КОНТРОЛЛЕР ДВИГАТЕЛЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ
ENGINE CONTROLLER AND METHOD OF ENGINE CONTROL

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к контроллеру двигателя для управления двигателем искрового зажигания с непосредственным впрыском топлива и к способу управления двигателем для управления им.
Уровень техники
[0002] В выпускном канале двигателя устройство каталитического нейтрализатора для очистки отработавшего газа располагается в большинстве случаев. Каталитический нейтрализатор, поддерживаемый устройством каталитического нейтрализатора, не проявляет благоприятную каталитическую функцию при температуре ниже температуры активации, и, таким образом, при запуске двигателя необходима операция прогрева для быстрого повышения температуры каталитического нейтрализатора до температуры активации. В качестве способа операции прогрева существует способ повышения температуры каталитического нейтрализатора посредством повышения температуры отработавшего газа путем задержки момента зажигания. Кроме того, в такой операции прогрева, для того, чтобы обеспечивать благоприятную воспламеняемость даже в состоянии, когда момент зажигания задерживается, в некоторых случаях выполняется так называемое сгорание послойного заряда топлива, в котором искровое зажигание выполняется в состоянии, когда струя топлива концентрируется поблизости от свечи зажигания.
Сущность изобретения
[0003] В такой операции прогрева, если нагрузка быстро прикладывается вследствие ускорения или т.п., сгорание послойного заряда топлива, как упомянуто выше, переключается на равномерное стехиометрическое сгорание. JP3190130 раскрывает, что посредством постоянной задержки момента зажигания в соответствии с объемом впрыска топлива при ускорении, дорожные качества транспортного средства могут быть улучшены во всем диапазоне ускорения.
[0004] Однако, эти способы фактически не учитывают уменьшение величины формирования твердых частиц (PM). Таким образом, пресечение увеличения выброса PM (далее в данном документе также называемого PN: числа частиц) при ускорении, когда температура верхней поверхности поршня является низкой, затруднено.
[0005] Таким образом, настоящее изобретение имеет целью управление двигателем так, что увеличение в PN при ускорении может пресекаться, когда температура верхней поверхности поршня является низкой.
[0006] Согласно одному аспекту настоящего изобретения предоставляется контроллер двигателя, который управляет двигателем искрового зажигания с непосредственным впрыском топлива, причем этот двигатель включает в себя клапан для впрыска топлива, выполненный с возможностью непосредственно впрыскивать топливо в цилиндр, и свечу зажигания, которая зажигает искрой смесь в цилиндре. Контроллер двигателя аспекта снабжается датчиком запроса ускорения, выполненным с возможностью обнаруживать запрос ускорения от водителя, и когда запрос ускорения возникает, и температура верхней поверхности поршня в цилиндре ниже предварительно определенной температуры, момент зажигания задерживается, так что период времени до тех пор, пока пламя после зажигания не достигнет верхней поверхности поршня, продлевается.
Краткое описание чертежей
[0007] Фиг. 1 - это схематичный вид конфигурации вокруг камеры сгорания в двигателе искрового зажигания с непосредственным типом впрыска топлива в цилиндр, к которому применяется этот вариант осуществления.
Фиг. 2 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управляющую процедуру для пресечения увеличения в PN.
Фиг. 3 - это таблица для настройки интервала задержки момента искрового зажигания в первом варианте осуществления.
Фиг. 4 - это вид, иллюстрирующий момент искрового зажигания в первом варианте осуществления.
Фиг. 5 - это вид, когда момент зажигания изменяется линейно относительно расчетного объема жидкого топлива.
Фиг. 6 - это вид, когда момент зажигания изменяется ступенчато относительно расчетного объема жидкого топлива.
Фиг. 7 - это вид, когда момент зажигания изменяется линейно относительно объема впрыска топлива.
Фиг. 8 - это таблица для настройки продолжительности периода перекрытия клапанов в первом варианте осуществления.
Фиг. 9 - это пояснительный вид для интервала продления фаз газораспределения, когда период перекрытия клапанов продлевается.
Фиг. 10 - это таблица фаз газораспределения в первом варианте осуществления.
Фиг. 11 - это таблица фаз газораспределения относительно расчетного объема жидкого топлива.
Фиг. 12 - это вид, когда период перекрытия клапанов изменяется линейно относительно расчетного объема жидкого топлива.
Фиг. 13 - это вид, когда период перекрытия клапанов изменяется линейно относительно объема впрыска топлива.
Фиг. 14 - это пояснительный вид для периода перекрытия клапанов относительно момента впрыска.
Фиг. 15 - это первый вид для объяснения результата задержки момента зажигания.
Фиг. 16 - это вид для объяснения результата задержки момента зажигания.
Фиг. 17 - это третий вид для объяснения результата задержки момента зажигания.
Фиг. 18 - это вид, иллюстрирующий соотношение между моментом зажигания, перекрытием клапанов и концентрацией PN.
Фиг. 19 - это пояснительный вид величины корректировки перекрытия клапанов относительно расчетного объема жидкого топлива во втором варианте осуществления.
Фиг. 20 - это пояснительный вид величины корректировки перекрытия клапанов относительно величины впрыска топлива во втором варианте осуществления.
Описание вариантов осуществления
[0008] Далее в данном документе, будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи.
[0009] (Первый вариант осуществления)
Фиг. 1 является схематичным видом конфигурации вокруг камеры сгорания двигателя искрового зажигания с непосредственным типом впрыска топлива в цилиндр (далее в данном документе также называемого "двигателем") 1, к которому применяется этот вариант осуществления. Только один цилиндр иллюстрируется на фиг. 1, но этот вариант осуществления может также быть применен к многоцилиндровому двигателю.
[0010] Блок 1B цилиндров двигателя 1 включает в себя цилиндр 2. Цилиндр 2 вмещает в себя поршень 3, приспособленный к возвратно-поступательному движению. Поршень 3 соединяется с коленчатым валом, не показан, через шатун 12 и выполняет возвратно-поступательные движения посредством вращения коленчатого вала. Кроме того, поршень 3 включает в себя полость 10, которая будет описана позже, на верхней поверхности 3A (далее в данном документе также называемой верхней поверхностью 3A поршня).
[0011] Головка 1A блока цилиндров двигателя 1 включает в себя камеру сгорания 11 в форме углубления. Камера 11 сгорания образуется имеющей так называемый тип односкатной крыши, и пара впускных клапанов 6 располагается на наклонной поверхности на впускной стороне, в то время как пара выпускных клапанов 7 располагается на наклонной поверхности на выпускной стороне, соответственно. И свеча 8 зажигания располагается так, чтобы следовать оси цилиндра 2 практически в центральной позиции камеры 11 сгорания, окруженной этой парой впускных клапанов 6 и парой выпускных клапанов 7.
[0012] Кроме того, в позиции, находящейся между парой впускных клапанов 6 на головке 1A блока цилиндров, клапан 9 впрыска топлива располагается так, чтобы быть обращенным в камеру 11 сгорания. Направленность струи топлива, впрыскиваемой из клапана 9 впрыска топлива, будет описана позже.
[0013] Впускной клапан 6 и выпускной клапан 7 приводятся в действие посредством механизма 20 регулирования фаз газораспределения в качестве механизма регулирования периода перекрытия клапанов. Механизм 20 регулирования фаз газораспределения должен лишь иметь возможность изменять фазу газораспределения впускного клапана 6 и выпускного клапана 7, т.е., момент открытия клапана и момент закрытия клапана, так что создается период перекрытия клапанов, в течение которого и впускной клапан 6, и выпускной клапан 7 открыты. Момент открытия клапана - это момент, когда начинается операция открытия клапана, а момент закрытия клапана - это момент, когда операция закрытия клапана заканчивается. В этом варианте осуществления используется известный механизм 20 регулирования фаз газораспределения для изменения фазы вращения относительно коленчатого вала для кулачкового вала для приведения в действие впускного клапана 6 и кулачкового вала для приведения в действие выпускного клапана 7. Известный механизм регулирования фаз газораспределения, который может изменять не только фазу вращения, но также углы срабатывания впускного клапана 6 и выпускного клапана 7, может также быть использован. Кроме того, в качестве механизма 20 регулирования фаз газораспределения могут также быть использованы не только механизмы, которые приспособлены регулировать оба момента открытия/закрытия впускного клапана 6 и выпускного клапана 7, но также и механизмы, которые приспособлены регулировать только какой-либо один из них. Другие механизмы могут также быть использованы, даже если может регулироваться только момент открытия/закрытия впускного клапана 6, например, пока период перекрытия клапанов между периодом открытия впускного клапана 6 и периодом открытия выпускного клапана 7 может регулироваться, чтобы продлеваться или сокращаться.
[0014] На стороне ниже по потоку для выхлопного потока в выпускном канале 5 вставлен каталитический нейтрализатор очистки отработавшего газа для очистки отработавшего газа двигателя 1. Каталитический нейтрализатор очистки отработавшего газа является трехкомпонентным нейтрализатором, например.
[0015] Поршень 3 включает в себя полость 10 в верхней поверхности 3A поршня, как описано выше. Полость 10 предусматривается в позиции, смещенной во впускную сторону на верхней поверхности 3A поршня. Клапан 9 впрыска топлива размещается так, что струя топлива направляется на эту полость 10 при впрыске топлива, когда поршень 3 находится поблизости от верхней мертвой точки. Он имеет такую форму, что струя топлива, сталкивающаяся с полостью 10, взлетает вдоль поверхности стенки полости 10 и движется в направлении свечи 8 зажигания.
[0016] Объем впрыска топлива, момент впрыска топлива, момент зажигания и т.п. двигателя 1 управляются посредством контроллера 100 в соответствии с рабочим состоянием двигателя 1. Момент впрыска топлива является моментом, когда впрыск топлива начинается. Кроме того, для того, чтобы выполнять такое управление, двигатель 1 включает в себя различные обнаруживающие устройства, такие как датчик угла поворота коленчатого вала, датчик 32 температуры охлаждающей жидкости, расходомер воздуха для обнаружения объема всасываемого воздуха, датчик 31 положения акселератора для обнаружения величины нажатия педали акселератора, датчик 33 температуры каталитического нейтрализатора для определения температуры каталитического нейтрализатора для очистки отработавшего газа непосредственно или опосредованно и т.п. Датчик 31 позиции акселератора функционирует как датчик запроса ускорения для обнаружения запроса ускорения водителем, но датчик запроса ускорения не ограничивается этим. Например, это может быть также применено к тем, кто управляет акселератором рукой, и форма оператора не ограничивается, пока величина запроса ускорения может быть обнаружена.
[0017] Далее будет описано управление при запуске двигателя 1, выполняемое посредством контроллера 100. В этом варианте осуществления предполагается, что выполняется так называемый двухступенчатый впрыск, при котором объем топлива, требуемый для одного цикла сгорания, впрыскивается в двух сеансах.
[0018] Каталитический нейтрализатор для очистки отработавшего газа не проявляет достаточную характеристику очистки при температуре ниже температуры активации. Таким образом, при холодном запуске, когда каталитический нейтрализатор для очистки отработавшего газа находится при температуре ниже температуры активации, температура каталитического нейтрализатора для очистки отработавшего газа должна быть повышена раньше. Таким образом, в состоянии работы на холостом ходу после холодного запуска, и когда каталитический нейтрализатор для очистки отработавшего газа находится в неактивном состоянии, контроллер 10 выполняет сжигание послойного заряда топлива со сверхзадержкой для того, чтобы раньше активировать каталитический нейтрализатор для очистки отработавшего газа. Само по себе сжигание послойного заряда топлива со сверхзадержкой известно (см. выложенный японский патент № 2008-25535).
[0019] При сгорании послойного заряда топлива со сверхзадержкой контроллер 100 устанавливает момент зажигания в первую половину такта расширения, т.е., на 15-30 градусов после верхней мертвой точки такта сжатия, например. Кроме того, контроллер 100 устанавливает первый сеанс для момента впрыска топлива в первую половину такта впуска и второй сеанс для момента впрыска топлива во вторую половину такта сжатия, который является моментом, когда струя топлива может достигать периметра свечи 8 зажигания, по времени момента зажигания или на 50-60 градусов перед верхней мертвой точкой, например.
[0020] Здесь, объем первого впрыска топлива и объем второго впрыска топлива будут описаны.
[0021] Соотношение воздух-топливо отработавшего газа, выпускаемого при сгорании послойного заряда топлива со сверхзадержкой, описанном выше, является стехиометрическим (стехиометрическое соотношение воздух-топливо). Контроллер 100 вычисляет объем топлива (далее в данном документе также называемый суммарным объемом топлива), который может быть полностью сожжен посредством объема всасываемого воздуха в одном цикле сгорания аналогично обычному способу задания объема впрыска топлива. Часть этого суммарного объема топлива или 50-90 вес%, например, задается в объем первого впрыска, в то время как оставшаяся часть задается в объем второго впрыска.
[0022] Задавая объем впрыска топлива, как описано выше, струя топлива, впрыскиваемая в первом впрыске топлива, рассеивается в цилиндре 2 без столкновения с полостью 10, смешивается с воздухом и формирует однородную смесь, которая беднее стехиометрической по всей площади камеры 11 сгорания. Струя топлива, впрыскиваемая во втором впрыске топлива, сталкивается с полостью 10 и взлетает так, чтобы достигать окрестностей свечи 8 зажигания, и формирует смесь богаче стехиометрической около свечи 8 зажигания концентрированным образом. В результате, смесь в камере 11 сгорания входит в состояние послойного заряда топлива. Посредством выполнения искрового зажигания с помощью свечи 8 зажигания в этом состоянии выполняется сгорание, устойчивое к возмущению, при котором пропуск зажигания или формирование дыма пресекается. Вышеупомянутое сгорание является сгоранием послойного заряда топлива, но для того, чтобы отличать его от обычного сгорания послойного заряда топлива, момент зажигания которого находится перед верхней мертвой точкой, оно называется сгоранием послойного заряда топлива со сверхзадержкой.
[0023] Согласно сгоранию послойного заряда топлива со сверхзадержкой, как описано выше, не только температура выхлопа может быть повышена по сравнению с традиционным однородным стехиометрическим сгоранием, но и выброс углеводорода (HC) из камеры 11 сгорания в выпускной канал 5 может быть уменьшен. Т.е., согласно сгоранию послойного заряда топлива со сверхзадержкой, может быть реализована более ранняя активация каталитического нейтрализатора для очистки отработавшего газа, в то время как выброс HC в атмосферный воздух от запуска двигателя до активации каталитического нейтрализатора для очистки отработавшего газа подавляется по сравнению с прогревом, дополнительно выполняемым только в традиционном однородном стехиометрическом сгорании, только в сгорании послойного заряда топлива или в форме сгорания, в которой дополнительное топливо впрыскивается во второй половине сгорания и после (в такте расширения и после и во время такта выпуска) или т.п. Здесь, сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой, как предполагается, выполняетсят в двухступенчатом впрыске топлива, но число стадий впрыска топлива не ограничивается этим.
[0024] Часть топлива, сталкивающегося с верхней поверхностью 3A поршня во время выполнения сгорания послойного заряда топлива со сверхзадержкой, не взлетает в направлении свечи 8 зажигания, а прилипает к верхней поверхности 3A поршня. Даже если топливо прилипает к верхней поверхности 3A поршня, если прилипающее топливо испаряется и сжигается в цикле сгорания, топливо не остается на верхней поверхности 3A поршня. Однако, поскольку сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой выполняется при холодном запуске, прилипающее топливо не может легко испаряться до тех пор, пока температура верхней поверхности 3A поршня не повысится. Кроме того, если прилипающее топливо сжигается посредством распространения пламени горения в цикле сгорания, топливо не остается на верхней поверхности 3A поршня. Однако, поскольку сгорание начинается в такте расширения в сгорании послойного заряда топлива со сверхзадержкой, пламя горения не достигает верхней поверхности 3A поршня, или оно достигает верхней поверхности 3A поршня в состоянии, когда температура понижается во второй половине такта расширения, и, таким образом, трудно сжигать прилипающее топливо в цикле. Явление того, что жидкое топливо, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, поджигается пламенем горения и сжигается, называется возгоранием слоя жидкости.
[0025] Следовательно, в течение предварительно определенного периода от холодного запуска, жидкое топливо, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, постоянно увеличивается. Предварительно определенный период, здесь, означает период, в течение которого величина испарения жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня во время 1 цикла сгорания, больше величины прилипания на верхней поверхности 3A поршня в 1 цикле сгорания.
[0026] Т.е., если сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой продолжается после предварительно определенного периода, жидкое топливо, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, постепенно уменьшается. Однако, сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой переключается на равномерное стехиометрическое сгорание в состоянии, когда жидкое топливо остается на верхней поверхности 3A поршня, прежде чем предварительно определенный период прошел, в некоторых случаях. Это такой случай, когда педаль акселератора нажимается для ускорения, например. Равномерное стехиометрическое сгорание, здесь, является формой сгорания, в которой смесь со стехиометрическим соотношением воздух-топливо формируется во всей камере 11 сгорания и зажигается искрой.
[0027] Когда педаль акселератора нажимается для ускорения, в то время как выполняется сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой, управление переключается на обычное управление. Обычное управление в этом варианте осуществления является управлением, в котором искровое зажигание выполняется в оптимальный момент зажигания (MBT: минимальное опережение для лучшего крутящего момента) в равномерном стехиометрическом сгорании. MBT в равномерном стехиометрическом сгорании, в целом, является моментом зажигания, перенесенным на слегка более ранний момент времени, чем TDC. Впрыск топлива в это время является впрыском в такте впуска.
[0028] Когда сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой переключается так, что равномерное стехиометрическое сгорание выполняется в MBT в состоянии, когда жидкое топливо остается на верхней поверхности 3A поршня, пламя горения все еще с высокой температурой достигает верхней поверхности 3A поршня и вызывает возгорание слоя жидкости, и оставшееся жидкое топливо сжигается. Затем, когда жидкое топливо, накопившееся до этого времени цикла сгорания, сжигается, PN имеет тенденцию увеличиваться.
[0029] Таким образом, в этом варианте осуществления, для того, чтобы пресекать увеличение в PN, вызванное сжиганием жидкого топлива, контроллер 100 выполняет управление, описанное ниже.
[0030] Фиг. 2 - это блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая управляющую процедуру для пресечения увеличения в PN. Эта управляющая процедура выполняется посредством контроллера 100. Эта процедура циклически выполняется с коротким интервалом приблизительно в 10 миллисекунд, например.
[0031] Эта процедура должна задерживать момент зажигания для того, чтобы пресекать формирование PM, вызванное соприкосновением жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, с пламенем. Кроме того, необходимо продлевать период перекрывания клапанов для того, чтобы уменьшать объем жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня (далее в данном документе называемый просто "объемом жидкого топлива"). Объяснение будет выполнено ниже в соответствии с этапами блок-схемы последовательности операций.
[0032] На этапе S101 контроллер 100 определяет, была ли нажата педаль акселератора больше чем на предварительно определенную величину A непрерывно с момента сгорания послойного заряда топлива со сверхзадержкой. Здесь, предварительно определенная величина A является величиной нажатия до такой степени, что обнаруживается, что водитель имеет намерение ускорения. Эта предварительно определенная величина A задается заранее. Кроме того, происходит ли это во время сгорания послойного заряда со сверхзадержкой или нет, может быть определено на основе температуры каталитического нейтрализатора для очистки отработавшего газа в это время. В частности, если каталитический нейтрализатор для очистки отработавшего газа имеет температуру ниже температуры активации, он определяется как находящийся в работе, в то время как, если он находится при температуре активации или выше, он определяется как не находящийся в работе.
[0033] Когда педаль акселератора не была нажата больше чем на предварительно определенную величину A на этапе S101, контроллер 100 определяет, превышает или нет температура каталитического нейтрализатора температуру TC активации каталитического нейтрализатора (S102). Затем, если температура каталитического нейтрализатора не превысила температуру TC активации каталитического нейтрализатора, контроллер 100 непрерывно выполняет вышеупомянутое управление сгоранием послойного заряда топлива со сверхзадержкой (S103).
[0034] С другой стороны, если педаль акселератора была нажата больше чем на предварительно определенную величину A на этапе S101, или если температура каталитического нейтрализатора превышает температуру TC активации каталитического нейтрализатора на этапе S102, контроллер 100 выполняет управление равномерным стехиометрическим сгоранием (S104). Равномерное стехиометрическое сгорание - это форма сгорания для искрового зажигания, в котором смесь со стехиометрическим соотношением воздух-топливо формируется во всей камере 11 сгорания, как описано выше. Даже если температура каталитического нейтрализатора превышает температуру TC активации, обработка переходит к этапу S104, и управление согласно температуре верхней поверхности 3A поршня должно выполняться на этапе S105, который будет описан позже, поскольку, даже если каталитический нейтрализатор был активирован, температура верхней поверхности 3A поршня необязательно повышается, и PN может увеличиваться в некоторых случаях, если температура верхней поверхности 3A поршня является низкой.
[0035] Затем, на этапе S105, контроллер 100 получает температуру верхней поверхности 3A поршня (далее в данном документе называемую просто "температурой верхней поверхности поршня" в некоторых случаях). В этом варианте осуществления температура верхней поверхности поршня может быть получена из обнаруженного значения датчика 32 температуры охлаждающей жидкости. Например, получая соотношение между температурой, полученной посредством существующего датчика 32 температуры охлаждающей жидкости, и температурой верхней поверхности поршня заранее, температура поршня может быть получена в управлении двигателем 1 на основе температуры, полученной посредством существующего датчика 32 температуры охлаждающей жидкости.
[0036] На этапе S106 контроллер 100 определяет, меньше или нет температура верхней поверхности поршня, полученная на этапе S105, чем пороговое значение T1, заданное заранее. Если температура верхней поверхности поршня меньше порогового значения T1, контроллер 100 выполняет обработку на этапе S107, в то время как, если она равна пороговому значению T1 или выше, контроллер 100 выполняет обработку на этапе S111.
[0037] Для порогового значения T1, используемого на этом этапе, значение, которое может удовлетворять регулируемому значению выбросов для PN, даже если сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой переключается на обычное управление, задается заранее. Пороговое значение T1 может рассматриваться, другими словами, как температура границы между температурой, при которой жидкое топливо, прилипающее к верхней поверхности 3A поршня, может испаряться или сжигаться в 1 цикле, и температурой, при которой этого не происходит. Затем, температура, при которой испарение или сгорание не могут быть выполнены в 1 цикле, может рассматриваться как температура, при которой жидкое топливо, прилипающее к верхней поверхности 3A поршня, переносится на следующий цикл в жидком состоянии и становится фактором для формирования твердых частиц (PM). Поскольку было обнаружено, что пламя может возникать посредством жидкого топлива при ускорении в некоторых случаях, даже если верхняя поверхность 3A поршня не намочена, пороговое значение T1 может быть температурой границы между этой температурой и температурой, при которой пламя не возникает.
[0038] На этапе S107 контроллер 100 вычисляет интервал задержки момента искрового зажигания, как будет описано позже. Интервал задержки момента искрового зажигания (далее в данном документе называемого просто "моментом зажигания" в некоторых случаях) вычисляется посредством подготовки таблицы на фиг. 3 заранее и сохранения ее в контроллере 100 и посредством поиска в этой таблице с помощью температуры верхней поверхности поршня.
[0039] Фиг. 3 - это таблица для задания интервала задержки момента искрового зажигания в первом варианте осуществления. На фиг. 3 вертикальная ось указывает интервал задержки момента зажигания, в то время как поперечная ось указывает температуру верхней поверхности поршня. Интервал задержки момента зажигания равен нулю в случае, когда температура T верхней поверхности 3A поршня является T > порогового значения T1 и RT1 в случае порогового значения T1 ≥ T.
[0040] На этапе S108 контроллер 100 устанавливает момент зажигания. В частности, новый момент зажигания вычисляется из момента зажигания для обычного равномерного стехиометрического горения и интервала RT1 задержки момента зажигания, вычисленного на этапе S107.
[0041] Фиг. 4 - это вид, иллюстрирующий момент искрового зажигания в первом варианте осуществления. Фиг. 4 иллюстрирует пример момента зажигания, когда выполняется обработка на вышеупомянутых этапах S107 и S108. Вертикальная ось на фиг. 4 указывает момент зажигания, в то время как поперечная ось указывает температуру T верхней поверхности поршня. Когда температура T верхней поверхности поршня меньше порогового значения T1, момент зажигания устанавливается так, что базовый момент зажигания (MBT) в равномерном стехиометрическом горении при обычном управлении задерживается лишь на интервал RT1 задержки.
[0042] Если момент зажигания не задерживается, здесь, пламя, распространяемое зажиганием, вскоре достигает верхней поверхности 3A поршня. Затем, пламя приходит в соприкосновение с жидким топливом, остающимся в полости ранее, что увеличивает PN. Однако, если момент зажигания задерживается, как описано выше, пламя, распространяющееся посредством зажигания, не достигает верхней поверхности 3A поршня, или даже если оно достигает, оно достигает с задержкой, и, таким образом, время соприкосновения пламени с верхней поверхностью 3A поршня может быть уменьшено. И величина сгорания жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, может быть уменьшена, так что увеличение в PN может быть пресечено. Кроме того, если момент зажигания задерживается, температура пламени снижается в такте расширения, и пламя достигает верхней поверхности 3A поршня, и, таким образом, даже если возгорание слоя жидкости происходит, его размер может быть уменьшен. Кроме того, увеличение в PN может быть пресечено.
[0043] Конфигурирование может быть выполнено таким образом, что таблица момента зажигания для расчетного объема жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня (далее в данном документе называемого "расчетным объемом жидкого топлива" в некоторых случаях), подготавливается, и расчетный объем жидкого топлива получается посредством обращения к этой таблице, когда момент зажигания задерживается на этапе S107 и этапе S108. Расчетный объем жидкого топлива имеет корреляцию с температурой верхней поверхности поршня. Если температура верхней поверхности поршня является высокой, жидкое топливо может легко испаряться, и, таким образом, расчетный объем жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня уменьшается. С другой стороны, если температура верхней поверхности поршня является низкой, жидкое топливо легко не испаряется, расчетный объем жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня увеличивается.
[0044] Таким образом, таблица задается так, что, чем больше расчетный объем жидкого топлива, тем больше становится интервал задержки момента искрового зажигания. Чем больше расчетный объем жидкого топлива, тем выше в таблице сдвигается интервал задержки момента зажигания на фиг. 3. Чем больше расчетный объем жидкого топлива, тем больше увеличивается PN, когда жидкое топливо приводится в соприкосновение с пламенем. Однако, посредством вычисления интервала задержки момента зажигания, как описано выше, время соприкосновения пламени с жидким топливом на верхней поверхности 3A поршня может быть уменьшено. И увеличение в PN может быть пресечено.
[0045] Фиг. 5 - это вид, когда момент зажигания изменяется линейно относительно расчетного объема жидкого топлива. Даже если момент зажигания изменяется линейно относительно расчетного объема жидкого топлива, как описано выше, увеличение в PN может быть пресечено посредством действия, аналогичного вышеописанному.
[0046] Фиг. 6 - это вид, когда момент зажигания изменяется ступенчато относительно расчетного объема жидкого топлива. Даже если момент зажигания изменяется ступенчато относительно расчетного объема жидкого топлива, как описано выше, увеличение в PN может быть пресечено посредством действия, аналогичного вышеописанному.
[0047] В оценке объема жидкого топлива объем жидкого топлива может быть оценен на основе температуры верхней поверхности поршня и прошедшего времени с запуска двигателя. В частности, сначала, на основе характеристики, что чем ниже температура верхней поверхности поршня, тем легче жидкому топливу оставаться на верхней поверхности 3A поршня, остающийся объем в единицу времени определяется для каждой температуры верхней поверхности поршня, и интегральная величина адгезии верхней поверхности 3A поршня вычисляется посредством интегрирования прошедшего времени после запуска двигателя по отношению к этому значению. Затем, величина испарения, которая будет описана позже, вычитается из этой интегрированной величины, и результатом является расчетный объем жидкого топлива.
[0048] Вышеупомянутая величина испарения является испарившимся объемом топлива, прилипающего к верхней поверхности 3A поршня. Поскольку чем выше температура, тем проще топливо может испаряться, чем выше температура верхней поверхности 3A поршня, тем большей становится величина испарения.
[0049] Кроме того, конфигурирование может быть выполнено таким образом, что подготавливается таблица момента зажигания относительно объема впрыска топлива на верхнюю поверхность 3A поршня, и таблица согласно объему впрыска топлива выбирается, когда момент зажигания задерживается на этапе S107 и этапе S108. Чем больше объем впрыска топлива, тем больше становится остающийся объем жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня. С другой стороны, чем меньше объем впрыска топлива, тем меньше становится остающийся объем жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня.
[0050] Таким образом, интервал задержки момента зажигания устанавливается более значительным для таблицы в случае большего объема впрыска топлива. Чем больше объем впрыска топлива, тем выше в таблице сдвигается интервал задержки момента зажигания на фиг. 3. Поскольку, чем больше объем впрыска топлива, тем большим становится расчетный объем жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, когда оно приводится в соприкосновение с пламенем, PN увеличивается. Однако, посредством вычисления интервала задержки момента искрового зажигания, как описано выше, время соприкосновения пламени с жидким топливом на верхней поверхности 3A поршня может быть уменьшено более надежным образом. Затем, увеличение в PN может быть пресечено.
[0051] Фиг. 7 - это вид, когда момент зажигания изменяется линейно относительно объема впрыска топлива. Даже если момент зажигания изменяется линейно относительно объема впрыска топлива, как описано выше, увеличение в PN может быть пресечено посредством действия, аналогичного вышеописанному.
[0052] Объяснение будет возвращено к объяснению для блок-схемы последовательности операций на фиг. 2.
[0053] На этапе S109 контроллер 100 вычисляет период перекрытия клапанов на основе температуры T верхней поверхности поршня. Период перекрытия клапанов, здесь, означает период, в течение которого впускной клапан 6 и выпускной клапан 7 являются открытыми, период продолжается, как указано посредством угла поворота коленчатого вала.
[0054] Фиг. 8 - это таблица для настройки продолжительности периода перекрытия клапанов в первом варианте осуществления. На фиг. 8 вертикальная ось указывает период перекрытия клапанов, в то время как поперечная ось указывает верхнюю поверхность T поршня. На фиг. 8 период перекрытия клапанов равен V1 в случае, когда температура T верхней поверхности поршня равна T < T1, в то время как в случае T ≥ T1 он является базовым периодом V0 перекрытия. Здесь, формируется соотношение V0 < V1.
[0055] Когда период перекрытия клапанов продлевается, так называемый объем внутреннего EGR-газа увеличивается. Поскольку внутренний EGR-газ имеет высокую температуру, впуск его в цилиндр повышает температуру в цилиндре с такта впуска до момента зажигания. Когда температура в цилиндре растет, температура поршня также растет, и испарение жидкого топлива, прилипающего к полости, стимулируется. Таким образом, таблица на фиг. 8 задается так, что, если температура T верхней поверхности является низкой, период перекрытия клапанов продлевается.
[0056] На этапе S110 контроллер 100 задает угол конверсии механизма 20 регулирования фаз газораспределения для реализации периода перекрытия клапанов, вычисленного на этапе S109, и изменяет интервал перекрытия клапанов. Более подробно, такт клапана для впускного клапана 6 и выпускного клапана 7 вычисляется посредством способа, который будет описан позже, и угол конверсии механизма 20 регулирования фаз газораспределения на впускной стороне и выпускной стороне изменяется на основе результата вычисления.
[0057] Фиг. 9 - это пояснительный вид для интервала продления такта клапана, когда период перекрытия клапанов продлевается. В этом варианте осуществления, как иллюстрировано на фиг. 9, интервал переноса на более ранний срок момента открытия впускного клапана 6 задается больше интервала задержки момента закрытия выпускного клапана 7.
[0058] Как описано выше, посредством продления периода перекрытия клапанов посредством дополнительного переноса на более ранний срок момента открытия впускного клапана 6, объем внутреннего EGR-газа, возвращающегося к стороне впускного отверстия, может быть увеличен в такте выпуска. Внутренний EGR-газ, возвратившийся во впускное отверстие, втекает в цилиндр в последующем такте впуска. Тогда так называемый внутренний EGR-объем может быт эффективно увеличен.
[0059] Фиг. 10 - это таблица фаз газораспределения в первом варианте осуществления. Фиг. 10 - это таблица для получения момента открытия (IVO на чертеже) впускного клапана 6 и момента закрытия (EVC на чертеже) выпускного клапана 7 для реализации периода перекрытия клапанов, вычисленного на этапе S109. На фиг. 10 вертикальная ось указывает фазы газораспределения, в то время как поперечная ось указывает период перекрытия клапанов. Если период перекрытия клапанов является базовым периодом V0 перекрытия клапанов (фиг. 8), момент открытия впускного клапана 6 является IVO0, а момент закрытия выпускного клапана 7 является EVC0. Если период перекрытия клапанов является V1, момент открытия впускного клапана 6 является IVO1, перенесенный на более ранний срок от IVO0, а момент закрытия выпускного клапана 7 является EVC1, задержанным от EVC0. Как описано выше, момент открытия впускного клапана 6 и момент закрытия выпускного клапана 7 задаются так, чтобы помещать между ними верхнюю мертвую точку такта выпуска, какой бы ни была продолжительность периода перекрытия клапанов.
[0060] Как описано выше, в этом варианте осуществления, когда педаль акселератора нажимается больше чем на предварительно определенную величину A при сгорании послойного заряда топлива со сверхзадержкой, и когда температура T верхней поверхности поршня меньше порогового значения T1, период перекрытия клапанов продлевается, и, таким образом, внутренняя EGR увеличивается. Когда внутренняя EGR увеличивается, температура в цилиндре может повышаться посредством EGR-газа с высокой температурой. И посредством испарения жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня, жидкое топливо, собирающееся на верхней поверхности 3A поршня, может быть уменьшено. Тогда увеличение в PN может быть пресечено.
[0061] Кроме того, EGR-газ имеет характеристику снижения температуры горения после искрового зажигания, поскольку он снижает концентрацию кислорода в цилиндре. Когда температура горения является низкой, формирование PM может быть пресечено способом химической реакции. Таким образом, посредством продления периода перекрытия клапанов увеличение в PN может быть пресечено.
[0062] Конфигурирование может быть выполнено таким образом, что подготавливается таблица периода перекрытия клапанов относительно расчетного объема жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, и период перекрытия клапанов получается посредством обращения к этой таблице, когда период перекрытия клапанов продлевается на этапе S109 и этапе S110. Расчетный объем жидкого топлива имеет корреляцию с температурой верхней поверхности поршня. Если температура верхней поверхности поршня является высокой, жидкое топливо может легко испаряться, и, таким образом, расчетный объем жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня становится меньше. С другой стороны, если температура верхней поверхности поршня является низкой, жидкое топливо легко не испаряется, и, таким образом, расчетный объем жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня становится больше.
[0063] Фиг. 11 - это таблица фаз газораспределения относительно расчетного объема жидкого топлива. Как иллюстрировано на фиг. 11, таблица задается так, что, чем больше расчетный объем жидкого топлива, тем более продолжительным становится период перекрытия клапанов. Чем больше расчетный объем жидкого топлива, тем больше увеличивается PN, когда жидкое топливо приводится в соприкосновение с пламенем. Однако, посредством получения периода перекрытия клапанов, как описано выше, объем жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, может быть уменьшен. И увеличение в PN может быть пресечено. Кроме того, действие внутренней EGR может быть улучшено, как описано выше, и, таким образом, увеличение в PN также может быть пресечено посредством этого.
[0064] Фиг. 12 - это вид, когда период перекрытия клапанов изменяется линейно относительно расчетного объема жидкого топлива. Как описано выше, даже когда период перекрытия клапанов изменяется линейно относительно расчетного объема жидкого топлива, увеличение в PN может быть пресечено посредством действия, аналогичного вышеописанному.
[0065] Кроме того, конфигурирование может быть выполнено таким образом, что подготавливается таблица периода перекрытия клапанов относительно объема впрыска топлива, и период перекрытия клапанов получается посредством обращения к этой таблице, когда период перекрытия клапанов продлевается на этапе S109 и S110. Если объем впрыска топлива является большим, остающийся объем жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня становится больше. С другой стороны, если объем впрыска топлива является небольшим, остающийся объем жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня становится меньше.
[0066] Таким образом, таблица задается так, что, чем больше объем впрыска топлива, тем более продолжительным устанавливается период перекрытия клапанов. Чем больше объем впрыска топлива, тем выше в таблице сдвигается период перекрытия клапанов на фиг. 8. Чем больше объем впрыска топлива, тем больше становится расчетный объем жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, и PN увеличивается, когда жидкое топливо приводится в соприкосновение с пламенем. Однако, посредством получения периода перекрытия клапанов, как описано выше, объем жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, может быть уменьшен. И увеличение в PN может быть пресечено. Кроме того, поскольку действие внутреннего EGR может быть улучшено, как описано выше, увеличение в PN может быть пресечено также посредством этого.
[0067] Фиг. 13 - это вид, когда период перекрытия клапанов изменяется линейно относительно объема впрыска топлива. Как описано выше, даже если период перекрытия клапанов изменяется линейно относительно объема впрыска топлива, увеличение в PN может быть пресечено посредством действия, аналогичного вышеописанному.
[0068] Фиг. 14 - это пояснительный вид для периода перекрытия клапанов относительно момента впрыска. Конфигурирование может быть выполнено таким образом, что период перекрытия клапанов получается на основе момента впрыска с помощью таблицы, которая иллюстрирована на фиг. 14. На фиг. 14 вертикальная ось указывает период перекрытия клапанов, в то время как поперечная ось указывает момент впрыска. Здесь, момент впрыска топлива находится перед верхней мертвой точкой такта сжатия. На поперечной оси, чем дальше она идет в правом направлении, тем ближе доходит до момента перед верхней мертвой точкой такта сжатия.
[0069] В таблице на фиг. 14 конфигурирование выполняется таким образом, что, чем ближе момент впрыска доходит до верхней мертвой точки, тем дольше продлевается период перекрытия клапанов. Когда момент впрыска доходит ближе до верхней мертвой точки, топливу проще прилипать к верхней поверхности 3A поршня. Т.е., жидкому топливу проще оставаться на верхней поверхности 3A поршня. Однако, здесь, он задается так, что, чем ближе момент впрыска доходит до верхней мертвой точки, тем дольше продлевается период перекрытия клапанов, и, таким образом, увеличение в PN может быть пресечено посредством уменьшения остающегося объема жидкого топлива на верхней поверхности 3A поршня.
[0070] В блок-схеме последовательности операций на фиг. 2 обработка на этапах S109-S110 может выполняться перед обработкой на этапах S107-S108. Кроме того, только какая-либо одна из обработки на этапах S107-S108 и обработки на этапах S109-S110 может выполняться.
[0071] Когда этап S111 выполняется в результате определения на этапе S101 или этапе S106, выполняется обычное управление. Обычное управление является управлением работой, при котором равномерное стехиометрическое сгорание выполняется при MBT. Обращаясь к фиг. 3 и 4 снова, когда температура T верхней поверхности равна пороговому значению T1 или выше, интервал задержки момента зажигания приводится к нулю, и момент зажигания делается базовым моментом зажигания, так, чтобы выполнять MBT. Если температура T верхней поверхности равна пороговому значению T1 или выше, период перекрытия клапанов устанавливается относительно коротким в V0. Затем, он устанавливается так, что эффективность отложения в цилиндре становится высокой посредством пресечения увеличения в объеме выброса всасываемого воздуха. Например, он устанавливается так, что эффективность отложения в цилиндре становится наивысшей. В результате, температура верхней поверхности поршня повышается, достаточное ускорение реализуется для запроса ускорения, даже если сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой было переключено на равномерное стехиометрическое сгорание.
[0072] Резюмируя управляющую процедуру, описанную выше, контроллер 100 получает температуру T верхней поверхности 3A поршня при управлении равномерным стехиометрическим сгоранием. Если температура T верхней поверхности 3A поршня равна пороговой температуре T1 или выше, контроллер 100 выполняет обычное управление, в котором равномерное стехиометрическое сгорание выполняется при MBT. С другой стороны, если температура T на верхней поверхности 3A поршня меньше порогового значения T1, контроллер 100 задерживает момент искрового зажигания в отличие от обычного управления и продлевает период перекрытия клапанов в отличие от обычного управления.
[0073] В вышеупомянутом варианте осуществления момент зажигания и период перекрытия клапанов изменяются ступенчато относительно температуры верхней поверхности поршня, но момент зажигания и период перекрытия клапанов могут быть сконфигурированы, чтобы изменяться линейно относительно температуры верхней поверхности поршня.
[0074] Далее будет объяснен результат этого варианта осуществления.
[0075] В этом варианте осуществления, когда каталитический нейтрализатор для очистки отработавшего газа, вставленный в выпускной канал 5, нуждается в прогреве, контроллер 100 выполняет операцию прогрева каталитического нейтрализатора (сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой), в которой топливо впрыскивается в такте сжатия и в момент, когда струя топлива наталкивается на верхнюю поверхность 3A поршня, и наталкивающаяся струя топлива движется по направлению к свече 8 зажигания вдоль формы верхней поверхности 3A поршня, и выполняет искровое зажигание в верхней мертвой точке такта сжатия и после. Затем, после того как сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой переключается на управление равномерным стехиометрическим сгоранием, если температура верхней поверхности 3A поршня ниже предварительно определенной температуры, момент искрового зажигания задерживается так, что время до тех пор, когда пламя после зажигания достигает верхней поверхности 3A поршня, становится более продолжительным.
[0076] Когда струя топлива была вынужденно сталкивается с верхней поверхностью 3A поршня, и сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой было выполнено, жидкое топливо может легко собираться на верхней поверхности 3A поршня. В таких обстоятельствах, если педаль акселератора нажимается более чем на предварительно определенную величину A и входит в состояние ускорения, равномерное сгорание должно выполняться при MBT, и пламя приходит в соприкосновение с топливом, собирающимся на верхней поверхности 3A поршня. Затем, PM формируется посредством этого.
[0077] Однако, в этом варианте осуществления, в таких обстоятельствах, момент искрового зажигания задерживается так, что время до тех пор, когда пламя после зажигания достигает верхней поверхности 3A поршня, становится более продолжительным, время формирования PM может быть сокращено. Таким образом, увеличение в PN может быть пресечено.
[0078] Кроме того, как в этом варианте осуществления, конфигурирование может быть выполнено таким образом, что, чем большим является объем жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, тем больше задерживается момент искрового зажигания. Посредством конфигурирования, как описано выше, чем больше жидкого топлива остается на верхней поверхности 3A поршня, тем труднее происходит соприкосновение между пламенем и жидким топливом. Таким образом, посредством пресечения формирования PM, увеличение в PN может быть пресечено.
[0079] Кроме того, как в этом варианте осуществления, конфигурирование может быть выполнено таким образом, что, чем больше объем впрыска топлива, тем большим устанавливается интервал задержки момента искрового зажигания. Если объем впрыска топлива является большим, количество жидкого топлива, остающегося на верхней поверхности 3A поршня, считается как увеличившееся. Таким образом, посредством выполнения конфигурирования так, что, чем больше объем впрыска топлива, тем большим устанавливается интервал задержки момента искрового зажигания, может быть затруднено соприкосновение между пламенем и жидким топливом.
[0080] Кроме того, в этом варианте осуществления, во время выполнения сгорания послойного заряда топлива со сверхзадержкой, если педаль акселератора нажимается более чем на предварительно определенную величину A, и температура верхней поверхности 3A поршня в цилиндре ниже предварительно определенной температуры, период перекрытия клапанов продлевается.
[0081] Когда струя топлива вынуждается столкнуться с верхней поверхностью 3A поршня, и сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой выполняется, жидкое топливо может легко собираться на верхней поверхности 3A поршня. В таких обстоятельствах, когда педаль акселератора нажимается на величину больше предварительно определенной величины A, поскольку равномерное сгорание переключается на управление, выполняемое при MBT, PN увеличивается.
[0082] Однако, в этом варианте осуществления, в таких обстоятельствах период перекрытия клапанов продлевается, и внутренняя EGR увеличивается. Когда внутренняя EGR увеличивается, температура в камере сгорания может повышаться посредством EGR-газа с высокой температурой. Затем, жидкое топливо на верхней поверхности 3A поршня испаряется, и жидкое топливо, собирающееся на верхней поверхности 3A поршня, может быть уменьшено. Таким образом, увеличение в PN может быть пресечено.
[0083] Кроме того, EGR-газ имеет характеристику снижения температуры горения, поскольку он снижает концентрацию кислорода в цилиндре. Если температура горения является низкой, формирование PM может быть пресечено способом химической реакции. Таким образом, посредством продления периода перекрытия клапанов увеличение в PN может быть пресечено.
[0084]
Кроме того, как в этом варианте осуществления, конфигурирование может быть выполнено таким образом, что, чем больше жидкого топлива остается на верхней поверхности 3A поршня, тем дольше продлевается период перекрывания клапанов. Посредством продления периода перекрытия клапанов так называемый внутренний EGR-объем может быть увеличен. Когда внутренний EGR-объем увеличивается, температура верхней поверхности 3A поршня увеличивается с помощью температуры газообразных продуктов горения, тем самым, количество жидкого топлива может быть дополнительно уменьшено. Таким образом, даже если количество жидкого топлива, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, становится большим, внутренняя EGR может быть увеличена посредством продления периода перекрытия клапанов. Тогда жидкое топливо, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, может дополнительно испаряться.
[0085] Кроме того, конфигурирование может быть выполнено так, что, чем больше объем впрыска топлива, которое должно быть впрыснуто в цилиндр, тем дольше продлевается период перекрытия клапанов. Посредством продления периода перекрытия клапанов внутренний EGR-объем может быть увеличен. Когда внутренний EGR-объем увеличивается, температура верхней поверхности 3A поршня может быть дополнительно повышена с помощью температуры газообразных продуктов горения, и количество жидкого топлива может быть дополнительно уменьшено. Таким образом, даже если количество жидкого топлива, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, увеличивается вследствие большого объема впрыска топлива, как при ускорении, внутренний EGR-объем может быть увеличен посредством продления периода перекрытия клапанов. Таким образом, жидкое топливо, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, может дополнительно испаряться.
[0086] Кроме того, конфигурирование может быть выполнено таким образом, что период перекрытия клапанов продлевается, если момент впрыска топлива является моментом впрыска, когда жидкое топливо может легко прилипать к верхней поверхности 3A поршня, поскольку находится поблизости от верхней мертвой точки поршня. Даже если вероятно, что жидкое топливо, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, увеличивается в зависимости от момента впрыска, когда жидкое топливо может легко прилипать к верхней поверхности 3A поршня, внутренний EGR-объем может быть увеличен посредством продления периода перекрытия клапанов. Тогда жидкое топливо, остающееся на верхней поверхности 3A поршня, может испаряться.
[0087] Кроме того, в этом варианте осуществления, когда период перекрытия клапанов должен быть продлен, период перекрытия клапанов продлевается, так что период с момента, когда впускной клапан 6 открывается, до верхней мертвой точки такта выпуска, становится продолжительней периода от верхней мертвой точки такта выпуска до момента, когда выпускной клапан 7 закрывается. Посредством продления периода перекрытия клапанов таким образом, что период с момента, когда впускной клапан 6 открывается, до верхней мертвой точки такта выпуска становится продолжительней, объем внутреннего EGR-газа, возвращающегося в сторону впускного отверстия в такте выпуска, может быть сделан более значительным. Внутренний EGR-газ, возвратившийся во впускное отверстие, втекает в цилиндр в последующем такте впуска. Таким образом, так называемый внутренний EGR-объем может быть эффективно увеличен.
[0088] Фиг. 15 - это первый вид для объяснения результата задержки момента зажигания. Фиг. 16 - это второй вид для объяснения результата задержки момента зажигания. Фиг. 17 - это третий вид для объяснения результата задержки момента зажигания. Фиг. 15-17 иллюстрируют состояния сгорания в камере сгорания, когда момент зажигания делается различным. На этих чертежах, то, что выглядит белым, являются световым пламенем в камере сгорания. Когда возникает световое пламя, известно, что формируется больше PM. Т.е., если период, в течение которого возникает световое пламя, продлевается, формируется больше PM.
[0089] На фиг. 15-17 самая верхняя стадия показывает фотографии в камере сгорания, когда 10 (градусов) ATDC (после верхней мертвой точки) устанавливается в момент зажигания, когда выполняется управление сгоранием послойного заряда топлива со сверхзадержкой (FIR). Средняя стадия показывает фотографии в камере сгорания, когда -5 (градусов) после верхней мертвой точки устанавливаются в момент зажигания непосредственно после того, как сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой переключается на равномерное сгорание. Т.е., они являются фотографиями в камере сгорания, когда 5 (градусов) перед верхней мертвой точкой устанавливаются в момент зажигания. Самая нижняя стадия показывает фотографии в камере сгорания, когда -25 (градусов) устанавливается в момент зажигания непосредственно после того, как сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой переключается на равномерное сгорание. Т.е., они являются фотографиями в камере сгорания, когда 25 (градусов) перед верхней мертвой точкой устанавливаются в момент зажигания.
[0090] Фиг. 15 показывает фотографии от -30 (градусов) после верхней мертвой точки до 40 (градусов) после верхней мертвой точки. Кроме того, фиг. 16 показывает фотографии от 40 (градусов) после верхней мертвой точки до 110 (градусов) после верхней мертвой точки. Фиг. 17 показывает фотографии от 110 (градусов) после верхней мертвой точки до 180 (градусов) после верхней мертвой точки.
[0091] Обращаясь к фиг. 15-17, в случае сгорания послойного заряда топлива со сверхзадержкой (самая верхняя стадия), световое пламя возникает приблизительно от 70 (градусов) после верхней мертвой точки приблизительно до 140 (градусов) после верхней мертвой точки. Однако, обнаружено, что световое пламя не является таким сильным по сравнению с фотографиями в другие моменты зажигания.
[0092] Кроме того, непосредственно после того, как сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой переключается на равномерное сгорание, если момент зажигания устанавливается в -25 (градусов) после верхней мертвой точки (самая нижняя стадия), световое пламя возникает приблизительно от -10 (градусов) после верхней мертвой точки (т.е., приблизительно 10 (градусов) перед верхней мертвой точкой) приблизительно до 120 (градусов) после верхней мертвой точки. И обнаружено, что интенсивность этого светового пламени сильнее интенсивности в другие момента зажигания.
[0093] С другой стороны, непосредственно после того, как сгорание послойного заряда топлива со сверхзадержкой переключается на равномерное сгорание, как в этом варианте осуществления, если момент зажигания задается в -5 (градусов) после верхней мертвой точки (средняя стадия), световое пламя возникает приблизительно от 20 (градусов) после верхней мертвой точки приблизительно до 120 (градусов) после верхней мертвой точки. Т.е., эти периоды, в течение которых световые пламени возникают, являются более короткими, чем в случае, когда момент зажигания устанавливается в -25 (градусов) после верхней мертвой точки. Кроме того, обнаружено, что интенсивность светового пламени слабее, чем в случае, когда момент зажигания устанавливается в -25 (градусов) после верхней мертвой точки.
[0094] Как описано выше, посредством задержки момента зажигания, как в этом варианте осуществления, пламени нелегко достигать верхней поверхности 3A поршня, и, таким образом, период возникновения светящегося пламени может быть сокращен. И увеличение в PN может быть пресечено. Кроме того, температура горения также снижается посредством действия внутренней EGR. В результате, увеличение в PN может быть дополнительно подавлено.
[0095] Фиг. 18 - это вид, иллюстрирующий соотношение между моментом зажигания и перекрытием клапанов и концентрацией PN. На фиг. 18 поперечная ось указывает момент зажигания, в то время как вертикальная ось указывает концентрацию PN. Фиг. 18 показывает результат, когда перекрытие клапанов является небольшим, и результат, когда перекрытие клапанов продлевается.
[0096] Согласно этим результатам, известно, что концентрация PN может быть сделана меньшей, если перекрытие клапанов продлевается. Кроме того, известно, что результат дополнительно улучшается посредством задержки момента зажигания.
[0097] (Второй вариант осуществления)
После того как период перекрытия клапанов получается, как описано выше, период перекрытия клапанов может быть скорректирован следующим образом.
[0098] Фиг. 19 - это пояснительный вид величины корректировки перекрытия клапанов относительно расчетного объема жидкого топлива во втором варианте осуществления. Фиг. 20 - это пояснительный вид величины корректировки перекрытия клапанов относительно величины впрыска топлива во втором варианте осуществления.
[0099] Скорректированная величина O/L клапанов получается с помощью следующего уравнения:
Скорректированный период O/L клапанов=период O/L клапанов х (корректирующее значение (расчетный объем жидкого топлива)+корректирующее значение (объем впрыска топлива) - 1
[0100] В уравнении выше "период O/L клапанов" является периодом перекрытия клапанов, полученным в конце в вышеупомянутом варианте осуществления. Здесь, уже полученный период перекрытия клапанов корректируется посредством корректирующего значения, и получается скорректированный период перекрытия клапанов. Затем, управление перекрытием клапанов выполняется с помощью скорректированного периода перекрытия клапанов.
[0101] Кроме того, в уравнении выше "корректирующее значение (расчетный объем жидкого топлива)" является функцией, иллюстрированной на фиг. 19. Кроме того, в уравнении выше, "корректирующее значение (объем впрыска топлива)" является функцией, иллюстрированной на фиг. 20. Т.е., здесь, период перекрытия клапанов, полученный посредством температуры верхней поверхности 3A поршня, корректируется посредством корректирующего значения, полученного из расчетного объема жидкого топлива, и корректирующего значения, полученного из объема впрыска топлива.
[0102] Посредством конфигурирования, как описано выше, более правильный период перекрытия клапанов может быть получен посредством корректировки периода перекрытия клапанов посредством температуры верхней поверхности 3A поршня, посредством расчетного объема жидкого топлива и объема впрыска топлива.
[0103] Варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше, но вышеупомянутые варианты осуществления лишь иллюстрируют часть примера применения настоящего изобретения и не предназначены, чтобы ограничивать технический диапазон настоящего изобретения конкретной конфигурацией вышеупомянутых вариантов осуществления.
[0104] Каждый из вышеупомянутых вариантов осуществления описывается как независимые варианты осуществления, соответственно, но могут быть объединены при необходимости.