CN106536904A - 用于控制内燃机喷射时间的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种应用于气缸喷射型内燃机(10)的控制装置。该控制装置在通过改变喷射器(20)的阀体(22)的提升量的最大值来改变喷射的燃料的渗透力的同时，进行燃料喷射。此外，该控制装置基于内燃机工作状态控制点火时间。该控制装置改变在点火时间之前的即刻进行的前喷射的结束时间，以使得在其中第一值被设定为前喷射中的阀体提升量的最大值的状态下的前喷射的结束时间与点火时间之间的时间段长于在其中大于第一值的第二值被设定为前喷射中的阀体提升量最大值的状态下的前喷射的结束时间与点火时间之间的时间段。

Description

用于控制内燃机喷射时间的方法
技术领域
本发明涉及具有至少一个用于将燃料直接喷射到气缸(即，燃烧室)中的喷射器(即，气缸内燃料喷射器)的气缸直接喷射型内燃机的控制装置。
背景技术
一种公知的气缸喷射型内燃机包括多个燃料喷射器，每个燃料喷射器具有喷射孔和对应的火花塞，每个火花塞具有火花产生部(电极部)(例如，参见专利文献1)。每个喷射器被设置为使得喷射器的每个喷射孔暴露于内燃机燃烧室的内部。每个对应的火花塞被设置为使得该火花塞的火花产生部位于喷射器的喷射孔附近。在该内燃机中，每个燃料喷射器和每个对应的火花塞被设置的位置使得从燃料喷射器喷射的燃料(实际上，从燃料喷射器喷射的燃料喷雾)直接到达火花塞的火花产生部。因此，可以在火花产生部的周围产生具有高点燃性的混合气体，并且火花产生部可以点燃该混合气体。结果，喷射的燃料量可以减少，从而可以改善燃料消耗。因为燃料喷雾通过燃料喷射被直接引入(导向)火花产生部，此类内燃机被称为喷雾导向型内燃机。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL.1]
JP 2008-31930 A
发明内容
在喷雾导向型内燃机中，为了实现稳定的燃料点火和燃烧，应该在喷入的燃料通过火花产生部附近的区域时进行点火。然而，燃料喷射器的喷射孔与火花塞的火花产生部之间的距离短。因此，从燃料喷射的时间到燃料喷雾通过火花产生部附近区域而扩散(disperse)的时间的时间段极短(为方便起见，下文中该时间段将被称为“点火容许时间段”)。特别地，如专利文献1的图2所示，当燃料喷射器的喷射孔和火花塞的火花产生部位于燃烧室中的上部中央区域时，点火容许时间段变得极短。因此，在燃料的气化不进行和/或吸入到燃料喷雾中的空气量不充分时就进行点火，结果，完全燃烧的燃料的比例降低，从而降低燃烧效率。
为了解决上述问题而做出了本发明。也就是，本发明的目的之一是提供用于内燃机的控制装置，该控制装置被应用于喷雾导向型内燃机，并且可以确实、稳定地进行喷射的燃料的点火，实现喷射的燃料的燃烧并提高燃烧效率(下文中，根据本发明的控制装置将被称为“本发明装置”)。
本发明装置所应用于的内燃机(气缸喷射型内燃机)包括具有火花产生部(电极部)的火花塞和具有可移动阀体的喷射器(燃料喷射器)。
通过移动所述阀体，所述喷射器将燃料从所述喷射器的喷射孔直接喷射到所述内燃机的气缸内。进一步地，所述喷射器被设置/配置为使得：包括从所述喷射器喷射的燃料的至少一部分的喷雾直接到达所述火花塞的所述火花产生部(或所述火花产生部附近的区域)。
进一步地，本发明装置包括控制部。所述控制部被配置为：
(1)在通过改变所述燃料喷射中的所述阀体的提升量(移动量)最大值而改变喷射的燃料的渗透力(penetration force)的同时，通过所述喷射器执行所述燃料喷射；以及
(2)基于所述内燃机的工作状态，控制从所述火花产生部产生火花的点火时间。
随着燃料喷射中的喷射器阀体的提升量的最大值(下文中，该最大值可以被称为“喷射提升量最大值”)减小，到达喷射器内部的喷射孔的入口部的燃料的压力降低。因此，随着喷射提升量最大值减小，从喷射孔的出口部喷射到气缸内的燃料的渗透力减弱，结果，喷射的燃料的移动速度(飞行速度)降低。因此，随着渗透力减弱，上述点火容许时间段延长。喷射的燃料的渗透力响应于诸如附着到气缸壁面上的燃料量和待喷射的燃料量的各种要求而变化。另一方面，随着喷射的燃料实际被点火之前的时间段延长，燃料的气化进行，并且大量空气被吸入燃料喷雾中。因此，完全燃烧的燃料的比例增加，从而提高燃料效率。
因此，本发明装置的控制部被配置为：控制在所述点火时间之前的即刻进行的燃料喷射的喷射结束时间与下述点火时间之间的时间段。在下文中，在点火时间之前的即刻进行的燃料喷射将被称为“前喷射(preceding injection)”，前喷射的喷射结束时间与点火时间之间的时间段可以被称为“空闲时间段”。
所述控制部被配置为：改变所述前喷射的喷射结束时间，以使得在第一值被设定为所述前喷射中的所述提升量的最大值的状态下的所述空闲时间段长于在大于所述第一值的第二值被设定为所述前喷射中的所述提升量的最大值的状态下的所述空闲时间段。为此，控制部可以被配置为改变点火时间。然而优选地，从燃料消耗的观点，控制部不改变点火时间。进一步地，控制部可以被控制为，当控制部改变空闲时间段时，通过曲柄角(以及内燃机速度)管理前喷射的喷射结束时间与点火时间之间的时间段(空闲时间段)。
如上所述，本发明装置可以根据提升量最大值(因此，根据喷射的燃料的渗透力)设定燃料喷射(前喷射)与燃料点火之间的时间段。因此，当喷射的燃料位于邻近火花塞的火花产生部附近的区域时，本发明装置可以不考虑前喷射中的提升量最大值而进行点火，这样，本发明装置可以确实地点燃并燃烧混合气体。进一步地，本发明装置可以根据提升量最大值而延长燃料喷射(前喷射)与燃料点火之间的时间段。这样，本发明装置可以在燃料的气化进行和/或大量空气被吸入燃料喷雾中的状态下开始燃料的燃烧。结果，本发明装置可以提高燃烧效率。
当前喷射中的燃料压力(被提供给喷射器的燃料的压力)降低时，喷射的燃料的渗透力减弱。相应地，所述控制部被配置为：改变所述前喷射的喷射结束时间，以使得所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段(空闲时间段)随着所述前喷射中的燃料压力的降低而延长。从而，即使当燃料压力变化时，也可以实现稳定的点火和燃烧，并且可以提高燃烧效率。
此外，所述控制部可以被配置为：在所述前喷射之前的时间点通过所述喷射器执行燃料喷射作为除所述前喷射之外的预喷射(pre-injection)。在这种情况下，优选地，考虑所述预喷射对所述前喷射所喷射的燃料(燃料喷雾)的影响。
例如，通过预喷射在气缸中产生气流。该气流可能在进行前喷射的时间点仍存在。通过预喷射在气缸中产生、并且在进行前喷射的时间点残留在气缸中的气流可以被简称为“残留气流”。随着残留气流的强度增强，前喷射所喷射的燃料的渗透力和/或移动速度增加。因此，随着残留气流的强度增强，上述点火容许时间段缩短，由此希望缩短上述空闲时间段。
因此，所述控制部可以被配置为：
获取与所述残留气流的强度相关的第一参数；以及
根据所获取的第一参数改变所述前喷射的喷射结束时间，以使得所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段(所述空闲时间段)随着所述残留气流的强度的增大而缩短。
从而，即使上述点火容许时间段因为通过预喷射产生的气缸内气流而变化，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。
在这种情况下，所述控制部可以被配置为获取以下至少一者作为所述第一参数：
所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段；
所述预喷射所喷射的燃料量；
所述预喷射中的燃料压力；以及
所述预喷射中的所述阀体的所述提升量最大值。
第一参数中的每一者与残留气流的强度之间的关系如下所述。
随着所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段缩短，所述残留气流的强度增强。
随着所述预喷射所喷射的燃料量增加，所述残留气流的强度增强。
随着所述预喷射中的燃料压力增加，所述残留气流的强度增强。
随着所述预喷射中的所述阀体的所述提升量最大值增大，所述残留气流的强度增强。
或者，所述控制部可以被配置为基于以下至少两者或更多者计算所述第一参数：
所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段；
所述预喷射所喷射的燃料量；以及
所述预喷射中的燃料压力。
根据本发明的第一方面的喷射器具有位于所述喷射器的尖端(tip end)部中的囊腔，所述囊腔在至少所述阀体移动的状态下与所述喷射孔连通。在这种情况下，当在囊腔中产生的燃料流的强度增强时，喷射的燃料的扩散程度增大，因此，喷射的燃料的渗透力减弱。
因此，所述控制部被配置为：获取与进行在所述前喷射的时间点残留在所述囊腔中的燃料流的强度相关的第二参数。在下文中，在进行前喷射的时间点残留在囊腔中的燃料流将被称为“囊腔燃料流”。
进一步地，所述控制部被配置为：根据所获取的第二参数改变所述前喷射的喷射结束时间，以使得所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段(所述空闲时间段)随着所述囊腔燃料流的强度的增强而延长。从而，即使当前喷射所喷射的燃料的渗透力因为囊腔燃料流的影响而变化并由此导致上述点火容许时间段变化时，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。
在这种情况下，所述控制部可以被配置为获取以下至少一者作为所述第二参数：
所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段；
所述预喷射所喷射的燃料量；
所述预喷射中的燃料压力；
所述预喷射中的所述阀体的所述提升量最大值；以及
基于所述囊腔中的压力而获取的所述囊腔中的燃料压力的变化量。
第二参数中的每一者与囊腔燃料流的强度之间的关系如下所述。
随着所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段的缩短，所述囊腔燃料流的强度增强。
随着所述预喷射所喷射的燃料量增加，所述囊腔燃料流的强度增强。
随着所述预喷射中的燃料压力增大，所述囊腔燃料流的强度增强。
随着所述预喷射中的所述阀体的所述提升量最大值增大，所述囊腔燃料流的强度增强。
随着基于所述囊腔中的压力而获取的所述囊腔中的燃料压力的变化量增大，所述囊腔燃料流的强度增强。
或者，所述控制部可以被配置为基于以下两者或更多者计算所述第二参数：
所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段；
所述预喷射所喷射的燃料量；以及
所述预喷射中的燃料压力。
此外，本发明装置的控制部的一方面可以被配置为：考虑到在进行前喷射的时间点残留在气缸中的气流(残留气流)的强度和在进行前喷射的时间点残留在囊腔中的燃料流(囊腔燃料流)的强度而改变空闲时间段。也就是，该控制部可以被配置为：随着残留气流的强度增强而缩短空闲时间段，并且囊腔燃料流的强度增强而延长空闲时间段。
在这种情况下，所述控制部可以被配置为：
获取所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段、所述预喷射所喷射的燃料量、以及所述预喷射中的燃料压力中的至少一者作为所述第一参数和所述第二参数的共同参数；
基于所述共同参数，获取用于校正通过所述预喷射在所述气缸中产生的气流以及通过所述预喷射在所述囊腔中产生的燃料流对通过所述前喷射所喷射的燃料的渗透力的影响的校正量；以及
通过使用所述校正量来校正所述先前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段(空闲时间段)。
从而，可以设定更加适当的空闲时间段，由此可以防止燃烧变化的劣化，并且进一步提高燃烧效率。
通过参考附图对本发明的实施例的描述，可以容易地理解本发明的其它目的、特征和附带优点。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的控制装置(第一装置)被应用于的内燃机的气缸之一的部分示意性截面图。
图2(A)和2(B)是分别示出图1所示的气缸(燃烧室)中的喷射的燃料的喷雾形状的气缸平面图。
图3是图1所示的燃料喷射的示意性纵截面图。
图4是图1所示的燃料喷射器的尖端部的前图。
图5(A)和5(C)是沿着包括喷射器中心轴的平面的分别示出图1所示的喷射器的剖面的部分截面图。
图6是示出图1所示的喷射器的阀体(针阀)的提升量和喷射器驱动信号的时序图。
图7是第一装置的电子控制单元的框图。
图8(A)是示出表示燃烧变化的值相对于喷射结束时间与点火时间之间的时间段(喷射到点火时间段)的变化的图，图8(B)是示出燃烧效率相对于喷射到点火时间段的变化的图。
图9是示出由图7所示的电子控制单元的CPU执行的例程的流程图。
图10(A)是示出各燃料喷射的时间的图，图10(B)是示出前喷射和预喷射中的针提升量的变化的时序图。
图11是示出由根据本发明的第二实施例的控制装置(第二装置)的CPU执行的例程的流程图。
图12是气缸之一的示意性纵截面图，示出了图1所示的燃烧室中产生的气流。
图13是示出预喷射中的燃料压力与校正系数之间的关系的曲线图。
图14是示出预喷射中的针提升量的最大值与校正系数之间的关系的曲线图。
图15是示出通过预喷射在气缸中产生的气流的强度与校正系数之间的关系的曲线图。
图16是示出由根据本发明的第三实施例的控制装置(第三装置)执行的例程的流程图。
图17是示出预喷射的喷射量与校正系数之间的关系的曲线图。
图18是示出预喷射中的燃料压力与校正系数之间的关系的曲线图。
图19是示出囊腔燃料流的强度与校正系数之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本发明的每个实施例的内燃机的控制装置。在下文中，控制装置可以被称为“本控制装置”。
<第一实施例>
<配置>
根据本发明的第一实施例的控制装置应用于图1所示的内燃机10。在下文中，该控制装置将被称为“第一装置”。内燃机10是活塞往复气缸喷射(直接喷射)火花点火型多气缸(在该实施例中，四气缸)汽油内燃机。内燃机10具有燃烧室(气缸)CC。
每个燃烧室CC一般为由下面描述的气缸筒壁面(气缸CC的侧壁面)11、缸头下壁面(燃烧室上壁面)12、活塞顶面13以及进气阀16和排气阀17限定的圆筒状空间。
进气口14和排气口15分别形成在气缸头部中。口14和15分别与对应的燃烧室CC连通。进气阀16和排气阀17被设置于缸头部中。进气阀16被配置为由未示出的进气凸轮轴的凸轮驱动，以打开和关闭对应的进气口14与对应的燃烧室CC之间的连接部。排气阀17被配置为由未示出的排气凸轮轴的凸轮驱动，以打开和关闭对应的排气口15与对应的燃烧室CC之间的连接部。因此，每个燃烧室CC都通过对应的进气阀16和排气阀17而被打开和关闭。
应注意，针对每个燃烧室CC形成一对进气口14。进气口14与燃烧室CC之间的连接部通过一对中的对应进气阀16而被打开和关闭。类似地，针对每个燃烧室CC形成一对排气口15。排气口15与燃烧室CC之间的连接部通过一对中的对应排气阀17而被打开和关闭。
此外，内燃机10具有喷射器(燃料喷射阀、燃料喷射器)20和火花塞30。
喷射器20中的每一个具有喷射孔21a。喷射器20中的每一个的喷射孔21a在对应的燃烧室CC的中央区域(在邻近对应的缸筒的中心轴CL延伸通过的区域附近的位置)在缸头部的下壁面12处暴露于对应的燃烧室CC的内部。
火花塞30中的每一个被设置在缸头部中的邻近对应的喷射器20的位置处。如图1、2(A)和2(B)所示，火花塞30中的每一个的火花产生部(包括中央电极和地电极的电极部)30a在缸头部的下壁面12处的邻近对应的喷射器20的喷射孔21a的位置处暴露于对应的燃烧室CC的内部。
如图3所示，喷射器20具有喷嘴体部21、作为阀体的针阀22、盘簧23和螺线管24。
圆筒状空间A1、A2和A3形成在喷嘴体部21中。空间A1到A3中的每一者与喷嘴体部21的中心轴CN同轴地形成，并且空间A1到A3彼此连通。如图4所示，在喷嘴体部21的尖端部中形成多个喷射孔(在该实施例中，八个喷射孔)21a。
喷射孔21a中的每一个均为使得圆筒状空间A1与喷射器20的外部连通的连通孔。如图5(A)到5(C)所示，在由喷射孔21a包围的区域中在喷嘴体部21的尖端部处形成用于存储燃料的囊腔Sk。囊腔Sk具有大致半球形的形状。
如图4所示，喷射孔21a在喷嘴体部21的尖端部处沿着中心轴CN周围的圆等角度地形成。因此，通过孔21a中的每一个喷射的燃料喷雾Fm具有图1和2所示的形状。火花塞30的上述火花产生部30a被设置于的位置使得包括从喷射孔21a喷射出的燃料的至少一部分的燃料喷雾Fm可以直接到达燃料产生部30a。特别地，如图2(B)所示，火花产生部30a被设置于的位置使得火花产生部30a位于由朝向火花产生部30a喷射的燃料形成的燃料喷雾Fma和Fmb之间，并且燃料喷雾Fma和Fmb的一部分到达火花产生部30a。如上所述，通过喷射器20的喷射(燃料喷雾)，燃料被导向到火花产生部30a，因此，内燃机10可被称为“喷雾导向型内燃机”。
再次参考图3，在喷嘴体部21的基端部处形成燃料入口孔21b。孔21b使得圆筒状空间A3与燃料输送管(未示出)连通。
针阀22具有圆柱部22a和凸缘(jaw)部22b。圆柱部22a具有小半径和圆柱形状。凸缘部22b具有大半径和圆柱形状。圆柱部22a在其尖端具有大致半球形。圆柱部22a的尖端侧部被容纳在圆筒状空间A1中。结果，在针阀22的圆柱部22a的尖端侧部周围形成燃料通道FP。也就是，燃料通道FP形成在圆柱部22a的尖端侧部与喷嘴体部21的尖端侧部之间。凸缘部22b被容纳在圆筒状空间A2中。针阀22被配置为沿着中心轴(针阀轴)CN移动。
此外，在针阀22中形成燃料通道。该燃料通道使得针阀22的基端部与圆柱部22a的尖端侧部的外周壁面连通。结果，从燃料入口孔21b流入圆筒状空间A3中的燃料通过在针阀22中形成的该燃料通道而被提供给燃料通道FP。
盘簧23位于圆筒状空间A3中。盘簧23被配置为使得针阀22朝向喷射孔21a偏置。
螺线管24在邻近喷嘴体部21的基端部的位置处位于圆筒状空间A2的周围。螺线管24通过来自下面描述的ECU 40的喷射器驱动信号而被通电，然后产生磁力，以使针阀22抵抗盘簧23的偏置力而朝向燃料入口孔21b(朝向基端部)移动。
当螺线管24未被通电时，针阀22的尖端部(圆柱部22a的尖端)通过盘簧23而被压到喷嘴体部21的尖端部内周壁面(座部)Sh上。当针阀22处于这种状态下时，针阀22沿着中心轴CN的移动量被定义为零。在下文中，针阀22在中心轴CN的方向上的移动量可以被称为“针提升量”或“提升量”。
如图5(A)所示，当针提升量为零时，喷射孔21a被针阀22的尖端部封闭。结果，没有燃料被从燃料通道FP提供到喷射孔21a的内部，因此不喷射燃料。因此，座部Sh的位于每个喷射孔21a周围的部分形成针阀22的阀座。
当螺线管24被通电，然后针阀22朝向基端部移动时，针提升量变得大于零，于是，针阀22的尖端部移动远离座部Sh，如图5(B)和5(C)所示。结果，喷射孔21a打开，于是，燃料通过喷射孔21a而被喷射出。
当针提升量变为预定量时，图3所示的凸缘部22b紧靠限定喷嘴部21的圆筒状空间A2的壁部。结果，针阀22的移动受到限制。此时的针提升量将被称为“最大提升量”或“完全提升量”。也就是，针提升量可以在零与最大提升量之间变化。
燃料喷射中的针提升量的最大值达到最大提升量(如图5(C)所示)的状态下的燃料喷射可以被称为“完全提升喷射”。另一方面，燃料喷射中的针提升量的最大值小于最大提升量(如图5(B)所示)的状态下的燃料喷射可以被称为“部分提升喷射”。在下文中，零与最大提升量之间的提升量可以也被称为“部分提升量”。
针提升量可以通过改变对螺线管24的通电时长来控制。换言之，燃料喷射中的燃料喷射的开始和结束时间以及针提升量的最大值可以基于螺线管24的通电时间而被控制。
例如，如下所述进行在图6所示的第一提升量被设定为燃料喷射中的针提升量的最大值的状态下的部分提升喷射。也就是，当喷射器驱动信号在时刻t1处从零改变为预定电压VInj时，阀体22开始移动。然后，阀体22的提升量在时刻t2处达到小于最大提升量的第一提升量。在时刻t2处，喷射器驱动信号从预定电压VInj被改变为零。结果，针提升量从第一提升量开始下降，并且紧接在时刻t2之后立即达到零，如虚线PLInj1所示。燃料在时刻t1与紧接在时刻t2之后的时刻之间喷射。在这种情况下，喷射的燃料量对应于图6所示的针提升量的波形线所包围的部分(三角形部分)的面积相关的值。实际上，当在喷射器驱动信号从零改变为预定电压VInj的时间点之后经过无效喷射时间段td的时间点，阀体22开始移动。然而，无效喷射时间段td极短，因此，在下面的描述中将忽略该时间段。
类似地，当喷射器驱动信号在时刻t1处被改变为预定电压VInj，然后在时刻t2之后的时刻t3处改变为零时，进行在第二提升量被设定为针提升量的最大值的状态下的部分提升喷射(参见双点划线PLInj2)。在这种情况下，燃料在时刻t1与紧接在时刻t3之后的时刻之间喷射。
如下所述进行完全提升喷射。也就是，如图6所示，当喷射器驱动信号从零被改变为预定电压VInj时，阀体22开始移动。然后，阀体22的提升量在时刻t4处达到最大提升量，因此，阀体22的移动受到限制。因此，针提升量在时刻t4之后保持在该最大提升量。当喷射器驱动信号在时刻t5处从预定电压VInj被改变为零时，针提升量从该最大量开始迅速减小，并且在时刻t6处达到零。燃料在时刻t1与t6之间喷射。
随着燃料喷射中的针提升量的最大值减小，针阀22的尖端部与座部Sh之间的流动面积减小，如图5(B)所示。因此，从燃料通道FP到达喷射孔21a的燃料的压力降低。结果，通过部分提升喷射而喷射的燃料的渗透力变得小于通过完全提升喷射而喷射的燃料的渗透力。此外，随着甚至部分提升喷射中的针提升量的最大值减小，喷射燃料的渗透力减弱。喷射的燃料的渗透力与喷射的燃料的喷雾的移动速度(飞行速度)密切相关。因此，随着渗透力减弱(换言之，随着燃料喷射中的针提升量的最大值减小)，燃料喷射时间与喷射的燃料在邻近火花塞30的火花产生部30a的区域中的通过的结束时间之间的时间段(即，点火容许时间段)延长。
如图7所示，第一装置包括电子控制单元(控制部)40。在下文中，电子控制单元40将被称为“ECU 40”。ECU 40是包括微计算机的电子电路装置，该微计算机具有公知的CPU、存储指令(程序)的ROM、RAM、备份RAM、接口等等。ECU 40被配置为从下面所述的传感器接收检测信号。
·空气流量计41，用于检测内燃机10的吸入的空气量(空气的质量流量)Ga。
·曲柄角传感器42，用于在未示出的曲柄轴每次按照预定角宽度旋转时产生脉冲。
·凸轮位置传感器43，用于在未示出的凸轮轴每次按照预定角宽度旋转时产生脉冲。
·加速踏板操纵量传感器44，用于检测未示出的加速踏板的操纵量AP。
·节流阀开度传感器45，用于检测未示出的节流阀的开度TA。
·燃料压力传感器46，其被设置在用于将燃料提供给喷射器20的输送管(燃料输送管)上，并且检测输送管中的燃料压力Pf。
·冷却水温传感器47，用于检测内燃机10的冷却水温THW。
应注意，ECU 40被配置为基于来自曲柄角传感器42和凸轮位置传感器43的信号而获取每个气缸CC的绝对曲柄角CA。此外，ECU 40被配置为基于来自曲柄角传感器42的信号而获取内燃机速度NE。
ECU 40被配置为分别将驱动信号发送到下面描述的驱动器(actuator)。在下面的描述中，N对应于整数1到4中的任一者。
·第N个气缸(#N)的喷射器20(#N)。
·第N个气缸(#N)的点火装置31(#N)。
·燃料泵装置35。
应注意，点火装置31(#N)包括点火器和未示出的线圈。点火装置31(#N)被配置为基于在点火时间SA时由ECU 40产生的点火信号(驱动信号)而产生高压，并且将所产生的高压施加到第N个气缸(#N)的火花塞30(#N)。通过该高压向火花塞30的施加，从第N个气缸(#N)的火花塞30(#N)的火花产生部30a(#N)产生用于点燃燃料的火花。
燃料泵装置35包括未示出的燃料泵和燃料压力调节阀。燃料泵所排放的燃料通过未示出的燃料输送管而被提供给喷射器20(#N)。ECU 40将驱动信号(指令信号)发送到燃料压力调节阀以改变被提供给喷射器20(#N)的燃料的压力。
如上所述，ECU 40将喷射器驱动信号发送到喷射器20(#N)的电磁机构。当喷射器驱动信号为零时，螺线管24处于非通电状态。另一方面，当喷射器驱动信号为预定电压VInj时，螺线管24处于通电状态。
<控制的概要>
下面将参考图8描述由第一装置进行的控制的概要。图8(A)和8(B)所示的水平轴分别示出“在点火时间之前的即刻进行的燃料喷射的结束时间(通过火花产生部30a产生火花的时间)”与“点火时间”之间的时间段。在下文中，为方便起见，此时间段将被称为“喷射到点火时间段”。进一步地，在点火时间之前的即刻进行的燃料喷射可以被称为“前喷射”。
图8(A)所示的曲线图的纵轴上指示的“IMEP的COV”表示燃料变化。IMEP表示指示平均有效压力。COV代表变动系数。因此，图8(A)的纵轴上指示的值是通过用指示平均有效压力的标准偏差除以指示平均有效压力的平均值而获得的值。当燃烧在多个周期期间处于稳定状态时，该值减小。图8(B)所示的曲线图的纵轴示出燃烧效率(通过实际燃烧产生的热量相对于通过完全燃烧产生的热量的比率)。
在图8(A)和8(B)所示的曲线图中，实线PLInj分别示出当进行部分提升喷射时的值，虚线FLInj分别示出当进行完全提升喷射时的值。在使喷射器驱动信号在图6所示的时刻t4(针提升量刚好达到最大提升量时的时间点)处为零的状态下进行该完全提升喷射。图8(A)所示的要求值Dr对应于当安装有该内燃机10的车辆的振动为容许极限值时的燃烧变化值。
<完全提升喷射执行>
从图8(A)和8(B)所示的虚线FLInj可以理解，当进行完全提升喷射，并且喷射到点火时间段小于时间段t1时，燃烧变化大于要求值Dr(燃烧变化被劣化)，并且燃烧效率低。这是因为，点火在喷射的燃料(燃料喷雾)到达火花产生部30a之前进行，因此燃料的点火和燃烧不稳定。此外，这还因为，点火在喷射的燃料的气化不充分的情况下进行，因此，完全燃烧的燃料的量小。
当喷射到点火时间段介于时间段t1与t3之间时，包括喷射的燃料的至少一部分的燃料的喷雾存在于火花产生部30a的周围。因此，通过在喷射到点火时间段介于时间段t1与t3之间时进行点火，燃料的点火和燃烧稳定，因此，燃烧变化小，并且满足要求值Dr。应注意，在时间段(t1到t3)期间，随着喷射到点火时间段增加，燃料的气化并且空气向燃料喷雾中的吸入继续，因此燃烧效率提高。在下文中，气化和吸入可以被简单地统称为“气化”。
当喷射到点火时间段长于时间段t3时，燃料喷雾通过火花产生部30a的周围而扩散。因此，如果在喷射到点火时间段超过时间段t3时进行点火，则点火和燃烧不稳定，并且燃烧变化大于要求值Dr。应注意，即使在时间段t3之后，燃料效率也保持在相对大的值。这是因为燃料继续气化，因此，当燃料被点燃时，完全燃烧的燃料比例大。
因此，为了在进行完全提升喷射时产生稳定燃烧，可以理解，喷射到点火时间段介于时间段t1到t3之间的时间应该被设定为点火时间。此外，如果时刻t3之前的即刻的时刻被设定为点火时间，则燃烧效率提高。
<部分提升喷射>
从图8(A)和8(B)所示的实线PLInj可以理解，如果在喷射到点火时间段小于比时间段t1稍长的时间段t2时进行部分提升喷射，则燃烧变化大于要求值Dr(燃烧变化被劣化)，并且燃烧效率低。这是因为，与进行完全提升喷射的情况类似，点火在喷射的燃料到达火花产生部30a之前进行，因此，燃料的点火和燃烧不稳定。此外，这还因为，点火在喷射的燃料的气化不充分的情况下进行，因此，完全燃烧的燃料的量小。
通过部分提升喷射而喷射的燃料的渗透力(即，燃料喷雾的移动速度)弱于通过完全提升喷射而喷射的燃料的渗透力。因此，包括通过部分提升喷射而喷射的燃料的至少一部分的燃料喷雾存在于火花产生部30a的周围的时间段增加。因此，如果进行部分提升喷射，然后在喷射到点火时间段介于时间段t2与比时间段t3长的时间段t4之间时进行点火，则燃料的点火和燃烧稳定。结果，燃烧变化小，并且满足要求值Dr。当喷射到点火时间段介于时间段t2与t4之间时，随着喷射到点火时间段的延长，燃料继续气化，因此，燃烧效率提高。
当喷射到点火时间段长于时间段t4时，燃料喷雾通过火花产生部30a的周围而扩散。因此，如果在喷射到点火时间段变得长于时间段t4时进行点火，则燃料的点火和燃烧不稳定。
从以上描述可以理解，随着燃料喷射中的提升量的最大值减小，其中可以设定用于实现燃料的稳定燃烧的点火时间的时间段延长。此外，随着喷射结束时间与点火时间之间的时间段延长时，喷射的燃料继续气化，因此，燃烧效率提高。另一方面，用于最大化由内燃机10产生的转矩的点火时间基于内燃机10的负荷和内燃机速度NE而被确定，因此，从燃料消耗观点，改变点火时间不是优选的。因此，根据另外的实施例的第一装置和控制装置基于在点火之前的即刻进行的燃料喷射(前喷射)中的针提升量的最大值而改变喷射结束时间，以优化喷射结束时间与点火时间之间的时间段(即，空闲时间段)。特别地，根据另外的实施例的第一装置和控制装置在不改变点火时间的情况下改变(提前)喷射结束时间，以便随着燃料喷射中的针提升量的最大值减小而延长空闲时间段。
<实际驱动>
ECU 40的CPU被配置为，在任意的气缸的曲柄角每次与该任意的气缸的进气上死点对应时，按照流程图在该任意的气缸中执行图9所示的点火/喷射控制例程的处理。
因此，当某个气缸(特定气缸)的曲柄角与该特定气缸的进气上死点对应时，CPU开始从步骤900起的处理，并且依次执行下面描述的步骤905到965的处理。然后，CPU前进到步骤995，在该步骤，CPU结束例程。
步骤905：CPU通过将加速踏板操纵量AP和内燃机速度NE应用到查找表MapTqreq(AP,NE)来确定要求转矩(内燃机10所要求的转矩)。根据表MapTqreq(AP,NE)，在内燃机速度NE保持在预定的恒定内燃机速度的状态下随着加速踏板操纵量AP增加，所确定的要求转矩Tqreq增加。
步骤910：CPU通过将要求转矩Tqreq和内燃机速度NE应用到查找表MapSA(Tqreq,NE)来确定点火时间SA。根据表MapSA(Tqreq,NE)，MBT(最佳转矩最小点火提前)被设定为点火时间SA，只要不发生爆震(knocking)即可。进一步地，点火时间被确定为压缩上死点之前的曲柄角。因此，随着点火时间SA增加，点火时间SA提前(参见图10(A)和10(B))。应注意，点火时间SA可以基于内燃机负荷KL和内燃机NE而被确定。
步骤915：CPU计算在该特定气缸的燃烧冲程期间要被提供给(喷射到)该特定气缸的燃料总量Qtotal。在下文中，该总量Qtoal将被称为“总喷射量”。特别地，CPU通过将要求转矩Tqreq和内燃机速度NE应用到查找表MapQtotal(Tqreq,NE)来确定总喷射量Qtotal。根据表MapQtotal(Tqreq,NE)，在内燃机速度NE保持在预定的恒定内燃机速度的状态下随着要求转矩Tqreq增加，所确定的总喷射量Qtotal增加。
步骤920：CPU确定通过点火时间SA之前的即刻的燃料喷射(前喷射)而喷射的燃料量(前喷射量)Qs(参见图10(B))。具体而言，CPU通过将要求转矩Tqreq、内燃机速度NE和冷却水温THW应用到查找表MapQs(Tqreq,NE,THW)来确定前喷射量Qs。根据表MapQs(Tqreq,NE,THW)，随着要求转矩Tqreq(即，依赖于在进气冲程中被吸入气缸的空气量CC的值)增加，所确定的前喷射量Qs增加。进一步地，根据表MapQs(Tqreq,NE,THW)，随着冷却水温THW降低，所确定的前喷射量Qs增加。此外，对应于总喷射量Qtotal的大约20％的量被设定为前喷射量Qs。应注意，前喷射由下面描述的图10(A)和10(B)中的InjC指示。
步骤925：CPU基于前喷射量Qs来确定前喷射InjC中的针提升量的最大值Ls(参见图10(B))。特别地，CPU通过将前喷射量Qs应用到查找表MapLs(Qs)来确定提升量的最大值Ls。
步骤930：CPU基于前喷射量Qs来确定有关前喷射InjC的燃料喷射时间段Ts(参见图10(B))。在下文中，燃料喷射时间段Ts可以被称为“前喷射时间段”。在燃料喷射时间段期间，喷射器驱动信号被保持在电压VInj。特别地，CPU通过将前喷射量Qs应用到查找表MapTs(Qs)来确定前喷射时间段Ts。从图10(B)所示的前喷射InjC的提升量的波形线可以理解，提升量的最大值Ls与前喷射时间段Ts之间存在预定关系，其中当值Ls与时间段Ts中的一者被确定时，确定值Ls与时间段Ts中的另一者。
步骤935：CPU确定有关其它燃料喷射的开始时间、燃料喷射时间段等等。在该实施例中，如图10(A)所示，针对一个燃烧冲程进行三种燃料喷射。特别地，在特定气缸的一个周期中，通过在进气冲程中进行的进气冲程喷射InjA、在压缩冲程的后半段中进行的预喷射InjB，以及上述前喷射InjC而喷射燃料。预喷射InjB在前喷射InjC之前的即刻进行。
CPU获取总喷射量Qtotal的大约0％到15％的量作为预喷射InjB的喷射量(预喷射量)Qb。特别地，CPU通过将要求转矩Tqreq、冷却水温THW和内燃机速度NE应用到预定查找表MapQb(Tqreq,THW,NE)来获取预喷射量Qb。
例如应注意，例如当冷却水温THW高于或等于阈值，内燃机速度NE大于或等于阈值，并且要求转矩Tqreq大于或等于阈值时，预喷射量Qb可以为零。换言之，在某些情况下，不进行预喷射InjB。
进一步地，预喷射InjB通过部分提升喷射和完全提升喷射而实现。因此，CPU通过将预喷射量Qb应用到预定查找表MapTb(Qb)来获取预喷射InjB的针提升量的最大值Lb。此外，CPU通过将预喷射量Qb应用到查找表MapTb(Qb)来确定预喷射时间段Tb。
此外，CPU基于冷却水温THW和内燃机速度NE，确定预喷射InjB的喷射开始时间SOIb作为压缩上死点(BTDC)之前的50到30度曲柄角之间的预定时间。在该实施例中，为了减少附着在活塞的顶壁面上的燃料的量，随着冷却水温THW降低，所确定的预喷射InjB的喷射开始时间SOIb提前。CPU通过使用预喷射InjB的喷射开始时间SOIb、预喷射时间段Tb和内燃机速度NE进行计算来获取预喷射InjB的喷射结束时间EOIb(参见图10(B))。
CPU获取总喷射量Qtotal的60％到70％的量作为进气冲程喷射InjA的喷射量(进气冲程喷射量)Qa。进气冲程喷射量Qa等于通过从总喷射量Qtotal减去前喷射量Qs和预喷射量Qb而获得的值(Qa＝Qtotal-(Qs+Qb))。进一步地，CPU基于查找表MapTa(Qa)获取用于喷射燃料的进气冲程喷射量Qa的喷射时间段Ta，并且确定进气上死点之后60度曲柄角左后的预定时间作为进气冲程喷射InjA的喷射开始时间SOIa。进一步地，CPU通过使用进气冲程喷射InjA的喷射开始时间SOIa、喷射时间段Ta和内燃机速度NE进行计算来获取进气冲程喷射InjA的喷射结束时间EOIa。应注意，进气冲程喷射InjA通过完全提升喷射实现。
步骤940：CPU基于前喷射InjC中的针提升量的最大值Ls确定前喷射InjC的喷射结束时间EOIs与点火时间SA之间的空闲时间段ΔT，以确定前喷射InjC的喷射结束时间EOIs。特别地，CPU通过将在步骤925获取的最大值Ls应用到图9的方框B1所示的查找表MapΔT(Ls)来确定空闲时间段ΔT。如上所述，空闲时间段ΔT通过与针提升量的最大值Ls关联的试验等提前确定，以使燃烧效率最大化(即，使空闲时间段ΔT最大化)，前提是燃烧变化满足要求值Dr并且以查找表MapΔT(Ls)的形式被存储在ROM中。如图9的方框B1所示，根据该表MapΔT(Ls)，随着最大值Ls增大，所确定的空闲时间段ΔT缩短。例如，当针提升量的最大值Ls与第一值Ls1对应时，所获取的空闲时间段ΔT为第一时间段ΔT1。当针提升量的最大值Ls与大于第一值Ls1的第二值Ls2对应时，所获取的空闲时间段ΔT为短于第一时间段ΔT1的第二时间段ΔT2。
步骤945：CPU基于内燃机速度NE，将在步骤940获取的空闲时间段ΔT变换为对应的曲柄角宽度ΔC(参见图10(B))。在下文中，曲柄角宽度ΔC将被称为“空闲曲柄角宽度”。
步骤950：CPU通过将空闲曲柄角宽度ΔC与点火时间SA相加来确定前喷射InjC的喷射结束时间EOIs(EOIs＝SA+ΔC，参见图10(B))。
步骤955：CPU基于内燃机速度NE，将在步骤930获取的前喷射时间段Ts变换为对应的曲柄角宽度Cs(参见图10(B))。
步骤960：CPU通过将曲柄角宽度Cs与前喷射InjC的喷射结束时间EOIs相加来确定前喷射InjC的喷射开始时间SOIs(SOIs＝EOIs+Cs，参见图10(B))。
步骤965：CPU执行用于在点火时间SA进行点火的处理，以及用于分别进行进气冲程喷射InjA、预喷射InjB和前喷射InjC的处理。从而，例如，前喷射InjC在曲柄角对应于前喷射InjC的喷射开始时间SOIs时开始，并且在曲柄角对应于前喷射InjC的喷射结束时间EOIs时结束。此外，值Ls被设定为前喷射InjC中的针提升量的最大值。
如上所述，第一装置包括控制部(ECU 40)，该控制部被配置为：
通过喷射器20执行燃料喷射(图9的步骤965)；
改变燃料喷射中的阀体22的提升量的最大值Ls，以改变喷射的燃料的渗透力(图9的步骤925)；以及
基于内燃机10的工作状态(例如，要求转矩Tqreq、内燃机速度NE)控制点火时间SA，以从火花产生部30a产生火花(图9的步骤910和965等等)。
此外，该控制被配置为改变前喷射InjC的喷射结束时间EOIs，以使得在其中第一值(Ls1)被设定为在点火时间SA之前即刻进行的燃料喷射InjC(前喷射InjC)中的提升量的最大值Ls的状态下的前喷射InjC的喷射结束时间EOIs与点火时间SA之间的时间段(空闲时间段ΔT1)长于在其中大于第一值(Ls1)的第二值(Ls2)被设定为前喷射InjC中的提升量的最大值Ls的状态下的前喷射InjC的喷射结束时间EOIs与点火时间SA之间的时间段(空闲时间段ΔT2)(参见图9的步骤940到950以及方框B1)。
因此，当通过前喷射InjC喷射的燃料的喷雾的至少一部分存在于邻近火花产生部30a的区域时，可以进行点火，因此，可以降低燃烧变化。另外，只要燃烧变化不劣化，可以在从燃料喷射时间(例如，前喷射InjC的喷射结束时间EOIs)起经过尽可能长的时间之后进行点火，由此在燃料继续气化并且空气继续被吸入燃料喷雾中的状态下产生燃烧。结果，可以提高燃烧效率。
应注意，CPU可以被配置为，基于进行前喷射InjC时的燃料压力Pf以及针提升量的最大值Ls，在图9的步骤940确定空闲时间段ΔT。随着燃料压力Pf增大，喷射的燃料的渗透力增大。因此，如图9的方框B2所示，CPU确定空闲时间段ΔT，以使得空闲时间段ΔT随着压力Pf增大而缩短。因此，即使燃料压力Pf变化，燃料变化也可以保持在小值，并且可以提高燃烧效率。当通过使用进行前喷射InjC时的燃料压力Pf确定空闲时间段ΔT时，优选地在预期进行前喷射InjC之前的即刻进行空闲时间段ΔT的计算。然而，当燃料压力Pf平缓地变化并因此使得内燃机10的一次旋转中的燃料压力Pf的变化量几乎为零时，可以使用进气上死点附近的时间处获取的燃料压力Pf作为在进行前喷射InjC时的燃料压力Pf。
<第二实施例>
根据本发明的第二实施例的控制装置(在下文中，该装置将被称为“第二装置”)与第一装置相同，但是第二装置考虑到通过预喷射InjB在气缸中产生的气流对通过前喷射InjC喷射的燃料(燃料喷雾)的影响而改变空闲时间段ΔT。如上所述，预喷射InjB是在压缩冲程中进行前喷射InjC之前的即刻进行的。
特别地，第二装置的CPU被配置为，在任意气缸的曲柄角每次与该任意气缸的进气上死点对应时，按照流程图在该任意气缸中进行图11所示的点火/喷射控制例程的处理。
因此，当某个气缸(特定气缸)的曲柄角与该特定气缸的进气上死点对应时，CPU开始从图11的步骤1100起的处理，并且依次执行步骤905到930的处理。从而，确定要求转矩Tqreq、点火时间SA、总喷射量Qtotal、前喷射量Qs、前喷射InjC中的针提升量的最大值Ls、前喷射InjC中的燃料喷射时间段(前喷射时间段)Ts等等。接下来，CPU执行上述步骤935的处理以确定其他燃料喷射的燃料喷射开始时间、燃料喷射结束时间、燃料喷射时间段等等。
接着，CPU依次执行下面描述的步骤1105到1125的处理，然后前进到步骤1130。
步骤1105：这是用于通过与上述步骤940的处理类似的处理来获取临时空闲时间段ΔTz的步骤。也就是，CPU基于前喷射InjC中的针提升量的最大值Ls确定前喷射InjC的临时喷射结束时间EOIsz与点火时间SA之间的临时空闲时间段ΔTz，以确定前喷射InjC的临时喷射结束时间EOIsz。如图11的方框B1所示，在该步骤中使用的查找表MapΔTz(Ls)与在图9的方框B1所示的以及在步骤940中使用的查找表MapΔT(Ls)相同。在下文中，临时喷射结束时间EOIsz将被称为“临时结束时间”。
步骤S110：CPU执行与上述步骤945的处理类似的处理。也就是，CPU基于内燃机速度NE而将临时空闲时间段ΔTz变换为对应的曲柄角宽度ΔCz。在下文中，曲柄角宽度ΔCz将被称为“临时空闲曲柄角宽度”。
步骤1115：CPU执行与上述步骤950的处理类似的处理。也就是，CPU通过将临时空闲曲柄角宽度ΔCz与点火时间SA相加来确定临时结束时间EOIsz(EOIsz＝SA+ΔCz)。
步骤1120：CPU执行与上述步骤955的处理类似的处理。也就是，CPU基于内燃机速度NE，将在步骤930获取的前喷射时间段Ts变换为对应的曲柄角宽度Cs。
步骤1125：CPU执行与上述步骤960的处理类似的处理。也就是，CPU通过将曲柄角宽度Cs与前喷射InjC的临时结束时间EOIsz相加来确定前喷射InjC的临时喷射开始时间SOIsz(SOIsz＝EOIsz+Cs)。在下文中，临时喷射开始时间SOIsz将被称为“临时开始时间”。
接下来，CPU前进到步骤1130，在该步骤，CPU判定是否存在预喷射InjB。当不存在预喷射InjB(即，预喷射量Qb为零)时，CPU在步骤1130判定“否”以前进到步骤1135，在该步骤1135，CPU采用临时开始时间SOIsz作为前喷射InjC的最终喷射开始时间SOIs。因此，前喷射InjC的最终喷射结束时间EOIs与前喷射InjC的临时结束时间EOIsz对应。然后，CPU前进到步骤1170，与上述步骤965的处理类似，在该步骤1170，CPU执行用于进行点火和各喷射的设定处理。接下来，CPU前进到步骤1195，在该步骤1195，CPU结束例程。
另一方面，当存在预喷射InjB时，CPU在步骤1130判定“是”，然后依次执行下面描述的步骤1140到1165的处理。
步骤1140：CPU首先获取前喷射InjC与预喷射InjB之间的时间间隔。在下文中，此时间间隔将被称为“相对于预喷射InjB的时间间隔Tint”。详细而言，如图10(B)所示，相对于预喷射InjB的时间间隔Tint对应于预喷射InjB的喷射结束时间EOIb与前喷射InjC的临时开始时间SOIsz之间的时间段。换言之，相对于预喷射InjB的时间间隔Tint对应于通过基于内燃机速度NE变换时间EOIb与SOIsz之间的曲柄角宽度而获得的时间段。接下来，CPU通过将所获取的相对于预喷射InjB的时间间隔Tint应用到图11的方框B3所示的查找表Mapk1(Tint)来确定校正系数k1。根据表Mapk1(Tint)，随着相对于预喷射InjB的时间间隔Tint缩短，所确定的校正系数k1在最大为1的范围内减小。校正系数k1的最大值为1。
在下面描述的步骤1150，校正系数k1被乘以临时空闲时间段ΔTz以确定最终空闲时间段ΔTf。从而，最终空闲时间段ΔTf随着校正系数k1的减小而缩短。根据相对于预喷射InjB的时间间隔Tint缩短空闲时间段ΔTf的原因如下。也就是，通过图12中的箭头FL所示的预喷射InjB而形成气流(残留气流或气流)。然后，该气流在进行前喷射InjC时保持强劲，并且通过前喷射InjC喷射的燃料(燃料喷雾)乘载在该气流上。因此，燃料在被喷射之后直到燃料到达火花产生部30a为止的时间段缩短。因此，空闲时间段ΔTf缩短。这样，相对于预喷射InjB的时间间隔Tint是与残留气流的强度相关的第一参数之一。
步骤1145：CPU通过将预喷射InjB的喷射量Qb应用到图11的方框B4所示的查找表Mapk2(Qb)来确定校正系数k2。根据表Mapk2(Qb)，随着预喷射InjB的喷射量Qb增大，所确定的校正系数k2在最大为1的范围内减小。校正系数k2的最大值为1。
与校正系数k1类似，在下面描述的步骤1150，校正系数k2被乘以临时空闲时间段ΔTz以确定最终空闲时间段ΔTf。从而，最终空闲时间段ΔTf随着校正系数k2的减小而缩短。根据预喷射InjB的喷射量Qb而缩短空闲时间段ΔTf的原因如下。也就是，通过图12中的箭头FL指示的预喷射InjB形成的气流随着预喷射InjB的喷射量Qb在进行前喷射InjC的时间点处保持强劲。因此，通过前喷射InjC喷射的燃料(燃料喷雾)乘载在该气流上，因而，燃料在被喷射之后直到到达火花产生部30a为止的时间缩短。因此，最终空闲时间段ΔTf缩短。这样，预喷射InjB的喷射量Qb是与残留气流的强度相关的第一参数之一。
步骤1150：CPU通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1和k2来计算最终空闲时间段ΔTf(ΔTf＝k1*k2*ΔTz)。
步骤1155：CPU执行与上述步骤945和1110的处理类似的处理。也就是，CPU基于内燃机速度NE将最终空闲时间段ΔTf变换为对应的曲柄角宽度ΔCf。
步骤1160：CPU执行与上述步骤950和1115的处理类似的处理。也就是，CPU通过将曲柄角宽度ΔCf与点火时间SA相加来确定前喷射InjC的最终喷射结束时间EOIs(EOIs＝SA+ΔCf)。
步骤1165：CPU执行与上述步骤960和1125的处理类似的处理。也就是，CPU通过将曲柄角宽度Cs与前喷射InjC的喷射结束时间EOIs相加来确定前喷射InjC的最终喷射开始时间SOIs(SOIs＝EOIs+Cs)。
然后，CPU前进到步骤1170，与上述步骤965的处理类似，在该步骤1170，CPU执行用于进行点火和各喷射的设定处理。接下来，CPU前进到步骤1195，在该步骤1195，CPU结束例程。
如上所述，第二装置的控制部(ECU 40)被配置为：
在前喷射InjC之前通过喷射器20执行燃料喷射作为除前喷射InjC之外的预喷射InjB(图11的步骤935和1170)；以及
改变前喷射InjC的喷射结束时间EOIs，以使得前喷射InjC的喷射结束时间EOIs与点火时间SA之间的时间段(空闲时间段ΔTf)随着预喷射InjB的喷射结束时间EOIb与前喷射InjC的喷射开始时间SOIsz之间的时间段(相对于预喷射InjB的时间间隔Tint)的缩短而缩短(参见图11的方框B3和步骤1140以及1150到1160等)。
此外，控制部(ECU 40)被配置为改变前喷射InjC的喷射结束时间EOIs，以使得前喷射InjC的喷射结束时间EOIs与点火时间SA之间的时间段(空闲时间段ΔTf)随着通过预喷射InjB喷射的燃料量Qb的增加而缩短(参见图11的方框B4和步骤1145以及1150到1160等)。
从而，空闲时间段可以根据通过预喷射InjB在气缸中形成的、且在进行前喷射InjC时在气缸中残留的气流(残留气流)的强度而被改变。因此，可以降低残留气流对燃烧变化和/或燃烧效率的不希望的影响。也就是，即使上述点火容许时间段因为残留气流而变化，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。优选地，当第二装置按照(by)预定曲柄角宽度改变前喷射InjC的喷射结束时间EOIs(以及喷射开始时间SOIs)时，第二装置(以及下面描述的其变形例)按照预定曲柄角宽度改变预喷射InjB的喷射结束时间EOIb(以及喷射开始时间SOIb)。
<第二实施例的第一变形例>
随着进行预喷射InjB时的燃料压力Pf增大，通过预喷射InjB在气缸中形成的气流的强度增强，因此，残留气流强劲。也就是，进行预喷射InjB时的燃料压力Pf是与残留气流的强度相关的第一参数之一。因此，第一变形例随着进行预喷射InjB时的燃料压力Pf的增大而缩短空闲时间段ΔTf。
特别地，根据第一变形例的CPU在图11的步骤1145与1150之间执行用于获取校正系数k3的处理。也就是，CPU获取在进行预喷射InjB时的燃料压力Pf，并且通过将所获取的燃料压力Pf应用到图13所示的查找表Mapk3(Pf)来获取校正系数k3。根据表Mapk3(Pf)，随着进行预喷射InjB时的燃料压力Pf增大，所确定的校正系数k3在最大为1的范围内减小。例如，进行预喷射InjB时的燃料压力Pf可以是预喷射InjB的喷射开始时间SOIb时的燃料压力Pf，或者可以是预喷射InjB的喷射开始时间SOIb与喷射结束时间EOIb之间的预定时间处的燃料压力Pf。然而，在这种情况下，校正系数k3和最终空闲时间段Δ的计算时间优选地在预喷射InjB的喷射开始时间之后且在前喷射InjC的喷射开始时间之前。当燃料压力Pf平缓地变化，并由此使得内燃机10的一次旋转中的燃料压力Pf的变化量几乎为零时，可以使用在进气上死点附近的时间处获取的燃料压力Pf作为进行预喷射InjB时的燃料压力Pf。
此外，在图11的步骤1150，根据第一变形例的CPU通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1、k2和k3的积来计算最终空闲时间段ΔTf(ΔTf＝k1*k2*k3*ΔTz)。第一变形例的其它特征与第二装置的特征相同。根据第一变形例，即使气缸中的气流强度因进行预喷射InjB时的燃料压力Pf而变化，从而导致残留气流的强度变化以及由此上述点火容许时间段变化，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。
<第二实施例的第二变形例>
随着预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb增大，通过预喷射InjB在气缸中形成的气流的强度增强。也就是，预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb是与残留气流的强度相关的第一参数之一。因此，第二变形例随着预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb的增大而缩短空闲时间段ΔTf。
特别地，根据第二变形例的CPU在图11的步骤1145与1150之间执行用于获取校正系数k3和校正系数k4的处理。CPU按照上面所述的方式获取校正系数k3。此外，CPU通过将预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb应用到图14所示的查找表Mapk4(Lb)来获取校正系数k4。根据表Mapk4(Lb)，随着针提升量的最大值Lb增大，所确定的校正系数k4在最大为1的范围内减小。
此外，在图11的步骤1150，根据第二变形例的CPU通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1、k2、k3和k4的积来计算最终空闲时间段ΔTf(ΔTf＝k1*k2*k3*k4*ΔTz)。第二变形例的其它特征与第二装置的第一变形例的特征类似。根据第二变形例，即使气缸中的气流的强度因预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb而变化，从而导致残留气流的强度变化以及由此上述点火容许时间段变化，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。
<第二实施例的第三变形例>
校正系数k1到k4是用于校正空闲时间段以消除通过预喷射InjB产生的残留气流的强度对点火容许时间段(换言之，空闲时间段)的影响的校正量。换言之，用于获取各校正系数的参数(即，用于获取校正系数的相对于预喷射InjB的时间间隔Tint、预喷射InjB的喷射量Qb、进行预喷射InjB时的燃料压力Pf＝Pfb、以及预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb)分别与气缸中的气流强度相关。因此，根据第三变形例的CPU基于这些参数推定残留气流的强度CF，并且使空闲时间段ΔTf随着所推定的强度CF增大而缩短。
特别地，根据第三变形例的CPU执行用于获取校正系数kCF的处理以替代图11的步骤1140和1145的处理。也就是，CPU首先基于下面描述的函数表达式fcf推定残留气流的强度CF。“a1”到“a4”分别是预定常数。函数表达式fcf可以是另一函数表达式或查找表。CPU可以基于诸如相对于预喷射InjB的时间间隔Tint、预喷射InjB的喷射量Qb、进行预喷射InjB时的燃料压力Pf以及预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb的两个或更多个参数来推定残留气流的强度CF。或者，CPU可以基于诸如相对于预喷射InjB的时间间隔Tint、预喷射InjB的喷射量Qb、进行预喷射InjB时的燃料压力Pf以及预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb的一个或多个参数推定残留气流的强度CF。此外，CPU可以基于诸如相对于预喷射InjB的时间间隔Tint、预喷射InjB的喷射量Qb以及进行预喷射InjB时的燃料压力Pf的两个或更多个参数来推定残留气流的强度CF。如上所述获取的残留气流的强度CF是与残留气流的强度相关的第一参数。
CF＝fcf(Tint,Qb,Pfb,Lb)
＝a1/Tint+a2*Qb+a3*Pfb+a4*Lb
接下来，CPU通过将残留气流的强度CF应用到图15所示的查找表MapkCF(CF)来获取校正系数kCF。根据表MapkCF(CF)，随着残留气流的强度CF增大，所确定的校正系数kCF在最大为1的范围内减小。
此外，在图11的步骤1150，CPU通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数kCF来计算最终空闲时间段ΔTf(ΔTf＝kCF*ΔTz)。第三变形例的其它特征与第二装置的特征类似。根据第三变形例，即使通过预喷射InjB在气缸中产生的气流的强度变化并从而导致残留气流强度CF变化以及由此上述点火容许时间段变化，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。
<第三实施例>
根据本发明的第三实施例的内燃机的控制装置(在下文中，该控制装置将被称为“第三装置”)与第二装置相同，但是第三装置考虑到通过预喷射InjB在喷射器20的囊腔Sk中产生的燃料流对前喷射InjC的影响而改变空闲时间段ΔT，并且省略校正系数k2的计算和使用。
由于预喷射InjB(如果没有预喷射InjB，则由于在前喷射InjC之前进行的进气冲程喷射InjA)，在喷射器20的囊腔Sk中出现燃料流(流的紊流)。当在燃料流残留在囊腔Sk中的状态下进行前喷射InjC时，喷射的燃料的喷雾容易扩散，并且喷雾的渗透力减弱。结果，最佳空闲时间段改变(延长)。如下所述，第三装置基于相对于预喷射InjB的时间间隔Tint来确定用于消除囊腔Sk中的燃料流的强度(囊腔燃料流的强度)的影响的校正系数k5。
特别地，第三装置的CPU被配置为，在任意气缸中的曲柄角每次与该任意气缸中的进气上死点对应时，按照流程图在该任意气缸中执行图16所示的点火/喷射控制例程的处理。该例程与图11所示的例程相同，只是图11的步骤1145被步骤1610替代，并且图11的步骤1150被步骤1620替代。因此，下面将主要描述图11与图16所示的例程之间的差异。图16的用于执行与图11的步骤的处理相同的处理的步骤由与图11的参考标号相同的参考标号指示。
当进行预喷射InjB时，CPU在步骤1130判定“是”，然后前进到步骤1140，在该步骤1140，CPU通过将相对于预喷射InjB的时间间隔Tint应用到图16的方框B3所示的查找表Mapk1(Tint)来确定校正系数k1。根据表Mapk1(Tint)，随着相对于预喷射InjB的时间间隔Tint缩短，所确定的校正系数k1在最大为1的范围内减小。相对于预喷射InjB的时间间隔Tint对应于最小时间段Ti1，校正系数k1为值g(0<g<1)。此外，当相对于预喷射InjB的时间间隔Tint大于或等于比值Ti1大的值Ti2时，校正系数k1为1。校正系数k1是与步骤1140相关的如上所述用于消除残留气流的影响的系数。
接着，CPU前进到步骤1610，在该步骤1610，CPU通过将相对于预喷射InjB的时间间隔Tint应用到图16的方框B5所示的查找表Mapk5(Tint)来确定校正系数k5。根据表Mapk5(Tint)，随着相对于预喷射InjB的时间间隔Tint缩短，所确定的校正系数k5在大于或等于1的范围内增大。
在下面描述的步骤1620，校正系数k5被乘以临时空闲时间段ΔTz以确定最终空闲时间段ΔTf。从而，空闲时间段ΔTf随着校正系数k5的增大而延长。根据相对于预喷射InjB的时间间隔Tint延长空闲时间段ΔTf的原因如下。也就是，随着相对于预喷射InjB的时间间隔Tint缩短，残留在喷射器20的囊腔Sk中的燃料流的强度增强。从而，通过前喷射InjC喷射的燃料的喷雾因囊腔Sk中的燃料流(囊腔燃料流)而容易扩散，并且喷雾的渗透力减弱。因此，点火容许时间段延长。这是随着校正系数k5增大而延长空闲时间段ΔTf的原因。
当相对于预喷射InjB的时间间隔Tint对应于最小时间Ti1时，校正系数k5介于1与1/g之间。因此，当相对于预喷射InjB的时间间隔Tint对应于最小时间Ti1时，校正系数k1和k5的乘积小于1。这是因为当相对于预喷射InjB的时间间隔Tint小时，通过预喷射InjB在气缸中产生的气流的影响大于通过预喷射InjB在囊腔Sk中产生的燃料流的影响。
另一方面，当相对于预喷射InjB的时间间隔Tint对应于值Ti2时，校正系数k5大于1。当相对于预喷射InjB的时间间隔Tint大于或等于比值Ti2大的值Ti3时，校正系数k5为1。因此，随着相对于预喷射InjB的时间间隔Tint延长，校正系数k1和k5的乘积从小于1的值改变为大于1的值，然后收敛于1。这是因为通过预喷射InjB在囊腔Sk中产生的燃料流的残留时间长于通过预喷射InjB在气缸中产生的气流的残留时间。
接下来，CPU前进到步骤1620，在该步骤1620，CPU通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1和k5来计算最终空闲时间段ΔTf(ΔTf＝k1*k5*ΔTz)。然后，CPU依次执行步骤1155到1170的处理。
如上所述，第三装置包括控制部(ECU 40)，该控制部被配置为：
获取与囊腔燃料流的强度相关的第二参数(在此情况下，第二参数是相对于预喷射InjB的时间间隔Tint)，该囊腔燃料流是进行前喷射InjC时残留在囊腔Sk中的燃料流；以及
根据所获取的第二参数改变前喷射InjC的喷射结束时间EOIs，以使得前喷射InjC的喷射结束时间EOIs与点火时间SA之间的时间段(空闲时间段ΔTf)随着囊腔燃料流的强度的增强而延长(参见图16的步骤1610和1620等等)。
因此，即使当通过前喷射InjC而喷射的燃料的渗透力因为囊腔燃料流的影响而变化，从而导致上述点火容许时间段变化时，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。优选地，当第三装置按照预定曲柄角宽度改变前喷射InjC的喷射结束时间EOIs(以及喷射开始时间SOIs)时，第三装置(以及下面描述的其变形例)按照预定曲柄角宽度改变预喷射InjB的喷射结束时间EOIb(以及喷射开始时间SOIb)。
<第三实施例的第一变形例>
随着预喷射InjB的燃料喷射量(预喷射量)Qb增大，通过预喷射InjB在囊腔SK中产生的燃料流的强度增强，因此，囊腔燃料流的强度增强。因此，第一变形例随着预喷射量Qb的增大而延长空闲时间段ΔTf。换言之，预喷射量Qb是与囊腔燃料流的强度相关的第二参数。
特别地，根据第一变形例的CPU在图16的步骤1610与1620之间执行用于获取校正系数k6的处理。也就是，CPU通过将预喷射量Qb应用到图17所示的查找表Mapk6(Qb)来获取校正系数k6。根据表Mapk6(Qb)，随着预喷射量Qb增大，所确定的校正系数k6在大于或等于1的范围内增大。
此外，在图16的步骤1620，根据第一变形例的CPU通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1、k5和k6的积来计算最终空闲时间段ΔTf(ΔTf＝k1*k5*k6*ΔTz)。第一变形例的其它特征与第三装置的特征类似。根据第一变形例，即使当在囊腔Sk中产生的燃料流的强度因预喷射量Qb而变化，从而导致上述点火容许时间段变化时，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。
<第三实施例的第二变形例>
随着进行预喷射InjB时的燃料压力Pf(＝Pfb)增大，通过预喷射InjB在囊腔Sk中产生的燃料流的强度增强，因此，囊腔燃料流的强度增强。相应地，随着进行预喷射InjB时的燃料压力Pf(＝Pfb)增大，第二变形例延长空闲时间段ΔTf。换言之，进行预喷射InjB时的燃料压力Pf是与囊腔燃料流的强度相关的第二参数。
特别地，根据第二变形例的CPU在图16的步骤1610与1620之间执行用于获取校正系数k6和校正系数k7的处理。CPU按照上面所述的方式获取校正系数k6。此外，CPU获取进行预喷射InjB时的燃料压力Pf，并且通过将所获取的燃料压力Pf应用到图18所示的查找表Mapk7(Pf)来获取校正系数k7。根据表Mapk7(Pf)，随着进行预喷射InjB时的燃料压力Pf增大，所确定的校正系数k7在大于或等于1的范围内增大。例如，进行预喷射InjB时的燃料压力Pf可以是预喷射InjB的喷射开始时间SOIb处的燃料压力Pf，或者可以是预喷射InjB的喷射开始时间SOIb与喷射结束时间EOIb之间的预定时间处的燃料压力Pf。校正系数k7和最终空闲时间段ΔTf的计算的时间分别与校正系数k3和通过使用上述校正系数3对最终空闲时间段ΔTf的计算的时间类似。
此外，在图16的步骤1620，根据第二变形例的CPU通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1、k5、k6和k7的积来计算最终空闲时间段ΔTf(ΔTf＝k1*k5*k6*k7*ΔTz)。第二变形例的其它特征与第三装置的第一变形例的特征类似。根据第二变形例，即使当在囊腔Sk中产生的燃料流的强度因进行预喷射InjB时的燃料压力Pf而变化，从而导致囊腔燃料流变化以及由此上述点火容许时间段变化，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。
<第三实施例的第三变形例>
校正系数k5到k7是用于校正空闲时间段以消除通过预喷射InjB在囊腔Sk中产生的、且在进行前喷射InjC时残留在囊腔Sk中的燃料流(囊腔燃料流)的强度对点火容许时间段(换言之，空闲时间段)的影响的校正量。换言之，用于获取这些校正系数的参数(即，相对于预喷射InjB的时间间隔Tint、预喷射InjB的喷射量Qb、以及进行预喷射InjB时的燃料压力Pf＝Pfb)分别与囊腔燃料流的强度相关。因此，根据第三变形例的CPU基于这些参数推定囊腔燃料流的强度RD，并且随着所推定的强度RD增强而延长空闲时间段ΔTf。
特别地，根据第三变形例的CPU执行用于获取校正系数kRD的处理以替代图16的步骤1610的校正系数k5。即，CPU首先基于下述函数表达式frd而推定进行前喷射InjC时残留的燃料流的强度RD。“b1”到“b3”是预定常数。函数表达式frd可以是另一函数表达式或查找表。CPU可以考虑到预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb而获取燃料流的强度RD，或者可以基于诸如相对于预喷射InjB的时间间隔Tint、预喷射InjB的喷射量Qb、进行预喷射InjB时的燃料压力Pf(＝Pfb)以及预喷射InjB中的针提升量的最大值Lb的一个或多个参数推定燃料流的强度RD。或者，CPU可以基于诸如相对于预喷射InjB的时间间隔Tint、预喷射InjB的喷射量Qb和进行预喷射InjB时的燃料压力Pf的两个或更多个参数获取燃料流的强度RD。囊腔燃料流的强度RD是与囊腔燃料流的强度相关的第二参数。
RD＝frd(Tint,Qb,Pfb)
＝b1/Tint+b2*Qb+b3*Pfb
接下来，CPU通过将燃料流的强度RD应用到图19所示的查找表MapkRD(RD)来获取校正系数kRD。根据表MapkRD(RD)，随着囊腔燃料流的强度RD增大，所确定的校正系数kRD在大于或等于1的范围内增大。
此外，在图16的步骤1620，CPU通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1和kRD的积来计算最终空闲时间段ΔTf(ΔTf＝k1*kRD*ΔTz)。第三变形例的其它特征与第三装置的特征类似。根据第三变形例，即使当囊腔燃料流的强度RD变化，从而上述点火容许时间段变化时，也可以防止燃烧变化的劣化，并且可以提高燃烧效率。
CPU可以通过下面描述的其它方法推定囊腔燃料流的强度RD。
·CPU基于被设置在囊腔Sk中的包括压电元件的压力传感器的输出值而获取囊腔Sk中的燃料压力Pf，并且基于所获取的燃料压力Pf的变化(例如，预定时间段内的燃料压力Pf的变化的幅度的平均值)而推定囊腔燃料流的强度RD。
·CPU基于在喷射器20的内部被设置在座部Sh的上游的包括压电元件的压力传感器的输出值而获取燃料通道FP中的燃料压力Pf，并且基于所获取的燃料压力Pf的变化(例如，预定时间段内的燃料压力Pf的变化的幅度的平均值)而推定囊腔燃料流的强度RD。
如上所述，根据本发明的每个实施例和变形例，可以适当地设定空闲时间段(可以在点火容许时间段结束之前的即刻进行点火)，因此，可以防止燃烧变化的过度增加，并且可以提高燃烧效率。本发明不限于上述实施例和变形例，可以在本发明范围内采用各种变形例。
例如，本控制装置可以被配置为通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1到k4中的一者或多者来获取最终空闲时间段ΔTf。
类似地，本控制装置可以被配置为通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k5到k7中的一者或多者来获取最终空闲时间段ΔTf。
此外，本控制装置可以被配置为通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k5到k7中的一者或多者和校正系数kCF来获取最终空闲时间段ΔTf。
此外，本控制装置可以被配置为通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k1到k4中的一者或多者和校正系数kRD来获取最终空闲时间段ΔTf。
另外，本控制装置可以被配置为通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数kCF和kRD来获取最终空闲时间段ΔTf。
此外，本控制装置可以被配置为：
获取预喷射InjB的喷射结束时间EOIb与前喷射InjC的喷射开始时间SOIs之间的时间段(相对于预喷射InjB的时间间隔Tint)、预喷射InjB所喷射的燃料量(Qb)、以及进行预喷射InjB时的燃料压力(Pf＝Pfb)中的至少一者作为第一参数和第二参数的共同参数；
基于上述共同参数而获取用于校正残留气流以及囊腔燃料流对前喷射InjC所喷射的燃料的渗透力的影响的校正量；以及
通过使用该校正量来校正空闲时间段ΔTf(临时空闲时间段ΔTz)。
在这种情况下，例如，当相对于预喷射InjB的时间间隔Tint被用作上述共同参数时，可以基于相对于预喷射InjB的时间间隔Tint获取与校正系数k1和k5的乘积对应的校正系数，并且可以通过所获取的校正系数校正空闲时间段ΔTf。
此外，第二装置等通过用临时空闲时间段ΔTz乘以从校正系数k1到k4中选择的校正系数来获取最终空闲时间段ΔTf。然而，第二装置及其变形例可以分别获取与校正系数k1到k4对应的校正时间段T1到T4，并且通过将校正时间段T1到T4中的一者或多者与临时空闲时间段ΔTz相加来获取最终空闲时间段ΔTf。此外，第二装置的第三变形例通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数kCF来获取最终空闲时间段ΔTf。然而，第二装置的第三变形例可以获取对应于校正系数kCF的校正时间段TCF，并且通过将所获取的校正时间段TCF与临时空闲时间段ΔTz相加来获取最终空闲时间段ΔTf。在这种情况下，当任意校正系数的值小于1时，对应于给校正系数的校正时间段为负值。
类似地，第三装置等通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数k5到k7中的一者或多者来获取最终空闲时间段ΔTf。然而，第三装置及其变形例可以分别获取与校正系数k5到k7对应的校正时间段T5到T7，并且通过将校正时间段T5到T7中的一者或多者与临时空闲时间段ΔTz相加来获取最终空闲时间段ΔTf。此外，第三装置的第三变形例通过用临时空闲时间段ΔTz乘以校正系数kRD来获取最终空闲时间段ΔTf。然而，第三装置的第三变形例可以获取对应于校正系数kRD的校正时间段TRD，然后通过将校正时间段TRD与临时空闲时间段ΔTz相加来获取最终空闲时间段ΔTf。当任意校正系数的值大于1时，对应于该校正系数的校正时间段为正值。
此外，预喷射InjB可以通过完全提升喷射实现。另外，进气冲程喷射InjA可以通过包括在进气冲程的前半段(例如，进气上死点之后的60到80度曲柄角)进行的燃料喷射和在进气冲程的后半段(例如，进气上死点之后的100到120度曲柄角)进行的燃料喷射的这两种喷射实现。也就是，一个周期中的燃料喷射方式不限于根据上述实施例的方式。而且，点火时间SA可以基于表示内燃机10的工作状态的诸如冷却水温THW、进气温度、进气量Ga和节流阀开度TA的其它参数而被确定。
此外，喷射器20是其中喷射孔21a直接被针阀22的尖端部封闭的喷射器。然而，喷射器20可以是其中喷射孔21a被形成为始终与相对大的囊腔连通，并且针阀22通过移动来打开和关闭囊腔与燃料通道TP之间的连接部(内向提升阀)的喷射器。此外，在上述实施例中，当空闲时间段(ΔT或ΔTf)改变时，只有前喷射InjC的喷射结束时间EOIs改变。然而，除了前喷射InjC的喷射结束时间EOIs的改变之外，点火时间SA也可以被稍微改变。此外，在上述各个实施例及其变形例中，空闲时间段被确定并且改变。然而，也可以管理并改变前喷射InjC的喷射结束时间EOIs与点火时间SA之间的曲柄角宽度(空闲曲柄角宽度)来改变空闲时间段。

Claims (14)

1.一种应用于气缸喷射型内燃机的控制装置，包括：
火花塞，其具有火花产生部；以及
喷射器，其具有可移动阀体和喷射孔，所述喷射器借助于所述阀体的移动执行通过喷射孔将燃料喷射到所述内燃机的气缸内，并且被设置为使得包括喷射的燃料的至少一部分的喷雾直接到达所述火花产生部，
所述装置包括控制部，所述控制部被配置为：
在通过改变燃料喷射中的所述阀体的提升量的最大值来改变所述喷射的燃料的渗透力的同时，通过所述喷射器执行所述燃料喷射；以及
基于所述内燃机的工作状态，控制通过所述火花产生部产生火花的点火时间，
其中所述控制部被配置为：至少改变在所述点火时间之前的即刻执行的前喷射的喷射结束时间，以使得在其中第一值被设定为所述前喷射中的所述阀体的所述提升量的最大值的状态下的所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段长于在其中大于所述第一值的第二值被设定为所述前喷射中的所述阀体的所述提升量的最大值的状态下的所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段。
2.根据权利要求1所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为改变所述前喷射的喷射结束时间，以使得所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段随着进行所述前喷射的时间点处的所述燃料的压力的降低而延长。
3.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：
在所述前喷射之前的时间点通过所述喷射器执行燃料喷射作为除所述前喷射之外的预喷射；
获取与通过所述预喷射在所述气缸中产生的、并且在进行所述前喷射的时间点残留在所述气缸中的残留气流的强度相关的第一参数；以及
根据所获取的所述第一参数改变所述前喷射的喷射结束时间，以使得所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段随着所述残留气流的强度的增强而缩短。
4.根据权利要求3所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：获取所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段作为指示所述残留气流的强度随着所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段的缩短而增强的所述第一参数。
5.根据权利要求3所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：获取所述预喷射所喷射的燃料量作为指示所述残留气流的强度随着所述预喷射所喷射的燃料量的增加而增强的所述第一参数。
6.根据权利要求3所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：获取进行所述预喷射的时间点处的燃料压力作为指示所述残留气流的强度随着进行所述预喷射的时间点处的燃料压力的增大而增强的所述第一参数。
7.根据权利要求3所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：基于所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段、所述预喷射所喷射的燃料量、以及进行所述预喷射的时间点处的燃料压力中的至少两者或更多者计算所述第一参数。
8.根据权利要求1或2所述的用于内燃机的控制装置，其中所述喷射器包括位于所述喷射器的尖端部处的囊腔，所述囊腔在至少所述阀体移动的状态下与所述喷射孔连通，并且
所述控制部被配置为：
获取与囊腔燃料流的强度相关的第二参数，所述囊腔燃料流是在进行所述前喷射的时间点处残留在所述囊腔中的燃料流；以及
根据所获取的所述第二参数改变所述前喷射的喷射结束时间，以使得所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段随着所述囊腔燃料流的强度的增强而延长。
9.根据权利要求8所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：
在所述前喷射之前的时间点通过所述喷射器执行燃料喷射作为除所述前喷射之外的预喷射；以及
获取所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段作为指示所述囊腔燃料流的强度随着所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段的缩短而增强的所述第二参数。
10.根据权利要求8所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：
在所述前喷射之前的时间点通过所述喷射器执行燃料喷射作为除所述前喷射之外的预喷射；以及
获取所述预喷射所喷射的燃料量作为指示所述囊腔燃料流的强度随着所述预喷射所喷射的燃料量的增加而增强的所述第二参数。
11.根据权利要求8所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：
在所述前喷射之前的时间点通过所述喷射器执行燃料喷射作为除所述前喷射之外的预喷射；以及
获取进行所述预喷射的时间点处的燃料压力作为指示所述囊腔燃料流的强度随着进行所述预喷射的时间点处的燃料压力的增大而增强的所述第二参数。
12.根据权利要求8所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：
在所述前喷射之前的时间点通过所述喷射器执行燃料喷射作为除所述前喷射之外的预喷射；以及
基于所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段、所述预喷射所喷射的燃料量、以及进行所述预喷射的时间点处的燃料压力中的至少两者或更多者计算所述第二参数。
13.根据权利要求3所述的用于内燃机的控制装置，其中所述喷射器包括位于所述喷射器的尖端部处的囊腔，所述囊腔在至少所述阀体移动的状态下与所述喷射孔连通，并且
所述控制部被配置为：
获取与囊腔燃料流的强度相关的第二参数，所述囊腔燃料流是在进行所述前喷射的时间点残留在所述囊腔中的燃料流；以及
根据所获取的所述第二参数改变所述前喷射的喷射结束时间，以使得所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段随着所述囊腔燃料流的强度的增强而延长。
14.根据权利要求13所述的用于内燃机的控制装置，其中所述控制部被配置为：
获取所述预喷射的喷射结束时间与所述前喷射的喷射开始时间之间的时间段、所述预喷射所喷射的燃料量、以及进行所述预喷射的时间点处的燃料压力中的至少一者作为所述第一参数和所述第二参数的共同参数；
基于所述共同参数获取用于校正通过所述预喷射在所述气缸中产生的气流以及通过所述预喷射在所述囊腔中产生的燃料流对所述前喷射所喷射的所述燃料的渗透力的影响的校正量；以及
通过使用所述校正量来校正所述前喷射的喷射结束时间与所述点火时间之间的时间段。
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