CN104514643B - 燃料喷射装置和压缩点火式内燃机 - Google Patents

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Abstract

压缩点火式内燃机的燃料控制装置具备控制喷嘴以使其进行前段喷射及后段喷射作为1循环中的燃料喷射的控制装置。控制装置控制前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔，以使得前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔(Δt1)大致满足条件。条件是该间隔(Δt1)是燃烧噪音等级最大的频率的倒数的0.5倍。

Description

燃料喷射装置和压缩点火式内燃机
技术领域
本发明涉及压缩点火式内燃机的燃料喷射控制装置。本发明尤其涉及减少压缩点火式内燃机的燃烧噪音的技术。
背景技术
在减少柴油发动机等压缩点火式内燃机的燃烧噪音的方法中，存在所谓的预喷射(pilot injection)。预喷射是在主喷射之前喷射少量燃料的方法。通过预喷射，能够缩短主喷射的点火延迟。在日本特开昭63-9657号公报中记载有关于预喷射的技术。该技术通过探索预喷射正时来谋求减少总体的燃烧噪音。
在日本特许第3803903号公报中公开了一种使内燃机的噪音等级降低的技术。该技术不是使如上所述的总体的燃烧噪音减少的技术。该技术是在噪音等级大的频段中重点性地使噪音等级降低的技术。在该技术中，进行具有预喷射的燃料的燃烧和主喷射的燃料的燃烧的2段燃烧。在该2段燃烧的控制中，控制燃烧间隔Δt以使得以下(1)式成立(n为0以上的整数)。在此，燃烧间隔Δt是指在预喷射的燃料燃烧时产生压力波的时间和在主喷射的燃料燃烧时产生压力波的时间的时间差。通过该产生时间差，预喷射的燃料燃烧时的压力波与主喷射的燃料燃烧时的压力波在特定频率fn下彼此抵消。因此，通过满足(1)式的控制，能够使特定频率fn的燃烧噪音成分降低。
fn＝(n+0.5)/Δt…(1)
发明内容
发明要解决的问题
本申请发明人进行了调查2段燃烧所实现的燃烧噪音的减少效果的实验。在该实验中，以曲轴转角将燃烧间隔Δt设定为大约6°。在内燃机转速为2000rpm的情况下，该曲轴转角的值在换算为时间时是大约0.5msec。其结果，得到了图12所示的燃烧噪音频谱。如图12的噪音频谱所示，与1段燃烧的情况相比，3kHz附近的燃烧噪音成分降低。但是，大约1.5～2kHz附近的燃烧噪音成分增加。另外，如图13所示，总体的燃烧噪音也恶化。其原因在于，在大约1.5～2kHz的特定频率gn下，以下(2)式成立(n为0以上的整数)，燃烧时的压力波没有抵消反而彼此加强而放大。在日本特许第3803903号公报所记载的技术中，在满足(1)式的情况下，特定频率fn下的燃烧时的压力波抵消，因此，特定频率fn附近的燃烧噪音成分降低。但是，在日本特许第3803903号公报中没有记载，在满足(2)式的情况下，特定频率gn下的燃烧时的压力波彼此加强，因此，特定频率gn附近的燃烧噪音成分增大。其结果，在日本特许第3803903号公报所记载的技术中，根据燃烧间隔Δt的控制，总体的燃烧噪音有时也会增大。
gn＝(n+1)/Δt…(2)
另外，在日本特许第3803903号公报所记载的技术中，将预喷射的燃料燃烧时产生压力波的时间和主喷射的燃料燃烧时产生压力波的时间的时间差设为燃烧间隔Δt。此时，将在各燃料燃烧时产生压力波的正时设为利用时间对缸内压力进行微分而得到的波形的上升正时。但是，本申请发明人在进行了调查2段燃烧所实现的燃烧噪音的减少效果的实验之后发现，如图14的波形所示，有时通过第2段的燃烧得到的波形的上升正时没有明确出现。因此，在将利用时间对预喷射的燃料燃烧时的缸内压力进行微分而得到的波形的上升正时和利用时间对主喷射的燃料燃烧时的缸内压力进行微分而得到的波形的上升正时的时间差设为燃烧间隔Δt的情况下，燃烧间隔Δt的设定可能会产生误差。其结果，在特定频率fn下，燃烧噪音的减少效果有时也会减少。
本发明的目的在于提供一种能够通过提高燃烧噪音等级大的频段中的燃烧噪音的减少效果来提高总体的燃烧噪音的减少效果的燃料喷射控制装置。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式的燃料喷射控制装置，是向缸内喷射燃料并通过自点火使其燃烧的压缩点火式内燃机，具备：控制器，其控制向缸内喷射燃料的喷嘴，以使其进行前段喷射及后段喷射作为1循环中的燃料喷射，控制器调整前段喷射的正时、前段喷射的喷射量、后段喷射的正时以及后段喷射的喷射量，以使得利用时间对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值或者利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值具有由通过前段喷射供给的燃料的燃烧引起的前段峰值和由通过后段喷射供给的燃料的燃烧引起的后段峰值，并调整前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得在将燃烧噪音等级最大的频率设为f0的情况下，前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1大致满足Δt1＝0.5/f0的条件，所述燃烧噪音等级是在进行了燃料喷射以使得利用时间对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值或者利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值中的设定值以上的峰值成为1个时产生的燃烧噪音等级。
在本发明的一个方式中，控制器也可以基于内燃机转速及内燃机负荷来控制前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1大致满足条件。
在本发明的一个方式中，控制器也可以基于表示前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0与内燃机转速及内燃机负荷的关系的特性映射来控制前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0。
在本发明的一个方式中，控制器也可以基于利用时间对由缸内压力传感器检测到的缸内压力进行微分而得到值或者利用曲轴转角对由缸内压力传感器检测到的缸内压力进行微分而得到的值来控制前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1大致满足条件。
在本发明的一个方式中，控制器也可以基于表示前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0与前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1的关系的表格来控制前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0。
在本发明的一个方式中，控制器也可以控制前段喷射的正时，以使得通过前段喷射供给的燃料进行预混合压缩点火燃烧(Premixed Charge Compression IgnitionCombustion)。
在本发明的一个方式中，控制器也可以调整前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得间隔Δt1成为0.5/(f0+0.1×f0/1.1)以上且0.5/(f0-0.1×f0/1.1)以下。
在本发明的一个方式中，控制器也可以调整后段喷射的喷射量，以使得利用时间对缸内压力进行微分而得到的值中的后段峰值或者利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值中的后段峰值成为正值。
在本发明的一个方式中，控制器也可以调整后段喷射的正时及后段喷射的喷射量，以使得前段峰值和后段峰值中的较小值与谷间的极小值之差成为50kPa/deg.以上。
附图说明
图1是表示本发明的一个方式的压缩点火式内燃机的概略结构的图。
图2是表示燃料喷射模式的一例的图。
图3是表示利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值的一例的图。
图4是表示在实机实验中利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值的一例的图。
图5A是表示实机实验中的燃烧噪音频谱的一例的图。
图5B是表示实机实验中的总体的燃烧噪音等级的一例的图。
图6是表示燃烧噪音频谱的变化的一例的图。
图7是表示利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值的其他例子的图。
图8是表示燃料喷射模式的其他例子的图。
图9是表示燃料喷射模式的又一例子的图。
图10是表示利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值的又一例子的图。
图11A是说明表示前段喷射正时和后段喷射正时的间隔与压缩点火式内燃机的转速及负荷的关系的特性映射的制作方法的一例的流程图。
图11B是表示燃烧噪音频谱的变化的其他例子的图。
图11C是表示燃烧噪音频谱的变化的其他例子的图。
图12是表示实机实验中的燃烧噪音频谱的其他例子的图。
图13是表示实机实验中的总体的燃烧噪音等级的其他例子的图。
图14是表示实机实验中的利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值的其他例子的图。
具体实施方式
以下，按照附图来说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的一个方式的压缩点火式内燃机10的结构例的图。压缩点火式内燃机10具备燃料喷射装置。燃料喷射装置具备点火器13和电子控制装置(控制器)50。在图1中示出了1个气缸的结构，但在多气缸的情况下也是同样的结构。压缩点火式内燃机10例如是使用活塞-曲轴机构的柴油发动机。在压缩点火式内燃机10中，在进气冲程中，从进气口14向汽缸11内(缸内)吸入空气。在压缩冲程中，吸入到汽缸11内的空气被活塞12压缩。此外，在压缩冲程中，在压缩点火式内燃机10中，也可以利用未图示的涡轮增压器等增压器来对汽缸11内的进气进行加压。在压缩点火式内燃机10中，在从喷嘴13向汽缸11内直接喷射燃料(例如轻油等液体燃料)时，汽缸11内的燃料自点火而燃烧。来自喷嘴13的燃料的喷射正时(喷射开始正时)及喷射期间(喷射量)由电子制御装置50控制。在排气冲程中，燃烧后的排出气体向排气口15排出。压缩点火式内燃机10具有将排气口15与进气口14连接的回流通路16。回流通路16将燃烧后的排出气体的一部分作为排气再循环(EGR：Exhaust GasRecirculation)气体向进气口14(进气侧)供给。即，在压缩点火式内燃机10中，进行排气再循环。回流通路16具有EGR控制阀17。EGR控制阀17的开度由电子控制装置50控制。通过该开度的控制，能够控制从排气口15向进气口14的排出气体(EGR气体)的回流量。因此，能够控制向进气侧供给并被吸入缸内的EGR气体量(EGR率)。此外，压缩点火式内燃机10不一定需要进行EGR，也可以省略回流通路16及EGR控制阀17。
在本实施方式中，电子控制装置50控制喷嘴13，以使其将1循环中的燃料喷射分割为前段喷射和后段喷射这2段喷射来对各汽缸进行。图2表示由前段喷射和后段喷射实现的燃料喷射模式的一例。电子控制装置50例如控制喷射开始正时及喷射量，以使得前段喷射在压缩上止点前结束。前段喷射结束后，在汽缸11内形成的前段喷射燃料和空气的预混合气通过自点火而进行预混合压缩点火燃烧(PCCI燃烧)。该PCCI燃烧具有低温氧化反应和低温氧化反应后的高温氧化反应。例如，如图3所示，利用曲轴转角对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值(热产生率)在压缩上止点后具有由前段喷射的燃料的燃烧(高温氧化反应)引起的极大值(以下，称为“前段峰值”)。另外，电子控制装置50例如控制喷射开始正时，以使得在压缩上止点后开始后段喷射。进而，例如如图3所示，电子控制装置50控制后段喷射的喷射开始正时及喷射量，以使得在利用曲轴转角对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值中，在前段峰值的正时后产生由后段喷射的燃料的燃烧引起的极大值(以下称为“后段峰值”)。此外，在图3的例子中，将利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值设为纵轴，但也可以将利用时间对缸内压力进行微分而得到的值设为纵轴。另外，在图2的例子中，后段喷射的喷射期间比前段喷射的喷射期间短。另外，在图2的例子中，后段喷射的喷射量比前段喷射的喷射量少。此外，后段喷射的喷射期间(喷射量)也可以设为前段喷射的喷射期间(喷射量)以上。
在本实施方式中，电子控制装置50控制前段喷射正时和后段喷射正时的间隔Δt0，以使得大致满足抵消压力波的条件。在此，抵消压力波的条件是指如下条件：在以利用曲轴转角对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分而得到的值)中的设定值以上的峰值成为1个的方式进行了燃料喷射的情况下，前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1成为燃烧噪音等级最大的频率f0的倒数的0.5倍。设定值被设定为比由低温氧化反应引起的峰值大、且比由高温氧化反应引起的峰值小的值。燃烧噪音等级最大的频率f0例如基于燃烧噪音频谱来得到。燃烧噪音频谱通过对在实机实验等中从缸内压力传感器的检测值得到的缸内压力履历进行高速傅里叶变换(FFT)来得到。前段峰值的正时和后段峰值的正时例如从利用曲轴转角对缸内压力履历进行微分(或者利用时间进行微分)而得到的值来得到。缸内压力履历是例如实机实验等中的缸内压力传感器的检测值。压缩点火式内燃机10的燃烧噪音通过燃烧时产生的压力波而产生。压缩点火式内燃机10通过使前段喷射的燃料燃烧时产生的压力波与后段喷射的燃料燃烧时产生的压力波彼此干涉、抵消来减少燃烧噪音。
本申请发明人利用实机进行了调查燃烧噪音的减少效果的实验。在该实验中，在1段喷射中进行了PCCI燃烧(1段燃烧)，以使得利用曲轴转角对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分而得到的值)中的设定值以上的峰值成为1个。其结果，燃烧噪音等级最大的频率为大约1.05kHz(周期：大约0.952msec)。因此，在本实验中，以曲轴转角将由前段喷射的燃料的燃烧(高温氧化反应)引起的前段峰值的正时和由后段喷射的燃料的燃烧引起的后段峰值的正时的间隔Δt1设定为大约2.5°。若将该曲轴转角的值换算为周期，则为大约0.476msec(0.5/f0＝大约0.5/1.05msec)。然后，对前段喷射的开始正时和后段喷射的开始正时的间隔Δt0进行了调整，以使得满足该间隔Δt1(参照图4的实施方式)。其结果，满足间隔Δt1的后段喷射的开始正时为压缩上止点后7.2°。由此，如图5A的实施方式所示，前段喷射的燃料燃烧时产生的压力波和后段喷射的燃料燃烧时产生的压力波在1.05kHz附近彼此抵消。因此，在1.05kHz附近的频段中，燃烧噪音成分减少。另一方面，在2.1kHz附近的频段中，前段喷射的燃料燃烧时产生的压力波和后段喷射的燃料燃烧时产生的压力波彼此加强。其结果，在2.1kHz附近的频段中，燃烧噪音成分增加。在此，在燃烧噪音频谱中，2.1kHz附近的燃烧噪音成分比1kHz附近的燃烧噪音成分小。因此，2.1kHz附近的燃烧噪音成分对总体的燃烧噪音等级几乎没有影响。其结果，如图5B所示，总体的燃烧噪音等级减少至76dBA。
如上所述，根据本发明的一个方式的压缩点火式内燃机10，在燃烧噪音等级最大的频率附近，使前段喷射的燃料燃烧时产生的压力波和后段喷射的燃料燃烧时产生的压力波彼此抵消，从而提高燃烧噪音成分的减少效果。其结果，压缩点火式内燃机10能够提高总体的燃烧噪音的减少效果。
本申请发明人进行了比较例的实验。在比较例的实验中，将前段喷射的开始正时和后段喷射的开始正时的间隔Δt0设定为比上述实验例长。具体而言，将后段喷射的开始正时设定为压缩上止点后10°。根据该条件，如图4的图C1所示，前段喷射的燃料燃烧(高温氧化反应)中的前段峰值的正时和后段喷射的燃料燃烧中的后段峰值的正时的间隔Δt1为曲轴转角大约4.5°。若将该曲轴转角换算为周期，则为大约0.83msec。其结果，如图5A的图C2所示，在0.6kHz附近(周期:大约1.66msec)和1.8kHz附近(周期：大约0.55msec)，燃烧时产生的压力波抵消，因而燃烧噪音成分降低。但是，在大约1.2kHz附近(周期：大约0.83msec)，燃烧时产生的压力波彼此加强，因而燃烧噪音成分增大。该周期与前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1大致一致。在此，在燃烧噪音频谱中，1.2kHz附近的燃烧噪音成分比0.6kHz附近及1.8kHz附近的燃烧噪音成分大。并且，总体的燃烧噪音等级基本上由燃烧噪音频谱所具有的燃烧噪音成分的最大值决定。因此，在使后段喷射的开始正时延迟的条件下，如图5B所示，总体的燃烧噪音等级增大至77.2dB。
本实施方式的压缩点火式内燃机10中，控制前段喷射的开始正时和后段喷射的开始正时的间隔Δt0，以使得大致满足前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1是PCCI燃烧的噪音等级最大的频率f0的倒数的0.5倍这一抵消压力波的条件。根据该控制，例如如图6的燃烧噪音频谱所示，在频率f0附近，前段喷射的燃料燃烧时产生的压力波和后段喷射的燃料燃烧时产生的压力波彼此抵消。因此，能够减少燃烧噪音成分。另外，在该控制中，不是将如专利文献2那样的利用时间对缸内压力进行微分而得到的值的上升正时的时间差设为控制参数，而是将利用时间对缸内压力进行微分而得到的值(或者利用曲轴转角进行微分而得到的值)的峰值的正时的间隔Δt1设为控制参数。例如，如图14所示，在利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值中，有时第2段的燃烧的上升正时不会明确出现。与此相对，利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值的峰值的正时会明确出现。因此，根据该方法，能够抑制峰值的正时的间隔Δt1的设定误差，提高频率f0附近的燃烧噪音成分的减少效果。进而，总体的燃烧噪音等级基本上由燃烧噪音频谱所具有的燃烧噪音成分的最大值决定。因此，例如如图6所示，在频率g0附近这样的燃烧噪音频谱小的频段中，即使燃烧时产生的压力波彼此加强而燃烧噪音成分增大，也几乎对总体的燃烧噪音等级没有影响。通过提高燃烧噪音频谱最大的频率f0附近的燃烧噪音成分的减少效果，能够提高总体的燃烧噪音减少效果。
此外，本发明人进行了实机实验。从其结果可知，以利用曲轴转角对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分而得到的值)中的设定值以上的峰值成为1个的方式进行了PCCI燃烧(1段燃烧)的情况下的燃烧噪音频谱，如图6的1段燃烧所示，在燃烧噪音等级最大的频率f0附近成为平滑的曲线。例如，在f0为1.1kHz的情况下，燃烧噪音频谱大(最大附近)的频段具有1.0～1.2kHz左右的带宽。本实施方式的压缩点火式内燃机10中，即使间隔Δt1是从0.5/f0稍微偏离的值，也能够在燃烧噪音频谱大的频段中减少燃烧噪音成分。例如，在燃烧噪音频谱大的频段为1.0～1.2kHz(f0＝1.1kHz)的情况下，可以将间隔Δt1控制在0.417(＝0.5/1.2)msec以上且0.5msec以下的范围内。这样，通过控制前段喷射的开始正时和后段喷射的开始正时的间隔Δt0以使得间隔Δt1成为0.5/(f0+0.1)msec以上且0.5/(f0-0.1)msec以下，也能够在燃烧噪音频谱大的频段中减少燃烧噪音成分。另外，也可以控制前段喷射的开始正时和后段喷射的开始正时的间隔Δt0，以使得间隔Δt1成为0.46/f0(＝0.5/(f0+0.1×f0/1.1)以上且0.55/f0(＝0.5/(f0-0.1×f0/1.1)以下。
另外，本发明人进行了调查燃烧噪音的减少效果的实机实验。从其结果可知，也可以控制后段喷射的喷射量，以使得利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值中的后段峰值成为正值。根据该控制，通过燃烧时产生的压力波的抵消，能够进一步提高频率f0下的燃烧噪音成分的减少效果。进而，也可以控制后段喷射的喷射开始正时及喷射量，以使得在前段峰值与后段峰值之间存在明确的谷间(极小值)、且前段峰值及后段峰值中的较小值(在图3的例子中为后段峰值)与谷间的极小值之差H成为50kPa/deg.以上。
另外，在后段喷射的喷射量与前段喷射的喷射量相等或者比其多时，例如如图7所示，有时利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值中的后段峰值比前段峰值大。但是，即使在该情况下，根据压缩点火式内燃机10，也能够使前段喷射的燃料燃烧时产生的压力波和后段喷射的燃料燃烧时产生的压力波彼此抵消从而减少频率f0附近的燃烧噪音成分。在该情况下，也可以控制后段喷射的喷射开始正时及喷射量，以使得前段峰值与谷间的极小值的差H成为50kPa/deg.以上。根据该控制，能够在频率f0下进一步提高燃烧时产生的压力波的抵消所实现的燃烧噪音成分的减少效果。
在本实施方式中，例如如图8的燃料喷射模式所示，也可以将前段喷射分为多次进行。此时，也可以控制各前段喷射的喷射开始正时及喷射期间，以使得在利用曲轴转角对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分得到的值)中，前段喷射的燃料的燃烧(高温氧化反应)中的前段峰值成为1个。并且，控制最初的前段喷射的开始正时和后段喷射的开始正时的间隔Δt0，以使得大致满足抵消上述压力波的抵消条件。此外，图8表示将前段喷射分为2次进行的例子，但前段喷射也可以分为3次以上进行。
另外，在本实施方式中，例如如图9的燃料喷射模式所示，也可以在后段喷射之后进行微少量的燃料喷射(设为后喷射)。在该情况下，利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分而得到的值)具有由后喷射燃料的燃烧引起的峰值。后喷射燃料在压缩上止点后经过一定时间之后喷射。因此，如图10所示，在利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分而得到的值)中，后喷射的燃料的燃烧中的峰值比由前段喷射的燃料的燃烧引起的前段峰值和由后段喷射的燃料的燃烧引起的后段峰值小得多，在大多情况下成为负值。因此，即使进行后喷射，后喷射的燃料燃烧时产生的压力波也几乎不会与前段喷射的燃料燃烧时产生的压力波和/或后段喷射的燃料燃烧时产生的压力波产生干涉。
满足抵消上述压力波的条件的前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0，严格来说，根据压缩点火式内燃机10的转速、负荷等运转状态而变化。因此，电子控制装置50也可以基于压缩点火式内燃机10的转速及负荷来决定前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得大致满足抵消压力波的条件。此时，通过实机实验预先制作特性映射，并将其存储于电子控制装置50的存储装置。特性映射表示用于满足抵消压力波的条件的、间隔Δt0与内燃机转速及内燃机负荷的关系。电子控制装置50利用该特性映射算出与压缩点火式内燃机10的转速及负荷对应的间隔Δt0。然后，电子控制装置50基于给出的压缩点火式内燃机10的转速及负荷来决定满足抵消压力波的条件的间隔Δt0。以下，使用图11A的流程图，对用于满足抵消压力波的条件的特性映射的制作方法的一例进行说明。
在步骤S101中，决定整体的燃料的喷射量(与内燃机负荷对应)、排气循环率以及涡轮增压器的可变叶片开度。在步骤S102中，决定前段喷射的喷射次数。此外，在该例子中，将前段喷射的喷射次数设为2次。在步骤S103中，决定前段喷射的喷射开始正时及喷射期间(喷射量)(在该例子中为2次)。在步骤S104中，决定后段喷射的喷射次数。此外，在该例子中，将后段喷射的喷射次数设为1次。在步骤S105中，决定后段喷射的喷射期间(喷射量)。
在步骤S106中，使后段喷射的喷射开始正时提前而进行调整。更详细而言，调整后段喷射的喷射开始正时，以使得利用曲轴转角对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分而得到的值)中的设定值以上的峰值成为1个。利用曲轴转角对缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分而得到的值)通过利用曲轴转角对由缸内压力传感器检测到的实机的缸内压力履历进行微分(或者利用时间进行微分)来取得。另外，此处的设定值被设定为比由低温氧化反应引起的峰值大、且比由高温氧化反应引起的峰值小的值。在步骤S107中，利用缸内压力传感器检测实机的缸内压力履历。接着，对缸内压力履历执行高速傅里叶变换来得到燃烧噪音频谱。然后，基于燃烧噪音频谱来取得燃烧噪音等级最大的频率f0。
在步骤S108中，使后段喷射的喷射开始正时延迟而进行调整。更详细而言，使后段喷射的喷射开始正时延迟，调整喷射开始正时，以使得在利用曲轴转角对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分而得到的值)中存在前段峰值和后段峰值这2个峰值、且前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1满足0.5/f0。在步骤S109中，确认燃烧噪音频谱的强度。更详细而言，再次算出燃烧噪音频谱。然后，确认相当于与间隔Δt1相同的周期的频率g0下的燃烧噪音成分被放大后的频谱强度在该频率g0下没有成为最大。例如，如图11B所示，在频谱强度在该频率g0下成为最大的情况下，使后段喷射的喷射开始正时稍微提前或稍微延迟，再次算出燃烧噪音频谱。例如，如图11C所示，使处于燃烧噪音频谱的谷间(在步骤S107中燃烧噪音频谱最大的频率f0)的低频率侧或高频率侧的频谱的峰值最大或者与频率g0的值相等。
在步骤S110中，确认燃烧噪音等级。更详细而言，确认总体的燃烧噪音等级低于目标等级。在不低于目标等级的情况下，再次重复步骤S101～步骤S109。在低于目标等级的情况下，实施步骤S111。在步骤S111中，确认满足了目标值。目标值例如有排气排放、燃料消耗率以及其他量。在不满足目标值的情况下，再次重复步骤S101～步骤S110。通过一边变更压缩点火式内燃机10的转速及负荷一边重复执行以上步骤S101～步骤S111，能够制作用于满足抵消压力波的条件的特性映射。
另外，各喷射燃烧的点火延迟期间有时因气温和/或燃料特性(十六烷值)的变化而变化的情况。在该情况下，前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1发生变化。因此，电子控制装置50通过利用曲轴转角对由缸内压力传感器检测到的压缩点火式内燃机10的缸内压力履历进行微分(或者利用时间进行微分)来取得前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔Δt1。并且，电子控制装置50也可以控制前段喷射的正时和后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得该间隔Δt1大致满足抵消压力波的条件(0.5/f0)。通过基于利用曲轴转角对由缸内压力传感器检测到的缸内压力进行微分而得到的值(或者利用时间进行微分得到的值)控制间隔Δt0以使得大致满足抵消压力波的条件，即使各喷射燃烧的点火延迟期间因气温和/或燃料特性(十六烷值)的变化而变化，也能够在燃烧噪音等级最大的频率f0附近使前段喷射的燃料燃烧时的压力波和后段喷射的燃料燃烧时的压力波彼此抵消。因此，能够减少燃烧噪音成分。
以上，对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明并不限定于这些实施方式。本发明能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种方式实施。
例如，也可以是，压缩点火式内燃机是向缸内喷射燃料并通过自点火使其燃烧的压缩点火式内燃机，进行前段喷射和后段喷射作为1循环中的燃料喷射，调整前段喷射和后段喷射的喷射正时及喷射量，以使得1循环中的缸内压力的时间微分值或曲轴转角微分值具有由前段喷射燃料的燃烧引起的前段峰值和由后段喷射燃料的燃烧引起的后段峰值，进而，调整前段喷射正时和后段喷射正时的间隔，以使得前段峰值的正时和后段峰值的正时的间隔大致满足以下条件：该间隔是在以1循环中的缸内压力的时间微分值或曲轴转角微分值中的设定值以上的峰值成为1个的方式进行了燃料喷射的情况下的燃烧噪音等级最大的频率的倒数的0.5倍。
另外，例如，也可以是，上述压缩点火式内燃机基于内燃机转速及内燃机负荷来调整前段喷射正时和后段喷射正时的间隔，以使得大致满足上述条件。
另外，例如，也可以是，上述压缩点火式内燃机基于由缸内压力传感器检测到的缸内压力的时间微分值或曲轴转角微分值来调整前段喷射正时与后段喷射正时的间隔，以使得大致满足上述条件。
另外，例如，也可以是，上述压缩点火式内燃机调整前段喷射正时，以使得前段喷射燃料进行预混合压缩点火燃烧。

Claims (10)

1.一种燃料喷射控制装置，是向缸内喷射燃料并通过自点火使其燃烧的压缩点火式内燃机的燃料喷射控制装置，具备：
控制器，其控制向所述缸内喷射所述燃料的喷嘴，以使其进行前段喷射及后段喷射作为1循环中的燃料喷射，
所述控制器，
调整所述前段喷射的正时、所述前段喷射的喷射量、所述后段喷射的正时以及所述后段喷射的喷射量，以使得利用时间对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值或者利用曲轴转角对所述缸内压力进行微分而得到的值具有由通过所述前段喷射供给的燃料的燃烧引起的前段峰值和由通过所述后段喷射供给的燃料的燃烧引起的后段峰值，
调整所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得在将燃烧噪音等级最大的频率设为f0的情况下，所述前段峰值的正时和所述后段峰值的正时的间隔Δt1大致满足Δt1＝0.5/f0的条件，并且，相当于与间隔Δt1相同的周期的频率g0下的燃烧噪音成分被放大后的频谱强度在该频率g0下没有成为最大，所述燃烧噪音等级是在进行了燃料喷射以使得利用时间对1循环中的所述缸内压力进行微分而得到的值或者利用曲轴转角对所述缸内压力进行微分而得到的值中的设定值以上的峰值成为1个时产生的燃烧噪音等级。
2.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述控制器基于内燃机转速及内燃机负荷来控制所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得所述前段峰值的正时和所述后段峰值的正时的间隔Δt1大致满足所述条件。
3.根据权利要求2所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述控制器基于表示所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0与所述内燃机转速及所述内燃机负荷的关系的特性映射来控制所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0。
4.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述控制器基于利用时间对由缸内压力传感器检测到的所述缸内压力进行微分而得到值或者利用曲轴转角对由所述缸内压力传感器检测到的所述缸内压力进行微分而得到的值来控制所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得所述前段峰值的正时和所述后段峰值的正时的间隔Δt1大致满足所述条件。
5.根据权利要求4所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述控制器基于表示所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0与所述前段峰值的正时和所述后段峰值的正时的间隔Δt1的关系的表格来控制所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0。
6.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述控制器控制所述前段喷射的正时，以使得通过所述前段喷射供给的燃料进行预混合压缩点火燃烧。
7.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述控制器调整所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得所述间隔Δt1成为0.5/(f0+0.1×f0/1.1)以上且0.5/(f0-0.1×f0/1.1)以下。
8.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述控制器调整所述后段喷射的喷射量，以使得利用时间对所述缸内压力进行微分而得到的值中的后段峰值或者利用曲轴转角对所述缸内压力进行微分而得到的值中的后段峰值成为正值。
9.根据权利要求1所述的燃料喷射控制装置，其中，
所述控制器调整所述后段喷射的正时及所述后段喷射的喷射量，以使得所述前段峰值和所述后段峰值中的较小值与谷间的极小值之差成为50kPa/deg.以上。
10.一种压缩点火式内燃机，是向缸内喷射燃料并通过自点火使其燃烧的压缩点火式内燃机，其中，
进行前段喷射和后段喷射作为1循环中的燃料喷射，调整前段喷射和后段喷射的喷射正时及喷射量，以使得利用时间对1循环中的缸内压力进行微分而得到的值或者利用曲轴转角对所述缸内压力进行微分而得到的值具有由通过所述前段喷射供给的燃料的燃料引起的前段峰值和由通过所述后段喷射供给的燃料的燃烧引起的后段峰值，
进而，调整所述前段喷射的正时和所述后段喷射的正时的间隔Δt0，以使得所述前段峰值的正时和所述后段峰值的正时的间隔Δt1大致满足该间隔Δt1是燃烧噪音等级最大的频率的倒数的0.5倍的条件，并且，相当于与间隔Δt1相同的周期的频率g0下的燃烧噪音成分被放大后的频谱强度在该频率g0下没有成为最大，所述燃烧噪音等级是在进行了燃料喷射以使得利用时间对1循环中的所述缸内压力进行微分而得到的值或者利用曲轴转角对所述缸内压力进行微分而得到的值中的设定值以上的峰值成为1个的情况下的燃烧噪音等级。
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