CN105569865B - 内燃机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机,能够更有效地活用后喷射。在具备向内燃机的气缸内喷射燃料的燃料喷射阀的内燃机中,在来自燃料喷射阀的燃料的主喷射之后实施后喷射的情况下,在内燃机的旋转速度为第一预定速度以上时,使后喷射中的燃料的贯入力比主喷射高,在内燃机的旋转速度小于第二预定速度时,使后喷射中的燃料的贯入力比主喷射低,第二预定速度是第一预定速度以下的速度。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机。
背景技术
已知有将内燃机的向气缸内的燃料喷射分为多次来实施的做法。由此,因为通过在主喷射之后实施后喷射能够促进燃烧,所以能够减少烟尘、提高燃料经济性。在此,已知有使后喷射的喷射初期的来自燃料喷射阀的燃料的喷射率(每单位时间的燃料的喷射量)的变化比主喷射大的技术,以及通过使后喷射时的燃料喷射阀的阀针(needle)的速度比主喷射时高来变更燃料的喷射率的技术(例如,参照专利文献1)。在该技术中,提高了后喷射时的燃料的贯入力。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2012-241663号公报
专利文献2:日本特开2013-024197号公报
发明内容
发明要解决的问题
在进行燃料的自点火的柴油内燃机中,作为在主喷射之后实施后喷射时的主要的效果,可举出以下这2个。第一个效果是燃烧气体的搅乱所带来的效果。在柴油内燃机中,当从燃料喷射阀向气缸内进行主喷射而燃料燃烧时,燃料的贯入力有时会降低而导致燃烧气体在特定的部位滞留。在此,通过在主喷射的燃料的燃烧后期实施后喷射,能够搅乱滞留的燃烧气体。通过该燃烧气体的搅乱,可促进燃料与空气混合,所以能够增加燃烧速度。并且,通过增加燃烧速度,能够提高等容度,所以能够提高燃料经济性。另外,通过燃烧气体的搅乱,能够促进烟灰的再氧化,所以能够减少烟尘。通过减少烟尘,能够产生更多的热量,所以由此也能够提高燃料经济性。
第二个效果是利用残留于燃料喷射阀附近(也可以是气缸中心侧)的较多的氧来使后喷射的燃料燃烧所带来的效果。主喷射的燃料通过燃料的贯入力而朝向气缸壁面侧前进,之后发生自点火,所以在气缸壁面侧开始燃烧。因此,在主喷射的燃料在气缸壁面侧燃烧时,气缸中心侧残留有较多的氧。因此,通过在主喷射的燃料在气缸壁面侧燃烧时在成为了高温高压的气缸中心侧进行后喷射,能够利用该残留于气缸中心侧的较多的氧来使燃料燃烧。这样,通过在残留有较多的氧的气缸中心侧使后喷射的燃料燃烧,能够有效地活用气缸内的氧。由此,能够减少烟尘、提高燃料经济性。
在此,在以往的技术中,在实施后喷射时,提高燃料的贯入力。在该情况下,主要谋求燃烧气体的搅乱所带来的效果。但是,根据内燃机的运转状态,也存在与谋求燃烧气体的搅乱所带来的效果相比,谋求利用气缸中心侧的氧的效果时能够得到更大的效果的情况。
本发明是鉴于上述那样的问题点所做出的,其目的在于更有效地活用后喷射。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述问题,本发明的内燃机具备向内燃机的气缸内喷射燃料的燃料喷射阀,其中,内燃机具备控制装置,该控制装置在来自燃料喷射阀的燃料的主喷射之后实施后喷射的情况下,在内燃机的旋转速度为第一预定速度以上时,使后喷射中的燃料的贯入力比主喷射中的燃料的贯入力高,在内燃机的旋转速度小于第二预定速度时,使后喷射中的燃料的贯入力比主喷射中的燃料的贯入力低,所述第二预定速度是所述第一预定速度以下的速度。
后喷射是在主喷射之后进行的燃料喷射,是为了产生内燃机的转矩而进行的燃料喷射。在此,通过使后喷射时的燃料的贯入力比主喷射时的燃料的贯入力高,能够以后喷射的燃料来搅乱主喷射的燃烧气体。因此,燃烧气体的搅乱的效果变大。另一方面,通过使后喷射时的燃料的贯入力比主喷射时的燃料的贯入力低,能够使后喷射的燃料在气缸中心侧的氧浓度比较高的部位燃烧。因此,利用气缸中心侧的氧的效果变大。总之,通过实施后喷射能够促进燃烧,所以能够抑制烟尘和/或提高燃料经济性。
在后喷射时喷射贯入力高的燃料的情况下以及喷射贯入力低的燃料的情况下,对于哪一种情况下在促进燃烧方面更为有效,根据内燃机的运转状态而不同。在内燃机旋转速度高的情况下,与促进气缸中心侧的氧的利用相比,促进燃烧气体的搅乱的做法更能够促进烟灰的再氧化,所以能够抑制烟尘。即,在内燃机的旋转速度比较高的情况下,通过在后喷射时喷射贯入力高的燃料,能够进一步减少烟尘。
另一方面,在内燃机的旋转速度低的情况下,即使在后喷射时提高燃料的贯入力,燃烧气体的搅乱所带来的效果也小。因此,在内燃机的旋转速度比较低的情况下,与促进燃烧气体的搅乱相比,促进气缸中心侧的氧的利用的做法更能够抑制烟尘。即,在内燃机的旋转速度比较低的情况下,通过在后喷射时喷射贯入力低的燃料,能够进一步减少烟尘。
因此,在内燃机的旋转速度为第一预定速度以上时,使后喷射时的燃料的贯入力比主喷射时的燃料的贯入力高,在内燃机的旋转速度小于第二预定速度时,使后喷射时的燃料的贯入力比主喷射时的燃料的贯入力低,由此能够抑制烟尘。由此,也能够提高燃料经济性。此外,第一预定速度在使后喷射时的燃料的贯入力比主喷射时的燃料的贯入力高的情况与使后喷射时的燃料的贯入力比主喷射时的燃料的贯入力低的情况相比能够减少烟尘的内燃机旋转速度的范围内被进行设定。另外,第二预定速度在使后喷射时的燃料的贯入力比主喷射时的燃料的贯入力低的情况与使后喷射时的燃料的贯入力比主喷射时的燃料的贯入力高的情况相比能够减少烟尘的内燃机旋转速度的范围内被进行设定。
另外,可以在所述内燃机的旋转速度为所述第二预定速度以上且小于所述第一预定速度的情况下,所述控制装置在主喷射之后实施多次后喷射,并且,在主喷射之后实施多次后喷射的过程中,以包括燃料的贯入力不同的后喷射的方式来实施。
即,也可以将后喷射分为多次来实施。通过将后喷射分为多次来实施,能够在各个后喷射时改变燃料的贯入力。在此,如上所述,若在内燃机的旋转速度低时实施后喷射,则与燃烧气体的搅乱所带来的效果相比,利用气缸中心侧的氧的效果更大。而且,随着内燃机的旋转速度提高,燃烧气体的搅乱所带来的效果也逐渐提高。因此,在内燃机的旋转速度为第二预定速度以上且小于第一预定速度的情况下,能够分别得到燃烧气体的搅乱所带来的效果与利用气缸中心侧的氧的效果。但是,在不将后喷射分开而仅进行一次的情况下,只能提高或降低后喷射中的燃料的贯入力。因此,虽然一方的效果变大,但另一方的效果变小,整体上,烟尘的减少效果小。另一方面,通过将后喷射分为多次而将贯入力比主喷射高的燃料喷射、贯入力比主喷射低的燃料喷射以及贯入力与主喷射相同的燃料喷射加以组合,能够分别得到燃烧气体的搅乱所带来的效果与利用气缸中心侧的氧的效果,能够使烟尘的减少效果更大。
另外,可以是,所述内燃机的旋转速度越高,则所述控制装置使后喷射中的燃料的贯入力越高。
在此,内燃机的旋转速度越高,则进行烟灰的再氧化的时间越短。为了促进烟灰的再氧化,提高后喷射中的燃料的贯入力的做法是有效的。而且,内燃机旋转速度越高,则进行烟灰的再氧化的时间越短,所以增大促进烟灰的再氧化的效果的做法更能够抑制烟尘。另一方面,内燃机的旋转速度越低,则进行烟灰的再氧化的时间越长,所以燃烧气体的搅乱所带来的效果变小,而利用气缸中心侧的氧的效果变大。即,在后喷射时,内燃机的旋转速度越高则使燃料的贯入力越高,内燃机的旋转速度越低则使燃料的贯入力越低,由此,能够使后喷射的效果更大。此外,在内燃机的旋转速度越高则使后喷射中的燃料的贯入力越高时,既可以使后喷射的贯入力根据内燃机的旋转速度而阶段性地提高,也可以无级地(连续地)提高。
另外,所述控制装置,可以在所述后喷射分为多次来实施时,以包括燃料的贯入力比主喷射的贯入力高的喷射和燃料的贯入力比主喷射的贯入力低的喷射的方式来实施,所述内燃机的旋转速度越高,则使所述燃料的贯入力比主喷射的贯入力高的喷射中的燃料喷射量相对于后喷射中的燃料喷射量的总量之比越大。
在此,内燃机的旋转速度越高,则进行烟灰的再氧化的时间越短。为了促进烟灰的再氧化,提高后喷射中的燃料的贯入力的做法是有效的。另一方面,在内燃机的旋转速度低的情况下,利用气缸中心侧的氧的做法的减少烟尘的效果更高。而且,内燃机旋转速度越高,则进行烟灰的再氧化的时间越短,所以增大促进烟灰的再氧化的效果的做法更能够抑制烟尘。即,在后喷射时,内燃机的旋转速度越高,则使贯入力高的燃料的喷射量越多,由此,能够使后喷射的效果更大。此外,上述燃料喷射量之比既可以根据内燃机的旋转速度而阶段性地增大,也可以无级地(连续地)增大。
另外,所述控制装置可以通过在实施后喷射时提高所述燃料喷射阀的阀针的开阀速度,来提高后喷射中的燃料的贯入力。
在此,通过提高阀针的开阀速度,能够迅速地使燃料的通路的截面积增加,因此,能够迅速地提高燃料的贯入力。另一方面,通过降低阀针的开阀速度,能够使燃料的通路的截面积缓慢地增加,因此,能够缓慢地提高燃料的贯入力。因此,通过在后喷射时调整阀针的开阀速度,能够调整燃料的贯入力。
另外,所述控制装置可以通过在实施后喷射时提高所述燃料的压力,来提高后喷射中的燃料的贯入力。
通过提高燃料的压力,能够提高燃料的贯入力。因此,在后喷射时,通过调整燃料的压力,能够调整燃料的贯入力。
同样地,所述控制装置可以通过在实施后喷射时降低所述燃料喷射阀的阀针的开阀速度,来降低后喷射中的燃料的贯入力。
另外,所述控制装置可以通过在实施后喷射时降低所述燃料的压力,来降低后喷射中的燃料的贯入力。
发明的效果
根据本发明,能够更有效地活用后喷射。
附图说明
图1是示出实施例的内燃机的概略结构的图。
图2是示出内燃机旋转速度、燃料喷射量、以及进行后喷射的区域之间的关系的图。
图3(A)是示出第一区域R1的情况下的燃料喷射阀的阀针的提升量的推移的时间图,图3(B)是示出第二区域R2的情况下的燃料喷射阀的阀针的提升量的推移的时间图,图3(C)是示出第三区域R3的情况下的燃料喷射阀的阀针的提升量的推移的时间图。
图4是示出实施例1的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。
图5是示出设置了第一区域R1和第三区域R3的情况下的内燃机旋转速度、燃料喷射量、以及进行后喷射的区域之间的关系的图。
图6是示出实施例2的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。
图7(A)是示出第一区域R1的情况下的燃料的压力和燃料的喷射率的推移的时间图,图7(B)是示出第二区域R2的情况下的燃料的压力和燃料的喷射率的推移的时间图,图7(C)是第三区域R3的情况下的燃料的压力和燃料的喷射率的推移的时间图。
图8是示出实施例3的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。
图9是示出实施例4的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。
图10是示出内燃机旋转速度与后喷射中的低贯入力的燃料喷射量及高贯入力的燃料喷射量的关系的图。
图11(A)是示出内燃机旋转速度低的情况下的第二区域R2中的燃料的喷射率的推移的时间图,图11(B)是示出内燃机旋转速度高的情况下的第二区域R2中的燃料的喷射率的推移的时间图。
图12是示出实施例5的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。
标号说明
1 内燃机
2 气缸
3 活塞
4 燃料喷射阀
5 共轨
6 燃料供给管
7 燃料泵
8 压力调整机构
10 ECU
16 加速器踏板
17 加速器开度传感器
18 曲轴位置传感器
31 腔室
41 喷孔
42 阀针
43 阀动机构
具体实施方式
以下参照附图,基于实施例例示性地对用于实施本发明的形态进行详细说明。但是,记载于该实施例的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要没有特别的记载,则本发明的范围就不仅仅限于上述内容。
<实施例1>
图1是示出本实施例的内燃机1的概略结构的图。此外,在本实施例中,为了简明扼要地表示内燃机1,省略了一部分构成要素的表示。内燃机1是柴油内燃机。内燃机1例如搭载于车辆。内燃机1的气缸2具备活塞3。在活塞3的上表面形成有朝向活塞内部凹陷的腔室31。
在内燃机1设置有直接向气缸2内喷射燃料的燃料喷射阀4。燃料喷射阀4与共轨5连接,该共轨5经由燃料供给管6而与燃料泵7连通。在燃料喷射阀4设置有压力调整机构8,通过该压力调整机构8来调整燃料的压力。此外,在本实施例中只要能够对从燃料喷射阀4喷射的燃料的压力进行调整即可,所以也可以取代通过压力调整机构8调整燃料的压力,而通过使燃料泵7中的燃料的压缩率变化来调整燃料的压力。另外,也可以在共轨5设置调整燃料的压力的机构而在该共轨5中调整燃料的压力。这些调整燃料的压力的结构是周知的,所以省略说明。
燃料喷射阀4具备使喷孔41开闭的阀针42以及使阀针42上下移动的阀动机构43。燃料喷射阀4可以采用例如直动式的燃料喷射阀。阀动机构43例如具备压电元件,通过对该压电元件通电来使阀针42开阀。此外,在本实施例中,只要燃料喷射阀4具备能够使阀针42上下移动且使阀针42的开阀速度变化的机构即可。这样的能够变更阀针42的开阀速度的结构是周知的,所以省略说明。另外,本实施例的燃料喷射阀4设为能够使阀针42的开阀速度至少呈3阶段变化。燃料喷射阀4也可以是能够无级地变更阀针42的开阀速度的阀。
在如以上所述那样构成的内燃机1并设有用于控制该内燃机1的电子控制单元即ECU10。该ECU10根据内燃机1的运转条件和/或驾驶员的要求来控制内燃机1。ECU10经由电配线而连接有输出与驾驶员踩踏加速器踏板的量相应的电信号并检测内燃机负荷的加速器开度传感器17、以及检测内燃机旋转速度的曲轴位置传感器18,这些各种传感器的输出信号输入至ECU10。另一方面,ECU10经由电配线连接有压力调整机构8和阀动机构43,通过该ECU10来控制这些设备。此外,ECU10对燃料喷射阀4的阀动机构43进行控制,但以下设为ECU10对燃料喷射阀4进行控制。ECU10通过操作压力调整机构8来调整燃料的压力。进而,ECU10通过操作阀动机构43来调整阀针42的开阀速度。
ECU10基于内燃机1的运转状态(例如内燃机旋转速度和加速器开度)来决定来自燃料喷射阀4的燃料喷射量、燃料喷射正时、燃料的压力。此外,内燃机1的运转状态与燃料喷射量、燃料喷射正时、燃料的压力之间的关系预先通过实验等而求得并被映射化而存储于ECU10。该映射被设定成,使气缸内的空燃比成为目标空燃比,该目标空燃比是根据内燃机1的运转状态(例如内燃机旋转速度和加速器开度)而设定的空燃比。
在此,在本实施例的内燃机1中,至少在一部分运转区域中,在主喷射之后实施后喷射。后喷射是在主喷射时喷射的燃料(以下,称作主喷射燃料)处于燃烧时的燃烧后期实施的燃料喷射。因此,后喷射在该后喷射时喷射的燃料(以下,称作后喷射燃料)能够通过主喷射燃料的燃烧气体而燃烧的正时(定时)进行。也可以决定进行后喷射的正时,以使得向腔室31内喷射后喷射的燃料。后喷射例如为了抑制烟尘的产生而实施。
在此,在柴油内燃机中,存在主喷射燃料在气缸壁面侧滞留的同时燃烧的情况。而且,后喷射燃料的贯入力越高,则后喷射燃料向越远处且越快地到达,所以能够利用后喷射燃料迅速地搅乱滞留在气缸壁面侧的燃烧气体。由此,能够促进燃料与空气混合,所以能够提高燃烧速度。因此,能够缩短燃烧期间,所以能够提高等容度,其结果,能够提高燃料经济性。另外,通过促进燃烧能够促进烟灰再氧化,所以也能够减少烟尘。若烟尘减少,则能够产生更多的热量,所以也能够由此提高燃料经济性。这样的后喷射的效果通过提高后喷射燃料的贯入力而变得更加显著。
另一方面,也存在通过降低后喷射燃料的贯入力而能够减少烟尘、提高燃料经济性的情况。贯入力低的燃料会在气缸中心侧燃烧。在此,在柴油内燃机中,在主喷射燃料主要在气缸壁面侧燃烧时,与气缸壁面侧相比,气缸中心侧的氧浓度较高。在该情况下,通过降低后喷射燃料的贯入力,能够使后喷射燃料在氧浓度高的气缸中心侧更多地燃烧。这样,通过有效地利用残留于气缸2的氧,能够减少烟尘,并且提高燃料经济性。
而且,在本实施例中,通过调整阀针42的开阀速度,来调整燃料的贯入力。在此,在燃料喷射阀4的阀针42关闭时,该阀针42与燃料喷射阀4的内壁面接触,由此,切断燃料的通路。此时,燃料无法通过阀针42与燃料喷射阀4的内壁面之间。另一方面,在燃料喷射阀4的阀针42打开的初期阶段,阀针42离开燃料喷射阀4的内壁面,阀针42与燃料喷射阀4的内壁面间的距离逐渐增加。即,随着阀针42的顶端部上升,阀针42的顶端部与燃料喷射阀4的内壁面间的距离变大。因此,燃料喷射阀4内的燃料的通路的截面积逐渐增加。燃料的通路的截面积越大,则每单位时间能够流过的燃料的量就越多,所以每单位时间的燃料喷射量越多。每单位时间的燃料喷射量越多,则燃料的贯入力就越高,所以燃料会越快地到达越远处。因此,通过提高阀针42的开阀速度,能够迅速地增加燃料的通路的截面积,所以能够迅速地提高燃料的贯入力。因此,能够促进燃烧气体的搅乱。
另一方面,通过降低阀针42的开阀速度,燃料喷射阀4内的燃料的通路的截面积缓缓地增加,所以每单位时间的燃料喷射量少的期间会变长。即,燃料的贯入力低的期间会变长。而且,通过喷射贯入力低的燃料,能够使燃料在气缸中心侧燃烧。即,通过降低后喷射燃料的贯入力,能够使后喷射燃料在氧浓度高的气缸中心侧更多地燃烧。
此外,阀针42的提升量增大到某种程度之后,每单位时间的燃料喷射量成为恒定,所以与阀针42的开阀速度无关,燃料的贯入力相同。即,燃料的贯入力在阀针42的提升量增大到某种程度为止的期间内,根据阀针42的开阀速度而变化,但在阀针42的提升量增大到某种程度之后,与阀针42的开阀速度无关而成为恒定。在后喷射中燃料的喷射量比较少,所以多数情况下,在阀针42的提升量增大到某种程度之前,阀针42被关闭。即,在阀针42的开阀速度与燃料的贯入力具有相关的范围内,阀针42上下移动。因此,通过调整阀针42的开阀速度,能够调整燃料的贯入力。此外,即使在后喷射的中途每单位时间的燃料喷射量成为了恒定,由于在此之前阀针42的开阀速度与燃料的贯入力存在相关,所以也能够得到本实施例的效果。
另外,即使提高阀针42的开阀速度,在后喷射的初期喷射的燃料由于贯入力低,所以燃料会在气缸中心侧燃烧。因此,即使提高阀针42的开阀速度,也能够多少得到气缸中心侧的氧的利用所带来的效果。另一方面,即使降低阀针42的开阀速度,由于在阀针42的提升量增大到某种程度之后燃料的贯入力提高,所以燃烧气体也被搅乱。因此,即使降低阀针42的开阀速度,也能够多少得到燃烧气体的搅乱所带来的效果。因此,燃烧气体的搅乱所带来的效果和气缸中心侧的氧的利用所带来的效果与阀针42的速度无关地均能得到。通过提高阀针42的开阀速度,燃烧气体的搅乱所带来的效果更加显著,通过降低阀针42的开阀速度,气缸中心侧的氧的利用所带来的效果更加显著。
在此,在提高了后喷射时的燃料的贯入力的情况下和在降低了后喷射时的燃料的贯入力的情况下,对于哪一种情况下能够得到更大的效果,这由内燃机1的运转状态决定。例如,内燃机旋转速度越高,则从进行主喷射起到排气门打开为止的时间越短。因此,燃烧气体停留在气缸2内的时间越短,所以煤再氧化的时间越短。在此,假设在内燃机1的旋转速度高时,降低后喷射时的燃料的贯入力,则在气缸中心侧后喷射的燃料能够燃烧,但主喷射的燃料的燃烧气体中的烟灰的再氧化会变缓慢,有可能产生烟尘。因此,在内燃机旋转速度高的情况下,进行燃烧气体的搅乱来使燃烧速度上升由此促进烟灰再氧化的做法的烟尘的排出量少。另一方面,在内燃机旋转速度低的情况下,容易确保进行烟灰的再氧化的时间,所以即使提高后喷射时的燃料的贯入力,效果也较小。因此,在内燃机旋转速度低的情况下,利用气缸中心侧的氧的做法的烟尘的排出量少。因此,在本实施例中,根据内燃机旋转速度来决定后喷射时的燃料的贯入力。
在此,图2是示出内燃机旋转速度、燃料喷射量、以及进行后喷射的区域之间的关系的图。纵轴也可以取代燃料喷射量而设为内燃机转矩。单点划线示出全负荷。后喷射在内燃机旋转速度为NE1以上且NE4以下、燃料喷射量为Q1以上且Q2以下的运转区域进行。后喷射主要在容易产生烟尘的运转区域进行。在进行后喷射的运转区域中,将内燃机旋转速度为NE1以上且小于NE2的区域设为第一区域R1,将内燃机旋转速度为NE2以上且小于NE3的区域设为第二区域R2,将内燃机旋转速度为NE3以上且NE4以下的区域设为第三区域R3。
第一运转区域R1是进行后喷射的运转区域中内燃机旋转速度比较低的运转区域。因此,在第一区域R1中,在后喷射时,与促进燃料的搅乱相比,促进气缸中心侧的氧的利用的做法的减少烟尘、提高燃料经济性的效果更大。因此,在第一区域R1中,使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力低,促进气缸中心侧的氧的利用。另一方面,第三运转区域R3是进行后喷射的运转区域中内燃机旋转速度比较高的运转区域。因此,在第三区域R3中,在后喷射时,与促进气缸中心侧的氧的利用相比,促进燃料的搅乱的做法的减少烟尘、提高燃料经济性的效果更大。因此,在第三区域R3中,使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力高来促进燃烧气体的搅乱。第二运转区域R2是进行后喷射的运转区域中内燃机旋转速度为中等程度的运转区域。在第二区域R2中,将后喷射分为两次进行。此外,在本实施例中,NE2相当于本发明中的第二预定速度,NE3相当于本发明中的第一预定速度。
在第二区域R2中,能够得到燃烧气体的搅乱与气缸中心侧的氧的利用的双方的效果。因此,在进行第1次的后喷射(以下,也称作第一后喷射)时,使阀针42的开阀速度比主喷射低,在进行第2次的后喷射(以下,也称作第二后喷射)时,使阀针42的开阀速度比主喷射高。即,在第一后喷射中使燃料的贯入力比主喷射低,在第二后喷射中使燃料的贯入力比主喷射高。此外,也可以在第一后喷射和第二后喷射中使任一方的燃料的贯入力高。即,也可以在第一后喷射中使燃料的贯入力比主喷射高,在第二后喷射中使燃料的贯入力比主喷射低。但是,认为在刚进行主喷射后,主喷射燃料在气缸壁面侧燃烧,在气缸中心侧残留有较多的氧。因此,通过在第一后喷射中使燃料的贯入力比主喷射低,能够更有效地活用残留于气缸中心侧的氧。
第一后喷射中的燃料喷射量(以下,也称作第一后喷射量)与第二后喷射中的燃料喷射量(以下,也称作第二后喷射量)预先通过实验或模拟等而求出,此外,第一后喷射量与第二后喷射量的比率可以是固定值,也可以根据内燃机的运转状态而变化。例如,可以将后喷射量二等分,使第一后喷射量与第二后喷射量为相同的值。这样,能够分别得到燃料的搅乱所带来的效果与气缸中心侧的氧的利用所带来的效果,所以与不分割后喷射的情况相比,能够减少烟尘,且能够提高燃料经济性。此外,NE1、NE2、NE3、NE4、Q1、Q2作为抑制烟尘且提高燃料经济性的值,可以预先通过实验或者模拟等而求出。
图3是示出燃料喷射阀4的阀针42的提升量的推移的时间图。图3(A)示出第一区域R1的情况,图3(B)示出第二区域R2的情况,图3(C)示出第三区域R3的情况。在图3中,在主喷射之前进行先导喷射,在主喷射之后进行后喷射。阀针42的开阀速度高时,图3中的提升量的斜率大。
在本实施例中,如图3(A)所示,在第一区域R1的后喷射中,提升量的斜率小,燃料的贯入力低。另一方面,如图3(C)所示,在第三区域R3的后喷射中,提升量的斜率比第一区域R1的后喷射大,燃料的贯入力高。进而,如图3(B)所示,在第二区域R2的后喷射中,第1次的后喷射的提升量的斜率比主喷射小,燃料的贯入力低。进而,第2次的后喷射的提升量的斜率比主喷射大,燃料的贯入力高。
图4是示出本实施例的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。本流程图由ECU10按每个燃烧循环执行。此外,在本实施例中执行图4所示的流程图的ECU10相当于本发明中的控制装置。
在步骤S101中,检测内燃机1的运转状态。在本步骤中,检测内燃机旋转速度和燃料喷射量。燃料喷射量与加速器开度具有相关关系,所以也可以取代燃料喷射量而检测加速器开度。此外,燃料喷射量是先导喷射、主喷射、后喷射的合计的燃料的量。内燃机旋转速度和燃料喷射量在求出内燃机1的运转区域时被加以利用。在步骤S101的处理结束后,前进至步骤S102。
在步骤S102中,判定燃料喷射量是否处于进行后喷射的区域。即,判定燃料喷射量是否为图2中的Q1以上且Q2以下。此外,实施后喷射的区域预先通过实验或者模拟等而求出。在步骤S102中做出肯定判定的情况下前进至步骤S103,另一方面,在做出否定判定的情况下结束本流程图。此外,在步骤S102中做出否定判定的情况下,不进行后喷射。
在步骤S103中,判定内燃机旋转速度是否处于进行后喷射的区域。即,判定内燃机旋转速度是否为图2中的NE1以上且NE4以下。在步骤S103中做出肯定判定的情况下前进至步骤S104,另一方面,在做出否定判定的情况下结束本流程图。此外,在步骤S103中做出否定判定的情况下,不进行后喷射。
在步骤S104中,判定内燃机旋转速度是否比第二区域R2的下限值低。即,判定内燃机旋转速度是否比图2中的NE2低。在本步骤中,判定内燃机1的运转区域是否为第一区域R1。在步骤S103中做出肯定判定的情况下,内燃机1的运转区域为第一区域R1,另一方面,在做出否定判定的情况下,内燃机1的运转区域为第二区域R2或者第三区域R3。在步骤S104中做出肯定判定的情况下前进至步骤S105,降低后喷射燃料的贯入力。在该步骤S105中,将后喷射时的阀针42的开阀速度设定为比主喷射时的阀针42的开阀速度低。即,在本步骤中,将后喷射时的阀针42的开阀速度设定为与第一区域R1相应的值。在步骤S105的处理结束后,结束本流程图。
另一方面,在步骤S104中做出否定判定的情况下,前进至步骤S106。在步骤S106中,判定内燃机旋转速度是否为第三区域R3的下限值以上。即,判定内燃机旋转速度是否为图2中的NE3以上。在本步骤中,判定内燃机1的运转区域是否为第三区域R3。在步骤S106中做出肯定判定的情况下,内燃机1的运转区域为第三区域R3,另一方面,在做出否定判定的情况下,内燃机1的运转区域为第二区域R2。
在步骤S106中做出肯定判定的情况下前进至步骤S107,提高后喷射燃料的贯入力。在该步骤S107中,将后喷射时的阀针42的开阀速度设定为比主喷射时的阀针42的开阀速度高。即,在本步骤中,将后喷射时的阀针42的开阀速度设定为与第三区域R3相应的值。在步骤S107的处理结束后,结束本流程图。
另外,在步骤S106中做出否定判定的情况下前进至步骤S108,将后喷射分为两次来实施。使第一后喷射时的阀针42的开阀速度比主喷射时的阀针42的开阀速度低,使第二后喷射时的阀针42的开阀速度比主喷射时的阀针42的开阀速度高。即,在本步骤中,进行与第二区域R2相应的后喷射。在步骤S108的处理结束后,结束本流程图。
此外,在本实施例中,将进行后喷射的运转区域分为第一区域R1、第二区域R2、第三区域R3,但也可以不设置第二区域R2。即,也可以分为使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力低的第一区域R1和使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力高的第三区域R3。图5是示出设置了第一区域R1和第三区域R3的情况下的内燃机旋转速度、燃料喷射量、以及进行后喷射的区域之间的关系的图。纵轴也可以取代燃料喷射量而设为内燃机转矩。单点划线示出全负荷。后喷射在内燃机旋转速度为NE1以上且NE4以下、燃料喷射量为Q1以上且Q2以下的运转区域进行。在进行后喷射的运转区域中,将内燃机旋转速度为NE1以上且小于NE2(也可以设为NE3)的区域设为第一区域R1,将内燃机旋转速度为NE2(也可以设为NE3)以上且NE4以下的区域设为第三区域R3。这样,即使在不设置第二区域2的情况下,在第一区域R1中,通过使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力低,也能够促进气缸中心侧的氧的利用。进而,在第三区域R3中,通过使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力高,能够促进燃烧气体的搅乱。因此,能够减少烟尘,提高燃料经济性。
此外,在不设置第二区域R2的情况下,考虑到NE2与NE3相等,在图4所示的流程图中,不进行步骤S106和步骤S108。而且,在步骤S104中做出否定判定的情况下前进至步骤S107。
此外,在本实施例中,对使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力高的情况和使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力低的情况进行说明。即,燃料的贯入力算上主喷射共有3股,使阀针42的开阀速度呈3阶段变化。另一方面,在使用能够使阀针42的开阀速度呈4阶段以上变化、或者无级地变化的燃料喷射阀4的情况下,也可以取代使阀针42的开阀速度呈3阶段变化,而使阀针42的开阀速度呈4以上的阶段变化,或者无级地变化。而且,也可以提高阀针42的开阀速度,使得内燃机旋转速度越高,则后喷射燃料的贯入力越高。在该情况下,如图5所示,也可以不设置第二区域R2。
例如,在内燃机旋转速度比NE2(也可以设为NE3)低的情况下,使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力低,且内燃机旋转速度越高,则使后喷射燃料的贯入力越高。进而,在内燃机旋转速度为NE2(也可以设为NE3)以上的情况下,使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力高,且内燃机旋转速度越高,则使后喷射燃料的贯入力越高。进而,也可以不将进行后喷射的运转区域分为第一区域R1、第二区域R2、第三区域R3,而仅仅是内燃机旋转速度越高,则使后喷射燃料的贯入力越高。在此,如上所述,内燃机旋转速度越高,则进行烟灰的再氧化的时间越短。而且,内燃机旋转速度越高,则进行烟灰的再氧化的时间越短,所以使促进烟灰的再氧化的效果增大的做法能够抑制烟尘。另一方面,内燃机旋转速度越低,则利用气缸中心侧的氧的效果越大。即,在后喷射时,内燃机的旋转速度越高则使燃料的贯入力越高,内燃机的旋转速度越低则使燃料的贯入力越低,由此,能够使后喷射的效果更大。
进而,在设置了第二区域R2的情况下,也可以仅在第一区域R1和第三区域R3中,使得内燃机旋转速度越高则燃料的贯入力越高。另外,也可以在第一区域R1、第二区域R2以及第三区域R3的至少1个区域中,使得内燃机旋转速度越高则后喷射燃料的贯入力越高。另外,在第二区域R2中,可以使任一方的后喷射的贯入力根据内燃机转速而变化,也可以使两方的后喷射的贯入力都根据内燃机转速而变化。这样,内燃机旋转速度越高,则使燃料的贯入力越高,由此,能够设定用于抑制烟尘和/或提高燃料经济性的合适的燃料的贯入力。
如以上所说明那样,在本实施例中,根据内燃机1的运转区域来变更阀针42的开阀速度,由此调整燃料的贯入力。而且,在内燃机旋转速度高时,通过使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力高,能够促进燃烧气体的搅乱。由此,能够促进燃烧,能够抑制烟尘的产生、提高燃料经济性。另一方面,在内燃机旋转速度低时,通过使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力低,能够促进气缸中心侧的氧的利用。由此,能够促进燃烧,能够抑制烟尘的产生、提高燃料经济性。
此外,在本实施例中,在第二区域R2中将后喷射分为两次进行,但也可以在第一区域R1中也将后喷射分为两次以上进行。在此,即使降低阀针42的开阀速度,由于当开阀时间变长时阀针42的提升量会变大,所以燃料喷射阀4内的燃料的通路的截面积会变大。因此,燃料的贯入力提高。另一方面,在燃料的贯入力提高之前结束第1次的后喷射,之后,进行第2次的后喷射,由此,在第2次的后喷射中,能够再次喷射贯入力低的燃料。因此,作为整体,能够更多地喷射贯入力低的燃料,所以能够进一步促进气缸中心侧的氧的利用。进而,无论在哪一区域,都可以根据后喷射量来将后喷射分为两次以上进行。
另外,在本实施例中,根据内燃机转速而使后喷射燃料的贯入力变化,但也可以进一步考虑燃料喷射量(也可以是内燃机负荷或者内燃机转矩)而使后喷射燃料的贯入力变化。同样地,也可以考虑燃料喷射量而决定是否将后喷射分割,或者来决定将后喷射分割的次数。也可以预先通过实验或者模拟等求出内燃机旋转速度和燃料喷射量与后喷射燃料的贯入力、分割次数、后喷射燃料量之间的关系并将其映射化。另外,在本实施例中,以燃料喷射阀4设置于气缸2的中心轴上为前提进行了说明,所以作为降低后喷射时的燃料的贯入力的效果,举出了利用气缸中心侧的氧的情况,但也存在燃料喷射阀4不设置在气缸中心轴上的情况。在这样的情况下,在燃料喷射阀4附近氧浓度高,所以也能够通过降低后喷射时的燃料的贯入力来使后喷射的燃料在氧浓度高的部位燃烧。
<实施例2>
在本实施例中,对在后喷射时,根据内燃机旋转速度而使阀针42的开阀速度无级地变化的情况下的控制进行说明。其他的装置等与实施例1相同,所以省略说明。图6是示出本实施例的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。本流程图由ECU10按每个燃烧循环执行。关于进行与上述流程图相同的处理的步骤,标注相同标号并省略说明。此外,在本实施例中执行图6所示的流程图的ECU10相当于本发明中的控制装置。
在图6所示的流程图中,在步骤S103中做出肯定判定的情况下前进至步骤S201。在步骤S201中,根据内燃机旋转速度来设定后喷射时的燃料的贯入力。即,根据内燃机旋转速度,来设定后喷射时的燃料喷射阀4的阀针42的开阀速度。内燃机旋转速度与后喷射时的阀针42的开阀速度之间的关系预先通过实验或者模拟等求出,以使得能够实现烟尘的抑制和燃料经济性的提高。该关系也可以预先映射化。在步骤S201中,设定为,内燃机旋转速度越高,则后喷射时的阀针42的开阀速度越高。另外,在内燃机旋转速度低的一侧,使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力低,在内燃机旋转速度高的一侧,使后喷射燃料的贯入力比主喷射燃料的贯入力高。在步骤S201的处理结束后,结束本流程图。这样,通过根据内燃机1的运转区域而无级地变更阀针42的开阀速度,也能够调整燃料的贯入力。
<实施例3>
在实施例1中,通过调整阀针42的开阀速度,来调整燃料的贯入力。另一方面,在本实施例中,通过调整燃料的压力,来调整燃料的贯入力。其他的装置等与上述实施例相同,所以省略说明。如在实施例1中说明那样,燃料的压力也可以通过压力调整机构8、燃料泵7、共轨5的任一方来调整。
在此,燃料的贯入力根据阀针42的开阀速度而变化,但也根据燃料的压力而变化。即,燃料的压力越高,则每单位时间的燃料喷射量越增加,燃料的贯入力越高。因此,在第一区域R1中,通过在后喷射时使燃料的压力比主喷射时低,能够降低燃料的贯入力。由此,能够促进气缸中心侧的氧的利用。另一方面,在第三区域R3中,通过在后喷射时使燃料的压力比主喷射时高,能够提高燃料的贯入力。由此,能够促进燃烧气体的搅乱。此外,在本实施例的内燃机1中,内燃机旋转速度越高,则主喷射时的燃料的压力越高。在本实施例中,使后喷射时的燃料的压力比根据内燃机旋转速度而变化的主喷射时的燃料的压力高或低。
另外,在第二区域R2中,将后喷射分为两次,使一方的后喷射时的燃料的压力比另一方的后喷射时的燃料的压力高。例如,使第一后喷射时的燃料的压力与主喷射时的燃料的压力相同,使第二后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力高。此外,该顺序也可以是相反的。另外,也可以使一方的后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力低,使另一方的后喷射时的燃料的压力与主喷射时的燃料的压力相同。还可以使一方的后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力低,使另一方的后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力高。这样,能够设定与内燃机旋转速度相应的燃料的贯入力。各个后喷射中的燃料的压力和燃料喷射量可以预先通过实验或者模拟等求出。
关于第二区域R2中的后喷射时的燃料喷射量,可以与实施例1同样地考虑。另外,也可以将后喷射燃料的贯入力与实施例1同样地考虑而使其变化。即,也可以不设置第二区域R2,也可以在进行后喷射的运转区域中,使得内燃机旋转速度越高则后喷射燃料的贯入力越高。
图7是示出燃料的压力与燃料的喷射率的推移的时间图。燃料的喷射率是每单位时间的燃料的喷射量。图7(A)示出第一区域R1的情况,图7(B)示出第二区域R2的情况,图7(C)示出第三区域R3的情况。在图7中,在主喷射之前进行先导喷射,在主喷射之后进行后喷射。
如图7(A)所示,在第一区域R1的后喷射中,从主喷射完成之后且后喷射开始之前,降低燃料的压力,在后喷射完成之后使燃料的压力复原。因此,后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力低。而且,通过在后喷射时减少燃料的压力,后喷射燃料的喷射率缓慢提高,燃料的贯入力降低。
另一方面,如图7(C)所示,在第三区域R3的后喷射中,从主喷射完成之后且后喷射开始之前,增加燃料的压力,在后喷射完成之后使燃料的压力复原。因此,后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力高。而且,通过在后喷射时增加燃料的压力,后喷射燃料的喷射率急剧提高,燃料的贯入力提高。
进而,如图7(B)所示,在第二区域R2中,将后喷射分为两次,从第一后喷射完成之后且第二后喷射开始之前,增加燃料的压力,在第二后喷射完成之后使燃料的压力复原。即,使第二后喷射燃料的贯入力比第一后喷射燃料高。
此外,各区域中的后喷射时的燃料的压力预先通过实验或者模拟等而求出,以使得能够实现烟尘的抑制和/或燃料经济性的提高。
图8是示出本实施例的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。本流程图由ECU10按每个燃烧循环执行。关于进行与上述流程图相同的处理的步骤,标注相同标号并省略说明。此外,在本实施例中执行图8所示的流程图的ECU10相当于本发明中的控制装置。
在图8所示的流程图中,在步骤S104中做出肯定判定的情况下前进至步骤S301,降低后喷射时的燃料的贯入力。在该步骤S301中,设定成后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力低。即,在本步骤中,在后喷射时,设定为与第一区域R1相应的燃料的压力。在步骤S301的处理结束后,结束本流程图。
另外,在步骤S106中做出肯定判定的情况下前进至步骤S302,提高后喷射时的燃料的贯入力。在该步骤S302中,设定成后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力高。即,在本步骤中,在后喷射时设定为与第三区域R3相应的燃料的压力。在步骤S302的处理结束后,结束本流程图。
另一方面,在步骤S106中做出否定判定的情况下前进至步骤S303,将后喷射分为两次来实施。此时,例如,使一方的后喷射时的燃料的压力与主喷射时的燃料的压力相同,使另一方的后喷射时的燃料的压力比主喷射时的燃料的压力高。即,在本步骤中,进行与第二区域R2相应的后喷射。在步骤S303的处理结束后,结束本流程图。
此外,在不设置第二区域R2的情况下,考虑到NE2与NE3相等,在步骤S104中做出否定判定的情况下前进至步骤S302。在该情况下,不进行步骤S106和步骤S303。
如以上所说明那样,在本实施例中,通过调整后喷射时的燃料的压力,来调整燃料的贯入力。而且,在内燃机旋转速度高时,通过提高燃料的贯入力,能够促进燃烧气体的搅乱。由此,能够促进燃烧,能够抑制烟尘的产生,提高燃料经济性。另一方面,在内燃机旋转速度低时,通过降低燃料的贯入力,能够促进气缸中心侧的氧的利用。由此,能够促进燃烧,能够抑制烟尘,提高燃料经济性。
<实施例4>
在本实施例中,对在后喷射时,根据内燃机旋转速度使后喷射时的燃料的压力无级地变化的情况下的控制进行说明。其他的装置等与上述实施例相同,所以省略说明。图9是示出本实施例的决定后喷射燃料的贯入力的流程的流程图。本流程图由ECU10按每个燃烧循环执行。关于进行与上述流程图相同的处理的步骤,标注相同标号并省略说明。此外,本实施例中执行图9所示的流程图的ECU10相当于本发明中的控制装置。
在图9所示的流程图中,在步骤S103中做出肯定判定的情况下前进至步骤S401。在步骤S401中,根据内燃机旋转速度来设定后喷射时的燃料的贯入力。即,根据内燃机旋转速度,来设定后喷射时的燃料的压力。内燃机旋转速度与后喷射时的燃料的压力之间的关系预先通过实验或者模拟等而求出,以使得能够实现烟尘的抑制和燃料经济性的提高。在步骤S401中设定成,内燃机旋转速度越高,则后喷射时的燃料的压力相对于主喷射时的燃料的压力的比越高。在步骤S401的处理结束后,结束本流程图。这样,通过无级地调整后喷射时的燃料的压力,也能够调整燃料的贯入力。
<实施例5>
在上述实施例中,将后喷射量例如二等分。另一方面,在本实施例中,在将后喷射分为第一后喷射和第二后喷射来进行的情况下,基于内燃机旋转速度来决定第一后喷射燃料的贯入力和第二后喷射燃料的贯入力。具体而言,内燃机旋转速度越高,则越降低低贯入力的后喷射量的比率,越提高高贯入力的后喷射量的比率。此外,可以先进行高贯入力的后喷射与低贯入力的后喷射的任一方。其他的装置等与上述实施例相同,所以省略说明。
图10是示出内燃机旋转速度与低贯入力的后喷射量和高贯入力的后喷射量之间的关系的图。要求后喷射量是后喷射整体的燃料喷射量,是基于内燃机1的运转状态决定的后喷射量。要求后喷射量预先通过实验或者模拟等求出,以使得能够抑制烟尘、提高燃料经济性。
在内燃机旋转速度为NE1以上且小于NE2的情况下,仅进行一次低贯入力的后喷射。另外,在内燃机旋转速度为NE3以上且NE4以下的情况下,仅进行一次高贯入力的后喷射。在内燃机旋转速度为NE2以上且小于NE3的情况下,进行低贯入力的后喷射和高贯入力的后喷射这两次后喷射。此外,第一后喷射量与第二后喷射量的合计为要求后喷射量。即,低贯入力的后喷射量与高贯入力的后喷射量的合计为要求后喷射量。而且,改变低贯入力的后喷射量与高贯入力的后喷射量的比率(即,第一后喷射量与第二后喷射量的比率),以使得内燃机旋转速度越高,则高贯入力的后喷射量相对于要求后喷射量的比越高。图10所示的关系预先通过实验或者模拟等求出,以使得能够实现烟尘的抑制和燃料经济性的提高。
在此,在第二区域R2中,进行高贯入力的后喷射的效果和进行低贯入力的后喷射的效果均能够得到。但是,在第二区域R2中,也是内燃机旋转速度越高则烟灰的再氧化的时间越短,所以进行了高贯入力的后喷射的情况下的效果变大,进行了低贯入力的后喷射的情况下的效果变小。因此,通过使得内燃机旋转速度越高则高贯入力的后喷射量的比率越高,能够促进燃烧气体的搅乱,所以随着进行烟灰的再氧化的时间变短,能够提高燃烧速度。
图11是示出第二区域R2中的燃料的喷射率的推移的时间图。图11(A)示出内燃机旋转速度低的情况,图11(B)示出内燃机旋转速度高的情况。在图11中,在主喷射之前进行先导喷射,在主喷射之后进行后喷射。
如图11(A)所示,在第二区域R2中内燃机旋转速度低的情况下的后喷射中,低贯入力的第一后喷射量比高贯入力的第二后喷射量多。因此,与燃烧气体的搅乱的效果相比,气缸中心侧的氧的利用的效果大。
另一方面,如图11(B)所示,在第二区域R2中内燃机旋转速度高的情况下的后喷射中,高贯入力的第二后喷射量比低贯入力的第一后喷射量多。因此,与气缸中心侧的氧的利用的效果相比,燃烧气体的搅乱的效果大。
如图11所示,在第二区域R2中,在内燃机旋转速度比较低的情况下,低贯入力的后喷射量多,高贯入力的后喷射量少。另一方面,在第二区域R2中,在内燃机旋转速度比较高的情况下,低贯入力的后喷射量少,高贯入力的后喷射量多。在低贯入力的后喷射中,燃料喷射率缓慢上升,但在高贯入力的后喷射中,燃料喷射率急剧上升。因此,在由于内燃机旋转速度低所以增多了低贯入力的后喷射量的情况下,在燃料喷射率低的状态下喷射的燃料的量变多。由此,在气缸中心侧燃烧的燃料变得更多,所以能够促进存在于气缸中心侧的氧的利用。另一方面,在由于内燃机旋转速度高所以增多了高贯入力的后喷射量的情况下,在燃料喷射率高的状态下喷射的燃料的量变多。由此,能够搅乱在气缸壁面侧燃烧的燃料,所以能够促进燃烧。
图12是示出本实施例的决定后喷射量的流程的流程图。本流程图由ECU10按每个燃烧循环执行。关于进行与上述流程图相同的处理的步骤,标注相同符号并省略说明。此外,在本实施例中执行图12所示的流程图的ECU10相当于本发明中的控制装置。
在图12所示的流程图中,在步骤S103中做出肯定判定的情况下前进至步骤S501。在步骤S501中,判定内燃机旋转速度是否处于第二区域R2的范围内。即,判定内燃机旋转速度是否为NE2以上且小于NE3。在本步骤中,判定是否将后喷射分为两次进行。
在步骤S501中做出否定判定的情况下前进至步骤S502。在步骤S502中,分别算出第一后喷射量和第二后喷射量。此外,在本流程图中,将第一后喷射设为低贯入力的后喷射,将第二后喷射设为高贯入力的后喷射,进行说明。第一后喷射与第二后喷射合计的燃料喷射量即要求后喷射量基于内燃机1的运转状态来决定。进而,第一后喷射量与第二后喷射量的比率从图10所示的关系得到。图10所示的关系被预先求出并存储于ECU10。通过将要求后喷射以图10所示的比率分开,分别算出第一后喷射量和第二后喷射量。在步骤S502的处理结束后,前进至步骤S503。
在步骤S503中,决定第一后喷射燃料的贯入力。贯入力如在上述实施例中说明那样,能够根据阀针42的开阀速度或者燃料的压力而改变。在本流程图中,第一后喷射为低贯入力的燃料喷射,所以与此相配合地决定第一后喷射时的阀针42的开阀速度或者第一后喷射时的燃料的压力。此时的贯入力可以是固定值,也可以根据内燃机1的运转状态而变化。在步骤S503的处理结束后,前进至步骤S504。
在步骤S504中,决定第二后喷射燃料的贯入力。在本流程图中,第二后喷射为高贯入力的燃料喷射,所以与此相配合地决定第一后喷射时的阀针42的开阀速度或者第一后喷射时的燃料的压力。此时的贯入力可以是固定值,也可以根据内燃机1的运转状态而变化。在步骤S504的处理结束后,结束本流程图。
另一方面,在步骤S501中做出否定判定的情况下,前进至步骤S505而决定后喷射量。在步骤S505中决定的后喷射量为第一区域R1或第三区域R3中的后喷射量,与上述要求后喷射量相等。在步骤S505的处理结束后,前进至步骤S506。
在步骤S506中,决定后喷射燃料的贯入力。该情况下的贯入力为第一区域R1或者第二区域R2的贯入力,与上述实施例同样地决定。在步骤S506的处理结束后,结束本流程图。
如以上所说明那样,根据本实施例,内燃机旋转速度越高,则使后喷射中的高贯入力的燃料喷射量的比例越高,使低贯入力的燃料喷射量的比例越低,因此,在内燃机旋转速度比较低的情况下,能够促进气缸中心侧的氧的利用。另一方面,在内燃机旋转速度比较高的情况下,能够促进燃烧气体的搅乱。无论如何,都能够促进燃烧,所以能够抑制烟尘的产生,且能够提高燃料经济性。
此外,在本实施例中,根据内燃机转速而使第一后喷射量和第二后喷射量变化,但进一步也可以考虑燃料喷射量而使第一后喷射量和第二后喷射量变化。同样地,也可以考虑燃料喷射量来决定是否分割后喷射,或者决定分割后喷射的次数。内燃机旋转速度和燃料喷射量与后喷射燃料的贯入力、分割次数、各后喷射燃料量之间的关系也可以预先通过实验或者模拟等求出并映射化。
另外,在本实施例中,仅在第二区域R2中将后喷射分为两次来实施,但也可以取而代之而在其他运转区域中也将后喷射分为两次来实施。在该情况下,在其他运转区域中,也可以使得内燃机旋转速度越高则后喷射中的高贯入力的燃料喷射量的比例越高。进而,也可以不将进行后喷射的运转区域分为第一区域R1、第二区域R2、第三区域R3,而是仅仅在进行后喷射的运转区域中,使得内燃机旋转速度越高,则后喷射中的高贯入力的燃料喷射量的比例越高。
Claims (9)
1.一种内燃机,具备向所述内燃机的气缸内喷射燃料的燃料喷射阀,其中,
所述内燃机具备控制装置,该控制装置在来自所述燃料喷射阀的燃料的主喷射之后实施后喷射的情况下,在所述内燃机的旋转速度为第一预定速度以上时,使后喷射中的燃料的贯入力比主喷射中的燃料的贯入力高,在所述内燃机的旋转速度小于第二预定速度时,使后喷射中的燃料的贯入力比主喷射中的燃料的贯入力低,所述第二预定速度是所述第一预定速度以下的速度。
2.根据权利要求1所述的内燃机,
在所述内燃机的旋转速度为所述第二预定速度以上且小于所述第一预定速度的情况下,所述控制装置在主喷射后实施多次后喷射,并且,在主喷射后实施多次后喷射的过程中,以包括燃料的贯入力不同的后喷射的方式来实施。
3.根据权利要求1所述的内燃机,
所述内燃机的旋转速度越高,则所述控制装置使后喷射中的燃料的贯入力越高。
4.根据权利要求2所述的内燃机,
所述内燃机的旋转速度越高,则所述控制装置使后喷射中的燃料的贯入力越高。
5.根据权利要求2所述的内燃机,
所述控制装置,在所述后喷射分为多次来实施时,以包括燃料的贯入力比主喷射高的喷射和燃料的贯入力比主喷射低的喷射的方式来实施,所述内燃机的旋转速度越高,则使下述比越大,所述比为:后喷射中的所述燃料的贯入力高于主喷射的贯入力的喷射中的燃料喷射量相对于后喷射中的燃料喷射量的总量之比。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的内燃机,
所述控制装置,通过在实施后喷射时提高所述燃料喷射阀的阀针的开阀速度,来提高后喷射中的燃料的贯入力。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的内燃机,
所述控制装置,通过在实施后喷射时提高所述燃料的压力,来提高后喷射中的燃料的贯入力。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的内燃机,
所述控制装置,通过在实施后喷射时降低所述燃料喷射阀的阀针的开阀速度,来降低后喷射中的燃料的贯入力。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的内燃机,
所述控制装置,通过在实施后喷射时降低所述燃料的压力,来降低后喷射中的燃料的贯入力。
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