CN1701171A

CN1701171A - 发动机的燃烧控制

Info

Publication number: CN1701171A
Application number: CNA2004800011195A
Authority: CN
Inventors: 北原靖久
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2005-11-23
Anticipated expiration: 2024-07-07
Also published as: DE602004015460D1; EP1642016A1; KR100689921B1; US20060005532A1; EP1642016B1; CN1701171B; US7640727B2; WO2005003537A1; KR20050051715A

Abstract

内燃机用燃烧控制设备包括排气道中的排气净化器，和产生主燃烧，以及在主燃烧之前产生预燃烧的燃烧控制致动器，例如燃油喷射器。控制器控制燃油喷射，从而在上止点或其附近产生预燃烧，并控制燃油喷射，从而在预燃烧结束之后开始主燃烧。

Description

发动机的燃烧控制

技术领域

本发明涉及控制内燃机中的燃烧的技术。

背景技术

EP1035315A2(对应于JP2000-320386A)说明一种柴油机用燃油喷射***，该燃油喷射***被安排成利用燃油喷射器，通过在每个气缸的压缩上止点附近的三次分离(split)喷射，以对应于所需发动机扭矩的基本燃油喷射量或者以增大的燃油喷射量喷射燃油，从而促进催化剂的预热。

发明内容

但是，在该燃油喷射***中，燃油被这样喷入，使得燃烧是连续的，并且由三次喷射喷入的燃油被连续燃烧。于是，后续喷射中的燃油被喷入先前喷入的燃油的火焰中，并且主要在扩散燃烧中燃烧。如果在这样的燃烧状态下，空燃比被降低，那么排烟量显著增大。

本发明的目的是提供一种燃烧控制***和/或方法，用于降低排烟，并且实现浓目标排气空燃比。

根据本发明的一个方面，内燃机用燃烧控制设备包括：内燃机的排气道中的排气净化器；导致主燃烧，并在主燃烧之前导致预燃烧的燃烧控制致动器；和控制燃油喷射从而产生预燃烧，并在预燃烧结束之后，控制燃油喷射从而开始主燃烧的控制器。

根据本发明的另一方面，在其排气道中装有排气净化器的内燃机的燃烧控制过程包括：控制燃油喷射从而产生发动机循环中的预燃烧的步骤；和在结束发动机循环中的预燃烧之后，控制燃油喷射从而开始主燃烧的步骤。

参考附图，根据下述说明，本发明的其它目的和特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的内燃机的燃烧控制***或设备的示意图。

图2是表示由图1的燃烧控制***执行的主燃烧控制过程的流程图。

图3是在NOx捕获催化剂的已预热状态下，由图1的燃烧控制***执行的DPF再生过程的流程图。

图4是由图1的燃烧控制***执行的硫中毒恢复过程的流程图。

图5是由图1的燃烧控制***执行的浓混合比峰值(rich spike)燃烧控制过程。

图6是由图1的燃烧控制***执行的防止熔化过程的流程图。

图7是由图1的燃烧控制***执行的优先权确定过程的流程图，用于确定DPF再生，NOx再现和硫中毒恢复的优先权。

图8是由图1的燃烧控制***执行的优先权确定过程的流程图，用于确定SOx再生和NOx再生的优先权。

图9是由图1的燃烧控制***执行的DPF再生请求标记设置过程的流程图。

图10是由图1的燃烧控制***执行的硫中毒恢复请求标记设置过程的流程图。

图11是由图1的燃烧控制***执行的NOx再生请求标记设置过程的流程图。

图12是用于预热(warm up)NOx捕获催化剂的NOx捕获催化剂预热过程的流程图。

图13表示第一例子的燃烧控制模式。

图14表示第二例子的燃烧控制模式。

图15表示根据本发明的一个实施例的第三例子的燃烧控制模式(分离延迟燃烧模式)。

图16表示根据本发明的该实施例的第四例子的燃烧控制模式(分离延迟燃烧模式)。

图17表示与图13和图14的第一和第二例子相比，图15的第三例子中的排气混合物的状态。

图18A-18D表示在分离延迟燃烧模式下，相对于主燃烧的正时的排气状态。

图19表示根据本发明的该实施例的主燃烧的目标燃油喷射正时。

图20表示DPF的排气压力阈值。

图21表示相对于沉积PM的PM累积量的目标空-燃比。

图22表示目标进气量。

图23是用于计算对应于目标燃油喷射正时的扭矩校正系数的示图。

图24是表示浓混合比峰值操作的目标进气量的示图。

图25表示防止DPF熔化的目标进气量。

图26表示DFP·SOx再生允许区。

图27表示根据该实施例的预(preliminary)燃烧的目标燃油喷射量。

图28表示根据该实施例的预燃烧的目标燃油喷射正时。

图29是表示根据该实施例的到分离延迟燃烧模式的燃烧转换的过程的流程图。

图30表示对应于目标空-燃比的主燃烧的喷射量校正系数。

具体实施方式

图1表示内燃机1的燃烧控制***或设备。在本例中，内燃机是柴油机。

发动机1的进气***包括布置在进气道2的上游部分中的涡轮增压器(增压器)3的空气压缩机3a，用于压缩进气以便增压；冷却来自压缩机3a的加压空气的中冷器4；和调节来自中冷器4的冷却空气的流速的节气门6。在经过节气门之后，进气通过进气歧管的收集器部分，流入发动机1的每个气缸的燃烧室。

燃油***包括共轨燃油喷射***，共轨燃油喷射***包括高压燃油泵8，和接收来自燃油泵8的高压燃油，并把燃油供给每个喷射器10的共轨9。每个喷射器10被安排成直接把燃油喷入对应发动机气缸的燃烧室中。在燃烧室中，通过压缩点火对喷射器10喷入的燃油和从进气***引入的空气点火，并使之燃烧。排气被排入排气道12中。

排气混合物的一部分作为EGR气体通过EGR通道11经EGR阀19从排气道12回流到进气侧。剩余部分的排气混合物通过可变喷嘴涡轮增压器3的排气涡轮3b，并驱动排气涡轮3b。

排气净化装置或净化器在排气涡轮3a的某一下游位置被布置在排气道12中。在本例中，排气净化装置包括NOx捕获催化剂(装置)13和柴油微粒滤清器(DPF)14。

当排气空燃比稀(氧气过剩状态)时，NOx捕获催化剂13捕获输入的排气中的NOx。当排气空燃比浓(燃油过剩状态)时，NOx捕获催化剂13释放并净化捕获的NOx。NOx捕获催化剂13包含诸如Pt或其它贵金属之类的氧化催化剂，用于氧化进入的排气成分(HC，CO)。

DFP 14具有收集排气中的排气微粒物(PM)的PM捕获功能。此外，DPF 14配有用于氧化输入的排气成分(HC，CO)的氧化催化剂(贵金属)。

在图1的例子中，DPF 14位于NOx捕获催化剂13的下游。但是，DPF 14可以被布置在NOx捕获催化剂13的上游。此外，NOx捕获催化剂13和DPF 14可被形成为一个单元，其中NOx捕获催化剂13承载在DPF 14中。

燃烧控制***还包括一个传感器部分或输入部分，它包括用于收集和燃烧控制所需的操作条件相关的信息的各种传感器。曲轴转角传感器(转速传感器)20是用于检测发动机1的发动机转速Ne的装置。油门开度传感器21是用于检测车辆的油门(accelerator)的油门开度APO的装置。

传感器部分还包括用于检测NOx捕获催化剂13的温度(催化剂温度)的催化剂温度传感器22；用于检测排气道12中在DPF 14的入口侧的排气压力的排气压力传感器17；用于检测DPF 14的温度(DPF温度)的DPF温度传感器23；和布置在排气道12的出口侧，用于检测排气空燃比(或者表示成过剩空气比的数字值的排气λ)的空燃比传感器16。代替直接检测NOx捕获催化剂13的温度，可通过使用布置在NOx捕获催化剂13下游的温度传感器，根据排气温度间接确定NOx捕获催化剂13的温度。类似地，可通过利用布置在DPF 14下游的温度传感器，根据排气温度间接确定DPF 14的温度。

燃烧控制***还包括一个控制部分或控制器，它包括根据传感器部分收集的信息，控制发动机1的控制单元或ECU 25。来自传感器的信号被提供给ECU 25。根据这些输入信号，ECU 25把燃油喷射命令信号输出给每个燃油喷射器10，把节气门开度命令信号输出给节气门6，把开度命令信号输出给EGR阈19。具体地说，通过产生控制燃油喷射量和燃油喷射正时的燃油喷射命令信号，ECU 25命令每个喷射器10进行主喷射和在主喷射之前的至少一个预喷射。此外，ECU 25通过产生节气门开度命令信号，控制节气门6，并通过产生EGR开度命令信号，控制EGR阀19。

ECU 25按照下述方式进行捕获和沉积在DPF 14中的PM的净化(DPF再生)，NOx捕获催化剂13捕获的NOx的净化(NOx再生)，和由于其暴露在SOx下，而沉积在NOx捕获催化剂13中的SOx的净化(SOx再生)的排气净化控制。

对于恢复NOx捕获催化剂13或DPF 14的净化能力的控制来说，ECU 25改变发动机1的工作条件。例如当产生在等于或小于理论配比值(理论空燃比：λ＝1)的浓混合比区域中的浓混合比(rich)操作的请求时，ECU 25通过减小节气门6的开度，减小供给发动机1的进气量；或者ECU 25通过控制燃油泵8增大燃油喷射量。

对于DPF 14的再生，本例的ECU 25把目标空燃比λ控制在1-1.4之间(1≤λ≤1.4)，并把DPF 14的温度控制在600℃或更高(DPF温度≥600℃)。

在稀薄(lean)条件下的正常操作区域中，通常在主喷射之前进行预喷射，以减轻早期的急剧燃烧。预喷射的燃油喷射正时为40～10°BTDC(在上止点之前的曲轴转角正时)，预喷射的燃油喷射量为1～3mm³/st。主喷射的正时近似于10～20°BTDC。预喷射和主喷射之间的间隔被设置为近似于10～30°CA(曲轴转角)。

为了实现低的空-燃比和高的排气温度，以便实现DPF 14的再生和硫中毒恢复或消除，控制***从正常操作下的水平降低进气量。但是，进气量的降低导致压缩终点温度降低，压缩终点温度是在压缩行程的终点或附近或者在压缩行程的上止点或附近，气缸内的温度，从而燃烧趋向于变得不稳定。于是，当在和正常的稀薄操作类似的设置下执行预喷射时，主喷射的喷射正时被提前，如图13的第一例子I(比较例子)中所示。

借助燃油喷射量和喷射正时的这种设置，升高排气温度的喷射正时的延迟使燃烧变得不稳定，从而延迟量受到限制。例如，在等于或小于1的λ(λ≤1)的λ范围中，或者在等于或高于600℃的排气温度(排气温度≥600℃)范围中，难以实现硫中毒消除或脱硫的操作。

图14表示在EP1035315 A2(对应于JP2000-320386 A)中公开的第二例子II。在该例子中，燃油喷射正时的延迟的范围被多个分离的主喷射扩展，从而实现高的排气温度和低的空-燃比。

但是，在图14中表示的第二例子II中，由多个主喷射喷入的燃油被连续燃烧。在在先喷射的燃油的燃烧仍然有效的状态下，喷入后续喷射的燃油。于是，燃烧是连续的，如图14中所示。后续喷射的燃油被喷入在先喷射喷入的燃油的燃烧火焰中，并在火焰中立即开始燃烧。于是，例II的燃烧模式增大了扩散燃烧的百分率，使当量比局部非常高，导致排烟水平的显著退化。

鉴于此，作为第三例子，根据实施例的燃烧控制***把操作从正常的稀薄燃烧模式转变成分离燃烧模式或者分离延迟燃烧模式，如图15中所示，以便恢复排气净化装置(NOx捕获催化剂13和DPF 14)的排气净化功能。

根据本实施例的燃烧控制***通过控制由于在压缩上止点之前的燃油喷射，而在压缩上止点或其附近发生的预燃烧，以及在结束预燃烧之后发生的用于产生主扭矩的主燃烧，执行分离延迟燃烧控制模式。

在分离燃烧模式下，如图15中所示，燃烧控制***首先对压缩行程执行预燃油喷射(由图15中的“a”表示)，从而在压缩上止点(TDC)或其附近升高气缸中的缸内温度。虽然用于预燃烧的热生成的燃油喷射量随着工作条件而不同，不过预喷射至少喷入为确认预燃烧的热生成所需数量的燃油。从而，通过利用预燃烧的放热过程升高气缸温度，根据本实施例的燃烧控制***能够通过移动延迟极限，扩大主燃烧的可能延迟范围。

可选的是在一个循环中进行多个预燃烧过程。这种情况下，燃油喷射被这样控制，使得在压缩上止点或其附近发生至少一个预燃烧过程。

此外，可选的是根据压缩终点温度(即，在压缩上止点或其附近的缸内温度)，调整预燃烧的燃油喷射量和燃油喷射正时至少之一。根据发动机1的一个或多个发动机工作条件(例如发动机转速Ne，和燃油喷射量Q)估计压缩终点温度。这种情况下，燃油喷射量同样被设置成能够实现预燃烧的热生成的确认的数量，并且在压缩上止点或其附近发生至少一个预燃烧过程。燃烧是一个放热过程，当放热过程结束时，预燃烧结束，从而预燃烧的终点是放热过程的终点。

本例中，预燃烧的燃油喷射量被设置成等于使用于主燃烧的燃油喷射时的缸内温度高于能够在气缸内实现自动点火的自动点火温度所需的数量。

在预燃烧结束之后，启动主燃烧。在预燃烧结束之后，为主燃烧喷射燃油，并且在预混燃烧模式下，燃烧至少一部分喷入的燃油。如图15中所示，在上止点之后，进行用于主燃烧的主燃油喷射(由图15中的“b”表示)，使得在预燃烧结束之后开始主燃烧。

本例的燃烧控制***根据发动机工作条件(尤其是发动机转速Ne)控制主燃烧的燃油喷射正时，使得主燃烧的燃烧开始正时从预燃烧的燃烧开始正时被延迟等于或大于20度的曲轴转角(CA)的量，如图15中所示。从而，通过在预燃烧的开始和主燃烧的开始之间设置20°CA或更大的延迟量，该燃烧控制***能够通过借助预燃烧升高缸内温度，扩大主燃烧的延迟范围，并在预燃烧结束之后，可靠地进行用于主燃烧的主燃油喷射。于是，通过保证主燃烧的点火延迟的时期，并增大主燃烧中的预混燃烧的百分率，该燃烧控制***能够减少排烟。

此外，主燃烧的燃烧终点正时被设置成在上止点之后的50°或更大的曲轴转角，如图15中所示。通过把燃油喷射正时设置成主燃烧在50°ATDC或其之后结束的时候，燃烧控制***能够根据发动机1的工作状态，控制排气温度。

此外，本例的燃烧控制***控制主燃烧的燃油喷射量，喷射正时和燃油喷射时期，从而使发动机1产生的扭矩保持恒定。

在该分离延迟燃烧模式下，根据本实施例的控制***能够通过借助预燃烧沿延迟方向移动延迟极限，改进对目标温度的可控性，并且通过在预燃烧的放热过程结束之后开始主燃烧，减少预燃烧的烟雾排放。

图17表示了与图13和14中所示的第一和第二例子I和II相比，图15中所示的第三例子III的分离延迟燃烧模式对排气温度，烟雾浓度和HC(碳氢化合物)浓度的影响。

借助如图17中III所示的分离延迟燃烧模式，燃烧控制***能够通过实现浓混合比条件，同时获得高的排气温度和低的排烟水平。此外，与第一例子I中的加浓操作，以及与第二例子II中的连续燃烧操作相比，燃烧控制***能够显著降低HC浓度。

由于气缸内的温度被预燃烧升高，并且主燃烧的延迟范围被扩大，因此即使主喷射的喷射正时被延迟(retard)，低空燃比下的燃烧仍然稳定，并且排气温度仍然较高。

图18A、18B、18C和18D表示了在分离延迟燃烧模式下，排气的温度，烟雾浓度，CO(一氧化碳)浓度和HC浓度相对于主燃烧的正时的变化。在本例中，排气空燃比恒定(λ＝常数)。如这些图中所示，由于预混燃烧的比例的增大，即使在低的排气空燃比下，烟雾排放也被减少。

图19表示了在根据本实施例的分离延迟燃烧模式下，主燃烧的目标燃油喷射正时的特性曲线。水平轴表示发动机转速Ne，垂直轴表示发动机负荷Q。如图19中所示，当负荷Q较低时，用于实现目标排气温度的主燃烧的燃烧正时被大大延迟。于是，在一些情况下，仅仅通过一个预燃烧过程，难以在主燃烧的喷射正时之前，使缸内温度保持足够高。在这种情况下，通过执行多个预燃烧过程，使得放热过程并不相互重叠，如图16中所示(例子IV)，即使在低负荷条件下，燃烧控制***也能够实现低烟雾排放的目标和高排气温度的目标。

从而，当根据排气净化装置(13，14)的一个或多个条件，产生增大排气温度的要求或者在等于或小于理论值的范围中的浓混合比操作的要求时，根据本发明的实施例的燃烧控制***把燃烧控制模式从(稀薄操作的)正常模式转换到具有预燃烧和主燃烧的分离延迟燃烧模式(如图15、16所示)，从而在高排气温度和低空燃比的状态下进行NOx捕获催化剂13或DPF 14的再生。

图2-12表示图1的燃烧控制***执行的燃烧控制过程。

图2表示燃烧控制的主例程。

在步骤S1，ECU 25确定工作条件，包括根据来自传感器的信号计算的发动机转速Ne，油门开度APO，催化剂温度，DPF 14的入口侧或出口侧的排气压力，和DPF温度；并读取通过利用发动机转速Ne和油门开度APO作为参数，从图中计算得到的燃油喷射量(主喷射量)Q。

在步骤S2，ECU 25检查排气道12中的NOx捕获催化剂13是否处于预热状态(激活状态)。在本例中，ECU 25比较根据位于NOx捕获催化剂13的出口的排气温度传感器15的输出信号计算的排气温度T和预定的排气温度T5(它是在开始激活NOx捕获催化剂13时的预定排气温度)。当排气温度T高于预定温度(T＞T5)时，ECU 25判断NOx捕获催化剂13被预热。

当排气温度T大于预定的排气温度(T≥T5)时，在假定NOx捕获催化剂13被预热的情况下，ECU 25进入步骤S3。

另一方面，当排气温度T等于或小于预定的排气温度(T≤T5)时，ECU 25认为NOx捕获催化剂13是冷的，并进入图12中所示的步骤S1001。从而，当NOx捕获催化剂13是冷的时，燃烧控制***进入图12的例程，并把燃烧模式从正常模式转换成分离延迟燃烧模式，以便快速预热NOx捕获催化剂13，如后所述。

在步骤S3，ECU 25计算NOx捕获或累积量Qnox，它是在NOx捕获催化剂13中捕获或累积的NOx的数量。美国专利5473887(对应于日本专利No.2600492)说明一种根据发动机转速Ne的渐增(cumulative)值，估计计算NOx吸收量的方法。可以采用该方法，并且在该美国专利中关于NOx吸收或累积量的计算的说明被引为参考。另一方面，可以采用通过计算每次车辆行驶预定的距离时，NOx累积量的增加量的总和，计算NOx累积量的计算方法。这种情况下，燃烧控制***能够利用传感器50确定车辆行驶的距离。在利用求和计算累积或渐增量的方法中，当完成NOx再生时(包括当在关于SOx再生的操作中，与SOx再生同时进行NOx再生的时候)，累积量被重置。

在步骤S4，ECU 25计算在NOx捕获催化剂13中累积的硫分(SOx)的硫分累积量(S量)Qs。可以如果上面说明的累积NOx的数量的计算那样，通过根据发动机转速Ne的累积量或渐增量，或者根据车辆的行驶距离，估计计算硫分累积量。在使用累积或积分量的情况下，当完成再生时，该累积量被重置。

在步骤S5，ECU 25确定在DPF 14中捕获和累积的PM的PM累积量Qpm。在本例中，ECU 25通过利用排气压力传感器17检测DPF 14入口的排气压力，随后把检测的排气压力与当前工作状态下的基准排气压力(由发动机转速Ne，和燃油喷射量Q确定)进行比较，计算PM累积量。这是因为当在DPF 14中累积的PM的数量增大时，DPF 14的入口侧的排气压力自然升高。可选的是根据在前一DPF再生之后车辆的行驶距离，在前一DPF再生之后的发动机转速Ne的累积值，和排气压力中的一个或多个，估计计算PM累积量。

在步骤S6，ECU 25确定reg标记Freg是否被设置。reg标记Freg是指示DPF 14是否处于再生模式的条件(condition)代码。如果DPF 14未处于再生模式(Freg＝0)，那么ECU 25进入步骤S7。另一方面，如果DPF 14处于再生模式(Freg＝1)，那么ECU 25按照图3中的步骤101和后续步骤的DPF再生模式执行操作，如后所述。

在步骤S7，ECU 25检查脱硫标记Fdesul是否被设置。脱硫标记Fdesul是指示NOx捕获催化剂13是否处于硫中毒恢复模式(SOx再生模式)的条件代码。如果NOx捕获催化剂13未处于硫中毒恢复模式(Fdesul＝0)，那么ECU 25从S7进入步骤S8。另一方面，如果NOx捕获催化剂13处于硫中毒恢复模式(Fdesul＝1)，那么ECU 25按照图4中的步骤S201和后续步骤的浓混合比燃烧模式执行操作，如后所述。

在步骤S8，ECU 25检查sp标记Fsp是否被设置。sp标记Fsp是指示NOx捕获催化剂13是否处于再生NOx捕获催化剂13的浓混合比峰值(rich spike)模式的条件代码。如果NOx捕获催化剂13未处于浓混合比峰值模式(Fsp＝0)，那么ECU 25从S8进入步骤S9。另一方面，如果NOx捕获催化剂13处于浓混合比峰值模式(Fsp＝1)，那么ECU 25按照图5中的步骤S301和后续步骤的浓混合比峰值模式(NOx再生模式)执行操作，如后所述。

在步骤S9，ECU 25检查rec标记Frec是否被设置。rec标记Frec是指示在DPF再生模式或硫中毒恢复之后，DPF 14是否处于防止熔化模式的条件代码。如果rec标记未被设置(Frec＝0)，那么ECU 25进入步骤S10。另一方面，如果rec标记被设置(Frec＝1)，那么ECU 25按照图6中的步骤S401和后续步骤的防止熔化模式执行操作，如后所述。

在步骤S10，ECU 25检查rq_DPF标记RQdpf是否被设置。rq_DPF标记RQdpf是指示是否对DPF 14发出再生请求的条件代码。如果DPF再生请求未被发出(RQdpf＝0)，那么ECU 25进入步骤S11。另一方面，如果DPF再生请求被发出(RQdpf＝1)，那么ECU 25在图7中的步骤S501和后续步骤，在DPF再生请求被发出的情况下，执行确定再生优先权的操作，如后所述。

在步骤S11，ECU 25检查rq_desul标记RQdesul是否被设置。rq_desul标记RQdesul是指示是否对NOx捕获催化剂13发出硫中毒恢复请求(SOx再生请求)的条件代码。如果硫中毒恢复请求未被发出(RQdesul＝0)，那么ECU 25进入步骤S12。另一方面，如果硫中毒恢复请求被发出(RQdesul＝1)，那么ECU 25在图8中的步骤S601和后续步骤，在硫中毒恢复请求被发出的情况下，执行确定再生优先权的操作，如后所述。

在步骤S12，ECU 25确定在步骤S4计算的PM累积量Qpm是否变得等于或大于指示需要DPF 14的再生的预定量PM1(Qpm＜PM1)，即，是否达到DPF再生正时。相反，例如通过利用图20中所示的图，可根据DPF入口侧的排气压力，确定DPF再生正时。这种情况下，关于每个工作状态(由发动机转速Ne，和燃油喷射量Q确定)，确定当DPF 14中的沉积PM的数量达到预定量PM1时，DPF入口侧的排气压力，并绘制成图，如图20中所示。从而，当排气压力传感器17检测的DPF入口侧的排气压力达到图20的图中和当前工作状态(发动机转速Ne，和燃油喷射量Q)对应的排气压力的阈值时，ECU 25判断达到DPF再生正时(Qpm≥PM1)。

如果不是DPF再生正时(Qpm≤PM1)，那么ECU 25从S12进入步骤S13。另一方面，如果确定已达到DPF再生正时(Qpm≥PM1)，那么ECU 25从S12进入图9中的步骤S701，并把rq_DPF标记RQdpf设为1，从而发出DPF再生请求。从而，当在DPF 14中累积的PM的数量达到预定量PM1时，燃烧控制***把燃烧模式从正常工作模式(稀薄操作)转换成把排气温度升高到使沉积在DPF 14中的PM自动氧化的温度的燃烧模式。

在步骤S13中，ECU 25确定在步骤S4计算的NOx捕获催化剂13中的硫分累积量(SOx的数量)Qs是否变得大于或等于预定量S1，从而确定硫中毒恢复的再生正时或需要(SOx再生请求)。

如果硫分累积量Qs小于预定量S1(Qs＜S1)，那么ECU 25认为还不需要硫中毒恢复，并进入步骤S14。

另一方面，如果硫分累积量Qs等于或大于预定量S1(Qs≥S1)，那么ECU 25认为需要硫中毒恢复，进入图10中的步骤S801，并把rq_desul标记RQdesul(硫中毒恢复请求标记)设为1，从而发出硫中毒恢复请求。相反，当在前一再生之后车辆的行驶距离超过预定距离，并且同时排气压力传感器17检测的排气压力超过预定阈值时，可以产生硫中毒恢复请求。从而，对于每个行驶距离，燃烧控制***把燃烧模式从正常工作模式转换成把排气温度升高到能够在浓混合比气氛中，实现捕获在NOx捕获催化剂13中的硫分的净化的温度的燃烧模式。

在步骤S14，ECU 25确定在步骤，S3计算的NOx捕获催化剂13中的NOx累积量Qnox是否变得大于或等于预定量NOx1，从而检查是否达到再生正时，即，是否需要NOx再生。

如果NOx累积量Qnox小于预定量NOx1(Qnox＜NOx1)，那么ECU 25认为不需要NOx再生，并终止图2的过程。

另一方面，如果NOx累积量Qnox等于或大于预定量NOx1(Qnox≥NOx1)，那么确定需要NOx再生。在图11的步骤901中，ECU25把rq_sp标记(NOx再生请求标记)RQsp设为1，从而发出NOx再生请求。相反，可根据车辆的行驶距离，和排气压力传感器17检测的排气压力，确定再生正时。当在前一再生之后的行驶距离超过预定距离，并且排气压力超过预定阈值时，ECU 25产生NOx再生请求。从而，每次行驶预定距离时，燃烧控制***把燃烧模式从正常工作模式转换成净化在NOx捕获催化剂13中捕获的NOx的燃烧模式。

图3表示在在步骤S6，判断DPF再生模式标记Freg为1(Freg＝1)时，在NOx捕获催化剂13被预热状态下执行DPF再生(防止熔化)过程。

在步骤S101，ECU 25认为燃烧模式转换的预定条件被满足，并把燃烧模式从正常的稀薄燃烧转换成根据本实施例的分离延迟燃烧。即，当根据检测的或者估计的排气净化装置(13和/14)的条件，产生增大温度的请求或者在等于或小于理论值的区域中的浓混合比操作请求至少之一时，燃烧控制***把燃烧模式从正常的稀薄操作转换成分离延迟燃烧模式，其中包括产生主扭矩的主燃烧过程和在主燃烧之前的至少一个预燃烧过程。

当产生燃烧模式转换命令时，利用图29中所示的步骤S1101-S1104的流程，改变燃烧模式。每当产生燃烧模式转换命令时，按照这种方式转换燃烧模式。

响应在步骤S1101确定的燃烧模式转换命令，燃烧控制***首先在步骤S1102执行预燃油喷射，从而产生预燃烧。根据发动机转速Ne和燃油喷射量Q，如图27中所示确定预燃油喷射的燃油喷射量，并根据发动机转速Ne和燃油喷射量Q，如图28中所示确定预燃油喷射的燃油喷射正时。

在步骤S1103，燃烧控制***执行关于主燃烧的主燃油喷射。如图19中所示，根据发动机转速Ne和燃油喷射量Q确定主喷射的喷射正时。通过把转换前的燃油喷射量乘以图23中所示的校正系数，计算主喷射的喷射量。从而，即使主燃烧的喷射正时被大大延迟，也可使扭矩基本保持与燃烧转换前的扭矩相等。

由于在首先实现预燃烧之后，主燃烧的喷射量和喷射正时被这样改变，因此燃烧控制***能够迅速改变燃烧状态。

在图3的步骤S102，ECU 25把排气空燃比控制为目标空燃比。DPF14的再生过程中的目标空-燃比随沉积的PM的PM累积量而不同。于是，根据图20中所示的DPF 14的排气压力阈值，预测或估计沉积PM的PM累积量，并且排气被控制为与图21中所示的沉积PM的预测量对应的目标空-燃比。

在步骤S101燃烧模式被转换成分离延迟燃烧模式之后，节气门6或EGR阀19把排气空燃比控制为目标排气空燃比。为了实现目标进气量，节气门6把空气量控制为通过把目标空燃比乘以图22中所示的值计算的目标空气量(用于λ＝1下的工作的目标进气量)。如果在空气量控制为图22中所示的空气量之后，空燃比偏离目标值，那么节气门6或EGR阀19把空燃比调整为目标空燃比。

但是，当燃烧模式被转换成分离延迟燃烧模式时，燃油喷射正时被沿着延迟方向大大移动。于是，除了进气量的上述控制之外，本例的燃烧控制***用取决于如图23中所示的目标燃油喷射正时确定的扭矩校正系数，校正图22的目标进气量和燃油喷射量，以便抑制燃烧模式转换时的扭矩改变。此外，如果目标空燃比λ被降低到1或者接近于1的值，那么发生由进气节气门引起的泵气损失。于是，本例的控制***把目标进气量和燃油喷射量校正为通过乘以根据目标λ确定的校正系数计算得到的值，如图30中所示。

在步骤S103，ECU 25检查DPF 14的温度是否等于或大于再生期间的目标下限值(预定温度)T22(DPF温度≥T22)。如果DPF温度等于或大于目标温度下限值T22(DPF温度≥T22)，那么ECU 205从S103进入步骤S104。另一方面，如果它小于目标下限值T22(DPF温度＜T22)，那么ECU 25从S103进入步骤S111和112。

在步骤S104，ECU 25检查DPF 14的温度是否等于或小于再生期间的目标上限值(预定温度)T21(DPF温度≤T21)。如果DPF温度等于或小于目标温度上限值T21(DPF温度≤T21)，那么ECU 205从S104进入步骤S105。另一方面，如果它超过目标温度上限值T21(DPF温度＞T21)，那么ECU 25进入步骤S109和110。

在步骤S105，ECU 25检查把排气空燃比控制到目标值所用的时间t是否大于基准时间tDPFreg1(t＞tDPFreg1)。如果排气空燃比控制所用的时间t大于基准时间tDPFreg1(t＞tDPFreg1)，那么ECU 205进入步骤S106。从而，燃烧控制***能够可靠地燃烧并除去沉积在DPF 14中的PM。另一方面，如果确定时间t不大于基准时间tDPFreg1(t≤tDPFreg1)，那么ECU 25终止图3的过程。

在步骤S106，燃烧控制***使燃烧模式从分离延迟燃烧模式返回正常的燃烧模式，从而终止加热DPF 14的操作。之后，在步骤S107，ECU25把DPF再生模式的reg标记Freg重置为0，并终止DPF 14的再生。

在步骤S107之后的步骤S108，ECU 25把防止熔化模式的rec标记Frec设为1。这样，燃烧控制***防止由于排气空燃比的急剧增大，由结束DPF再生之后留在DPF 14中的未燃烧的PM的烧尽而引起的熔化破坏。从而，ECU 25通过在再生模式或硫中毒恢复模式之后设置防止熔化模式的rec标记Frec，终止图3的过程。

在从S103到达的步骤S111，燃烧控制***延迟主燃烧的主燃油喷射正时。从而，当在DPF再生期间，DPF温度变得低于下限值T22(DPF温度＜T22)时，本例的控制***通过把主燃烧的燃油喷射正时延迟预定量，增大排气温度。

在步骤S112，ECU 25根据主燃烧的主燃油喷射正时的延迟量调整扭矩。由于主燃油喷射正时的延迟降低了扭矩，因此ECU 25通过使用图23中所示的扭矩校正系数与主燃烧的燃油喷射正时的扭矩校正系数计算图，根据延迟量计算目标扭矩校正系数；并通过利用计算的扭矩校正系数调整扭矩。随后，ECU 25终止图3的过程。

在从S104到达的步骤S109，本例的燃烧控制***提前主燃烧的主燃油喷射正时。从而，当在DPF再生期间，DPF温度变得高于上限值T21(DPF温度＞T21)时，控制***通过把主燃油喷射正时提前预定量，降低排气温度。

在步骤S110，ECU 25通过使用图23中所示的扭矩校正系数计算图，根据提前量计算目标扭矩校正系数；并通过利用计算的扭矩校正系数调整扭矩。随后，ECU 25终止图3的过程。

图4表示了硫中毒恢复的过程。

类似于图3的S101，在步骤S201，响应浓混合比气氛中高排气温度下的硫中毒恢复请求，燃烧控制***把燃烧模式转换成分离延迟燃烧模式。

在步骤S202，由于NOx捕获催化剂13中的沉积硫分的硫分累积量Qs已达到预定量，因此控制***把排气空燃比控制为理论配比值。随后，控制***通过减小节气门6的开度，减小进气流量，从而获得图22中所示的目标进气量(实现λ＝1的进气量)，从而获得目标空燃比。如果实际空燃比偏离目标空燃比，那么控制***利用节气门6或EGR阀19调整排气空燃比。从而，类似于步骤S102，根据主燃烧的燃油喷射正时，校正进气量和燃油喷射量。

在步骤S203，ECU 25检查NOx捕获催化剂13的温度是否大于预定温度T4(催化剂温度＞T4)。例如，在基于Ba的NOx捕获催化剂被用作NOx捕获催化剂13的情况下，在浓到理论配比气氛中，该温度必须大于600℃，于是，预定温度T4被设置成等于600℃。

如果催化剂温度高于预定温度T4(催化剂温度＞T4)，那么ECU 25从S203进入步骤S204。另一方面，如果催化剂温度等于或小于预定温度T4(催化剂温度≤T4)，那么ECU 25进入步骤S210。

在步骤S204，ECU 25检查硫中毒恢复操作是否在目标空燃比和目标床温下被执行预定时间tdesul(t＞tdesul)。如果硫中毒恢复操作被恰当地持续进行大于tdesul的时间(t＞tdesul)，那么ECU 25进入步骤S205。另一方面，如果没有充分进行硫中毒恢复操作(t≤tdesul)，那么ECU 25终止图4的过程。

在步骤S205，ECU 25取消理论配比操作，因为硫中毒恢复已完成。

在步骤S206，ECU 25设置防止熔化模式的rec标记Frec(Frec＝1)。从而，控制***保护DPF 14免受由于排气空燃比的急剧增大，在硫中毒恢复之后的高温条件下，留在DPF 14中的PM的烧尽而引起的熔化损害。

在步骤S207，由于硫中毒恢复模式已结束，因此ECU 25把脱硫标记Fdesul重置为0。

在步骤S208，由于硫中毒恢复操作已完成，因此ECU 25把NOx捕获催化剂13中的沉积硫分的硫分累积量Qs重置为0(Qs＝0)。

在步骤S209，ECU 25把NOx再生的rq_sp标记RQsp重置为0(RQsp＝0)。这里因为由于硫中毒恢复的缘故，NOx捕获催化剂13被长时间暴露在理论配比空燃比的条件下，从而执行NOx再生。随后，如果存在NOx再生请求，那么与硫中毒恢复同时地进行NOx再生。

当催化剂温度低于或等于T4时，从S203到达步骤S210。S210和S211中的操作类似于上面提及的图3中的步骤S111和S112的操作。即，在步骤S210中，控制***把主燃烧的燃油喷射正时延迟预定量，从而增大排气温度，因为NOx捕获催化剂13的温度等于或小于预定温度T4(催化剂温度≤T4)。

在步骤S211，ECU 25通过使用图23中所示的扭矩校正系数计算图，根据延迟量计算目标扭矩校正系数；并通过利用计算的扭矩校正系数调整扭矩。随后，ECU 25终止图4的过程。

图5表示了当Fsp＝1时执行的浓混合比峰值控制过程。

在步骤S301，燃烧控制***改变燃烧模式。在本例中，燃烧模式被转换成分离延迟燃烧模式。

在步骤S302，空燃比被控制成预定的目标空燃比，以便执行浓混合比峰值控制。通过把进气量调整为图24中所示的进气量，实现目标空燃比。从而，当执行浓混合比峰值控制时，燃烧控制***在短循环中的恰当时刻把还原剂提供到NOx捕获催化剂13的上游排气中，从而暂时降低流入NOx捕获催化剂13的排气的空燃比，使得在NOx捕获催化剂13中捕获的NOx被释放和还原。

在步骤S303，ECU 25检查(在浓混合比条件下)进行浓混合比峰值控制所用的时间是否大于预定时间tspike(t＞tspike)。如果它大于预定时间tspike(t＞tspike)，那么ECU 25进入步骤S304。另一方面，如果它不大于预定时间tspike(t≤tspike)，那么ECU 25终止图5的过程。

在步骤S304，峰值标记Fsp被重置为0(Fsp＝0)。从而，控制***持续预定的时间tspike执行浓混合比峰值控制，随后在预定时间tspike结束时取消该浓混合比操作。

图6表示防止熔化控制。

在步骤S401，检测PDF 14的温度。如果难以直接检测PDF 14的温度，那么根据替代参数(例如排气温度)估计DPF 14的温度。

在步骤S402，ECU 25检测DPF 14的温度是否小于预定温度T3(DPF温度＜T3)。从而，控制***确定DPF温度是否低于不存在开始PM的急剧氧化的风险的温度T3(DPF温度＜T3)。

如果DPF 14的温度低于预定温度(DPF温度＜T3)，那么ECU 25从S402进入步骤S403。这使得即使氧浓度变得等于大气的氧浓度，也能够避免DPF 14的熔化。

另一方面，如果DPF 14的温度等于或大于预定温度T3(DPF温度≥T3)，那么ECU 25从S402进入步骤S405。在S405，控制***把排气空燃比控制为等于或小于预定值的值，以便降低排气温度，随后结束图6的过程。这种情况下，由于需要较低的排气温度，因此利用正常的稀薄(lean)燃烧(图13中所示的燃烧)而不是分离延迟燃烧，把排气空燃比控制为预定值。随后，进气量被设为图25中所示的目标进气量。如果传感器输出偏离目标空燃比，那么通过调节节气门或EGR阀19，实现目标空燃比。

在步骤S403，由于不存在熔化DPF 14的风险，因此控制***终止空燃比控制。

在步骤S404，防止熔化模式的rec标记Frec被重置为0(Frec＝0)。从而结束防止熔化模式。

图7表示在同时发出DPF再生请求，以及NOx再生请求和硫中毒恢复请求之一或两者的情况下，确定优先权的过程。

在步骤S501，ECU 25检查硫分累积量Qs，以确定沉积的硫分的硫分累积量Qs是否小于需要硫中毒恢复或脱硫的预定量S1。如果它小于预定量S1(Qs＜S1)，那么ECU 25从S501进入步骤S502。另一方面，如果它等于或大于预定量S1(Qs≥S1)，那么ECU 25进入图10的过程。

在步骤S502，ECU 25检查NOx再生请求(峰值请求)RQsp的存在/不存在。如果不存在NOx再生请求(RQsp＝0)，那么ECU 25进入步骤S503。另一方面，如果存在NOx再生请求(RQsp＝1)，那么ECU25进入步骤S506。

在发出DPF再生请求之后，在步骤S503，ECU 25检查沉积NOx的NOx累积量Qnox是否小于需要NOx再生的预定量NOx1(Qnox＜NOx1)。如果它小于预定量NOx1(Qnox＜NOx1)，那么ECU25进入步骤S504。另一方面，如果它等于或大于预定量NOx1(Qnox≥NOx1)，那么ECU 25进入图11的过程。

在步骤S504，ECU 25检查工作点是否在DPF再生和SOx再生(硫中毒恢复或脱硫)允许区域中。在本例中，ECU 25通过使用图26中所示的DPF·SOx再生允许图，根据当前的发动机转速Ne和负荷，确定工作点是否在DPF再生和SOx再生允许区域中。如果依据当前的发动机转速Ne和发动机负荷确定的当前工作点在再生允许区域中，那么ECU 25进入步骤S505。另一方面，如果它不在再生允许区域中，从而S504的回答是否定的，那么ECU 25终止图7的过程。

在步骤S505，ECU 25把再生模式的reg标记Freg设为1(Freg＝1)。从而，由于在发生DPF再生请求的状态下，不存在NOx再生请求和SOx再生请求，并且发动机工作点在DPF再生允许区域中，因此燃烧控制***着手进行DPF再生。

在从S502到达的步骤S506，ECU 25检查是否存在低NOx条件。这用于判断发动机是否处于低NOx排放的条件，例如稳态条件，因为DPF再生请求和NOx再生请求都被发出。

如果低NOx条件被确认，那么ECU 25进入步骤S507。其原因如下。在低NOx排放的条件下，即使捕获的NOx的再生被或多或少地延迟，来自排气尾管的排气也很难被恶化。于是，优先进行极大地影响驾驶性能的DPF 14的再生。在高NOx排放的条件下，例如在加速条件下，优先进行NOx的再生，以便防止来自排气尾管的排气的恶化。

另一方面，如果低NOx条件未被确认，从而S506的回答是否定的，那么ECU 25进入步骤S508，把sp标记Fsp设为1(Fsp＝1)。随后结束图7的过程。

在步骤S507，ECU 25检查DPF 14的床温Tbed是否高于预定温度T3(Tbed＞T3)。从而判断是否优先进行NOx再生。如果DPF床温Tbed高于预定温度T3(Tbed＞T3)，那么ECU 25进入步骤S504。另一方面，如果它等于或小于预定温度T3(Tbed≤T3)，那么ECU 25进入S508。其原因如下。当开始DPF 14的升温时，如果温度等于或小于DPF 14承载的NOx捕获催化剂13被激活的预定温度T3(Tbed≤T3)，那么在开始升温之后，在达到能够进行再生的温度之前，升温需要时间。于是，在升温期间来自排气尾管的NOx的恶化风险被考虑，优先进行NOx的再生。

在步骤S508，由于优先考虑NOx再生，因此ECU 25把峰值标记设为1(Fsp＝1)并着手进行NOx再生。

图8表示在同时发出SOx再生请求和NOx再生请求的情况下，确定SOx再生和NOx再生之间的优先权的过程。

在步骤S601，ECU 25检查沉积在DPF 14中的PM的PM累积量Qpm是否小于预定量PM1(Qpm＜PM1)。如果它小于预定量PM1(Qpm＜PM1)，那么ECU 25进入步骤S602。另一方面，如果它等于或大于预定量(Qpm≥PM1)，那么燃烧控制***在图9的步骤S701把rq_DPF标记RQdpf设为1，并进行DPF 14的再生。从而，即使发出了SOx再生请求，仍然优先考虑DPF再生。

在步骤S602，ECU 25检查NOx捕获催化剂13的床温Tbed是否高于预定温度T1(Tbed＞T1)。预定温度T1是适合于所承载的NOx捕获催化剂13的SOx再生的温度。如果NOx捕获催化剂13的床温Tbed高于预定温度T1(Tbed＞T1)，那么ECU 25从S602进入步骤S603。另一方面，如果它等于或小于预定温度T1(Tbed≤T1)，那么ECU 25从S602进入步骤S605。其原因如下。因为在开始升温之后，到达能够实现再生的温度需要时间，因此在升温期间来自排气尾管的NOx的恶化风险被考虑，优先进行NOx再生。

在步骤S603，ECU 25检查发动机工作点是否在DPF再生和SOx再生(硫中毒恢复或脱硫)允许区域中。类似于上述步骤S504，通过使用图26中所示的DPF再生和SOx再生允许区域图，根据当前的发动机转速Ne和负荷，判断允许这些再生的区域。如果依据当前发动机转速和负荷确定的当前发动机工作点在再生允许区域中，那么ECU 25进入步骤S604。另一方面，如果它不在再生允许区域中(如果它在不允许再生区域中)，那么结束图8的过程。

在步骤S604，ECU 25把脱硫标记Fdesul设为1(Fdesul＝1)，并结束图8的过程。这用于转变到SOx再生，因为所有条件都被满足，即，不存在峰值请求和DPF再生请求，床温等于或高于预定值，并且工作点在再生允许区域中。

在从S602到达的步骤S605，ECU 25检查是否存在峰值请求。如果不存在峰值请求(RQsp＝0)，那么ECU 25进入步骤S606。从而，即使发出了SOx再生请求，如果NOx捕获催化剂13的温度等于或小于预定温度T1(NOx捕获催化剂温度≤T1)，那么优先进行NOx再生，以抑制来自排气尾管的NOx恶化。

另一方面，如果存在峰值请求(RQsp＝1)，那么ECU 25从S605进入步骤S607，并把NOx再生标记Fsp设为1(Fsp＝1)，从而转变到NOx再生。从而，确定即使发出了SOx再生请求，也应优先进行NOx再生。

在步骤S606，在发出SOx再生请求之后，ECU 25检查沉积的NOx的NOx累积量是否小于要求NOx再生的预定量NOx1(Qnox＜NOx1)。如果它小于预定量NOx1(Qnox＜NOx1)，那么结束图8的过程。另一方面，如果它等于或大于预定量NOx1(Qnox≥NOx1)，那么ECU 25进入图11的步骤S901，把rq_sp标记RQsp设为1(RQsp＝1)，从而发出NOx再生请求。

图12表示通过利用预燃烧和主燃烧的分离延迟燃烧控制模式，预热NOx捕获催化剂的过程。当图2的步骤S2的回答是否定的时，执行图12的过程。

在步骤S1001，ECU 25检查NOx捕获催化剂13的预热促进操作是否可能。这是因为确定NOx捕获催化剂13的温度等于或小于激活温度T5(催化剂温度≤T5)，从而要求利用预热促进操作升高NOx捕获催化剂13的温度。通过检查依据当前发动机转速和负荷确定的发动机工作点是否在图26中所示的DPF和SOx再生允许区域中，根据当前的发动机转速Ne和负荷，做出该判断。

如果允许预热促进操作，那么EUC 25进入步骤S1002。另一方面，如果发动机工作点不在允许区域中，并且不允许预热促进操作，那么结束图12的过程。

在步骤S1002，控制***把燃烧模式转换成分离延迟燃烧模式。从而，通过执行预燃烧，压缩上止点附近气缸中的温度被升高，并且主燃烧的点火延迟的范围被扩大。通过执行分离延迟燃烧，燃烧控制***增大排气温度，从而促进NOx捕获催化剂13的预热。

在S1002之后的步骤S1003，ECU 25检查NOx捕获催化剂13的温度是否变得高于激活温度(预定温度)T5(催化剂温度＞T5)。如果它高于预定温度T5(催化剂温度＞T5)，那么ECU 25进入步骤S1004。另一方面，如果它等于或小于预定温度T5(催化剂温度≤T5)，那么结束图12的过程，并且继续分离延迟模式下的燃烧控制。

在步骤S1004，预热促进操作被取消。从而，由于判断NOx捕获催化剂13已被充分预热，即，NOx捕获催化剂13已被激活，因此控制***把燃烧模式从分离延迟燃烧模式转换成正常燃烧模式，从而结束NOx捕获催化剂13的预热。

根据本发明的例证实施例，用于内燃机1的燃烧控制***或设备至少包括：布置在内燃机的排气道12中的排气净化器或净化装置(NOx捕获催化剂13和/DPF 14)；包括至少一个燃油喷射器的燃烧控制致动器，用于产生主燃烧，和在主燃烧之前产生预燃烧；至少包括ECU 25的控制器25，用于控制燃油喷射，从而产生预燃烧，和控制燃油喷射，从而在预燃烧结束之后开始主燃烧。于是，燃烧控制***能够借助预燃烧预先增大缸内温度；从而扩大主燃烧的点火延迟的范围(延迟极限)；并降低烟雾排放。从而，在气缸内能够获得所需的浓混合比气氛。

控制器(25)执行预燃油喷射，从而在上止点或其附近产生预燃烧，并在结束预燃烧之后，执行主燃油喷射，从而开始主燃烧。控制器(25)被配置成当产生使排气净化器处于工作状态(例如再生状态或预热状态)的分离燃烧请求(例如Freg＝1，Fdesul＝1，Fsp＝1，RQdpf＝1，RQdesul＝1，S2的“否”或S1001的“是”)时，通过控制燃油喷射在上止点或其附近产生预燃烧，并在预燃烧结束之后控制燃油喷射开始主燃烧，以分离燃烧模式(在一个循环中利用两个或更多独立的燃烧过程，例如分离延迟燃烧模式)控制燃烧控制致动器(包括项10、6或19)。

控制器(25)被配置成以正常燃烧模式正常控制燃烧控制致动器，并且响应根据检测或估计的排气净化器的条件产生的分离燃烧请求，把燃烧控制模式从正常燃烧模式转换成分离燃烧模式(在S101，S201，S301或S1002)。

控制器被配置成确定排气净化器的估计条件，并根据排气净化器的估计条件，产生分离燃烧请求，从而请求发动机的排气温度的升高和发动机的浓混合比操作之一。

此外，根据本实施例，主燃烧是预混燃烧。于是，该***在高温状态下执行用于主燃烧的燃油喷射，扩大主燃烧的点火延迟的范围，并有效地抑制烟雾排放。

另外，根据本实施例，预燃烧的燃油喷射量被设为等于在主燃烧的燃油喷射时，气缸中的温度超过能够实现自点火的温度所必需的燃油喷射量。于是，由于预燃烧时的燃油喷射升高了气缸中的温度，当执行主燃烧的燃油喷射时，在气缸中能够保持高温，并且能够稳定每个循环的燃烧。

此外，根据本实施例，主燃烧的燃烧开始正时是离预燃烧的开始正时的20°或更大的曲轴转角。于是，可使预燃烧的起点和主燃烧的起点之间的间隔等于或大于预定时间，能够抑制主燃烧中燃烧的恶化，并防止烟雾的恶化。

另外，根据本实施例，主燃烧的终止正时与压缩上止点相隔50°或更大的曲轴转角。于是，通过尽可能多地延迟主燃烧的终止正时，该控制***能够防止主燃烧的燃烧过程变得不活泼，并防止燃烧噪声方面的恶化。

此外，根据本实施例，发动机循环的每个压缩行程，都执行预燃烧的燃油喷射。于是，能够确保预燃烧中点火的稳定性。

另外，根据本实施例，根据压缩终点温度，调整燃油喷射量和燃油喷射正时至少之一。于是，根据每个工作条件下的压缩终点温度，预燃烧的燃油喷射量可被设为最小量，并且能够实现预燃烧的稳定性。另外，在主燃烧开始之前，确实能够完成预燃烧。

此外，根据本实施例，在主燃烧中，通过改变燃油喷射正时控制排气温度。于是，通过控制主燃烧的燃烧终止正时，控制***能够灵活地控制排气温度。

另外，根据本实施例，控制***控制主燃烧，以使发动机1产生的输出扭矩保持恒定。于是，通过根据主燃烧的燃油喷射正时，校正燃油喷射量，控制***能够获得所需的排气温度或者排气气氛，从而抑制燃烧模式转换和控制排气温度时扭矩的变化。

此外，根据本实施例，提供用于捕获排气微粒物的滤清器(DPF)14作为排气净化装置。当沉积在滤清器14中的排气微粒物(PM)的数量达到预定量PM1(S12)，并且温度将被增大，以便实现排气微粒物的自动氧化时，产生分离燃烧的请求。于是，控制***能够根据发动机1的工作条件(例如，发动机转速Ne和燃油喷射量Q)，适当调整进行燃烧控制的正时。从而，控制***能够恰当地确定DPF 14的再生正时，及时地把燃烧模式转换成分离燃烧，从而在低烟雾排放和高排气温度下实现DPF的稳定再生。

另外，根据本实施例，提供用于在稀薄操作时捕获NOx的NOx捕获催化剂13作为排气净化装置。当捕获在NOx捕获催化剂13中的NOx将被净化时，产生分离燃烧模式请求。于是，能够以分离燃烧模式进行浓混合比峰值控制，并且NOx捕获催化剂13的净化性能可被保持较高。

当每次行驶预定的距离，净化NOx时(步骤S3、12～14)，控制***能够以简单的结构间隔足够的距离净化NOx。

另外，根据本实施例，提供用于在稀薄操作时捕获NOx的NOx捕获催化剂13作为排气净化装置。当捕获在NOx捕获催化剂13中的硫分(SOx)将被净化时，产生分离燃烧模式请求。于是，利用分离燃烧模式能够进行硫中毒恢复或脱硫(SOx再生)，并且能够实现低烟雾排放和高排气温度的浓混合比条件。NOx捕获催化剂13的性能可被最大化。

此外，根据本实施例，由于每次行驶预定的距离时硫分被净化，因此能够每隔适当的时间距离净化NOx。

另外，根据本实施例，提供用于在稀薄操作时捕获NOx的NOx捕获催化剂13作为排气净化装置。当NOx捕获催化剂13较冷时产生分离燃烧模式请求(S2)，于是NOx捕获催化剂13将被快速预热。于是，当NOx捕获催化剂13较冷时能够使用分离燃烧模式，并且NOx捕获催化剂13可在短时间内被预热到激活温度。

此外，根据本实施例，预燃烧的结束是热量产生的结束。于是，在预燃烧的热量产生结束之后，燃烧可被转换成主燃烧。

在低发动机负荷区域中，可多次进行预燃烧。这种情况下，控制***能够在低负荷条件下，实现低烟雾排放和高排气温度的目标。

根据各种可能结构或解释之一，根据例证实施例的燃烧控制***至少包括：确定排气净化器的估计条件的装置(25、S3、S4、S5、20-23、50)；根据排气净化器的估计条件，产生分离燃烧请求的装置(S2～S14)；和响应分离燃烧请求，按照分离燃烧模式控制对发动机的燃油喷射的装置(S1102、S1103)。

本申请基于在先日本专利申请No.2003-193310(于2003年7月8日在日本申请)。该日本专利申请No.2003-193310的整个内容作为参考包含于此。

虽然上面参考本发明的一些实施例说明了本发明，不过本发明并不局限于上述实施例。鉴于上述教导，本领域的技术人员易于想到上述实施例的各种修改和变化。本发明的范围由下述权利要求限定。

Claims

1、一种用于内燃机的燃烧控制设备，包括：

内燃机的排气道中的排气净化器；

导致主燃烧，并在主燃烧之前导致预燃烧的燃烧控制致动器；和

控制燃油喷射从而产生预燃烧，并在预燃烧结束之后，控制燃油喷射从而开始主燃烧的控制器。

2、按照权利要求1所述的燃烧控制设备，其中燃烧控制致动器包括把燃油直接喷入发动机的燃烧室的燃油喷射器；控制器被配置成进行预燃油喷射，从而在上止点或其附近产生预燃烧，并在预燃烧结束之后，进行主燃油喷射，从而开始主燃烧。

3、按照权利要求2所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成当产生使排气净化器处于工作状态的分离燃烧请求时，通过控制燃油喷射，在上止点或其附近产生预燃烧，并通过在预燃烧结束之后控制燃油喷射，开始主燃烧，以分离燃烧模式控制燃烧控制致动器。

4、按照权利要求3所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成以正常燃烧模式正常控制燃烧控制致动器，并且响应根据排气净化器的条件产生的分离燃烧请求，把燃烧控制模式从正常燃烧模式转换成分离燃烧模式。

5、按照权利要求4所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成确定排气净化器的估计条件，并根据排气净化器的估计条件，产生分离燃烧请求，从而请求发动机的排气温度的升高和发动机的浓混合比操作之一。

6、按照权利要求5所述的燃烧控制设备，其中燃烧控制设备还包括收集确定排气净化部分的估计条件所需的信息的条件传感器。

7、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成相对于预燃烧的结束，延迟主燃烧的开始，从而在主燃烧中，预混燃烧过程是主要的。

8、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成在预燃烧的放热过程结束之后开始主燃烧的正时，进行主燃烧的主燃油喷射。

9、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成在燃烧室中的火焰减弱的状态下喷射燃油的正时，开始用于主燃烧的主燃油喷射，以防止主燃烧中的扩散燃烧过程。

10、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成把预燃油喷射的预燃油喷射量控制为增大燃烧室中的缸内温度所需的较小量，并使主燃烧的主燃油喷射量大于预燃油喷射量，从而利用主燃烧产生发动机扭矩。

11、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成把预燃油喷射的预燃油喷射量控制为等于使在主燃烧的燃油喷射正时，燃烧室中的缸内温度大于或等于能够在燃烧室中实现自发点火的自动点火温度所需的燃油量。

12、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中相对于预燃烧的燃烧开始正时，主燃烧的燃烧开始正时的延迟量等于或大于20°曲轴转角。

13、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中相对于压缩上止点，主燃烧的燃烧结束正时的延迟量等于或大于50°曲轴转角。

14、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成在压缩行程内执行用于预燃烧的预燃油喷射。

15、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成在使预燃烧的放热过程在压缩上止点之前开始，并在压缩上止点之后结束的正时进行预喷射。

16、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成根据压缩终点温度，改变预燃烧的预燃油喷射的燃油喷射量和燃油喷射正时至少之一，压缩终点温度是压缩行程结束时燃烧室中的温度。

17、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成通过改变主燃烧的燃油喷射正时，控制发动机的排气温度。

18、按照权利要求2-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成控制主燃烧，以使发动机产生的扭矩保持恒定。

19、按照权利要求3-6之一所述的燃烧控制设备，其中排气净化器包括收集排气微粒物的微粒滤清器，控制器被配置成根据累积在微粒滤清器中的微粒物的估计量，产生分离燃烧请求，从而增大排气温度，以便自动氧化微粒滤清器中的微粒物。

20、按照权利要求3-6之一所述的燃烧控制设备，其中排气净化器包括在发动机的稀薄操作中捕获NOx的NOx捕获催化剂装置，控制器被配置成在净化捕获在NOx捕获装置中的NOx时，产生分离燃烧请求。

21、按照权利要求20所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成根据在NOx捕获装置中捕获的NOx的估计量，产生分离燃烧请求。

22、按照权利要求20所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成根据由内燃机提供动力的车辆行驶的距离，产生分离燃烧请求。

23、按照权利要求3-6之一所述的燃烧控制设备，其中排气净化器包括在发动机的稀薄操作中，捕获NOx的NOx捕获装置，控制器被配置成在净化捕获在NOx捕获装置中的硫分时，产生分离燃烧请求。

24、按照权利要求23所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成根据在NOx捕获装置中捕获的硫分的估计量，产生分离燃烧请求。

25、按照权利要求23所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成根据由内燃机提供动力的车辆行驶的距离，产生分离燃烧请求。

26、按照权利要求3-6之一所述的燃烧控制设备，其中排气净化器包括在发动机的稀薄操作中捕获NOx的NOx捕获催化剂装置，控制器被配置成在预热NOx捕获装置时，产生分离燃烧请求。

27、按照权利要求1-6之一所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成在主燃烧之前，执行多个预燃油喷射，从而导致预燃烧的多个放热过程，使得在上止点或其附近产生预燃烧的至少一个放热过程。

28、按照权利要求27所述的燃烧控制设备，其中控制器被配置成在低发动机负荷区域中进行多个预燃油喷射，从而导致预燃烧的多个放热过程。

29、按照权利要求1-6之一所述的燃烧控制设备，其中燃烧控制设备还包括内燃机，所述内燃机是柴油机。

30、一种内燃机的燃烧控制方法，在所述内燃机的排气道中装有排气净化器，所述燃烧控制方法包括：

控制燃油喷射从而产生发动机循环中的预燃烧；和

在结束发动机循环中的预燃烧之后，控制燃油喷射从而开始主燃烧。

31、按照权利要求30所述的燃烧控制方法，还包括：

确定排气净化器的估计条件；

根据排气净化器的估计条件，产生分离燃烧请求；

响应分离燃烧请求，把燃烧控制模式从正常模式转换成分离燃烧模式；和

在分离燃烧模式下控制燃油喷射以产生预燃烧，和控制燃油喷射以便在预燃烧结束之后开始主燃烧。

32、一种用于内燃机的燃烧控制设备，包括：

确定排气净化器的估计条件的装置；

根据排气净化器的估计条件，产生分离燃烧请求的装置；

通过控制燃油喷射产生预燃烧，和控制燃油喷射，从而在预燃烧结束之后开始主燃烧，响应分离燃烧请求，在分离燃烧模式下控制对发动机的燃油喷射的装置。