CN111279065B - 火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法及燃料喷射装置 - Google Patents

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Abstract

在具有正上喷射方式的燃料喷射装置的火花点火式内燃机(1)中，根据内燃机运转条件等推定燃料喷射阀(10)的前端部处的燃料温度(Tfuel)，与基于进气压力设定的闪沸温度(Tfb)进行比较。在高于闪沸温度(Tfb)时，发生燃料在喷孔中急剧地沸腾、气化的闪沸现象，喷雾(F)的穿透性变短，因此，将进气行程中的燃料喷射时机(IT)向提前侧进行校正。由此，改善燃料效率性能。

Description

火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法及燃料喷射装置
技术领域
本公开涉及一种将燃料直接喷射至缸内的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法及燃料喷射装置。
背景技术
在专利文献1中公开了所谓正上喷射方式的缸内直接喷射型火花点火式内燃机，其在燃烧室的顶面中央部即被多个进气阀、排气阀包围的区域内，配置具有多个喷孔的燃料喷射阀的前端部，朝向活塞顶面在大致垂直方向上即沿着气缸中心轴线进行燃料喷射。多个喷孔以由上述多个喷孔形成的多束喷雾的各自的中心线沿着大致以气缸中心轴线为中心的圆锥的周面的方式配置。
在这样的正上喷射方式的内燃机中，在进行通常的均匀燃烧的情况下，在进气行程中进行燃料喷射，在上止点前的MBT附近通过火花塞进行点火。这里，燃料喷射时机(详细而言是燃料喷射开始时机)影响在排气中包含的排气微颗粒的性能指标即PM(ParticulateMatter)、PN(Particulate Number)，并且影响点火时的混合气体性质状态，进而影响燃料效率性能。
即，燃料喷射时机越早，越能够确保至点火为止的时间，因此，混合气体性质状态变好，因此，燃料喷射时机越早，燃料效率(例如图示的燃料消耗率)越高。但是，如果在活塞从上止点向下止点移动的进气行程中燃料喷射时机过早，则由于喷孔与活塞之间的距离短，因此喷射出的燃料在没有气化的状态下与活塞顶面碰撞并附着，进行池(pool)状燃烧，结果是排气微颗粒性能(PM或者PN)恶化。
因此，通常，将燃料喷射时机设定为在排气微颗粒性能的允许范围内尽可能早的时机。而且，由于这样的最佳燃料喷射时机根据内燃机的运转条件(负荷、转速)而不同，因此，通常预先准备例如以负荷以及转速为参数的燃料喷射时机对应图，基于该对应图对燃料喷射时机进行控制。
但是，燃料被加压至比较高的压力而供给至燃料喷射阀，伴随着阀体的提升，穿过喷孔而喷射至压力相对较低的空间即燃烧室内。因此，燃料以被微粒化成微细液滴的状态成为细的喷雾而喷出。
这里，根据本发明人的研究，得到如下新的发现，即，如果紧挨喷孔之前的燃料温度高于某一温度，则在高温高压的燃料穿过喷孔而暴露于低压时，会产生燃料的瞬间沸腾即“闪沸”。在通常的内燃机中，该闪沸即使在预热后也不是始终发生，而是仅在由于负荷等而使得穿过喷孔的燃料的温度超过闪沸发生温度时才产生闪沸。而且，如果产生闪沸，在从喷孔喷出的瞬间，燃料的至少一部分气化而膨胀，因此从喷孔呈细的圆锥状喷出的各个喷雾较粗地扩散。即，如果伴随着闪沸，则各个喷雾的锥角变大。
各个喷雾这样较粗地扩散的结果是，在发生闪沸的状况下，促进了燃料液滴的气化，并且喷雾的穿透性(即，喷雾的到达距离)变小。
因此，在正上喷射方式的内燃机中，在发生闪沸的状况下，即使是相同的燃料喷射时机，也难以产生液态燃料向活塞顶面的附着。以往，由于在不考虑是否发生这样的闪沸的情况下对燃料喷射时机进行控制，因此在燃料效率性能这一点上存在改善的余地。
另一方面，在专利文献2中公开了所谓侧面喷射方式的火花点火式内燃机。该侧面喷射方式是在进气口的下侧配置燃料喷射阀且燃料喷射阀的前端部位于一对进气阀之间的结构，通过该燃料喷射阀的多个喷孔形成作为喷雾整体而朝向活塞顶面扩散成扇状的扁平的喷雾。
根据本发明人的研究，在用于这样的侧面喷射方式的燃料喷射装置的燃料喷射阀中，发现如下现象，即，如果发生闪沸而从各个喷孔延伸的各个喷雾***，则各个喷雾相互干扰而集合为大的喷雾。而且，这样集合为大的一个喷雾的结果是喷雾的穿透性变大。
因此，在侧面喷射方式的内燃机中，如果发生闪沸，则即使是相同的燃料喷射时机，也存在燃料向活塞顶面的附着的情况增加的倾向，担心PM或者PN会恶化。
专利文献1：日本特开2006-170129号公报
专利文献2：日本特开2003-322046号公报
发明内容
本公开的第1方式以所谓正上喷射方式的燃料喷射装置为前提，直接或者间接地求出燃料喷射阀的前端部处的燃料温度，在该前端部燃料温度高于与喷孔中的燃料的闪沸相关的温度阈值时，使燃料喷射时机提前。
即，伴随闪沸的发生，如上所述从排气微颗粒性能的观点出发受限制的燃料喷射时机的允许范围向提前侧扩大，因此，使燃料喷射时机比通常时的燃料喷射时机提前，由此，混合气体性质状态变好，实现了燃料效率的改善。
本公开的第2方式以所谓侧面喷射方式的燃料喷射装置为前提，直接或者间接地求出燃料喷射阀的前端处的燃料温度，在该前端部燃料温度高于与喷射孔中的燃料的闪沸相关的温度阈值时，使燃料喷射时机延迟。
由此，能够避免与闪沸的发生相伴的排气微颗粒性能的恶化。另外，能够相应地预先将不发生闪沸时的燃料喷射时机设定于提前侧，由此实现燃料效率的改善。
附图说明
图1是示出第1实施例的正上喷射方式的***结构的说明图。
图2是从下方示出燃烧室的顶面的结构的说明图。
图3是示出了闪沸发生极限相对于燃料温度和缸内压力的特性的特性图。
图4是示出了第1实施例中的PN以及图示燃料消耗率相对于燃料喷射时机的特性的特性图。
图5是示出燃料喷射控制的流程图。
图6是示出了燃料温度推定用的对应图的特性图。
图7是示出了燃料温度推定时的校正用对应图的特性图。
图8是示出第1实施例的燃料喷射时机的运算处理的流程图。
图9是示出通常燃料喷射时机对应图的特性图。
图10是示出第2实施例的侧面喷射方式的***结构的说明图。
图11是示出多个喷雾的配置的说明图。
图12是示出了第2实施例中的PN以及图示燃料消耗率相对于燃料喷射时机的特性的特性图。
图13是示出第2实施例的燃料喷射时机的运算处理的流程图。
图14是示出基准燃料喷射时机对应图的特性图。
具体实施方式
首先，说明将本公开应用于正上喷射方式的燃料喷射装置的第1实施例。图1是示出第1实施例的***结构的说明图。内燃机1具有使活塞2上下移动的多个气缸3，通过活塞2在气缸3内形成有燃烧室4。在燃烧室4的顶面5设置有对进气口6进行开闭的一对进气阀7和对排气口8进行开闭的一对排气阀9。在顶面5的中央部配置有多喷孔的燃料喷射阀10，该燃料喷射阀10通过经由螺线管或者压电元件等使阀体进行开闭动作而进行燃料喷射。另外，与燃料喷射阀10相邻地配置有对混合气体进行火花点火的火花塞11。
详细而言，如图2所示，具有多个喷孔的燃料喷射阀10的前端部位于顶面5的由一对进气阀7和一对排气阀9包围的区域。该燃料喷射阀10例如是具有6个喷孔的孔喷嘴喷射阀，由这6个喷孔形成的6束喷雾F以沿着大致以气缸中心轴线CL为中心的圆锥的周面的方式配置。各个喷雾F也形成细的圆锥形。此外，喷孔的数量不限于6个。另外，进气阀7、排气阀9的数量也不限于2个。
由燃料泵12加压后的燃料经由高压燃料配管13被导入至上述燃料喷射阀10，通过内部的阀体提升而进行燃料喷射。燃料喷射量基本上与燃料喷射时间成正比。燃料喷射阀10的燃料喷射时机(详细而言是燃料喷射开始时机)以及燃料喷射量(即喷射期间)由发动机控制器15控制。在发动机控制器15连接有检测吸入空气量的空气流量计16、对与未图示的节气门阀相比靠下游侧的进气总管内的压力进行检测的进气压力传感器17、表示内燃机转速的曲轴转角传感器18、检测驾驶员对加速器踏板的踩踏量的加速器开度传感器19、检测内燃机1的冷却水温的水温传感器20、检测燃料压力的燃料压力传感器21等各种传感器类。
在这样构成的内燃机1中，能够进行各种燃烧模式，但在通常的均匀燃烧模式下的运转中，成为进气行程喷射。即，在活塞2从进气上止点向进气下止点下降的进气行程中进行燃料喷射，然后，在压缩上止点前的MBT附近对混合气体进行点火。下面，以是进气行程喷射为前提进行说明。
图3是以紧挨喷孔之前(换言之燃料喷射阀10的前端部)的燃料的温度和缸内压力(即燃烧室4内的压力)为参数示出了在加压后的燃料从喷孔喷出至相对较低的压力空间即燃烧室4内时是否产生瞬间沸腾、气化的现象即“闪沸”的特性图。如图所示，如果燃料喷射阀10的前端部的燃料温度高于实线所示的闪沸温度Tfb，则在燃料穿过喷孔而暴露于缸内压力的瞬间，至少一部分燃料急剧地沸腾、气化。即，发生闪沸。这里，缸内压力越低，则闪沸温度Tfb越低。即，闪沸温度Tfb是缸内压力的函数。此外，在进气行程中进气阀7打开，因此如果是进气行程喷射，则能够认为与闪沸相关的缸内压力大致与进气压力相等。
如上所述，如果在喷孔发生闪沸，则由各个喷孔形成的各个喷雾F***(即，各喷雾F的锥角变大)，作为结果，促进燃料液滴的气化，并且喷雾F的穿透性(喷雾F的到达距离)变小。因此，具有抑制向活塞2顶面喷射的燃料附着于活塞2顶面的倾向。
此外，上述燃料喷射阀10的6个喷孔以在发生闪沸的状态下来自各个喷孔的喷雾F不会相互干扰的方式被定向。即，如果各喷雾F过近，则在发生闪沸时喷雾F彼此相互干扰而集合，穿透性反而变大。在正上喷射方式中，通常如图2所示，多个喷雾F相互分离地形成，因此即使在伴随闪沸的发生而使喷雾F***时也不会相互干扰。
图4示出根据燃料喷射时机而变化的PN以及图示燃料消耗率ISFC的特性。如图所示，燃料喷射时机在进气行程中越是提前侧，即，越接近上止点TDC，则燃料消耗率ISFC越低。这是由于越是早喷射燃料，混合气体性质状态越好，燃烧越好。针对这样的燃料效率性能的倾向，表示排气微颗粒性能的PN如线PNnorm1所示，在比某个时机靠提前侧急剧地恶化。因此，如果将由法规等确定的PN的允许极限设为PNlim，则从PN的观点出发受限制的燃料喷射时机的允许范围是从活塞2下降了某种程度的时间点(在一个例子中是100°ATDC前后)至下止点BDC的范围α1。从燃料效率性能的观点出发，优选更提前侧，因此，最终将通常时(不发生闪沸时)的燃料喷射时机在范围α1内尽可能设定于提前侧(接近上止点TDC的一侧)。
另一方面，在燃料喷射阀10的前端部的燃料温度高于闪沸温度Tfb而发生闪沸的条件下，PN的特性如线PNfb1所示。即，与不发生闪沸时的线PNnorm1相比，整体上PN减少，并且PN急剧增加的燃料喷射时机以及超过允许极限PNlim的燃料喷射时机向更提前侧(上止点TDC侧)转移。因此，从PN的观点出发受限制的燃料喷射时机的允许范围成为向更提前侧扩大后的范围β1。因此，在β1的范围内，例如，将尽可能提前侧的时机用作燃料喷射时机，由此，图示燃料消耗率ISFC降低。即，实现燃料效率性能的改善。
接着，图5是示出在第1实施例中发动机控制器15执行的燃料喷射控制的处理流程的流程图。该流程图所示的程序例如在各气缸的每个循环反复执行。在本实施例中，间接地推定燃料喷射阀10的前端部的燃料温度。在步骤1中，读入燃料温度的推定以及燃料喷射时机控制所需要的各种参数。读入至少包含内燃机1的转速、负荷(例如，根据吸入空气量、加速器开度、燃料喷射量等求出)、冷却水温、燃料喷射量、空燃比、进气压力在内的参数。然后，在步骤2中，推定燃料喷射阀10的前端部处的燃料温度。
该燃料温度的推定由下述处理构成，即，根据冷却水温、转速和负荷求出燃料温度基本推定值的处理；以及通过根据由燃料喷射量和空燃比决定的校正系数对燃料温度基本推定值进行校正从而求出燃料温度推定值的处理。如图6所示，预先以转速和负荷为参数分配了燃料温度基本推定值的对应图是针对每个水温而设定的，通过使用该对应图，求出与此时的冷却水温、转速和负荷对应的燃料温度基本推定值。图6的对应图的特性例如能够基于实验或者考虑了热的流入、流出的模拟等而设定。基本上，转速越高，每单位时间的热量越大，因此推定为燃料温度越高。另外，如图7所示，预先设定以燃料喷射量和空燃比为参数分配了校正系数的对应图，通过使用该对应图，求出与此时的燃料喷射量和空燃比对应的校正系数。例如通过将基本燃料温度推定值乘以该校正系数而得到最终的燃料温度Tfuel。即，基本上推定为，越接近理论空燃比，则燃料温度Tfuel越高。在空燃比始终恒定的情况下，能够省略基于空燃比的校正。
此外，在本公开中，也可以将热电偶等温度检测单元设置于燃料喷射阀10，以直接检测前端部(紧挨喷孔前的位置)处的燃料温度。
在步骤3中，考虑在步骤2中推定出的燃料温度Tfuel并设定燃料喷射时机IT。然后，在步骤4中，将燃料喷射时机IT写入例如寄存器，结束一系列的处理。在未图示的燃料喷射程序中，在曲轴转角达到所设定的燃料喷射时机IT时开始燃料喷射，在相当于与负荷对应的燃料喷射量的喷射期间进行燃料喷射。
图8是示出上述步骤3中的燃料喷射时机设定的详情的流程图。在步骤11中，基于此时的转速、负荷以及冷却水温而设定通常时燃料喷射时机ITnorm。详细而言，如图9所示，预先以转速和负荷为参数、以不发生闪沸为前提而分配了最佳的燃料喷射时机的通常时燃料喷射时机对应图是针对每个水温而设定的，参照该通常时燃料喷射时机对应图，求出此时的通常时燃料喷射时机ITnorm。基本上，以使得转速越高则燃料喷射时机越是提前侧的方式设定通常时燃料喷射时机对应图。此外，通常时燃料喷射时机ITnorm、最终燃料喷射时机IT的值例如表示上止点之后的曲轴转角(即“degATDC”)。
接着，在步骤12中，求出与此时的进气压力对应的闪沸温度Tfb。即，例如预先以表的形式赋予图3所示的缸内压力(换言之，进气压力)与闪沸温度Tfb之间的相关关系，参照该表，求出成为与闪沸相关的温度阈值的闪沸温度Tfb。此外，由于在进气行程中的缸内压力基本上大概由内燃机1的转速和负荷确定，因此也可以取代进气压力的检测，而根据转速和负荷求出闪沸温度Tfb。或者，也可以是在自然供气内燃机中，将闪沸温度Tfb处理为与代表性的进气压力对应的固定值。
在接下来的步骤13中，判定在步骤2中推定出的燃料喷射阀10的前端部处的燃料温度Tfuel是否高于闪沸温度Tfb。如果燃料温度Tfuel低于或等于闪沸温度Tfb，则认为不会发生闪沸，因此进入步骤14，将通常时燃料喷射时机ITnorm设定为燃料喷射时机IT。
在燃料温度Tfuel高于闪沸温度Tfb的情况下，可以认为在喷孔中发生闪沸。在该情况下，进入步骤15，将燃料喷射时机IT设定为“ITnorm-30°”。即，相对于通常时燃料喷射时机ITnorm，提前30°(CA)。
然后，从步骤15进入步骤16，将在步骤15中求出的燃料喷射时机IT与规定的喷射时机提前极限ITob进行比较。如果在步骤15中求出的燃料喷射时机IT与喷射时机提前极限ITob相比不在提前侧，则将在步骤15中求出的燃料喷射时机IT直接用作最终的燃料喷射时机IT。
喷射时机提前极限ITob是根据其他各种要件确定的燃料喷射时机的提前侧的极限，假设在步骤15中求出的燃料喷射时机IT超过了喷射时机提前极限ITob的情况下，从步骤16进入步骤17，将从喷射时机提前极限ITob延迟了微小曲轴角度例如2°(CA)的值设定为最终的燃料喷射时机IT。
这样，在上述第1实施例中，抑制了与闪沸的发生相伴的燃料向活塞2的顶面的附着，与此对应，在认为发生闪沸的条件时，将燃料喷射时机IT向提前侧进行校正。因此，避免了排气微颗粒性能(例如PN)的恶化，并且实现了燃料效率性能(例如图示燃料消耗率ISFC)的改善。
接着，说明将本公开应用于侧面喷射方式的燃料喷射装置的第2实施例。此外，关于与第1实施例中已记载的说明重复的说明，基本上省略。图10是示出第2实施例的***结构的说明图。在侧面喷射方式的燃料喷射装置中，在进气口6的下侧配置有燃料喷射阀10A，燃料喷射阀10A的前端部位于一对进气阀7之间。该燃料喷射阀10A的喷射方向相对于气缸中心轴线CL较大地倾斜，成为朝向活塞2顶面倾斜地喷射燃料的结构。这里，燃料喷射阀10A例如是具有6个喷孔的孔喷嘴喷射阀，构成为通过该多个喷孔形成作为喷雾整体而朝向活塞2顶面呈扇状扩散的扁平的喷雾F。
为了使理解变容易，图11示出图10所示的虚拟平面PL上的6个喷雾的配置。如图所示，下侧3个喷雾F1～F3左右并列地位于一条直线上，3个喷雾F4～F6以形成三角形的方式位于该3个喷雾F1～F3的上方。因此，6个喷雾的位置成为作为整体呈扁平的大致三角形的区域。各个喷雾F也形成细的圆锥形。此外，在本公开中，喷孔的数量并非必须限于6个，其配置也不限定于图11的配置。
与第1实施例相同地，由燃料泵加压后的燃料经由高压燃料配管被引导至上述燃料喷射阀10A，通过内部的阀体提升而进行燃料喷射。燃料喷射阀10A的燃料喷射时机(具体地，燃料喷射开始时机)以及燃料喷射量(即，喷射期间)也由发动机控制器15控制。
在这样构成的第2实施例的内燃机1中，虽然也能够进行各种燃烧模式，但是在通常的均匀燃烧模式的运转下，成为进气行程喷射。即，在活塞2从进气上止点向进气下止点下降的进气行程中进行燃料喷射，然后，在压缩上止点前的MBT附近对混合气体进行点火。下面，以是进气行程喷射为前提进行说明。
如上所述，如果在燃料喷射阀10A的喷孔中发生闪沸，则由各个喷孔形成的各个喷雾F***(即，各喷雾F的锥角变大)。此时，各个喷雾F的穿透性变小，但在第2实施例的侧面喷射方式的燃料喷射阀10A中，由于喷雾比较密集地配置，所以产生喷雾F彼此的干扰。其结果是，产生6个喷雾F相互干扰而集合为1个大的喷雾的现象，作为结果，穿透性(喷雾的到达距离)比不发生闪沸时大。
换言之，在第2实施例中，燃料喷射阀10A的多个喷孔以下述方式被定向，即，在不发生闪沸的状态下，来自各个喷孔的喷雾F分别独立，在发生闪沸的状态下，各个喷雾F相互干扰而集合为大的喷雾。
图12示出在第2实施例中根据燃料喷射时机而变化的PN以及图示燃料消耗率ISFC的特性。不发生闪沸时的基本特性具有与第1实施例相同的倾向。即，作为燃料效率性能，燃料喷射时机在进气行程中越是提前侧、即越接近上止点TDC，则图示燃料消耗率ISFC越低。这是由于越早喷射燃料，则混合气体性质状态越好，燃烧越好。
针对这样的燃料效率性能的倾向，表示排气微颗粒性能的PN如线PNnorm2所示，在比某个时机靠提前侧急剧地恶化。因此，如果将由法规等确定的PN的允许极限设为PNlim，则从PN的观点出发受限制的燃料喷射时机的允许范围成为从活塞2下降了某种程度的时间点至下止点BDC为止的范围α2。从燃料效率性能的观点出发，优选更提前侧，因此，最终将通常时(不发生闪沸时)的燃料喷射时机在范围α2内尽可能设定于提前侧(接近上止点TDC的一侧)。
另一方面，在燃料喷射阀10A的前端部处的燃料温度高于闪沸温度Tfb且发生了闪沸的条件下，PN的特性由线PNfb2表示。即，在接近下止点的延迟侧的燃料喷射时机，与不发生闪沸时的线PNnorm2相比，PN相对减少，但PN急剧地增加的燃料喷射时机进而超过允许极限PNlim的燃料喷射时机向更延迟侧(下止点BDC侧)转移。即，可以认为虽然通过发生闪沸而使雾化或者气化改善，但如果穿透性变大的集合喷雾的前端到达活塞2顶面附近，则PN急剧地恶化。因此，从PN的观点出发，受限制的燃料喷射时机的允许范围是向更延迟侧缩小后的范围β2。而且，在该范围β2内，例如，将尽可能提前侧的时机用作燃料喷射时机。
由此，即使在发生闪沸时，也能够可靠地避免PN的恶化。因此，在不发生闪沸时，能够将燃料喷射时机设定于更提前侧(例如，在发生闪沸时，PN值为允许范围外的时机)，作为结果，图示燃料消耗率ISFC降低。即，能够避免与闪沸的发生相伴的排气微颗粒性能的恶化，并且实现燃料效率性能的改善。
图13是示出在第2实施例中，图5的流程图中的步骤3的燃料喷射时机设定的详情的流程图。此外，在第1实施例和第2实施例中，与喷孔附近的燃料相对的热的流入、流出的特性相互不同，因此，例如，图6、图7的对应图的特性等不同，但图5的流程图所示的处理的流程在第2实施例中也基本上不变。
在步骤21中，基于此时的转速、负荷以及冷却水温而设定基准燃料喷射时机ITnorm2。这里，如图12所示，以相对地成为延迟侧的发生闪沸时为基准，确定基准燃料喷射时机ITnorm2。详细而言，如图14所示，预先以转速和负荷为参数、以发生闪沸为前提而分配了最佳的燃料喷射时机的基准燃料喷射时机对应图是针对每个水温而设定的，参照该基准燃料喷射时机对应图，求出此时的基准燃料喷射时机ITnorm2。基本上，基准燃料喷射时机对应图被设定成转速越高则燃料喷射时机越是提前侧。
接着，在步骤22中，求出与此时的进气压力对应的闪沸温度Tfb。如上所述，例如预先以表的形式赋予图3所示的缸内压力(换言之，进气压力)与闪沸温度Tfb之间的相关关系，参照该表，求出成为与闪沸相关的温度阈值的闪沸温度Tfb。此外，由于在进气行程中的缸内压力基本上大概由内燃机1的转速和负荷确定，因此也可以取代进气压力的检测，而根据转速和负荷求出闪沸温度Tfb。或者，也可以是在自然供气内燃机中将闪沸温度Tfb处理为与代表性的进气压力对应的固定值。
在接下来的步骤23中，判定在步骤2中推定出的燃料喷射阀10A的前端部处的燃料温度Tfuel是否高于闪沸温度Tfb。如果燃料温度Tfuel高于闪沸温度Tfb，则认为发生闪沸，因此进入步骤24，将以发生闪沸时为前提的基准燃料喷射时机ITnorm2直接设定为燃料喷射时机IT。
在燃料温度Tfuel低于或等于闪沸温度Tfb的情况下，认为不会发生闪沸，因此进入步骤25，将燃料喷射时机IT设定为“ITnorm2-30°”。即，相对于以发生闪沸时为前提的基准燃料喷射时机ITnorm2，提前30°(CA)。
然后，从步骤25进入步骤26，将在步骤25中求出的燃料喷射时机IT与规定的喷射时机提前极限ITob进行比较。如果在步骤25中求出的燃料喷射时机IT与喷射时机提前极限ITob相比不在提前侧，则将在步骤25中求出的燃料喷射时机IT直接用作最终的燃料喷射时机IT。
如前所述，喷射时机提前极限ITob是根据其他各种要件决定的燃料喷射时机的提前侧的极限，假设当在步骤25中求出的燃料喷射时机IT超过了喷射时机提前极限ITob的情况下，从步骤26进入步骤27，将从喷射时机提前极限ITob延迟了微小曲轴角度例如2°(CA)的值设定为最终的燃料喷射时机IT。
因此，在第2实施方式中，在不发生闪沸时，燃料喷射时机IT相对地在提前侧，而在发生闪沸时，燃料喷射时机IT相对地在延迟侧。由此，避免了排气微颗粒性能(例如PN)的恶化，并且实现了燃料效率性能(例如图示燃料消耗率ISFC)的改善。
此外，在图13的流程图中，将相对地成为延迟侧的适于发生闪沸时的燃料喷射时机设为基准燃料喷射时机ITnorm2，但是也可以与第1实施例相同地，预先将适于不发生闪沸时的燃料喷射时机作为通常时燃料喷射时机ITnorm分配至对应图等，在发生闪沸时将该通常时燃料喷射时机ITnorm向延迟侧进行校正。在该情况下，例如，将发生闪沸时的燃料喷射时机IT运算为“ITnorm+30°”。
另外，在上述第1和第2实施例中，与进气压力相关联地设定闪沸温度Tfb，将该闪沸温度Tfb与燃料温度Tfuel进行比较以判别是否发生闪沸，但是也可以基于进气压力(或者缸内压力)和燃料温度Tfuel，根据图3的特性判别是否是发生闪沸的条件。例如，通过以对应图的形式具有图3的特性，能够容易地进行判别处理。
另外，本公开也能够同样地应用于作为燃料喷射时机而将燃料喷射结束时机控制为与内燃机运转条件相应的目标时机的结构的控制方法或者控制装置。

Claims (17)

1.一种火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，在该火花点火式内燃机中，具有多个喷孔的燃料喷射阀的前端部位于燃烧室顶面的由进排气阀包围的区域内，从这些喷孔向活塞顶面进行燃料喷射，在该火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法中，
直接或者间接地求出所述燃料喷射阀的前端部处的燃料温度，
在该前端部燃料温度高于与喷孔中的燃料的闪沸相关的温度阈值时，使燃料喷射时机提前。
2.根据权利要求1所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
以内燃机的负荷和转速为参数而预先设定通常时燃料喷射时机，在前端部燃料温度高于所述温度阈值时，将规定量的提前校正量加至所述通常时燃料喷射时机而设为燃料喷射时机。
3.根据权利要求1或2所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述温度阈值被设定为进气压力的函数。
4.根据权利要求1或2所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述温度阈值是与代表性的进气压力对应的固定值。
5.根据权利要求1或2所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述前端部燃料温度是基于内燃机的负荷、转速和冷却水温而推定的。
6.根据权利要求5所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
还基于内燃机的空燃比对推定出的前端部燃料温度进行校正。
7.根据权利要求1或2所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述多个喷孔以使得在发生闪沸的状态下来自各个喷孔的喷雾互不干扰的方式被定向。
8.一种火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，在该火花点火式内燃机中，在进气口的下侧配置燃料喷射阀，并且所述燃料喷射阀的前端部位于一对进气阀之间，通过该燃料喷射阀的多个喷孔形成作为喷雾整体而向活塞顶面扩散成扇状的扁平的喷雾，在该火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法中，
直接或者间接地求出所述燃料喷射阀的前端部处的燃料温度，
在该前端部燃料温度高于与喷孔中的燃料的闪沸相关的温度阈值时，使燃料喷射时机延迟。
9.根据权利要求8所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
以内燃机的负荷和转速为参数而预先设定通常时燃料喷射时机，在前端部燃料温度高于所述温度阈值时，将规定量的延迟校正量加至所述通常时燃料喷射时机而设为燃料喷射时机。
10.根据权利要求8或9所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述温度阈值被设定为进气压力的函数。
11.根据权利要求8或9所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述温度阈值是与代表性的进气压力对应的固定值。
12.根据权利要求8或9所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述前端部燃料温度是基于内燃机的负荷、转速和冷却水温而推定的。
13.根据权利要求12所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
还基于内燃机的空燃比对推定出的前端部燃料温度进行校正。
14.根据权利要求8或9所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述多个喷孔以下述方式被定向，即，在不发生闪沸的状态下来自各个喷孔的喷雾分别独立，在发生闪沸的状态下来自各个喷孔的喷雾相互干扰而集合为大的喷雾。
15.根据权利要求1、2、8、9中任一项所述的火花点火式内燃机的燃料喷射控制方法，其中，
所述燃料喷射时机是燃料喷射开始时机。
16.一种火花点火式内燃机的燃料喷射装置，其具有：
燃料喷射阀，具有多个喷孔的前端部位于燃烧室顶面的由进排气阀包围的区域内，该燃料喷射阀从所述喷孔向活塞顶面进行燃料喷射；以及
控制器，其控制该燃料喷射阀的燃料喷射时机，
所述控制器具有分配了与内燃机的负荷和转速对应的燃料喷射时机的通常时燃料喷射时机对应图，
并且，在直接或者间接地求出的所述燃料喷射阀的前端部处的燃料温度高于与喷孔中的燃料的闪沸相关的温度阈值时，对燃料喷射时机进行提前校正。
17.一种火花点火式内燃机的燃料喷射装置，其具有：
燃料喷射阀，其配置于进气口的下侧，并且具有多个喷孔的前端部位于一对进气阀之间，通过所述喷孔形成作为喷雾整体而向活塞顶面呈扇状扩散的扁平的喷雾；以及
控制器，其控制该燃料喷射阀的燃料喷射时机，
所述控制器具有分配了与内燃机的负荷和转速对应的燃料喷射时机的通常时燃料喷射时机对应图，
并且，在直接或者间接地求出的所述燃料喷射阀的前端部处的燃料温度高于与喷孔中的燃料的闪沸相关的温度阈值时，对燃料喷射时机进行延迟校正。
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