOx收集器温度)Tnox和DPF 33的底层温度(DPF温度)Tdpf。NOx收集器温度Tnox和DPF温度Tdpf可以靠设在NOx收集器32和DPF 33处的温度传感器直接检测。发动机系统包括一个空气流量计54，一个曲轴角传感器55和一个加速器开度传感器56。这些传感器作为工况传感器收集确定发动机的工况所需的信息，并向诸如电子控制单元(ECU)41之类的控制器输出信号。ECU 41基于分别来自空气流量计54、曲轴角传感器55和加速器开度传感器56确定或计算进气量Qac、发动机转速Ne和加速器开度APO。ECU 41执行包括上述计算和向包括燃料喷射器21、叶片致动器122、节流阀致动器151和ECG致动器351在内的燃烧控制致动器发送指令的程序。

下面描述ECU 41的工作。PM再生代表从DPF 33释放PM的工作。NOx再生代表从NOx收集器32释放NOx的工作。S再生代表从NOx收集器32释放硫分的工作。现在参照图2，其中示出根据本发明的该实施例确定发动机的工作模式的过程的流程图。ECU 41根据工作模式切换燃烧模式。

在步骤S1，ECU 41读取发动机转速Ne，加速器开度APO，NOx收集器温度Tnox，以及排气压力Pexh。

在步骤S2，进行一项检查以便确定NOx收集器32是否被激活。实际上，它确定NOx收集器温度Tnox是否高于或等于预定的阈值温度T11。当对步骤S2的回答为‘是’时，子程序进到步骤S3。另一方面，当对步骤S2的回答为‘否’时，子程序进到图32中所示的子程序。温度T11是NOx收集器32被激活的激活温度。

在步骤S3，ECU 41确定所收集的NOx量(NOx量NOX)。作为NOx收集器32中所收集的NOx的量的NOx量NOX基于发动机转速Ne根据下式(1)来计算。

NOX＝NOX_n-1+Ne·Δt    (1)

式中包括一个数值下标n-1的变量代表在上次执行中所计算的值，Δt代表程序的一系列执行的时间间隔。可选地，NOx量NOX可以通过针对每个预定的间隔距离加算一个预定量来估算。

在步骤S4，ECU 41确定所收集的S量(S量SOX)。作为在NOx收集器32中所收集的S量的S量SOX如在NOx量NOX的场合中那样基于发动机转速Ne根据下式(2)来计算。

SOX＝SOX_n-1+Ne·Δt    (2)

在步骤S5，ECU 41确定颗粒物(PM)累计量PMQ。作为在DPF 33中累计的PM量的PM量PMQ基于DPF 33上游的排气压力Pexh来估算。可选地，PM量PMQ可以基于发动机转速Ne和/或间隔距离通过计算和加算每单位时间的PM量来估算。

在步骤S6，进行一项检查以便确定PM再生标志Freg是否等于零。在正常工作模式期间PM再生标志Freg复位到零。当对步骤S6的回答为‘是’时，子程序进到步骤S7。另一方面，当对步骤S6的回答为‘否’时，子程序进到图11中所示的子程序。

在步骤S7，进行一项检查以便确定S再生标志Fdesul是否等于零。在正常工作模式期间S再生标志Fdesul复位到零。当对步骤S7的回答为‘是’时子程序进到步骤S8。另一方面，当对步骤S7的回答为‘否’时子程序进到图20中所示的子程序。

在步骤S8，进行一项检查以便确定NOx再生标志Fsp是否等于零。在正常工作模式期间NOx再生标志Fsp复位到零。当对步骤S8的回答为‘是’时，子程序进到步骤S9。另一方面，当对步骤S8的回答为‘否’时，子程序进到图22中所示的子程序。

在步骤S9，进行一项检查以便确定击穿避免标志Frec是否等于零。在正常工作模式期间击穿避免标志Frec复位到零，而在PM再生或S再生刚刚中断后暂时置位成1。当对步骤S9的回答为‘是’时子程序进到步骤S10。另一方面，当对步骤S9的回答为‘否’时子程序进到图23中所示的子程序。

在步骤S10，进行一项检查以便确定PM再生请求标志rqREG是否等于零。在正常工作模式期间PM再生请求标志rqREG复位到零，而当根据PM量PMQ希望PM再生时置位成1。当对步骤S10的回答为‘是’时，子程序进到步骤S11。另一方面，当对步骤S10的回答为‘否’时，子程序进到图25中所示的子程序。

在步骤S11，进行一项检查以便确定S再生请求标志rqDESUL是否等于零。在正常工作模式期间S再生请求标志rqDESUL复位到零，而当根据S量SOX希望S再生时置位成1。当对步骤S11的回答为‘是’时，子程序进到步骤S12。另一方面，当对步骤S11的回答为‘否’时，子程序进到图27中所示的子程序。

在步骤S12，进行一项检查以便确定PM再生请求标志rqREG是否等于零。在正常工作模式期间PM再生请求标志rqREG复位到零，而当根据NOx量NOX希望NOx再生时置位成1。当对步骤S12的回答为‘是’时，子程序进到步骤S13。另一方面，当对步骤S12的回答为‘否’时，子程序进到图28中所示的子程序。在图28中的步骤S701之后，NOx再生标志Fsp置位成1。

在步骤S13里，进行一项检查以便确定是否希望PM再生。也就是说，它确定PM量PMQ是否大于或等于一个预定的阈值量PM1。根据工况确定一个对应于阈值量PM1的排气压力Pe1。实际上，把由压力传感器51所检测的排气压力Pexh与压力Pe1进行比较。压力Pe1作为发动机转速Ne和燃料喷射量请求Qfdrv的函数从图3中所示的图形计算或查出。阈值压力Pe1随着发动机转速Ne的增加和燃料喷射量请求Qfdrv的增加而增加。如下所述，燃料喷射量请求Qfdrv在正常燃烧模式中表示由主燃料喷射所供给的燃料量(主燃料喷射量)Qmain，而在分离延迟燃烧模式中表示由第二燃料喷射所供给的燃料量(第二燃料喷射量)Qm。当对步骤S13的回答为‘是’时，子程序进到图29中所示的子程序。在图29中的步骤S801里，PM再生请求标志rqREG置位成1。另一方面，当对步骤S13的回答为‘否’时，子程序进到步骤S14。可选地，可以为了PM再生请求标志rqREG的确定计算最后一次PM再生过程之后的间隔距离。在这种情况中，当最后一次PM再生过程之后的间隔距离达到一个预定距离时PM再生请求标志rqREG置位成1。这防止PM再生的潜在的冗长执行。

在步骤S14，进行一项检查以便确定是否希望S再生。也就是说，它确定S量SOX是否大于或等于一个预定的阈值量SOX1。当对步骤S14的回答为‘是’时，子程序进到图30中所示的子程序。在图30中的步骤S901里，S再生请求标志rqDESUL置位成1。另一方面，当对步骤S14的回答为‘否’时，子程序进到步骤S15。

在步骤S15，进行一项检查以便确定是否希望NOx再生。也就是说，它确定NOx量NOX是否大于或等于一个预定的阈值量NOX1。当对步骤S15的回答为‘是’时，子程序进到图31中所示的子程序。在图31中的步骤S1001里，NOx再生请求标志rqSP置位成1。另一方面，当对步骤S15的回答为‘否’时，子程序进到步骤S16。

当发动机1起动时，再生请求标志rqREG、rqDESUL和rqSP全都复位到零。

在步骤S16，ECU 41以正常贫乏燃烧模式(正常燃烧模式)运行发动机1。另一方面，在程序从步骤S2进到图32中的程序以便激活NOx收集器32的场合，在程序从步骤S6进到图11的程序以便进行PM再生的场合，程序从步骤S7进到图20中的程序以便进行S再生的场合，以及程序从步骤S8进到图22的程序以便进行NOx再生的场合，ECU 41把燃烧模式转换成分离延迟燃烧模式。

下面参照示出每种燃烧模式中的燃料喷射方案和热量释放率的图4A至图5B，详细描述燃烧模式。图4A和图4B示出正常燃烧模式。图5A和图5B示出分离延迟燃烧模式。在正常燃烧模式中，在常规工况下进行引燃燃料喷射和主燃料喷射。引燃燃料喷射在上死点前(BTDC)40～10°CA之间执行。每个冲程的燃料量设定成1～3mm³。继引燃燃料喷射后，在10°BTDC与上死点后(ATDC)20°之间执行主燃料喷射。引燃燃料喷射与主燃料喷射的定时(开始定时)之间的时间间隔设定于10～30°CA之间。

如图5A和图5B中所示，在分离延迟燃烧模式中采用两次燃料喷射。在分离延迟燃烧模式中，第一燃料喷射在压缩冲程中执行，第二燃料喷射在膨胀冲程中执行。第一燃料喷射在处于或接近于TDC时产生预燃烧以便释放热量P，致使在压缩冲程的TDC处增加汽缸温度(压缩结束温度)。第一燃料喷射的燃料量(第一燃料喷射量)Qp确定成产生相当的热量释放量。第一燃料喷射量Qp希望值根据发动机系统的工况改变。在预燃烧结束后，执行第二燃料喷射，以便主燃烧产生发动机输出转矩。主燃烧释放热量M。第一燃料喷射的开始定时(第一燃料喷射定时)ITp与第二燃料喷射的开始定时(第二燃料喷射定时)ITm之间的时间间隔Δtij基于发动机转速Ne确定，以便预燃烧的开始定时与主燃烧的开始定时之间的时间间隔长于或等于20°CA。由于主燃烧发生于膨胀冲程，所以主燃烧的燃烧过程持续时间加长致使燃烧过程结束定时在50°ATDC之后。预燃烧或预燃烧的热量释放在第一燃料喷射开始之后开始一个点火延时ΔTigp。主燃烧或主燃烧的热量释放在第二燃料喷射的开始之后开始一个点火延时ΔTigm。

现在参照图6A至图6D，其中对照第二燃料喷射定时ITm示出分离延迟燃烧产生的效果。过量空气比λ保持恒定。在分离延迟燃烧模式中，如图6A中所示，排气压力随着延迟第二燃料喷射定时ITm而升高。调整第一燃料喷射定时ITp与第二燃料喷射定时ITm之间的时间间隔Δtij以便确保预燃烧的结束定时与主燃烧的开始定时之间的时间间隔。在预燃烧结束之后进行第二燃料喷射保证在预燃烧的结束定时与主燃烧的开始定时之间有一段长于点火延时ΔTigm的时间。这增加在主燃烧中的混合燃烧的比率。在再生排气净化器期间，例如，在对NOx收集器32的S再生期间，排气温度上升到激活NOx收集器32所希望的高温，而且过量空气比λ降低而不增加排出烟雾。如图6A和图6B中所示，随着延迟第二燃料喷射定时ITm，排气温度升高而排出烟雾量减少。一般来说，排气空气-燃料比通过降低进气量而降低，这倾向于产生不稳定燃烧过程。然而，在所示实施例中，预燃烧增加压缩结束温度而允许稳定的主燃烧过程。在分离延迟燃烧模式中，HC量保持低于一个低值，与第二燃料喷射定时ITm关系不大。

在低载工况下，排气温度本来就低。因此，为了得到用于PM再生或S再生的目标温度必须大大增加排气温度。为了增加排气温度，主燃烧定时(主燃烧的开始定时)必须延迟得多于正常的分离延迟燃烧模式。然而，有可能单个预燃烧的过程不足以把汽缸温度维持得高于主燃烧的希望值。在此一场合，在分离延迟燃烧模式中，如图7A和图7B中所示，预燃烧采用多次燃烧过程。汽缸内温度被第一预燃烧过程增加，并靠后续的过程维持。热量释放P1、P2和M不相重叠地分离开，以便调节排气温度到目标温度而不增加排出烟雾。

现在参照图8，其中示出针对分离延迟燃烧模式确定燃料喷射量的过程的流程图。此一程序在执行分离延迟燃烧的情况下执行。实际上，第一燃料喷射量Qp和由第二燃料喷射的燃料量(第二燃料喷射量)Qm是确定的。

在步骤S51，进行一项检查以便确定是否命令燃烧模式转换。ECU 41在激活NOx收集器32、PM再生、S再生和NOx再生的场合发出转换燃烧模式的命令。当对步骤S51的回答为‘是’时，子程序进到步骤S52。另一方面，当对步骤S51的回答为‘否’时，子程序返回。

在步骤S52，ECU 41读取发动机转速Ne和加速器开度APO。接着，子程序进到步骤S53。

在步骤S53，ECU 41确定第二燃料喷射量Qm。第二燃料喷射量Qm作为发动机转速Ne和加速器开度APO的函数从图9中所示的图形计算或查出。当发动机转速Ne保持恒定时，第二燃料喷射量Qm随着加速器开度APO的加大而增加。

在步骤S54里，ECU 41确定第一燃料喷射量Qp。第一燃料喷射量Qp作为发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm的函数从图10中所示的图形计算或查出。随着降低发动机转速Ne和降低第二燃料喷射量Qm，第一燃料喷射量Qp增加。

现在参照图11和图12，其中示出PM再生过程的流程图。当对图2中的步骤S6的回答为‘否’时，也就是当PM再生标志Freg置位成1时执行此一程序。通过增加排气温度以便燃烧DPF 33中的颗粒物来实现PM再生。因此，发动机系统工作于分离延迟燃烧模式。控制第二燃料喷射定时ITm以便增加排气温度并把DPF温度增加到PM燃烧的温度，例如在所示实施例中600℃。此程序确定第一燃料喷射定时ITp和第二燃料喷射定时ITm。

在步骤S71，ECU 41把过量空气比λ控制到目标过量空气比tλ，后者根据DPF 33中的PM量来确定。通过操纵节流阀15和EGR阀35来控制过量空气比λ。PM再生中的目标过量空气比tλreg作为PM量PMQ的函数从图13中所示的表计算或查出。目标过量空气比tλreg随着PM量PMQ增加而降低。在所示实施例中，目标过量空气比tλreg一般在1至1.4的范围内。对应于理论过量空气比的基准进气量tQac0作为发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm的函数从图14中所示的图形计算或查出。基准进气量tQac0随着发动机转速Ne的增加和第二燃料喷射量Qm的增加而增加。基准进气量tQac0乘以目标过量空气比tλreg得到目标进气量tQac(tQac ＝ tQac0×tλreg)。ECU 41根据目标进气量tQac控制节流阀15。实际过量空气比与目标过量空气比tλreg之差基于来自氧气传感器52的反馈信号确定。ECU 41控制EGR阀35以便减小该差。如上所述，PM量PMQ基于排气压力Pexh来估算。第一燃料喷射定时ITp作为发动机转速Ne和第二燃料喷射量Q m的函数从图15中所示的图形计算或查出。第一燃料喷射定时ITp随着发动机转速Ne的增加和第二燃料喷射量Qm的增加而提前。第二燃料喷射定时ITm作为发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm的函数从图16中所示的图形计算或查出。第二燃料喷射定时ITm随着发动机转速Ne的降低和第二燃料喷射量Qm的降低而延迟。此外，第二燃料喷射定时ITm根据排气温度和过量空气比来调整。第二燃料喷射定时调整量ΔITm作为目标排气温度tTexh和目标过量空气比tλ的函数从图17中所示的图形计算或查出。在所考虑的PM再生模式中，第二燃料喷射定时调整量ΔITm1基于目标排气温度tTexha和目标过量空气比tλreg得出。第二燃料喷射定时ITm随着目标排气温度tTexh的增加和目标过量空气比tλ的增加进一步延迟。

这样一来，第二燃料喷射定时ITm比正常燃烧模式中的主燃料喷射开始定时迟得多。因此，根据第二燃料喷射定时ITm来调整第二燃料喷射量Qm和目标进气量tQac，以便根据第二燃料喷射定时ITm的延迟减小发动机输出转矩变化。燃料喷射量调整因数Ktr1作为第二燃料喷射定时ITm的函数从图18中所示的表计算或查出。第二燃料喷射量Qm乘以燃料喷射量调整因数Ktr1得出所调整的第二燃料喷射量Qm。燃料喷射量调整因数Ktr1随着第二燃料喷射定时ITm的延迟而增加。此外，根据目标过量空气比tλ来调整第二燃料喷射量Qm和目标进气量tQac以便根据过量空气比的降低减小泵送损失的增加。第二燃料喷射量Qm乘以燃料喷射量调整因数Ktr2得出所调整的第二燃料喷射量Qm。燃料喷射量调整因数Ktr2作为目标过量空气比tλ的函数从图19中所示的表计算或查出。

在步骤S72，进行一项检查以便确定S再生请求标志rqDESUL是否等于1。当对步骤S72的回答为‘是’时，子程序进到步骤S73。另一方面，当对步骤S72的回答为‘否’时，子程序进到图12中所示的过程。于是，在PM再生继S再生之后的场合，执行步骤S73至S78。

在步骤S73，ECU 41读取过量空气比λ。接着，子程序进到步骤S74。

在步骤S74，ECU 41如上所述基于图16中所示的图形确定第二燃料喷射定时ITm。

在步骤S75，ECU 41确定第二燃料喷射定时调整量ΔITm。图17中所示的图形中的点A(tTexha、λa；λa＝tλreg)和B(tTexhb、λb；λb ＝ tλdesul)分别对应于PM再生模式和S再生模式。在从S再生模式向PM再生模式过渡期间，ECU 41沿着连接点A和点B的线L连续改变工作状态。ECU 41确定对应于根据过量空气比λ的当前工作状态的点P(tTexhp、λp)。第二燃料喷射定时调整量ΔITm基于点P来确定，并且用于调整第二燃料喷射定时ITm。在所示实施例中，目标排气温度tTexha、tTexhb分别设定成把DPF 33加热到600℃、并把NOx收集器32加热到650℃的希望温度。

在步骤S76里，ECU 41加算第二燃料喷射定时调整量ΔITm与第二燃料喷射定时ITm得出所调整的第二燃料喷射定时ITm(ITm＝ITm+ΔITm)。这样一来，在从S再生模式向PM再生模式过渡期间，第二燃料喷射定时ITm就随着过量空气比λ的变化从S再生模式中的第二燃料喷射定时ITm2(＝ITm+ΔITm2)变成PM再生模式中的第二燃料喷射定时ITm1(＝ITm+ΔITm1)。

在步骤S77，进行一项检查以便确定第二燃料喷射定时调整量ΔITm是否等于PM再生模式中的第二燃料喷射定时调整量ΔITm1。当对步骤S77的回答为‘是’时，子程序进到步骤S78，在该步骤，S再生请求标志rqDESUL复位到零，接着进到图12中所示的过程。另一方面，当对步骤S77的回答为‘否’时，子程序返回。

在所示实施例中，响应于向PM再生模式的模式转换，目标过量空气比tλ瞬时地切换成PM再生模式中的目标过量空气比tλreg。因而，实际过量空气比λ被检测并用于确定第二燃料喷射定时调整量ΔITm。可选地，目标过量空气比tλ可以用于确定第二燃料喷射定时调整量ΔITm。在此一场合，目标过量空气比tλ的变化根据工作状态的响应性减慢。这使得可以把目标过量空气比tλ当成实际过量空气比λ。

在图12中的步骤S101，ECU 41读取DPF温度Tdpf，接着子程序进到步骤S102。

在步骤S102，进行一项检查以便确定DPF温度Tdpf是否足以燃烧DPF 33中的PM。实际上，就是确定DPF温度Tdpf是否高于或等于一个预定的阈值温度T21例如600℃。当对步骤S102的回答为‘是’时，子程序进到步骤S103。另一方面，当对步骤S102的回答为‘否’时，子程序进到步骤S107。

在步骤S107，ECU 41基于图16中所示的图形延迟第二燃料喷射定时ITm，以便增加排气温度。接着，子程序进到步骤S108。

在步骤S108，ECU 41基于通过步骤S107所确定的第二燃料喷射定时ITm，利用图18中所示的图形确定燃料喷射量调整因数Ktr1。第二燃料喷射量Qm乘以燃料喷射量调整因数Ktr1得出所调整的第二燃料喷射量Qm。接着，子程序返回。

在步骤S103，进行一项检查以便确定DPF温度Tdpf是否低于或等于一个预定的阈值温度T22。温度T22设定成低于加在DPF 33上的热负载处于可以接受的极限例如700℃之内的温度。当对步骤S103的回答为‘是’时，子程序进到步骤S104。另一方面，当对步骤S103的回答为‘否’时，子程序进到步骤S109。

在步骤S109，ECU 41基于图16中所示的图形延迟第二燃料喷射定时ITm，以便增加排气温度。接着，子程序进到步骤S110。

在步骤S110，ECU 41基于通过步骤S109所确定的第二燃料喷射定时ITm，利用图18中所示的图形确定燃料喷射定时调整因数Ktr1。第二燃料喷射量Qm乘以燃料喷射量调整因数Ktr1得出所调整的第二燃料喷射量Qm。接着，子程序返回。

在步骤S104，进行一项检查以便确定在步骤S107或S109里在分离延迟燃烧模式开始之后是否已经经过一段预定的时间treg。当对步骤S104的回答为‘是’时，子程序进到步骤S105。另一方面，当对步骤S104的回答为‘否’时，子程序返回。在DPF温度保持于目标范围内，也就是在温度T21与T22之间期间，PM被燃烧。

在步骤S105，PM再生标志Freg复位到零，以便把工作模式切换到正常燃烧模式。PM量PMQ也复位到零。接着，子程序进到步骤S106。

在步骤S106，击穿避免标志Frec置位成1。随着击穿避免标志Frec置位，发动机工作防止击穿或DPF 33过热。如果过量空气比瞬时地设定成部分PM不燃烧的正常值λ，则有可能未燃烧的PM迅速燃烧而对DPF 33施加一个大的热负载。

现在参照图20，其中示出S再生过程的流程图。S再生通过把排气控制成富燃料状态以便向NOx收集器32供给还原剂，并通过增加排气温度以便促进S的分离来实现。实际上，发动机工作于分离延迟燃烧模式以便执行S再生。在所示实施例中，NOx收集器32包括一种Ba型催化剂。为了S再生必须把催化剂增加到超过650℃。此一程序确定第一燃料喷射定时ITp和第二燃料喷射定时ITm。

在步骤S91，ECU 41把过量空气比λ拉制到目标过量空气比tλdesul(在所示实施例中＝1)。通过操纵节流阀15和EGR阀35来控制过量空气比λ。对应于理论过量空气比的基准进气量tQac0作为发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm的函数从图14中所示的图形计算或查出。基准进气量tQac(tQac＝tQca0)随着发动机转速Ne的增加和第二燃料喷射量Qm的增加而增加。ECU 41根据目标进气量tQac控制节流阀15。第一燃料喷射定时ITp作为发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm的函数从图15中所示的图形计算或查出。第二燃料喷射定时ITm利用图16和图17中所示的图形来确定。用于降低泵送损失的增加的燃料喷射量调整因数Ktr1和燃料喷射量调整因数Ktr2从图18和图19中所示的表得出。第二燃料喷射量Qm乘以燃料喷射量调整因数Ktr1和燃料喷射量调整因数Ktr2得出所调整的第二燃料喷射量Qm。

在步骤S92，进行一项检查以便确定PM再生请求标志rqREG是否置位成1。当对步骤S92的回答为‘是’时，子程序进到步骤S93。另一方面，当对步骤S92的回答为‘否’时，子程序进到图21中所示的过程。这样一来，在S再生继PM再生之后的场合执行步骤S93至S98。

在步骤S93，ECU 41读取过量空气比λ。接着，子程序进到步骤S94。

在步骤S94，ECU 41利用图16中所示的图形确定第二燃料喷射定时ITm。接着，子程序进到步骤S95。

在步骤S95，ECU 41确定第二燃料喷射定时调整量ΔITm。图17中所示的图形中的点A(tTexha、λa；λa＝tλreg)和B(tTexhb、λb；λb＝tλdesul)分别对应于PM再生模式和S再生模式。在从S再生模式向PM再生模式过渡期间，ECU 41沿着连接点A与B的线L连续改变工作状态。ECU 41根据过量空气比λ确定对应于当前工作状态的点P(tTexhp、λp)。第二燃料喷射定时调整量ΔITm基于点P来确定，并且用于调整第二燃料喷射定时ITm。接着，子程序进到步骤S96。

在步骤S96，ECU 41加算第二燃料喷射定时调整量ΔITm与第二燃料喷射定时ITm得出所调整的第二燃料喷射定时ITm(ITm＝ITm+ΔITm)。接着，子程序进到步骤S97。

在步骤S97，进行一项检查以便确定第二燃料喷射定时调整量ΔITm是否等于S再生模式中的第二燃料喷射定时调整量ΔITm2。当对步骤S97的回答为‘是’时，子程序进到步骤S98，在该步骤，PM再生请求标志rqREG复位到零，接着到图21中所示的过程。另一方面，当对步骤S97的回答为‘否’时，子程序返回。

在图21中的步骤S201，ECU 41读取NOx收集器温度Tnox。接着，子程序进到步骤S202。

在步骤S202，进行一项检查以便确定NOx收集器温度Tnox是否高于或等于一个预定的阈值温度T12。阈值温度T12设定成分离S所需的最低温度，例如650℃。当对步骤S202的回答为‘是’时，子程序进到步骤S203。另一方面，当对步骤S202的回答为‘否’时，子程序进到步骤S207。

在步骤S207，ECU 41基于图16中所示的图形延迟第二燃料喷射定时ITm以便增加排气温度。接着，子程序进到步骤S208。

在步骤S208，ECU 41基于通过步骤S207所确定的第二燃料喷射定时ITm，利用图18中所示的图形确定燃料喷射量调整因数Ktr1。第二燃料喷射量Qm乘以燃料喷射量调整因数Ktr1得出所调整的第二燃料喷射量Qm。接着，子程序返回。

在步骤S203里，进行一项检查以便确定在步骤S207里开始分离延迟燃烧模式之后是否已经过了一段预定的时间tdesul。当对步骤S203的回答为‘是’时，子程序进到步骤S204。另一方面，当对步骤S203的回答为‘否’时，子程序返回。在NOx收集器温度Tnox保持于目标范围内，也就是超过T12期间，S从NOx收集器32分离并释放。从NOx收集器32所释放的S被排气中的还原剂净化。

在步骤S204，S再生标志Fdesul复位到零，以便把工作模式切换到正常燃烧模式。S量SOX也复位到零。接着，子程序进到步骤S205。

在步骤S205，NOx量NOX复位到零，并且NOx再生请求标志rqSP复位到零。接着，子程序进到步骤S206。

在步骤S206，击穿避免标志Frec置位成1。随着击穿避免标志Frec置位，发动机工作防止DPF 33击穿。如果在PM部分未燃烧的情况下过量空气比瞬时地设定成正常值λ，则有可能未燃烧的PM迅速燃烧而对DPF 33施加一个大的热负载。

现在参照图22，其中示出NOx再生过程的流程图。NOx再生通过把排气控制到富燃料状态以便向NOx收集器32供给还原剂来实现。实际上，发动机工作于分离延迟燃烧模式以便执行NOx再生。在NOx再生中，不希望像在S再生中那样增加排气温度。另一方面，在NOx再生中进气量降低，以便降低排气空燃比，这倾向于降低压缩结束温度。因而，为了考虑此一困难而采用分离延迟燃烧模式。此一程序确定第一燃料喷射定时ITp和第二燃料喷射定时ITm。

在步骤S301，ECU 41把过量空气比λ控制到针对NOx再生所确定的目标过量空气比tλsp。目标过量空气比tλsp设定成小于1的值，例如0.9，这表示富燃料状态。过量空气比λ通过操纵节流阀15和EGR阀35来控制。对应于理论过量空气比的基准进气量tQac0作为发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm的函数从图14中所示的图形计算或查出。基准进气量tQac0乘以目标过量空气比tλsp得出目标进气量tQac(tQac＝tQac0×tλsp)。ECU 41根据目标进气量tQac控制节流阀15。实际过量空气比与目标过量空气比tλreg之差基于来自氧气传感器52的反馈信号来确定。ECU 41控制EGR阀35以便减小该差。第一燃料喷射定时ITp作为发动机转速Ne和第二燃料喷射量Qm的函数从图15中所示的图形计算或查出。第二燃料喷射定时ITm基于图16和图17中所示的图形来确定。为了降低泵送损失的增加，燃料喷射量调整因数Ktr1和燃料喷射量调整因数Ktr2从图18和图19中所示的表得出。第二燃料喷射量Qm乘以燃料喷射量调整因数Ktr1和燃料喷射量调整因数Ktr2得出所调整的第二燃料喷射量Qm。

在步骤S302，进行一项检查以便确定在分离延迟燃烧模式之后是否已经过了一段预定的时间tspike。在时间段tspike期间NOx从NOx收集器32分离并释放。从NOx收集器32所释放的NOx被排气中的还原剂净化。当对步骤S302的回答为‘是’时，子程序进到步骤S303。另一方面，当对步骤S302的回答为‘否’时，子程序返回。

在步骤S303，NOx再生标志Fsp复位到零，以便把工作模式切换到正常燃烧模式。NOx量NOX也复位到零。接着，子程序返回。

现在参照图23，其中示出击穿避免操作过程的流程图。击穿避免操作通过把过量空气比λ控制到一个高于或等于例如1.4(燃料贫乏状态)的值来实现，该值比在PM再生或S再生中要高。采用正常燃烧模式以便降低排气温度。

在步骤S401，ECU 41读取DPF温度Tdpf。接着，子程序进到步骤S402。

在步骤S402，ECU 41把过量空气比λ控制成针对击穿避免操作所确定的目标过量空气比tλrec。目标进气量tQacrec作为发动机转速Ne和主燃料喷射量Qmain的函数从图24中所示的图形计算或查出。接着，子程序进到步骤S403。

在步骤S403，进行一项检查以便确定DPF温度Tdpf是否低于或等于一个预定的温度T23。当对步骤S403的回答为‘是’时，确定没有可能迅速燃烧未燃烧的PM，并且子程序进到步骤S404。另一方面，当对步骤S403的回答为‘否’时，子程序返回。

在步骤S404，击穿避免标志Frec复位到零，以便把工作模式切换到正常燃烧模式。接着，子程序返回。

现在参照图25、图27和图28，其中示出置位再生标志的过程。当PM再生请求标志rqREG、S再生请求标志rqDESUL和NOx再生请求标志rqSP中的至少一个切换到1时，执行这些程序之一。当多个请求标志被置位时，这些程序确定操作的优先级或执行顺序并置位PM再生标志Freg、S再生标志Fdesul或NOx再生标志Fsp。

现在参照图25，其中示出表示置位工作模式标志的第一过程的流程图。在步骤S501里，进行一项检查以便确定S再生请求标志rqDESUL是否等于零。当对步骤S501的回答为‘是’时，子程序进到步骤S503。另一方面，当对步骤S501的回答为‘否’时，子程序进到步骤S502。

在步骤S502，S再生标志Fdesul置位成1。接着，子程序返回。

在步骤S503，进行一项检查以便确定NOx再生请求标志rqSP是否等于零。当对步骤S503的回答为‘是’时，子程序进到步骤S504。另一方面，当对步骤S503的回答为‘否’时，子程序进到步骤S506。

在步骤S504，进行一项检查以便确定当前工况是否处于其中可以采用分离延迟燃烧模式的分离延迟燃烧区内。分离延迟燃烧区基于图26中所示的图形根据发动机转速Ne和加速器开度APO来定义。在低速和低负载工况下，禁止模式切换到分离延迟燃烧模式。当对步骤S504的回答为‘是’时，子程序进到步骤S505。另一方面，当对步骤S504的回答为‘否’时，子程序返回。

在步骤S505，PM再生标志Freg置位成1。接着，子程序返回。

在步骤S506，进行一项检查以便确定发动机1是否工作于其中排气中的NOx量很小的低NOx工况。这是例如根据发动机1的工况是否处于定常工况来确定。也就是说，已经确定在发动机1在定常工况下工作期间，NOx量很小。当对步骤S506的回答为‘是’时，子程序进到步骤S507。另一方面，当对步骤S506的回答为‘否’时，子程序返回。

在步骤S507，进行一项检查以便确定DPF温度Tdpf是否高于或等于一个预定的阈值温度T24。阈值温度T24设定成DPF 33在低于PM再生中的目标温度T21下被激活的温度。当对步骤S507的回答为‘是’时，子程序进到步骤S504。另一方面，当对步骤S507的回答为‘否’时，确定它占用一个可比的时间段以便增加DPF温度Tdpf，并且子程序进到步骤S508。

在步骤S508，NOx再生标志Fsp置位成1。

当PM再生请求标志rqREG等于零而S再生请求标志rqDESUL等于1时执行图27中所示的子程序。在步骤S601，进行一项检查以便确定NOx收集器温度Tnox是否高于或等于一个预定的阈值温度T13。温度T13设定成可以在可比较的短时间段内顺利进行向S再生状态的模式转换的最低温度，低于针对S再生的目标温度T12。当对步骤S601的回答为‘是’时，子程序进到步骤S602。另一方面，当对步骤S601的回答为‘否’时，子程序进到步骤S604。

在步骤S602，进行一项检查以便确定当前工况是否处于其中可以采用分离延迟燃烧模式的分离延迟燃烧区。分离延迟燃烧区基于图26中所示的图形根据发动机转速Ne和加速器开度APO来定义。当对步骤S602的回答为‘是’时，子程序进到步骤S603。另一方面，当对步骤S602的回答为‘否’时，子程序返回。

在步骤S603，S再生标志Fdesul置位成1。接着子程序返回。

在步骤S604，进行一项检查以便确定NOx再生请求标志rqSP是否等于零。当对步骤S604的回答为‘是’时，子程序进到步骤S602。另一方面，当对步骤S604的回答为‘否’时，子程序进到步骤S605，在该步骤里NOx再生标志Fsp置位成1，接着返回。NOx再生取得高于S再生的优先级。

当PM再生请求标志rqREG和S再生请求标志rqDESUL等于零而NOx再生请求标志rqSP等于1时，执行图28中所示的子程序。因而，NOx再生标志Fsp置位成1。

现在参照图32，其中示出迅速激活排气净化器的过程。在步骤S1101，ECU 41读取NOx收集器温度Tnox。接着，子程序进到步骤S1102。

在步骤S1102，通过参照图26中所示的图形进行一项检查以便确定当前工况是否处于分离延迟燃烧区。当对步骤S1102的回答为‘是’时，子程序进到步骤S1103。另一方面，当对步骤S1102的回答为‘否’时，子程序返回。

在步骤S1103，ECU 41把发动机系统控制成分离延迟燃烧模式。在分离延迟燃烧模式中，ECU 41基于图15至图17中所示的图形确定第一燃料喷射定时ITp和第二燃料喷射定时ITm。延迟第二燃料喷射定时ITm造成增加排气温度和激活NOx收集器32。此外，燃料喷射量调整因数Ktr1基于图18中所示的图形来确定。第二燃料喷射量Qm乘以燃料喷射量调整因数Ktr1得出所调整的第二燃料喷射量Qm。在迅速激活中，目标过量空气比tλ像在正常燃烧模式中那样设定成正常值。接着，子程序进到步骤S1104。

在步骤S1104，进行一项检查以便确定NOx收集器温度Tnox是否高于或等于阈值温度T11。当对步骤S1104的回答为‘是’时，子程序返回。另一方面，当对步骤S1104的回答为‘否’时，子程序重复步骤S1103。在子程序返回后，燃烧模式转换成正常燃烧模式(步骤S16)。

下面描述由根据本发明的该实施例的用于内燃机的燃烧控制设备所产生的效果。首先，通过把发动机的工作模式转换成分离延迟燃烧模式，其中第二燃料喷射在比正常燃烧模式中的主燃料喷射要迟的定时或曲轴角时执行，实现DPF 33的PM再生，NOx收集器32的S再生、NOx再生和迅速激活。这造成增加排气温度以便把NOx收集器32加温到目标温度。在PM再生或S再生模式中，排气空燃比通过降低进气量而下降。第一燃料喷射引起预燃烧，释放热量增加汽缸内温度。这导致稳定的主燃烧过程。

其次，第一与第二燃料喷射之间的时间间隔Δtij调整成主燃烧的开始定时继预燃烧的结束定时之后。这增加混合燃烧的比率。在PM再生、NOx再生和S再生中降低的过量空气比降低排出烟雾，因为在正常燃烧中混合燃烧为主。

再次，在NOx收集器32的S再生与DPF 33的PM再生之间的模式过渡过程中，目标过量空气比tλ在该过程的一开始就切换(步骤S71、和步骤S91)。在发动机工况根据目标过量空气比tλ变化期间，根据实际过量空气比λ控制第二燃料喷射定时ITm(步骤S75、和步骤S95)。因而，可以在排气温度保持于一个预定的对于排气净化器的再生可以允许的范围内的情况下控制过量空气比，这造成发动机的工作模式的有效而顺利的转换。在所示实施例中，在从S再生向PM再生的模式过渡期间，第二燃料喷射定时ITm随着过量空气比的增加而延迟，也就是说，根据工作气体量的增加增加汽缸内温度。

在所示实施例中，从S再生向PM再生的模式过渡，在情况(1)下在PM量PMQ大于阈值量的同时在工况不在分离延迟燃烧区期间，S累积到阈值量，致使S再生在PM再生之前执行(步骤S504、和步骤S501)；在情况(2)下在NOx再生比PM再生优先被执行期间，S累积到阈值量，致使S再生在PM再生之前执行(步骤S503、和步骤S504)；而在情况(3)下在S再生期间PM累积到阈值量，致使PM再生继S再生之后。另一方面从PM再生向S再生的模式过渡发生在PM再生期间S累积到阈值量这样的场合。

在所示实施例中，发动机包括分开的NOx收集器32和DPF 33。可选地，发动机可以包括一个集成的排气净化器。例如，NOx收集器的催化剂可以安装在DPF 33的过滤器元件上。

本申请基于2003年7月31日提出的先有日本专利申请第2003-284327号。此日本专利申请第2003-284327号的全部内容通过引用包括在本文中。

虽然以上描述了实施本发明的最佳实施例，但是应该指出，本发明不限于本文中所示出并描述的具体实施例，而是可以进行各种变动和修改而不脱离以下权利请求书中所界定的本发明的范围或精神。

Claims (18)

1.一种用于内燃机的燃烧控制设备，包括：

用于在发动机的燃烧室中引起燃烧的燃烧控制致动器，

用于控制该燃烧控制致动器的控制器；并且该控制器构成为用于执行：

在正常燃烧模式与分离延迟燃烧模式之间进行燃烧模式切换；

根据发动机的工况，产生升高发动机的排气温度的升温请求；以及

在正常燃烧模式中执行：

产生正常燃烧以便生成发动机的输出转矩；并且

在分离延迟燃烧模式中响应于该升温请求执行：

在处于或接近于上死点时产生预燃烧以便在燃烧室释放预定热量；以及

在迟于正常燃烧模式中的正常燃烧开始定时的定时下开始主燃烧，以便生成发动机的输出转矩，

其特征在于，

该控制器构成为在分离延迟燃烧模式中执行：

在预燃烧结束后开始主燃烧；

根据发动机的工况，产生改变目标排气温度的变温请求；

响应于变温请求，控制发动机的过量空气比，以便根据改变的目标排气温度调节排气温度；以及

根据过量空气比的变化调整主燃烧的开始定时。

2.权利要求1中所述的燃烧控制设备，其中：

燃烧控制致动器是用于直接向发动机的燃烧室喷射燃料的燃料喷射器；并且

该控制器构成为执行：

根据发动机的工况在正常燃烧模式与分离延迟燃烧模式之间进行燃烧模式切换；

在正常燃烧模式中执行：

控制正常燃料喷射以便产生正常燃烧；以及

在分离延迟燃烧模式中响应于升温请求执行：

控制第一燃料喷射以便在处于或接近于上死点时产生预燃烧；以及

在迟于正常燃烧模式中的正常燃料喷射开始定时的定时开始第二燃料喷射，以便在迟于正常燃烧模式中的正常燃烧开始定时的定时开始主燃烧，

其特征在于，

该控制器构成为在分离延迟燃烧模式中执行：

开始第二燃料喷射，以便在预燃烧结束后开始主燃烧；

确定第一目标排气温度和第二目标排气温度；

根据发动机的工况，当满足预定条件时，产生作为将目标排气温度从第一目标排气温度改变到第二目标排气温度的变温请求的变温请求；

响应于变温请求，控制过量空气比，以便把排气温度从第一目标排气温度调节到第二目标排气温度；以及

根据过量空气比的变化调整第二燃料喷射的定时，以调整主燃烧的开始定时。

3.权利要求2中所述的燃烧控制设备，还包括用于收集确定发动机的工况所需要的信息的状态传感器。

4.权利要求3中所述的燃烧控制设备，其中，

该状态传感器检测过量空气比；而且

该控制器构成为在分离延迟燃烧模式中执行：

根据所检测的过量空气比的变化调整第二燃料喷射的定时。

5.权利要求4中所述的燃烧控制设备，其中该控制器构成为当第二目标温度低于第一目标温度时执行：

增加过量空气比以便把排气温度从第一目标温度降低到第二目标温度；以及

根据所检测的过量空气比的增加延迟第二燃料喷射的定时。

6.权利要求5中所述的燃烧控制设备，其中该控制器构成为根据所检测的过量空气比的增加连续地延迟第二燃料喷射的定时。

7.权利要求4中所述的燃烧控制设备，其中该控制器构成为当第二目标温度高于第一目标温度时执行：

降低过量空气比以便把排气温度从第一目标温度增加到第二目标温度；并且

根据所检测的过量空气比的降低提前第二燃料喷射的定时。

8.权利要求7中所述的燃烧控制设备，其中该控制器构成为根据所检测的过量空气比的降低连续地提前第二燃料喷射的定时。

9.权利要求3至8中的任何一项中所述的燃烧控制设备，还包括在发动机的排气通道中的排气净化器，其中状态传感器检测确定排气净化器的状态所需的信息；以及该控制器构成为根据排气净化器的状态产生升温请求。

10.权利要求9中所述的燃烧控制设备，其中排气净化器至少包括颗粒过滤器和NOx收集器之一。

11.权利要求9中所述的燃烧控制设备，其中排气净化器的状态包括排气净化器中所收集的物质量。

12.权利要求11中所述的燃烧控制设备，其中所收集的物质至少包括颗粒物和硫分之一。

13.权利要求9中所述的燃烧控制设备，其中该排气净化器包括颗粒过滤器；以及该控制器构成为执行：

根据排气净化器的状态，产生从颗粒过滤器中去除颗粒物的再生请求；以及

响应于该再生请求产生升温请求。

14.权利要求9中所述的燃烧控制设备，其中该排气净化器包括NOx收集器；以及该控制器构成为执行：

根据排气净化器的状态，产生从该NOx收集器中去除硫分的再生请求；以及

响应于该再生请求产生升温请求。

15.权利要求9中所述的燃烧控制设备，其中该排气净化器包括颗粒过滤器和NOx收集器；以及该控制器构成为执行：

根据排气净化器的状态，产生从颗粒过滤器去除颗粒物的第一再生请求；

根据排气净化器的状态，产生从NOx收集器去除硫分的第二再生请求；以及

响应于第一再生请求和第二再生请求产生升温请求。

16.权利要求15中所述的燃烧控制设备，其中当存在第一再生请求和第二再生请求两者使得从NOx收集器去除硫分的操作和从颗粒过滤器去除颗粒物的操作被相继地执行时满足预定条件。

17.权利要求16中所述的燃烧控制设备，其中该控制器构成为根据发动机的工况确定从NOx收集器去除硫分的操作和从颗粒过滤器去除颗粒物的操作的执行顺序。

18.一种用于内燃机的控制燃烧的方法，包括：

在正常燃烧模式与分离延迟燃烧模式之间进行燃烧模式切换；

根据发动机的工况，产生升高发动机的排气温度的升温请求；以及

在正常燃烧模式中执行：

产生正常燃烧以便生成发动机的输出转矩；以及

在分离延迟燃烧模式中响应于该升温请求执行：

在处于或接近于上死点时产生预燃烧以便在燃烧室释放预定热量；以及

在迟于正常燃烧模式中的正常燃烧开始定时的定时下开始主燃烧，以便生成发动机的输出转矩，

其特征在于，

在分离延迟燃烧模式中执行：

在预燃烧结束之后开始主燃烧；

根据发动机的工况，产生改变目标排气温度的变温请求；

响应于变温请求，控制发动机的过量空气比，以便根据改变的目标排气温度调节排气温度；以及

根据过量空气比的变化调整主燃烧的开始定时。

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