压缩自点火式发动机的燃料喷射控制方法及装置与流程

本发明涉及压缩自点火式发动机的燃料喷射控制方法和燃料喷射控制装置，尤其涉及在1次燃烧冲程中进行多次燃料喷射而在气缸内产生多次燃烧的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制方法和燃料喷射控制方法。

背景技术：

以往，为了降低柴油发动机的噪音(特别是发动机的爆震(knocking)所导致的噪音，以下简称为“爆震噪音”)而进行了各种尝试。例如，在专利文献1中提出了如下的技术：计算出能够通过燃烧压力波的干涉来降低高频域的压力等级的时间差，作为由多次燃料喷射分别产生的燃烧压力波之间的发生时间差的目标值，基于该目标值，控制多次进行的燃料喷射的间隔。在该技术中，通过控制燃料喷射的间隔，以特定的频域(2.8～3.5khz)为目标降低缸内压的频率成分，从而降低爆震噪音。另外，“燃烧压力波”是通过发动机内的燃烧而缸内压急剧上升所发生的压力波，相当于对缸内压的波形进行了时间微分(以下同样)。

专利文献1：日本特开2002-47975号公报

从发动机产生的爆震噪音，具有发动机的构造上的振动传递特性、特别是与发动机的构造类的共振频率相应的特性。具体地说，在包含发动机的构造类所具有的共振频率的频带(位于发动机的主要的传递路径上的零件的共振被组合而成为具有一定程度的宽度的频带。在本说明书中，将这样的与共振频率有关的带域称作“共振频带”)内，爆震噪音有变大的倾向。一般来说，发动机的构造类的共振频带存在多个，但是在上述的专利文献1所记载的技术中，仅能够降低2.8～3.5khz的特定频带的爆震噪音，无法适当地降低与这样的发动机的构造类所具有的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

另外，爆震噪音除了上述的发动机的构造上的共振，还对应于与燃烧激振力相当的缸内压等级(通常称作“cpl(cylinderpressurelevel)”，表示以燃烧激振力指标对缸内压波形进行傅里叶变换而得到的高频能量。以下简记为“cpl”)。该cpl与表示气缸内的燃烧形态的热释放率对应，但是本发明人通过实验而了解到，热释放率的波形受到温度和压力等的环境条件的影响而变化，爆震噪音受到这样的热释放率的波形形态的影响。因此，本发明人认为，为了适当地降低爆震噪音，优选为基于反映了温度和压力等环境条件的影响的、热释放率成为最大(峰值)的定时，来设定多次进行的燃料喷射的间隔。在上述的专利文献1所记载的技术中，基于燃烧压力波上升的定时(与热释放率开始上升的定时相当)，控制多次进行的燃料喷射的间隔，所以并不能充分地降低爆震噪音。

此外，在发动机负荷相对低的情况或者冷车时等、发动机的燃烧室内的燃料的点火性较差的情况下，产生燃料喷射后的点火延迟，热释放率成为最大的定时延迟。这种情况下，即使如上述那样基于热释放率成为最大的定时来设定多次进行的燃料喷射的间隔，也无法在意图的定时使热释放率成为最大，可能无法充分地降低爆震噪音。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述的现有技术的问题点而做出的，其目的在于，提供一种能够在各种点火环境下适当地降低与发动机的构造类的共振频率对应的爆震噪音的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制方法及燃料喷射控制装置。

为了达成上述目的，本发明的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制方法，在1次燃烧冲程中进行多次燃料喷射而在气缸内产生多次燃烧，其特征在于，包括如下的步骤：将多次进行的燃料喷射中的预喷射和主喷射的间隔设定为，使得表示通过多次燃烧而产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的部分包含在发动机的构造类所具有的多个共振频带各自的范围内；在同一发动机转速下，发动机负荷越低，越将预喷射的燃料喷射量增量。

在这样构成的本发明中，控制多次进行的燃料喷射中的预喷射和主喷射的间隔，使得表示通过多次燃烧而产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的部分包含在发动机的构造类所具有的多个共振频带各自的范围内，所以能够适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。并且，在同一发动机转速下，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，则越将预喷射的燃料喷射量增量而提高点火性，所以能够防止燃料的点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，能够在各种点火环境下适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。这种情况下，并不改变燃烧压力波的整体的等级，所以油耗和排放不会变差，并且不必另外追加隔音材料等，所以装置的成本和重量不会增加。

另外，上述的“燃烧压力波的频率特性”相当于与发动机内的燃烧相应的缸内压等级(cpl)的频率特性。

此外，在本发明中优选为，还包括如下的步骤：将主喷射的喷射定时设定为与规定的曲柄角对应的定时，基于上述设定的燃料喷射的间隔，设定预喷射及/或后喷射的喷射定时，将燃料喷射装置控制为，在这些喷射定时进行预喷射、主喷射及后喷射。

在这样构成的本发明中，以主喷射的喷射定时为基准，基于设定的燃料喷射的间隔来设定预喷射及/或后喷射的喷射定时，所以能够将热释放间隔控制为，使得与表示通过预喷射和主喷射、及/或主喷射和后喷射而产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的位置相当的频率包含在发动机的构造类所具有的多个共振频带各自的范围内，由此，能够适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，本发明的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制装置，具有控制单元，该控制单元将多次进行的燃料喷射中的预喷射和主喷射的间隔设定为，使得表示通过多次燃烧而产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的部分包含在发动机的构造类所具有的多个共振频带各自的范围内，在同一发动机转速下，发动机负荷越低，则上述控制单元越将预喷射的燃料喷射量增量。

在这样构成的本发明中，控制预喷射和主喷射的间隔，使得表示通过多次燃烧而产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的部分包含在发动机的构造类所具有的多个共振频带各自的范围内，所以能够适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。并且，在同一发动机转速下，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，则越将预喷射的燃料喷射量增量而提高燃料的点火性，所以能够防止燃料的点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，能够在各种点火环境下适当地降低与发动机的构造类多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，在本发明中优选为，上述控制单元，在同一发动机转速下，发动机负荷越低，则越扩大预喷射和主喷射的间隔。

在这样构成的本发明中，在同一发动机转速下，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，则越扩大预喷射和主喷射的间隔，所以能够防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，能够在更宽泛的点火环境下适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，在本发明中优选为，上述控制单元将主喷射的喷射定时固定，在同一发动机转速下，发动机负荷越低，则越使预喷射的喷射定时提前。

在这样构成的本发明中，将主喷射的喷射定时固定，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，则越扩大预喷射和主喷射的间隔而使预喷射的喷射定时提前，所以能够在抑制对发动机的排放性能、油耗、输出扭矩等的影响的同时，防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，能够在各种点火环境下适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，在本发明中优选为，上述控制单元，在同一发动机转速下，发动机负荷越低，则越使主喷射的喷射定时滞后。

在这样构成的本发明中，在同一发动机转速下，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，则越使主喷射的喷射定时滞后，所以在不使预喷射的喷射定时提前的情况下，也能够防止燃料的点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，能够在更宽泛的点火环境下适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，在本发明中优选为，上述控制单元，在同一发动机转速下，发动机负荷越低，则越使主喷射的喷射定时滞后，并且使后喷射的喷射定时滞后，以维持主喷射和后喷射的间隔。

在这样构成的本发明中，因为发动机负荷下降而使主喷射的喷射定时滞后时，还使后喷射的喷射定时滞后以维持主喷射和后喷射的间隔，在为了防止燃料的点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短而使主喷射的喷射定时滞后的情况下，能够将热释放间隔控制为，使得与表示通过主喷射和后喷射而生成的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的位置相当的频率包含在发动机的构造类所具有的多个共振频带各自的范围内，由此，能够在各种点火环境下适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，在本发明中优选为，将发动机的运转状态区分为发动机负荷相对高的高负荷区域、发动机负荷比上述高负荷区域低的中负荷区域、发动机负荷比上述中负荷区域低的低负荷区域的情况下，在上述中负荷区域中，上述控制单元使预喷射的喷射定时与上述高负荷区域的情况相比提前，并且使上述预喷射的燃料喷射量增量，在上述低负荷区域，上述控制单元使预喷射的燃料喷射量与上述中负荷区域的情况相比增量，并且使上述主喷射的喷射定时与上述高负荷区域及上述中负荷区域的情况相比滞后。

在这样构成的本发明中，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，则越使预喷射的喷射定时提前而扩大预喷射和主喷射的间隔，并且将预喷射的燃料喷射量增量，在发动机负荷更低而点火性更差的情况下，将预喷射量进一步增量而提高燃料的点火性，并且使主喷射的喷射定时滞后，防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，所以能够在抑制对发动机的排放性能、油耗、输出扭矩等的影响的同时，防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，能够在更宽泛的点火环境下适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，在本发明中优选为，上述控制单元，将主喷射的喷射定时设定为与规定的曲柄角对应的定时，基于上述设定的燃料喷射的间隔来设定预喷射及/或后喷射的喷射定时，将燃料喷射装置控制为，在这些喷射定时进行预喷射、主喷射及后喷射。

在这样构成的本发明中，以主喷射的喷射定时为基准，基于设定的燃料喷射的间隔来设定预喷射及/或后喷射的喷射定时，所以能够将热释放间隔控制为，使得与表示通过预喷射和主喷射、及/或主喷射和后喷射产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的位置相当的频率包含在发动机的构造类所具有的共振频带各自的范围内，由此，能够适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

发明的效果：

根据本发明的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制方法及燃料喷射控制装置，能够在各种点火环境下适当地降低与发动机的构造类的共振频率对应的爆震噪音。

附图说明

图1是表示应用了本发明的实施方式的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制装置的柴油发动机的整体构成的概略图。

图2是表示本发明的实施方式的发动机的活塞及连杆的图。

图3是图2的iii-iii向视图。

图4是图2的iv-iv向视图。

图5是表示本发明的实施方式的柴油发动机的控制系统的框图。

图6是表示在本发明的实施方式中应用的代表性的燃料喷射样式的时序图。

图7是产生爆震噪音的机理的说明图。

图8是产生爆震噪音的机理的说明图。

图9是本发明的实施方式中通过控制cpl的频率特性来降低爆震噪音的方法的基本概念的说明图。

图10是燃料喷射的次数(在发动机内产生热的次数)给cpl的频率特性带来的影响的说明图。

图11是进行2次以上的燃料喷射时的进行燃料喷射的定时(产生热的定时)给cpl的频率特性带来的影响的说明图。

图12是表示cpl的频率特性的曲线的峰及谷的产生机理的说明图。

图13是本发明的实施方式的热释放间隔的控制方法的基本概念的说明图。

图14是本发明的实施方式的柴油发动机的pcm所执行的燃料喷射控制处理的流程图。

图15是本发明的实施方式的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制装置决定燃料喷射的形态的燃料喷射形态决定处理的流程图。

图16是本发明的实施方式的燃料喷射控制装置基于运转状态决定点火环境时参照的映射图。

图17是表示与点火环境相应地修正的燃料喷射样式和通过各燃料喷射样式实现的热释放率波形的说明图。

图18是表示燃料喷射形态的各参数和点火环境的关系的线图。

图19是表示爆震噪音的振动等级的频率特性的线图。

图20是表示热释放间隔和cpl的频率特性的曲线中的波谷的频率的关系的线图。

图21是表示彼此干涉的2个振动的频率的错移和这些振动的共振所导致的声压等级放大量的关系的线图。

符号的说明：

1发动机主体；2气缸；4活塞；7曲柄轴；8连杆；20喷油器；30进气通路；40排气通路；60涡轮增压机；70pcm；90动态吸振器

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制装置。

＜装置构成＞

首先，参照图1说明应用了本实施方式的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制装置的柴油发动机。图1是表示应用了本实施方式的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制装置的柴油发动机的整体构成的概略图。

图1所示的柴油发动机是作为行驶用的动力源搭载于车辆的4冲程的柴油发动机。具体地说，该柴油发动机具有多个气缸2，具有：发动机主体1，接受以轻油为主成分的燃料的供给而被驱动；进气通路30，用于向发动机主体1导入燃烧用的空气；排气通路40，用于将发动机主体1中产生的废气排出；egr装置50，使通过排气通路40的废气的一部分回流到进气通路30；以及涡轮增压机60，利用通过排气通路40的废气来驱动。

在进气通路30中，从上游侧起依次设置有：空气净化器31、涡轮增压机60的压缩机61a、62a、节流阀36、中冷器5、稳压箱37。在比稳压箱37更靠下游侧，设置有分别与各气缸2单独地连通的独立通路，稳压箱37内的气体穿过这些独立通路而被分配到各个气缸2。

在排气通路40中，从上游侧起依次设置有涡轮增压机60的涡轮62b、61b和排气净化装置41。

涡轮增压机60构成为从排气能量较低的低旋转域到高旋转域在全域都能够高效率地得到高增压的2级增压系统。即，涡轮增压机60具备：用于在高旋转域将大量空气增压的大型涡轮增压机61、以及即使是较低的排气能量也能够高效率地进行增压的小型涡轮增压机62，根据发动机的运转状态(发动机转速及负荷)来切换是由大型涡轮增压机61还是小型涡轮增压机62进行增压。该涡轮增压机60的涡轮61b、62b接受流过排气通路40的废气的能量而旋转，压缩机61a、62a与其连动地旋转，从而将进气通路30中流通的空气压缩(增压)。

中冷器5用于将压缩机61a、62a压缩后的空气冷却。

节流阀36用于对进气通路30进行开闭。但是，在本实施方式中，在发动机的运转中基本上维持在全开或者接近全开的高开度，仅在发动机的停止时等必要时闭阀而将进气通路30切断。

排气净化装置41用于将废气中的有害成分净化。在本实施方式中，在该排气净化装置41中，包含将废气中的co及hc氧化的氧化催化剂41a和捕获废气中的灰尘(煤烟)的dpf41b。

egr装置50用于使废气的一部分回流到进气侧。egr装置50具备egr通路50a和egr阀50b，上述egr通路50a将比排气通路40中的涡轮61b、62b更靠上游侧的部分和比进气通路30中的中冷器5更靠下游侧的部分连接，上述egr阀50b对该egr通路50a进行开闭，egr装置50使排出到排气通路40的比较高压的废气(高压egr气体)回流到进气侧。

发动机主体1具备：气缸体3，在内部形成有沿上下方向延伸的气缸；活塞4，可往复运动(上下运动)地容纳在活塞4内；气缸头5，从与活塞4的冠面对置的一侧覆盖气缸的端面(上面)；以及油盘6，为了贮存润滑油而配设在气缸体3的下侧。

活塞4经由连杆8与发动机主体1的输出轴即曲柄轴7连结。此外，在活塞4的上方形成有燃烧室9，在该燃烧室9中，从喷油器20喷射的燃料与空气混合后进行扩散燃烧。并且，通过伴随着该燃烧的膨胀能量，活塞4进行往复运动，曲柄轴7绕着中心轴旋转。此外，在活塞4上设置有抑制连杆8的伸缩共振的动态吸振器。该动态吸振器留待后述。

在此，发动机主体1的几何学压缩比、即活塞4处于下死点时的燃烧室容积与活塞4处于上死点时的燃烧室容积之比被设定为12以上15以下(例如14)。这个12以上15以下的几何学压缩比，作为柴油发动机来说是相当低的值。其目的是，通过抑制燃烧温度来提高排放性能和热效率。

在气缸头5上设置有：进气端口16，用于将从进气通路30供给的空气导入到燃烧室9；排气端口17，用于将燃烧室9中生成的废气导入到排气通路40；进气阀18，对进气端口16的燃烧室9侧的开口进行开闭；以及排气阀19，用于对排气端口17的燃烧室9侧的开口进行开闭。

此外，在气缸头5上设置有向燃烧室9喷射燃料的喷油器20。该喷油器20以其活塞4侧的前端部面向设置于活塞4的冠面的作为凹部的腔室(未图示)的中心部的姿态被安装。喷油器20经由燃料流路与共轨侧的蓄压室(未图示)连接。在蓄压室内贮存着通过燃料泵(未图示)而被加压的高压的燃料，喷油器20从该蓄压室接受燃料的供给，向燃烧室9内喷射燃料。在燃料泵和蓄压室之间设置有燃压调节器(未图示)，该燃压调节器用于调整蓄压室内的压力即喷射压，该喷射压是从喷油器20喷射的燃料的压力。

接下来，参照图2～图4详细说明动态吸振器。图2是表示本发明的实施方式的发动机的活塞4及连杆8的图，图3是图2的iii-iii向视图，图4是图2的iv-iv向视图。

如图3及图4所示，活塞销80为截面中空，在活塞销80的中心部形成有沿着活塞销80的中心轴方向延伸的贯通孔80a。在该贯通孔80a的内周面上的活塞销80的中心轴方向的中央部，形成有供动态吸振器90的固定部90a压入的压入部80b。压入部80b中的贯通孔80a的内径比其他部分中的贯通孔80a的内径小。

在活塞销80的内部(贯通孔80a内)配设有两个动态吸振器90，这两个动态吸振器90在燃烧冲程中抑制活塞4、活塞销80及连杆8的小端部8a一体地相对于连杆8的大端部8b共振。这2个动态吸振器90隔着穿过活塞销80的中心轴方向的中央的面(即，穿过该中央且相对于活塞销80的中心轴垂直的面)而分别位于两侧。

在燃烧冲程中，活塞销80和连杆8的销插通孔8d之间的润滑油膜(将活塞销80和连杆8的小端部8a连结的弹簧)、以及活塞销80和活塞4的突起部4c的销支持孔4d之间的润滑油膜(将活塞销80和活塞4连结的弹簧)均消失，其结果，活塞4、活塞销80及连杆8的小端部8a成为一体而相对于大端部8b共振。但是，在本实施方式中，通过设置于活塞销80的动态吸振器90来抑制该共振，能够降低共振导致的噪音。

另一方面，在进气冲程、压缩冲程及排气冲程中，在活塞销80和连杆8的销插通孔8d之间、以及活塞销80和活塞4的突起部4c的销支持孔4d之间分别存在润滑油膜。其结果，不会产生燃烧冲程那样的共振。即，动态吸振器90设置于活塞销80，所以在进气冲程、压缩冲程及排气冲程中，通过活塞销80和连杆8的销插通孔8d之间的润滑油膜(将活塞销80和连杆8的小端部8a连结的弹簧)，能够抑制从动态吸振器90向连杆8的振动传递，能够防止噪音增大。进而，由于在活塞销80的内部设置有动态吸振器90，所以能够有效地利用空间，避免活塞4的大型化。

接下来，参照图5说明本实施方式的柴油发动机的控制系统。图5是表示本实施方式的柴油发动机的控制系统的框图。如图5所示，本实施方式的柴油发动机由pcm(powertraincontrolmodule)70综合地控制。pcm70是由cpu、rom、ram等构成的微处理器。

pcm70与用于检测发动机的运转状态的各种传感器电连接。

例如，在气缸体3中设置有检测曲柄轴7的旋转角度(曲柄角)及旋转速度的曲柄角传感器sn1。该曲柄角传感器sn1对应于与曲柄轴7一体地旋转的曲板(未图示)的旋转而输出脉冲信号，基于该脉冲信号，确定曲柄轴7的旋转角度及旋转速度(即发动机转速)。

在进气通路30中的空气净化器31附近(空气净化器31和压缩机61a之间的部分)设置有空气流量传感器sn2，该空气流量传感器sn2检测通过了空气净化器31并被吸入到各气缸2的空气量(新气量)。

在稳压箱37中设置有进气歧管温度传感器sn3，该进气歧管温度传感器sn3检测该稳压箱37内的气体、即被吸入到各气缸2的气体的温度。

在进气通路30中的比中冷器5更靠下游侧的部分设置有进气歧管压力传感器sn4，该进气歧管压力传感器sn4检测通过该部分的空气和被吸入到气缸2的进气的压力。

在发动机主体1上设置有检测将该发动机主体1冷却的冷却水的温度的水温传感器sn5。

pcm70基于来自上述的各种传感器的输入信号执行各种判定和运算等，并且对发动机的各部进行控制。例如，pcm70对喷油器20、节流阀36、egr阀50b、燃压调节器等进行控制。在本实施方式中，如图5所示，pcm70主要控制喷油器20，从而进行与向气缸2供给的燃料有关的控制(燃料喷射控制)。另外，pcm70相当于本发明中的“压缩自点火式发动机的燃料喷射控制装置”，作为本发明中的“控制单元”发挥功能。

在此，参照图6说明本实施方式中由pcm70进行的燃料喷射控制的基本概念。图6是表示本实施方式中应用的代表性的燃料喷射样式的时序图。在本实施方式中，如图6所示，pcm70通过喷油器20实施主喷射和预喷射，上述主喷射指的是，向燃烧室9内喷射用于在压缩上死点附近生成发动机扭矩的燃料，上述预喷射指的是，为了提高空气利用率或提高主喷射的点火性，在主喷射之前的定时向燃烧室9内喷射比主喷射的喷射量少的量的燃料。此外，pcm70还实施后喷射，该后喷射指的是，为了使燃烧室9内产生的煤烟燃烧，通过喷油器20在主喷射之后的定时向燃烧室9内喷射比主喷射的喷射量少的量的燃料。例如，pcm70通过喷油器20在预先规定的发动机的规定的运转区域分别实施这样的预喷射及后喷射。

关于主喷射，pcm70基于与驾驶员的油门开度相应的要求输出和发动机的运转状态等，设定主喷射的基本的喷射定时(以下称作“基准主喷射定时”)。此外，pcm70为了在主喷射的燃料燃烧之前通过预喷射产生热释放量小的燃烧而创造出主喷射的燃料容易燃烧的状态，使得预喷射的燃料喷雾被限制在设置于活塞4的冠面的腔室内，并且将预喷射的喷射定时设定为能够在腔室内形成比较浓的混合气的定时。进而，pcm70将后喷射的喷射定时设定为通过后喷射使得因后喷射之前的燃料喷射而在燃烧室9内产生的煤烟适当地燃烧的定时。

＜本实施方式的控制内容＞

接着，说明本实施方式中为了抑制柴油发动机的爆震噪音而由pcm70实施的燃料喷射控制。

首先，参照图7及图8说明爆震噪音产生的机理。如图7所示，爆震噪音是如下那样产生的：通过发动机内的燃烧而产生燃烧激振力，通过该燃烧激振力产生的振动沿着发动机的活塞、连杆、曲柄轴、发动机体等的主路径(具有规定的构造振动传递特性，该构造振动传递特性与发动机的构造类的共振频率相对应)而放射。

在图8中，曲线图g11表示曲柄角和缸内压(燃烧压)的关系，曲线图g12表示对曲线图g11的缸内压进行fft处理(高速傅里叶变换处理)而得到的、与燃烧激振力相当的cpl(以燃烧激振力指标对缸内压波形进行fft处理而得到的1～4khz程度的高频能量)的频率特性。此外，曲线图g13表示上述的发动机的构造振动传递特性(具体地说是发动机的构造振动衰减的频率特性)，曲线图g14表示发动机的接近音的时间变化波形。对于曲线图g12所示的cpl的频率特性应用曲线图g13所示的发动机的构造振动传递特性而得到的特性，与对曲线图g14所示的接近音的时间变化波形进行fft处理而得到的特性大体一致，其表示爆震噪音的特性(参照曲线图g15)。

另外，在曲线图g14中，虚线区域r11所示的、时间上较大地变动的部分作为爆震噪音被听到。此外，在曲线图g15中，将虚线区域r12所示的1～4khz的能量和作为爆震噪音的代表值使用。

如上述那样，爆震噪音受到cpl的频率特性的影响，所以在本实施方式中，通过控制cpl的频率特性，能够降低爆震噪音。在此，参照图9说明本实施方式中通过控制cpl的频率特性来降低爆震噪音的方法的基本思路。另外，“cpl的频率特性”相当于通过发动机内的燃料的燃烧而产生的燃烧压力波的频率特性。

在图9中，曲线图g21表示成为基准的cpl的频率特性(例如应用基于与驾驶员的油门开度相应的要求输出或发动机的运转状态(发动机转速或发动机负荷)等设定的基本的喷射定时来进行燃料喷射的情况下的cpl的频率特性)，曲线图g23、g24、g25表示发动机的各种构成要素的构造共振的频率特性。例如，曲线图g23表示与发动机的连杆的构造共振有关的频率特性，曲线图g24表示与发动机的曲柄轴的构造共振有关的频率特性，曲线图g25表示与发动机体的构造共振有关的频率特性。在此，与曲线图g24、g25所示的构造共振相比，曲线图g23所示的构造共振给爆震噪音带来的影响更大。这种情况下，由于曲线图g21所示的cpl的频率特性和曲线图g23～g25所示的发动机的构成要素的构造共振，产生具有曲线图g26所示的频率特性的爆震噪音。从曲线图g26可知，爆震噪音在频带fb1变大，具体地说，在表示爆震噪音的曲线中，在频带fb1处产生大的波峰。这是因为，在频带fb1处，在表示曲线图g21的cpl的曲线中产生波峰，并且在表示曲线图g23的发动机的构成要素(给爆震噪音带来的影响大)的构造共振的曲线中产生波峰。

在本实施方式中，将cpl的频率特性控制为，使表示cpl的频率特性的曲线的波谷的部分位于表示曲线图g23的发动机的构成要素(给爆震噪音带来的影响大)的构造共振的曲线中产生波峰的频带fb1，换言之，使表示cpl的频率特性的曲线的波谷的部分包含在频带fb1内。具体地说，实现使曲线图g22所示的、cpl的频率特性的曲线的波谷的部分包含在频带fb1内的cpl的频率特性。通过应用这样的曲线图g22所示的cpl的频率特性，如曲线图g27所示，在频带fb1，爆震噪音大幅地降低。这种情况下，并不是改变cpl的整体的等级，所以能够确保所要求的发动机输出，不会使油耗和排放变差，就能够适当地降低爆震噪音。

接下来，参照图10～图13说明本实施方式中将cpl的频率特性控制成期望的特性(例如曲线图g22所示的频率特性)的方法。

图10是用于说明燃料喷射的次数(在发动机内产生热的次数)给cpl的频率特性带来的影响的图。在图10中，曲线图g31表示仅进行1次燃料喷射的情况下(例如仅进行主喷射)的、对于曲柄角的热释放率的波形，曲线图g32表示进行2次燃料喷射的情况(例如进行预喷射及主喷射)下的、对于曲柄角的热释放率的波形，曲线图g33表示进行3次燃料喷射的情况下(例如进行预喷射、主喷射及后喷射)的、对于曲柄角的热释放率的波形。

仅进行1次燃料喷射的情况下，如曲线图g34所示，成为频率越大则cpl逐渐变小的频率特性。这种情况下，在表示cpl的频率特性的曲线中不产生峰和谷。另一方面，进行2次及3次燃料喷射的情况下，分别如曲线图g35、g36所示，在表示cpl的频率特性的曲线中产生了峰和谷。因此，如果进行2次以上的燃料喷射、即在发动机中产生2次以上的燃烧(热释放)，则在表示cpl的频率特性的曲线中产生峰和谷。此外，从曲线图g35、g36可知，进行3次燃料喷射的情况下，与进行2次燃料喷射的情况相比，表示cpl的频率特性的曲线的峰和谷的数量更多。

图11是用于说明进行2次以上的燃烧时的进行燃料喷射的定时(产生热的定时)给cpl的频率特性带来的影响的图。在此，进行2次燃料喷射(预喷射及主喷射)时，说明将进行前段的预喷射的定时固定而变更进行后段的主喷射的定时的情况的模拟结果(不是实际的实验结果)。

在图11中，曲线图g41表示将变更前的燃料喷射定时(基准主喷射定时)应用于主喷射的情况下的热释放率，曲线图g43表示应用了曲线图g41所示的热释放率的情况下的cpl的频率特性。另一方面，曲线图g42表示将主喷射的燃料喷射定时从基准主喷射定时变更(具体地说是延迟)的情况下的热释放率。具体地说，曲线图g42与曲线图g41相比，通过主喷射而产生热释放率的峰值(最大值)的定时延迟了时间t1(例如0.5msec)。应用这样的曲线图g42所示的热释放率的情况下，得到曲线图g44所示那样的cpl的频率特性。

从曲线图g43、g44可知，进行2次燃料喷射时、即产生2次燃烧(热发生)时，如果改变产生热释放的定时，则cpl的频率特性变化。具体地说，表示cpl的曲线的峰和谷的数量变化，与表示cpl的曲线的峰和谷的位置对应的频率变化。因此，产生热释放的定时、特别是两次燃烧分别产生的热释放率的峰值的间隔(以下适当地称作“热释放间隔”)对于与表示cpl的曲线的峰和谷的位置对应的频率带来影响。

图12是用于说明表示cpl的曲线的峰和谷所产生的机理的图。图12(a)是表示在表示图11的曲线图g44的cpl的曲线中与波峰的部分对应的频率f41处的、预喷射引起的燃烧压力波的时间变化、主喷射引起的燃烧压力波的时间变化、以及将这些燃烧压力波合成的合成压力波的时间变化。这种情况下，在预喷射和主喷射各自的热释放率波形中产生峰值的间隔(热释放间隔)是t21(以下同样)。此外，上述的频率f41处的预喷射及主喷射的燃烧压力波的周期t22(＝1/f41×1000)与热释放间隔t21大体一致。

在频率f41处，主喷射的燃烧压力波的发生定时和与预喷射的燃烧压力波的周期t21对应的定时大体一致，所以预喷射的燃烧压力波和主喷射的燃烧压力波在同相位发生干涉。因此，预喷射的燃烧压力波的波峰的部分和主喷射的燃烧压力波的波峰的部分重合(参照虚线区域r21)，并且预喷射的燃烧压力波的波谷的部分和主喷射的燃烧压力波的波谷的部分重合(参照虚线区域r22)。由此，将预喷射的燃烧压力波和主喷射的燃烧压力波合成的合成压力波被放大(参照箭头a21)。结果，如图11的曲线图g44所示，在频率f41处，在表示cpl的曲线中产生波峰。

另一方面，图12(b)表示在表示图11的曲线图g44的cpl的曲线中与波谷的部分对应的频率f42处的、预喷射引起的燃烧压力波的时间变化、主喷射引起的燃烧压力波的时间变化、以及将这些燃烧压力波合成的合成压力波的时间变化。该频率f42处的预喷射及主喷射的燃烧压力波的周期t23(＝1/f42×1000)相当于热释放间隔t21的大致2倍。

在频率f42，主喷射的燃烧压力波在与预喷射的燃烧压力波的周期t23的大致一半对应的定时发生，所以预喷射的燃烧压力波和主喷射的燃烧压力波在相反相位发生干涉。因此，预喷射的燃烧压力波的波谷的部分和主喷射的燃烧压力波的波峰的部分重合(参照虚线区域r23)，并且预喷射的燃烧压力波的波峰的部分和主喷射的燃烧压力波的波谷的部分重合(参照虚线区域r24)。由此，将预喷射的燃烧压力波和主喷射的燃烧压力波合成的合成压力波衰减(参照箭头a22)。结果，如图11的曲线图g44所示，在频率f42，在表示cpl的曲线中产生波谷。

在此，在cpl的频率特性中，发生峰和谷的位置与热释放间隔的关系能够通过以下的式(1)及(2)来表达。在式(1)及式(2)中，“δt”是热释放间隔，“n”是“1、2、3…”。

发生波峰的频率fn＝n/δt×1000式(1)

发生波谷的频率fn＝(n－0.5)/δt×1000式(2)

另外，在图11中示出了进行2次燃料喷射(预喷射及主喷射)的情况的结果，但是进行3次燃料喷射(预喷射、主喷射及后喷射)的情况也确认到得到了同样的结果。具体地说，进行3次燃料喷射的情况下，也根据3次燃烧的热释放率各自的峰值所产生的间隔(热释放间隔)，与表示cpl的曲线的峰和谷的位置对应的频率变化。此外，在图11中，示出了使用规定的模型(燃烧模型等)的模拟结果，但是已经确认了这样的结果也能够通过实车试验来得到。进而，上面通过使进行多次燃料喷射的情况的热释放间隔变化来调查了该热释放间隔给cpl的频率特性带来的影响，但是本发明人除了热释放间隔以外，还使热释放率波形的高度和斜率变化，从而调查了它们给cpl的频率特性带来的影响。结果，即便使热释放率波形的高度和斜率变化，也只是cpl的大小变化，cpl的曲线的峰和谷的数量、以及它们的频率几乎不变化。

从以上可知，进行多次燃料喷射的情况下的热释放间隔会给cpl的频率特性带来影响。根据这样的结果，在本实施方式中，通过控制进行多次燃料喷射的情况下的热释放间隔，使cpl的频率特性成为期望的特性(例如曲线图g22所示的频率特性)。具体地说，在本实施方式中，pcm70为了实现使cpl的频率特性成为期望的特性的热释放间隔，设定多次进行的燃料喷射的间隔。更详细地说，pcm70为了实现使曲线的波谷的部分包含在发动机的构造类所具有的共振频带(例如参照图9)的范围内的cpl的频率特性，基于用于得到该cpl的频率特性的热释放间隔，设定多次进行的燃料喷射的间隔。

图13是用于说明本实施方式的热释放间隔的控制方法的基本概念的图。图13中从左侧起依次示出了预喷射的热释放率、主喷射的热释放率、后喷射的热释放率。在本实施方式中，pcm70设定分别实施预喷射、主喷射及后喷射的间隔，以实现使cpl的频率特性成为期望的特性的预喷射与主喷射的热释放间隔t31、以及主喷射与后喷射的热释放间隔t32。并且，pcm70控制喷油器20，按照与这样设定的间隔相应的燃料喷射定时来分别实施预喷射、主喷射及后喷射。

接下来，参照图14～图18说明pcm70执行的燃料喷射控制的具体处理。

图14是pcm70执行的燃料喷射控制处理的流程图。该燃料喷射控制处理在车辆点火、pcm70被接入电源的情况下启动，并反复执行。

燃料喷射控制处理开始后，如图14所示，在步骤s1中，pcm70取得与车辆的运转状态有关的各种信息。具体地说，pcm70除了上述的各种传感器sn1～sn5输出的检测信号之外，还取得包括由油门开度传感器检测的油门开度、由车速传感器检测的车速、由车辆的变速器当前设定的齿轮级等在内的信息。

接着，在步骤s2中，pcm70基于在步骤s1中取得的信息，设定目标加速度。具体地说，pcm70从对于各种车速及各种齿轮级规定的加速度特性映射图(预先制作并保存在存储等中)之中，选择与当前的车速及齿轮级对应的加速度特性映射图，参照所选择的加速度特性映射图，决定与当前的油门开度对应的目标加速度。

接着，在步骤s3中，pcm70决定用于实现步骤s2中决定的目标加速度的发动机的目标扭矩。具体地说，pcm70基于当前的车速、齿轮级、路面坡度、路面μ等，在发动机可输出的扭矩的范围内决定目标扭矩。

接着，在步骤s4中，pcm70根据在步骤s3中决定的目标扭矩和基于来自曲柄角传感器sn1的输出信号求出的发动机转速，设定为了得到目标扭矩而应该从喷油器20喷射的燃料的要求喷射量(具体地说是主喷射的燃料喷射量)。

接着，在步骤s5中，pcm70执行决定燃料喷射的形态(具体地说是燃料的喷射量及喷射定时)的燃料喷射形态决定处理。该燃料喷射形态决定处理的详细情况留待后述。

在步骤s5的处理之后，pcm70基于在步骤s4中决定的要求喷射量和在步骤s5中决定的燃料喷射的形态，对喷油器20进行控制。在步骤s6之后，pcm70将燃料喷射控制处理结束。

在此，利用图15说明在上述的燃料喷射控制处理的步骤s5中执行的燃料喷射形态决定处理。

燃料喷射形态决定处理开始后，如图15所示，在步骤s21中，pcm70取得与发动机的运转状态有关的各种信息。具体地说，pcm70除了上述的各种传感器sn1～sn5输出的检测信号之外，还取得包括增压压力、气缸壁温推测值、进气歧管氧浓度、在上述的燃料喷射控制处理的步骤s3中决定的的目标扭矩等在内的信息。

接着，在步骤s22中，pcm70基于在步骤s21中取得的信息，读取基准主喷射定时。具体地说，pcm70将目标扭矩及发动机转速作为参数，参照预先设定了与规定的曲柄角对应的基准主喷射定时的映射图，读取与步骤s21中取得的目标扭矩及发动机转速对应的基准主喷射定时。

接着，在步骤s23中，pcm70读取预喷射的喷射结束时期和主喷射的喷射开始时期的基本的时间间隔(以下称作“预-主基准时间间隔”)、主喷射的喷射结束时期和后喷射的喷射开始时期的基本的时间间隔(以下称作“主-后基准时间间隔”)、预喷射的基本的燃料喷射量(以下称作“基准预喷射量”)、以及后喷射的基本的燃料喷射量(以下称作“基准后喷射量”)。

预-主基准时间间隔和主-后基准时间间隔，在燃料的点火性良好的发动机的运转状态下，被预先设定为使得表示cpl的频率特性的曲线的波谷的部分包含在发动机的构造类所具有的共振频带的范围内的时间间隔。

此外，关于基准预喷射量及基准后喷射量，与发动机的运转状态对应的基本的值作为映射图而分别预先设定，并从该映射图读取。

接着，在步骤s24中，pcm70判定发动机的运转状态是否为过渡状态。例如，pcm70基于由油门开度传感器检测到的油门开度和油门开度的变化率，判定发动机的运转状态是否为过渡状态。

发动机的运转状态为过渡状态的情况下，进入步骤s25，pcm70基于气缸壁温推测值、增压压力及进气歧管氧浓度，判定当前的燃烧室9中的燃料的点火性(以下称作“点火环境”)。具体地说，关于气缸壁温推测值，按照从高到低的顺序预先设定第1阈值t1、第2阈值t2、第3阈值t3及第4阈值t4。并且，在步骤s21中取得的气缸壁温推测值为t1以上的情况下，基于气缸壁温推测值的点火环境是最良好的点火环境(以下称作“点火环境i”)，气缸壁温推测值为t2以上但低于t1的情况下，基于气缸壁温推测值的点火环境是第2良好的点火环境(以下称作“点火环境ii”)，气缸壁温推测值为t3以上但低于t2的情况下，基于气缸壁温推测值的点火环境是第3良好的点火环境(以下称作“点火环境iii”)，气缸壁温推测值为t4以上但低于t3的情况下，基于气缸壁温推测值的点火环境是第4良好的点火环境(以下称作“点火环境iv”)，气缸壁温推测值低于t4的情况下，基于气缸壁温推测值的点火环境是点火性最差的点火环境(以下称作“点火环境v)。

此外，关于增压压力，与气缸壁温推测值同样，按照从高到低的顺序预先设定第1阈值p1、第2阈值p2、第3阈值p3及第4阈值p4。并且，在步骤s21中取得的增压压力为p1以上的情况下，基于增压压力的点火环境是点火环境i，增压压力为p2以上但低于p1的情况下，基于增压压力的点火环境是点火环境ii，增压压力为p3以上但低于p2的情况下，基于增压压力的点火环境是点火环境iii，增压压力为p4以上但低于p3的情况下，基于增压压力的点火环境是点火环境iv，增压压力低于p4的情况下，基于增压压力的点火环境是点火环境v。

此外，关于进气歧管氧浓度，也与气缸壁温推测值及增压压力同样，按照从高到低的顺序预先设定第1阈值c1、第2阈值c2、第3阈值c3及第4阈值c4。并且，在步骤s21中取得的进气歧管氧浓度为c1以上的情况下，基于进气歧管氧浓度的点火环境是点火环境i，进气歧管氧浓度为c2以上但低于c1的情况下，基于进气歧管氧浓度的点火环境是点火环境ii，进气歧管氧浓度为c3以上但低于c2的情况下，基于进气歧管氧浓度的点火环境是点火环境iii，进气歧管氧浓度为c4以上但低于c3的情况下，基于进气歧管氧浓度的点火环境是点火环境iv，进气歧管氧浓度低于c4的情况下，基于进气歧管氧浓度的点火环境是点火环境v。

并且，pcm70将基于气缸壁温推测值、增压压力及进气歧管氧浓度的每一个的点火环境之中的、点火性最差的点火环境判定为当前的发动机的点火环境。

另一方面，在步骤s24中判定为发动机的运转状态不是过渡状态的情况下，进入步骤s26，pcm70基于发动机的负荷(具体地说是要求喷射量)及转速，判定点火环境。这种情况下，pcm70参照图16所示的映射图，判定与在步骤s21中取得的发动机的负荷及转速对应的点火环境。在图16的映射图中，在同一发动机转速下发动机的负荷最高的高负荷区域是点火环境i，发动机的负荷次于点火环境i的中高负荷区域是点火环境ii，发动机的负荷次于点火环境ii的中负荷区域是点火环境iii，发动机的负荷最低的低负荷区域是点火环境iv。

在步骤s25或s26之后，进入步骤s27，pcm70按照步骤s25或s26中判定的点火环境，根据在步骤s23中读取的预-主基准时间间隔、基准预喷射量、以及在步骤s22中读取的基准主喷射定时，对预喷射的喷射结束时期和主喷射的喷射开始时期的时间间隔(以下称作“预-主时间间隔”)、预喷射的燃料喷射量(以下称作“喷射量”)、以及主喷射的喷射定时(以下称作“主喷射定时”)进行修正。

图17是表示按照点火环境修正的燃料喷射样式和通过各燃料喷射样式实现的热释放率波形的说明图。

如上述那样，在燃料的点火性良好的发动机的运转状态、即点火环境i下，预-主基准时间间隔及主-后基准时间间隔被设定为使得表示cpl的频率特性的曲线的波谷的部分包含在发动机的构造类所具有的共振频带的范围内的时间间隔。因此，在步骤s25或s26中判定的点火环境是点火性最良好的点火环境i的情况下，pcm70不对预-主基准时间间隔进行修正而设定为最终的预-主时间间隔。此外，对于基准预喷射量及基准主喷射定时也不进行修正而设定为最终的预喷射量及主喷射定时。

另一方面，在步骤s25或s26中判定的点火环境是点火环境ii的情况下，由于燃料的点火性比点火环境i差，如果通过以点火环境i为前提设定的预-主基准时间间隔来决定预喷射的定时，则预喷射的热释放率的峰值所发生的定时与点火环境i相比延迟。即，发生预喷射中的点火延迟。其结果，如图17的点火环境ii的热释放率波形中虚线所示，预喷射和主喷射的热释放间隔比能够得到cpl的期望的频率特性的热释放间隔(图17的热释放率波形中的“目标间隔”)短。在此，在点火环境ii下，如图17的喷射样式所示，将预-主时间间隔修正为比预-主基准时间间隔扩大，使对于主喷射定时的预喷射的喷射定时提前，从而如图17的热释放率波形中实线所示，防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短。

此外，在步骤s25或s26中判定的点火环境是点火环境iii的情况下，由于燃料的点火性比点火环境ii更差，所以预喷射的热释放率的峰值所发生的定时与点火环境ii相比延迟。因此，需要将基准预-主时间间隔修正为比点火环境ii更扩大。但是，如果过度地扩大预-主时间间隔，则无法实现主喷射的点火性提高这一预喷射的本来的功能。此外，如果由于预-主时间间隔的扩大而预喷射的喷射定时一定程度地提前，则即便使喷射定时再进一步地提前，也无法将预喷射的热释放率的峰值所发生的定时提前。因此，仅通过扩大预-主时间间隔，无法防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短。在此，在点火环境iii下，如图17的喷射样式所示，将预-主时间间隔修正为比预-主基准时间间隔扩大，使对于主喷射定时的预喷射的喷射定时提前，并且将预喷射量修正为与基准预喷射量相比增量，使得预喷射的热释放率急剧上升而峰值产生的定时提前，从而如图17的热释放率波形中实线所示，防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短。

此外，在步骤s25或s26中判定的点火环境是点火环境iv的情况下，由于燃料的点火性比点火环境iii更差，所以预喷射的热释放率的峰值所以产生的定时与点火环境iii相比延迟。因此，需要将预喷射量修正为与点火环境iii相比增量。但是，如果将预喷射量过度地增量，排放和油耗变差。此外，在点火性相对较差的点火环境iv下，仅通过预喷射量的增量，无法充分抑制预喷射中的点火延迟。在此，在点火环境iv下，如图17的喷射样式所示，通过使主喷射定时从基准主喷射定时滞后，如图17的热释放率波形中实线所示，防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短。此外，在使主喷射定时从基准主喷射定时滞后的情况下，pcm70也使后喷射的喷射定时滞后了使主喷射定时从基准主喷射定时滞后的量，以将主-后时间间隔维持为主-后基准时间间隔。

此外，在步骤s25或s26中判定的点火环境是点火环境v的情况下，该点火环境v具体地说相当于冷车起动时，燃料的点火性比点火环境iv更差，所以预喷射的热释放率的峰值所产生的定时与点火环境iv的情况相比延迟。因此，如点火环境iv的情况那样，仅通过使主喷射定时比基准主喷射定时滞后以扩大预-主时间间隔的修正，无法充分地抑制预喷射的点火延迟，无法将预喷射和主喷射的热释放间隔扩大到目标间隔。在此，在点火环境v下，如图17的喷射样式所示，与点火环境iv同样，使主喷射定时从基准主喷射定时滞后，并且将预喷射的喷射次数(级数)增加1次，使预喷射的热释放率的峰值所产生的定时提前，从而如图17的热释放率波形中实线所示，防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短。

参照图18说明怎样按照点火环境分别修正上述的预-主时间间隔、预喷射量及主喷射定时。图18是表示燃料喷射形态的各参数和点火环境的关系的线图。

图18(a)是表示预-主时间间隔和点火环境的关系的线图，横轴表示点火环境，纵轴表示预-主时间间隔。如该图18(a)所示，按照点火环境i、ii、iii的顺序，点火性越差，为了防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，预-主时间间隔越需要向扩大的方向修正。此外，如上述那样，在点火环境iii下，通过预-主时间间隔的扩大，预喷射的喷射定时提前到了极限，无法更进一步地将预-主时间间隔向扩大的方向修正，所以在点火环境iv下，预-主时间间隔被保持为与点火环境iii相同的值。

图18(b)是表示预喷射量和点火环境的关系的线图，横轴表示点火环境，纵轴表示预喷射量。如该图18(b)所示，在点火性仅次于点火环境i的点火环境ii下，通过进行修正以扩大预-主时间间隔，能够防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，所以不进行预喷射量的修正。另一方面，在点火性比点火环境ii更差的点火环境iii及iv下，仅通过预-主时间间隔的修正，无法充分地防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，所以为了抑制预喷射中的点火延迟，以点火性越差则预喷射量越增量的方式进行修正。

图18(c)是表示主喷射定时和点火环境的关系的线图，横轴表示点火环境，纵轴表示主喷射定时。如该图18(c)所示，在点火环境ii、iii下，通过以扩大预-主时间间隔的方式进行修正和以将预喷射量增量的方式进行修正，能够防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，所以不进行主喷射定时的修正。另一方面，在点火性比点火环境iii更差的点火环境iv下，仅通过预-主时间间隔及预喷射量的修正，无法充分地防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，所以为了防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，以使主喷射定时滞后的方式进行修正。

像这样，为了防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，在点火性仅次于点火环境i的点火环境ii下，仅实施对发动机的排放性能和油耗的影响较小的扩大预-主时间间隔的修正，在点火性比点火环境ii更差的点火环境iii下，在对排放性能和油耗的影响不会变大的范围内还实施将预喷射量增量的修正，在点火性更差的点火环境iv下，在不给发动机的输出扭矩等带来较大影响的范围内还实施使主喷射定时滞后的修正，所以能够设定预喷射、主喷射及后喷射的喷射定时，抑制给发动机的排放性能、油耗、输出扭矩等性能带来的影响，并且在各种点火环境下实现使cpl的频率特性成为期望的特性的热释放间隔。

回到图15，在步骤s27中，按照在步骤s25或s26中判定的点火环境，从预-主基准时间间隔、基准预喷射量及基准主喷射定时修正了预-主时间间隔、预喷射量及主喷射定时之后，进入步骤s28，pcm70基于修正的预-主时间间隔、预喷射量及主喷射定时，决定预喷射、主喷射及后喷射的喷射定时。然后，pcm70结束燃料喷射形态决定处理，回到主流程。

接下来，参照图19～图21说明预-主时间间隔及主-后时间间隔的具体的数值。

图19是表示直列4缸型发动机中从主路径分别传递到5个主轴承间隙(mbc#1～#5)的爆震噪音的振动等级的频率特性的线图。如该图19所示，爆震噪音的振动等级在大约1300hz、1700hz、2500hz及3500hz具有峰值。这些峰值的频率可以说表示主路径中的共振频率。这些主路径中的共振频率主要由活塞4的质量和连杆8的刚性的平衡决定，无论汽油发动机和柴油发动机等发动机的样式或发动机的大小如何，都是同程度的值。换言之，在任何发动机中，通过降低以1300hz、1700hz、2500hz及3500hz为峰值的频带的爆震噪音，都能够有效地降低发动机整体的爆震噪音。

关于这些共振频带之中、具有频率最高的3500hz附近的峰值的频带，即使在发动机主体1设置抵消构造共振的机械构造(具体地说是在燃烧冲程中抑制连杆8的伸缩共振的动态吸振器90)，发动机主体1的重量增加也较小。在此，以3500hz为峰值的爆震噪音的降低通过动态吸振器90来实现，pcm70为了降低以1300hz、1700hz及2500hz为峰值的爆震噪音，控制预-主时间间隔及主-后时间间隔,使得表示cpl的频率特性的曲线中的波谷的部分在分别包含1300hz、1700hz及2500hz的峰值的规定的频带中产生。

图20是表示热释放间隔和cpl的频率特性的曲线中的波谷的频率的关系的线图。在该图20中，横轴表示热释放间隔，纵轴表示燃烧压力波的频率。此外，在图20中由实线示出的曲线表示时间上相邻的2次燃料喷射(即，预喷射和主喷射，或者主喷射和后喷射)的燃烧压力波彼此抵消地干涉，从而在表示cpl的频率特性的曲线上产生波谷的频率。

如该图20所示，将热释放间隔设定为0.9msec程度的情况下，在分别包含1700hz及2500hz的频带，在表示cpl的频率特性的曲线上产生波谷。此外，将热释放间隔设定为2.0msec程度的情况下，在分别包含1300hz及1700hz的频带，在表示cpl的频率特性的曲线上产生波谷。如图19所示，在1300hz、1700hz及2500hz的峰值之中，1700hz的峰值最大。于是，将预-主时间间隔设定为使得预喷射和主喷射的热释放间隔约为0.9msec，将主-后时间间隔设定为使得主喷射和后喷射的热释放间隔约为2.0msec。具体地说，关于预-主时间间隔，考虑燃料的点火性的好坏，为了将预喷射的喷射定时提早，设定为比期望的热释放间隔0.9msec长的1.7msec程度即可。另一方面，关于主-后时间间隔，由于后喷射时的点火性良好，所以设定为与期望的热释放间隔2.0msec相等的2.0msec程度即可。

由此，关于包含最大峰值即1700hz的频带，能够使预喷射和主喷射的燃烧压力波、以及主喷射和后喷射的燃烧压力波分别抵消地干涉，能够增大在表示cpl的频率特性的曲线上产生的波谷的大小。即，能够有效地降低以1700hz为峰值的频带的爆震噪音。

图21是表示彼此干涉的2个振动的频率的错移和这些振动的共振引起的声压等级放大量的关系的线图。如该图21所示，2个振动以它们的波形的波峰和波峰重叠的方式干涉的情况下，如果2个振动之间的频率的错移比150hz小，则这些振动的共振导致的声压等级放大量急剧增大。通过使主路径中的共振频率的峰值和与表示cpl的频率特性的曲线上的波谷的位置相当的频率的错移成为150hz以下，能够大幅抑制共振频带中的构造共振，适当地降低爆震噪音。

具体地说，关于预-主时间间隔，使与表示cpl的频率特性的曲线上的波谷的位置相当的频率成为1700hz±150hz及2500hz±150hz。根据上述式(2)及图20，通过将预-主时间间隔设为1.7±0.1msec，能够将预喷射和主喷射的热释放间隔控制为使得与表示cpl的频率特性的曲线上的波谷的位置相当的频率成为1700hz±150hz及2500hz±150hz。此外，通过将主-后时间间隔设为2.0±0.1msec，能够将主喷射和后喷射的热释放间隔控制为使得与表示cpl的频率特性的曲线上的波谷的位置相当的频率成为1300hz±150hz及1700hz±150hz。

接下来，说明上述的本发明的实施方式的压缩自点火式发动机的燃料喷射控制方法及燃料喷射控制装置的效果。

首先，通过将预喷射和主喷射的间隔设为1.7±0.1msec，能够将喷射和主喷射的热释放间隔控制为使得与表示由预喷射和主喷射产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的位置相当的频率成为1700hz±150hz及2500hz±150hz，由此，在发动机的构造类的主要的共振频率之内，能够有效地降低与1700hz及2500hz对应的爆震噪音。这种情况下，不是改变燃烧压力波的整体的等级，所以不会影响油耗和排放，并且不必另外追加隔音材料等，不会增加装置的成本和重量。

此外，通过将主喷射和后喷射的间隔设为2.0±0.1msec，能够将主喷射和后喷射的热释放间隔控制为使得与表示由主喷射和后喷射产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的位置相当的频率成为1300hz±150hz及1700hz±150hz，由此，在发动机的构造类的主要的共振频率之内，能够有效地降低与1300hz及1700hz对应的爆震噪音。特别是，将预喷射和主喷射的热释放间隔、以及主喷射和后喷射的热释放间隔的双方控制为使得与表示由这些燃料喷射产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的位置相当的频率成为1700hz±150hz，所以能够增大在表示燃烧压力波的频率特性的曲线上在1700hz±150hz的位置产生的波谷的大小，由此，在发动机的构造类的主要的共振频率之内，能够更有效地降低特别是与具有大的峰值的1700hz对应的爆震噪音。

此外，在同一发动机转速下，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，则越使预喷射的喷射定时提前而扩大预喷射和主喷射的间隔，所以能够防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，能够在各种点火环境下适当地降低与发动机的构造类的共振频带即1700hz±150hz及2500hz±150hz分别对应的爆震噪音。

此外，在同一发动机转速下，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，则越将预喷射的燃料喷射量增量而提高燃料的点火性，所以能够防止燃料的点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，在各种点火环境下，能够适当地降低与发动机的构造类的共振频带即1700hz±150hz及2500hz±150hz分别对应的爆震噪音。

此外，在同一发动机转速下，发动机负荷越低而燃料的点火性越差，越使主喷射的喷射定时滞后，并且使后喷射的喷射定时滞后以维持主喷射和后喷射的间隔，所以在不使预喷射的喷射定时提前的情况下，也能够防止燃料的点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短。此外，随着发动机负荷的下降而使主喷射的喷射定时滞后时，还使后喷射的喷射定时滞后以维持主喷射和后喷射的间隔，所以在为了防止燃料的点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短而使主喷射的喷射定时滞后的情况下，也能够将热释放间隔控制为，使得与表示由主喷射和后喷射产生的燃烧压力波的频率特性的曲线的波谷的位置相当的频率包含在发动机的构造类所具有的多个共振频带即1300hz±150hz及1700hz±150hz各自的范围内，由此，在各种点火环境下，能够适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，在点火性仅次于点火环境i的点火环境ii下，仅通过对发动机的排放性能和油耗影响小的预喷射的喷射定时的控制来防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，在点火性比点火环境ii差的点火环境iii下，将预喷射的燃料喷射量增量而使预喷射的点火性提高，在点火性更差的点火环境iv下，使主喷射的喷射定时滞后，可靠地防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，所以能够在抑制对发动机的排放性能、油耗、输出扭矩等的影响的同时，可靠地防止点火性变差所导致的预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，能够在更宽泛的点火环境下适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。

此外，气缸壁温、发动机的增压压力、及/或进气的氧浓度越低，则越扩大预喷射和主喷射的间隔，即使在气缸壁温、发动机的增压压力、及/或进气的氧浓度较低而点火性较差的情况下，也能够防止预喷射和主喷射的热释放间隔的缩短，由此，在各种点火环境下，能够适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带、即1300hz±150hz及1700hz±150分别对应的爆震噪音。

此外，动态吸振器90抑制发动机的构造类所具有的多个共振频带之中的、具有频率最高的3500hz附近的峰值的频带内的共振，并且pcm70为了降低以共振频带中的低频侧的1300hz、1700hz及2500hz为峰值的爆震噪音，将预-主时间间隔及主-后时间间隔控制为使得表示cpl的频率特性的曲线中的波谷的部分在分别包含1300hz、1700hz及2500hz的峰值的规定频带内产生，因此，与即使设置机械构造、发动机的重量增加也较小的高频侧的共振频带对应的爆震噪音通过动态吸振器来降低，与设置机械构造则发动机的重量增加变大的低频侧的共振频带对应的爆震噪音通过燃料喷射的间隔的控制来降低，由此，能够将发动机的重量增加抑制为最小限度，适当地降低与发动机的构造类的多个共振频带分别对应的爆震噪音。