内燃机的控制装置.pdf

一种内燃机的控制装置，能恰当地控制NVO期间内的燃料喷射的开始时期。当NVO期间开始时期存在于比第一NVO期间开始时期更靠延迟侧的位置时，不在该NVO期间内开始燃料朝筒内的喷射，当NVO期间开始时期位于第一NVO期间开始时期与第二NVO期间开始时期之间时，在位于该NVO期间内并包括排气上死点的第一燃料喷射开始期间内的任一时期开始燃料朝筒内的喷射，当NVO期间开始时期位于第二NVO期间开始时期与第三NVO期间开始时期之间时，在位于该当前的NVO期间内、不包括排气上死点、且分别存在于比排气上死点更靠提前侧的位置与比排气上死点更靠延迟侧的位置的第二燃料喷射开始期间内的任一时期开始燃料朝筒内的喷射。

权利要求书
1.  一种内燃机的控制装置，包括：
可变动阀机构，该可变动阀机构将从内燃机的排气行程到吸气行程的 范围中排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期间设为可变；
燃料喷射阀，该燃料喷射阀即便在所述负阀重叠期间内，也能朝所述 内燃机的筒内直接喷射燃料；以及
电子控制单元，该电子控制单元能对所述可变动阀机构和所述燃料喷 射阀的动作进行控制，其特征在于，
在所述内燃机的负载状态相同的情况下，当将从第一负阀重叠期间开 始时期起开始的负阀重叠期间设为第一负阀重叠期间，将从存在于比所述 第一负阀重叠期间开始时期更靠提前侧的位置的第二负阀重叠期间开始时 期起开始的负阀重叠期间设为第二负阀重叠期间，将从存在于比所述第二 负阀重叠期间开始时期更靠提前侧的位置的第三负阀重叠期间开始时期起 开始的负阀重叠期间设为第三负阀重叠期间时，
所述电子控制单元对基于所述燃料喷射阀的燃料的喷射进行控制，以 在当前的负阀重叠期间开始时期存在于比所述第一负阀重叠期间开始时期 更靠延迟侧的位置时，在该当前的负阀重叠期间内不开始燃料朝所述筒内 的喷射，
在当前的负阀重叠期间开始时期位于所述第一负阀重叠期间开始时期 与所述第二负阀重叠期间开始时期之间时，在位于该当前的负阀重叠期间 内并包括所述内燃机的活塞的排气上死点的第一燃料喷射开始期间内的任 一时期中，开始燃料朝所述筒内的喷射，
在当前的负阀重叠期间开始时期位于所述第二负阀重叠期间开始时期 与所述第三负阀重叠期间开始时期之间时，在位于该当前的负阀重叠期间 内、不包括所述内燃机的活塞的排气上死点、且分别存在于比所述排气上 死点更靠提前侧的位置和比所述排气上死点更靠延迟侧的位置的第二燃料 喷射开始期间内的任一时期中，开始燃料朝所述筒内的喷射。

2.  如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在所述第一燃料喷射开始期间内开始燃料朝所述筒内的喷射的情况 下，在所述第一燃料喷射开始期间的开始时期附近开始燃料朝所述筒内的 喷射，
在所述第二燃料喷射开始期间内开始燃料朝所述筒内的喷射的情况 下，在所述第二燃料喷射开始期间的开始时期附近开始燃料朝所述筒内的 喷射。

3.  如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
当在存在于所述第三负阀重叠期间内的第三燃料喷射开始期间内开始 燃料朝所述筒内的喷射时，在所述第三燃料喷射开始期间的结束时期附近 开始燃料朝所述筒内的喷射。

4.  如权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
当使所述第一负阀重叠期间逐渐变长时，将在所述第一负阀重叠期间 内不开始燃料朝所述筒内的喷射的状态下、所述第一负阀重叠期间内的所 述筒内的温度的最大值为与阈值α相同值时的负阀重叠期间的开始时期设 为所述第一负阀重叠期间开始时期，
将在所述第二负阀重叠期间内的排气上死点附近开始燃料朝所述筒内 的喷射的状态下、所述第二负阀重叠期间内的所述筒内的温度的最大值为 与比所述阈值α更高的阈值β相同值时的负阀重叠期间的开始时期设为所 述第二负阀重叠期间开始时期，
将在所述第三负阀重叠期间的开始时期附近开始燃料朝所述筒内的喷 射的状态下、所述第三负阀重叠期间内的所述筒内的温度的最大值与所述 阈值β同样时的负阀重叠期间的开始时期设为所述第三负阀重叠期间开始 时期，
所述第一燃料喷射开始期间是以下燃料喷射开始期间：若在该期间内 开始燃料朝所述筒内的喷射，则所述燃料喷射的开始时期以后的所述筒内 的温度的最大值处于所述阈值α以上，
所述第二燃料喷射开始期间是以下燃料喷射开始期间：若在该期间内 开始燃料朝所述筒内的喷射，则所述燃料喷射的开始时期以后的所述第二 负阀重叠期间内的所述筒内的温度的最大值处于所述阈值α以上，且所述 燃料喷射的开始时期以后的所述第二负阀重叠期间内的所述筒内的温度的 最大值低于所述阈值β，
所述第三燃料喷射开始期间是以下燃料喷射开始期间：若在该期间内 开始燃料朝所述筒内的喷射，则所述燃料喷射的开始时期以后的所述第三 负阀重叠期间内的所述筒内的温度的最大值处于所述阈值α以上，且所述 燃料喷射的开始时期以后的所述第三负阀重叠期间内的所述筒内的温度的 最大值低于所述阈值β。

5.  如权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
所述阈值α是根据在与所述筒内的燃料的燃烧或所述内燃机的输出的 变动相关的指标处于允许水平内和允许水平外的边界附近的状态下、燃料 朝所述筒内的喷射的开始时期以后的所述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀 重叠期间内的所述筒内的温度的最大值而设定的，
所述阈值β是根据在与所述内燃机的燃烧噪声相关的指标处于允许水 平内和允许水平外的边界附近的状态下、燃料朝所述筒内的喷射的开始时 期以后的所述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期间内的所述筒内的温 度的最大值而设定的。

6.  如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，包括：
压力检测部，该压力检测部对所述筒内的压力进行检测；
容积检测部，该容积检测部对所述筒内的容积进行检测；以及
温度检测部，该温度检测部对所述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重 叠期间的开始时期的所述筒内的温度进行检测，
根据由所述压力检测部检测出的负阀重叠期间内的所述筒内的压力变 化、由所述容积检测部检测出的所述负阀重叠期间内的所述筒内的容积变 化、以及由所述温度检测部检测出的所述负阀重叠期间的开始时期的所述 筒内的温度，来算出所述负阀重叠期间内的所述筒内的温度变化。

7.  如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，包括：
压力检测部，该压力检测部对所述筒内的压力进行检测；
容积检测部，该容积检测部对所述筒内的容积进行检测；以及
温度检测部，该温度检测部对所述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重 叠期间的开始时期的所述筒内的温度进行检测，
根据由所述压力检测部检测出的负阀重叠期间内的所述筒内的压力变 化、由所述容积检测部检测出的所述负阀重叠期间内的所述筒内的容积变 化、以及由所述温度检测部检测出的所述负阀重叠期间的开始时期的所述 筒内的温度，来算出所述负阀重叠期间内的所述筒内的温度变化。

8.  如权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，包括：
压力检测部，该压力检测部对所述筒内的压力进行检测；
容积检测部，该容积检测部对所述筒内的容积进行检测；以及
温度检测部，该温度检测部对所述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重 叠期间的开始时期的所述筒内的温度进行检测，
根据由所述压力检测部检测出的负阀重叠期间内的所述筒内的压力变 化、由所述容积检测部检测出的所述负阀重叠期间内的所述筒内的容积变 化、以及由所述温度检测部检测出的所述负阀重叠期间的开始时期的所述 筒内的温度，来算出所述负阀重叠期间内的所述筒内的温度变化。

9.  如权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，包括：
压力检测部，该压力检测部对所述筒内的压力进行检测；
容积检测部，该容积检测部对所述筒内的容积进行检测；以及
温度检测部，该温度检测部对所述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重 叠期间的开始时期的所述筒内的温度进行检测，
根据由所述压力检测部检测出的负阀重叠期间内的所述筒内的压力变 化、由所述容积检测部检测出的所述负阀重叠期间内的所述筒内的容积变 化、以及由所述温度检测部检测出的所述负阀重叠期间的开始时期的所述 筒内的温度，来算出所述负阀重叠期间内的所述筒内的温度变化。

10.  如权利要求5所述的内燃机的控制装置，其特征在于，包括：
压力检测部，该压力检测部对所述筒内的压力进行检测；
容积检测部，该容积检测部对所述筒内的容积进行检测；以及
温度检测部，该温度检测部对所述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重 叠期间的开始时期的所述筒内的温度进行检测，
根据由所述压力检测部检测出的负阀重叠期间内的所述筒内的压力变 化、由所述容积检测部检测出的所述负阀重叠期间内的所述筒内的容积变 化、以及由所述温度检测部检测出的所述负阀重叠期间的开始时期的所述 筒内的温度，来算出所述负阀重叠期间内的所述筒内的温度变化。

说明书内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置，特别地，涉及压缩自燃式内燃机的控制装 置。
背景技术
目前已知有一种与通常的火花点火内燃机相比、提高了压缩比并通过压缩 使混合气体自燃的压缩自燃内燃机。该压缩机自燃内燃机的压缩比被设定成比 火花点火内燃机的压缩比高，并比柴油机的压缩比低。压缩自燃内燃机的混合 气体的燃烧形态与柴油机不同，因此，具有燃烧温度比较低、NOx的排出量较 少这样的优点。
在压缩自燃内燃机中，为了可靠地使混合气体燃烧而利用排气的热量，作 为其一个方法即内部EGR导入方法，已知有一种设置从排气行程到吸气行程的 范围中排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期间(以下称为NVO期间)的方法。 此外，还已知以下技术方案：包括能直接朝筒内喷射的燃料喷射阀，通过在NVO 期间内进行燃料喷射以使燃料暴露在高温下来使燃料改质，从而在可燃性较差 的汽油燃料中提高可燃性(例如参照专利文献1、专利文献2)。
在专利文献1中，记载有以下技术方案：通过在排气阀的打开期间内喷射 出燃料，能在活塞位置比较低、且筒内压力与大气压大致相等的状态下喷射出 燃料，因此，喷射出的燃料容易均质化，另外，从NVO期间的开始时期附近开 始使燃料改质。
另外，在专利文献2中，记载了以下技术方案：根据NVO期间的开始时期 的筒内压力、筒内温度对基于多变曲线变化(polytropic change)的NVO期 间内的筒内压力、筒内温度进行预测，并以预测出的排气上死点的筒内压力、 筒内温度的组合不脱离预先设定的恰当范围的方式调节NVO期间，从而来防止 NVO期间过长而导致NVO期间内的冷却损失增大、燃烧效率变差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-308558号公报
专利文献2：日本专利特许第4016568号公报
然而，在上述现有技术中，并没有考虑到即便在相同的NVO期间，根据燃 料喷射的开始时期不同也会使NVO期间内的筒内温度变化不同，从而使燃烧乃 至输出的变动、燃烧噪声、泵损失发生变化。另外，燃烧乃至输出的变动例如 由规定循环量的(净平均指示有效压力的标准偏差÷平均值×100[％])(以 下称为COVn)表示，当发生失火等循环间的燃烧乃至输出的变动变大时，COVn 升高。另外，已知燃烧噪声与例如一定曲柄角期间的压力变化率的最大值(以 下称为dP/dθmax)相关，当dP/dθmax变大时，燃烧噪声变大，此外，也可 能会导致发动机破损。
发明内容
本发明为解决上述现有内燃机的控制装置中的技术问题而作，其目的在于 提供一种能恰当地对在NVO期间内的燃料喷射的开始时期进行控制的内燃机的 控制装置。
本发明的内燃机的控制装置包括：可变动阀机构，该可变动阀机构将从内 燃机的排气行程到吸气行程的范围中排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期 间设为可变；燃料喷射阀，该燃料喷射阀即便在上述负阀重叠期间内，也能朝 上述内燃机的筒内直接喷射燃料；以及电子控制单元，该电子控制单元能对上 述可变动阀机构和上述燃料喷射阀的动作进行控制，其特征是，
在上述内燃机的负载状态相同的情况下，当将从第一负阀重叠期间开始时 期起开始的负阀重叠期间设为第一负阀重叠期间，将从存在于比上述第一负阀 重叠期间开始时期更靠提前侧的位置的第二负阀重叠期间开始时期起开始的 负阀重叠期间设为第二负阀重叠期间，将从存在于比上述第二负阀重叠期间开 始时期更靠提前侧的位置的第三负阀重叠期间开始时期起开始的负阀重叠期 间设为第三负阀重叠期间时，
上述电子控制单元对基于上述燃料喷射阀的燃料的喷射进行控制，以在当 前的负阀重叠期间开始时期存在于比上述第一负阀重叠期间开始时期更靠延 迟侧的位置时，在该当前的负阀重叠期间内不开始燃料朝上述筒内的喷射，
在当前的负阀重叠期间开始时期位于上述第一负阀重叠期间开始时期与 上述第二负阀重叠期间开始时期之间时，在位于该当前的负阀重叠期间内并包 括上述内燃机的活塞的排气上死点的第一燃料喷射开始期间内的任一时期中， 开始燃料朝上述筒内的喷射，
在当前的负阀重叠期间开始时期位于上述第二负阀重叠期间开始时期与 上述第三负阀重叠期间开始时期之间时，在位于该当前的负阀重叠期间内、不 包括上述内燃机的活塞的排气上死点、且分别存在于比上述排气上死点更靠提 前侧的位置和比上述排气上死点更靠延迟侧的位置的第二燃料喷射开始期间 内的任一时期中，开始燃料朝上述筒内的喷射。
根据本发明的内燃机的控制装置，能避免COVn变大而不能连续地进行稳 定的燃烧的状态、dP/dθmax过大而可能导致燃烧噪声过大及发动机破损的状 态等的出现。
附图说明
图1是表示在本发明实施方式一的内燃机的控制装置中、不同的压缩自燃 状态下的吸气阀和排气阀的阀外形(valve profile)和燃料喷射的开始时期 的示意情况的说明图。
图2是说明图1中的“状态3”下的曲柄角度和筒内温度的关系的说明图。
图3是说明图1中的“状态4”下的曲柄角度和筒内温度的关系的说明图。
图4是表示图1中的“状态4”下的COVn、DP/dθmax、PMEP相对于燃料 喷射时期的示意情况的说明图。
图5是表示在图4中的ss1、ss2、ss3分别开始燃料喷射时的NVO期间的 筒内容积与筒内压力的关系的说明图。
图6是示意地表示应用本发明实施方式一的内燃机的控制装置的内燃机 的结构图。
图7是表示本发明实施方式一的内燃机的控制装置的框图。
图8是表示本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的进行压缩自燃燃 烧的运转区域的示意图。
图9是表示本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的处于压缩自燃燃 烧下的吸气阀、排气阀的阀设定数据的映射。
图10是表示本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的在NVO期间内的 燃料喷射开始期间数据的映射。
图11是本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的阈值α的映射。
图12是本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的阈值β的映射。
图13是本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的燃烧区域判定的流程 图。
图14是表示本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的处于中间燃烧及 压缩自燃燃烧下的燃料喷射控制的流程图。
图15是表示本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的与燃料喷射相关 的映射值的变更处理的流程图。
(符号说明)
1  发动机
2  电子控制式节流阀
3  节流开度传感器
4  气流传感器
5  恒压箱
6  进气总管压力传感器
7  吸气阀
8  喷射器
9  点火线圈
10 排气阀
11 曲柄角传感器
12 筒内压力传感器
13 A/F传感器
14 可变阀机构
15 ECU
20 各种传感器
21 其它控制器
22 各种致动器
具体实施方式
为了更好地理解本发明的内燃机的控制装置，首先，关于内燃机的控制装 置，以从通常的火花点火状态起经过规定的NVO期间后达到压缩自燃状态为止 的吸气阀和排气阀的阀外形与燃料喷射的开始时期的说明为主体进行说明。
图1是表示在本发明实施方式一的内燃机的控制装置中、不同的压缩自燃 状态下的吸气阀和排气阀的阀外形和燃料喷射的开始时期的示意情况的说明 图，横轴表示曲柄角，纵轴表示阀升程量。在图1中，在“状态1”中，从排 气行程到吸气行程的期间、排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期间即NVO期 间N1的开始时期在排气上死点D的附近，NVO期间N1的开始时期的筒内容积 较小，因此，NVO期间N1中确保的内部废气环流(以下称为内部EGR)的量较 少，此外，从NVO期间N1的开始时期到排气上死点D期间，因高温的内部EGR 的压缩而产生的筒内温度的上升也较小。由此，即便在NVO期间N1内进行燃 料喷射，燃料的改质效果也较小，活塞位置较高的状态下的燃料喷射所产生的 燃料附着于活塞上表面的不良影响较大，因此，以规定循环量的(净平均指示 有效压力的标准偏差÷平均值×100[％])表示的COVn较大，不能连续地进行 稳定的燃烧。由此，在“状态1”中，在NVO期间N内不进行燃料喷射，与通 常的火花点火状态相同，在活塞位置较低、朝筒内的吸气流动较快的吸气行程 的后半部分的燃料喷射开始时间点T，进行燃料喷射。
接着，在图1所示的“状态2”中，NVO期间N2的开始时期与“状态1” 相比位于提前侧，NVO期间中确保的内部EGR量增加，此外，从NVO期间N2 的开始时期到排气上死点D期间，因高温的内部EGR的压缩而导致筒内温度上 升。因内部EGR量的增加而使COVn变大，但当欲减小COVn而使点火时期提前 的情况下，dP/dθmax变得过大。因此，通过在筒内温度较高的排气上死点附 近D的燃料喷射开始期间A内喷射燃料来使燃料改质并提高可燃性，从而能减 小COVn。另外，可想到在活塞位置较高的状态下、由燃料喷射产生的燃料附着 于活塞上表面的情形，会因筒内温度较高而促进燃料的雾化，从而减少附着。
在图1所示的“状态3”中，NVO期间N3的开始时期与“状态2”相比进 一步位于提前侧，NVO期间N3中确保的内部EGR量进一步增加，从NVO期间 N3的开始时期到排气上死点D期间，因高温的内部EGR的压缩而产生的筒内温 度的上升也进一步增加，因此，不仅排气上死点D附近，也能在图中的燃料喷 射开始期间A内开始燃料喷射。另外，当在NVO期间N3内的非燃料喷射开始 期间A的期间开始燃料喷射时，COVn变大而不能连续地进行稳定的燃烧。
接着，在图1所示的“状态4”中，NVO期间N4的开始时期与“状态3” 相比进一步位于提前侧，NVO期间N4中确保的内部EGR量进一步增加，从NVO 期间N4的开始时期到排气上死点D期间，因高温的内部EGR的压缩而产生的 筒内温度的上升也进一步增加，因此，即便在NVO期间N4内的任一期间进行 燃料喷射，COVn也处于允许水平。然而，在“状态4”中，在排气上死点D附 近等开始燃料喷射时，可燃性过高，dP/dθmax过大，可能会导致燃烧噪声过 大及发动机破损。由此，在“状态4”中，能如图示那样在不包括排气上死点 D附近的燃料喷射开始期间B内开始燃料喷射。
接着，在图1所示的“状态5”中，NVO期间N5的开始时期与“状态4” 相比更位于提前侧，NVO期间N5中确保的内部EGR量进一步增加，此外，从 NVO期间N5的开始时期到排气上死点D期间，因高温的内部EGR的压缩会导致 筒内温度也进一步上升。在“状态4”的时间点，NVO期间N4内的筒内温度对 于压缩自燃而言是足够的，因此，“状态5”是NVO期间N5过长的状态，即便 在NVO期间N5的开始时期附近开始燃料喷射，dP/dθmax也会过大。由此，只 要缩短NVO期间N5即可，但为了缩短NVO期间N5需要数个循环，因此，在这 期间，通过在图中记载的燃料喷射开始期间C内开始燃料喷射，使dP/dθmax 不超过允许水平。
通过真机试验确认出，如上所述因NVO期间不同而会使恰当的燃料喷射的 开始时期有所不同。此外，为了调查其主要原因，根据真机试验中由筒内压力 传感器检测出的每个规定曲柄角度的筒内压力、每个规定曲柄的筒内容积、由 排气温度传感器检测出的排气温度，使用气体的状态方程式，来确认NVO期间 内的筒内温度变化。
图2是说明图1的“状态3”中的曲柄角度和筒内温度的关系的说明图， 横轴表示曲柄角，纵轴表示筒内温度。在图2中，Ts1表示在紧邻NVO期间N3 的开始时期之后的时间点s1开始燃料喷射时的筒内温度变化曲线，Ts2表示在 比排气上死点D附近更靠提前侧的时间点s2开始燃料喷射时的筒内温度变化 曲线，Ts3表示在排气上死点附近的时间点s3开始燃料喷射时的筒内温度变化 曲线。另外，各筒内温度变化曲线Ts1、Ts2、Ts3表示在喷射出相同燃烧量的 情况下的筒内温度变化，紧邻NVO期间N3的开始时期之后的时间点s1不存在 于图1的“状态3”的燃料喷射开始期间A内，比排气上死点D附近更靠提前 侧的时间点s2、排气上死点附近的时间点s3存在于燃料喷射开始期间A内。 后面说明阈值α。
在筒内温度变化曲线Ts1的情况下，到时间点s1_I为止，与筒内温度变 化曲线Ts2、Ts3相同地，随着筒内容积的减少，以与多变曲线变化相近的形 状(由于存在与缸体等之间的散热、受热，因此，严格而言，与多变曲线变化 是不相同的)使筒内温度上升，形成从时间点s1_I起筒内温度比筒内温度变 化曲线Ts2及筒内温度变化曲线Ts3低的曲线。其理由可认为是：不仅随着筒 内容积的减少的、与多变曲线变化相近形状的筒内温度变化，还进行因在紧邻 NVO期间N3的开始时期之后的时间点s1喷射出的温度远远低于内部EGR的温 度的燃料与内部EGR混合而产生的筒内的冷却和因燃料气化时的气化潜热而产 生的筒内的冷却。
另外，在筒内温度变化曲线Ts1的情况下，相对于燃料喷射的开始，上述 筒内的冷却开始存在规定的延迟，即存在从时间点s1到时间点s1_I为止的延 迟，筒内温度变化曲线Ts2也同样地存在从时间点s2到时间点s2_I为止的延 迟，筒内温度变化曲线Ts3也可看出从时间点s3到时间点s3_I的延迟。此外， 在基于燃料喷射而出现的筒内的冷却后，到排气上死点为止，随着筒内容积的 减少，以与多变曲线变化相近的形状使筒内温度上升，并从排气上死点到NVO 期间N3的结束时期为止，随着筒内容积的增加，以与多变曲线变化相近的形 状，使筒内温度降低。因此，如图2所示，筒内温度变化曲线TS1中的、燃料 喷射的开始时间点s1以后的NVO期间N3内的筒内温度的最大值Ts1max比筒 内温度变化曲线Ts2中的、燃料喷射的开始时间点s2以后的NVO期间N3内的 筒内温度的最大值Ts2max以及筒内温度变化曲线Ts3中的、燃料喷射的开始 时间点s3以后的NVO期间N3内的筒内温度的最大值Ts3max低。
此外，在筒内温度变化曲线Ts2的情况下，至时间点s2_I为止，与筒内 温度变化曲线Ts3相同，随着筒内容积的减少，以与多变曲线变化相近的形状 使筒内温度上升，从时间点s2_I起，除了随着筒内容积的减少及增加而产生 的与多变曲线变化相近的形状的筒内温度变化之外，还进行基于燃料喷射而产 生的筒内的冷却，在基于燃料喷射而产生的筒内的冷却后，随着筒内容积的增 加，以与多变曲线变化相近的形状使筒内温度降低，直至NVO期间N3的结束 时期为止。由此，如图2所示，筒内温度变化曲线Ts2中的筒内温度的最大值 Ts2max比筒内温度变化曲线Ts1中的筒内温度的最大值Ts1max高，但比筒内 温度变化曲线Ts3中的筒内温度的最大值Ts3max低。
在筒内温度变化曲线Ts3的情况下，从NVO期间N3的开始时期到排气上 死点D为止，随着筒内容积的减少，以与多变曲线变化相近的形状使筒内温度 上升，从排气上死点D到时间点s3_I为止，随着筒内容积的增加，以与多变 曲线变化相近的形状使筒内温度降低，从时间点s3_I起，除了随着筒内容积 的增加而产生的筒内温度变化之外，还进行基于燃料喷射而产生的筒内的冷 却，在基于燃料喷射而产生的筒内的冷却后，随着筒内容积的增加，以与多变 曲线变化相近的形状使筒内温度降低，直至NVO期间N3的结束时期为止。由 此，如图2所示，筒内温度变化曲线Ts3中的筒内温度的最大值Ts3max比筒 内温度变化曲线Ts1中的筒内温度的最大值Ts1max、筒内温度变化曲线Ts2 中的筒内温度的最大值Ts2max高。
在NVO期间N3刚开始之后的时间点s1开始燃料喷射时，COVn变大而不 能连续地进行稳定的燃烧，但另一方面，在燃料喷射开始期间A内的时间点s2 及时间点s3开始燃料喷射时，COVn较小而处于允许水平，能连续地进行稳定 的燃烧。这可从图2中说明的内容考虑到，利用燃料喷射的开始时期使燃料喷 射的开始时期以后的NVO期间内的筒内温度的最大值变化是主要原因。即，为 了将COVn设为允许水平，燃料喷射的开始时间点以后的NVO期间内的筒内温 度的最大值需处于规定的阈值α以上，可认为燃料喷射的开始时期以后的NVO 期间内的筒内温度的最大值达到阈值α以上的燃料喷射的开始时间点的期间 是燃料喷射开始期间A。
接着，图3是说明图1的“状态4”中的曲柄角度和筒内温度的关系的说 明图，横轴表示曲柄角，纵轴表示筒内温度。在图3中，Ts1’是在紧邻NVO 期间的开始时期之后的时间点s1’开始燃料喷射时的筒内温度变化曲线，Ts3’ 是在排气上死点D附近的时间点s3’开始燃料喷射时的筒内温度变化曲线， Ts4’是在比排气上死点附近更靠延迟侧的时间点s4’开始燃料喷射时的筒内 温度变化曲线。此外，Ts1’max、Ts3’max、Ts4’max分别是筒内温度变化曲 线Ts1’、Ts3’、Ts4’中的燃料喷射的开始时期以后的NVO期间N4内的筒内 温度的最大值。
另外，各筒内温度变化曲线Ts1’、Ts3’、Ts4’分别表示喷射出相同燃 料量的情况下的筒内温度的变化。时间点s3’并不如图1的“状态3”的情况 那样位于燃料喷射开始期间内，不存在于燃料喷射开始期间B内，另一方面， 时间点s1’、s4’存在于燃料喷射开始期间B内。阈值α与图2的情况相同， 但在后面说明阈值β。
在筒内温度变化曲线Ts1’的情况下，至时间点s1’_I为止，与筒内温 度变化曲线Ts3’、Ts4’的情况相同，随着筒内容积的减少，以与多变曲线变 化相近的形状使筒内温度上升，从时间点s1’_I起，除了随着筒内容积的减 少而产生的与多变曲线变化相近的形状的筒内温度变化之外，还进行基于燃料 喷射而产生的筒内的冷却，在基于燃料喷射而产生的筒内的冷却后，随着筒内 容积的减少，以与多变曲线变化相近的形状使筒内温度上升，直至排气上死点 D为止，并从排气上死点至NVO期间N4的结束时期为止，随着筒内容积的增加， 以与多变曲线变化相近的形状使筒内温度降低。另外，筒内温度变化曲线Ts1’ 中的筒内温度的最大值Ts1’max处于阈值α以上，因此，COVn较小，是允许 水平。
此外，在筒内温度变化曲线Ts3’的情况下，至时间点s3’_I为止，与 筒内温度变化曲线Ts4’相同，随着筒内容积的减少，以与多变曲线变化相近 的形状使筒内温度上升，从时间点s3’_I起，除了随着筒内容积的增加而产 生的与多变曲线变化相近的形状的筒内温度变化之外，还进行基于燃料喷射而 产生的筒内的冷却，在基于燃料喷射而产生的筒内的冷却后，随着筒内容积的 增加，以与多变曲线变化相近的形状使筒内温度降低，直至NVO期间N4的结 束时期为止。筒内温度变化曲线Ts3’中的筒内温度的最大值Ts3’max也处于 阈值α以上，因此，COVn为允许水平，但如图1所示，dP/dθmax过大，可能 导致燃烧噪声过大及发动机破损。
此外，在筒内温度变化曲线Ts4’的情况下，从紧邻NVO期间N4的开始 时期之后的时间点s1’到排气上死点D为止，随着筒内容积的减少，以与多变 曲线变化相近的形状使筒内温度上升，从排气上死点D到时间点s4’_I为止， 随着筒内容积的增加，以与多变曲线变化相近的形状使筒内温度降低，从时间 点s4’_I起，除了随着筒内容积的增加而产生的与多变曲线变化相近的形状 的筒内温度变化之外，还进行基于燃料喷射而产生的筒内的冷却，在基于燃料 喷射而产生的筒内的冷却后，随着筒内容积的增加，以与多变曲线变化相近的 形状使筒内温度降低，直至NVO期间N4的结束时期为止。筒内温度变化曲线 Ts4’中的筒内温度的最大值Ts4’max也处于阈值α以上，因此，COVn是允许 水平。另外，在筒内温度变化曲线Ts4’的情况下，在排气上死点D附近，筒 内温度最大，该值是与筒内温度变化曲线Ts3’中的筒内温度的最大值Ts3’max 相同程度的值，但时间点s4’比排气上死点D更靠延迟侧，因此，如图3所示， 筒内温度的最大值Ts4’max比最大值Ts3’max低。
如上所述，由图3说明的内容可知，关于在时间点s3’开始燃料喷射时， dP/dθmax过大的理由，燃料喷射的开始时期以后的NVO期间N4内的筒内温度 的最大值变化也是主要原因。即，为了将dP/dθmax设为允许水平，燃料喷射 的开始时期以后的NVO期间N4内的筒内温度的最大值需低于规定的阈值β， 可认为燃料喷射的开始时期以后的NVO期间N4内的筒内温度的最大值处于阈 值α以上且低于阈值β的燃料喷射的开始时期的期间是燃料喷射开始期间B。
如上所述，即便在相同的NVO期间，也可因燃料喷射的开始时期不同而使 COVn变大，不能连续地进行稳定的燃烧，或者dP/dθmax过大而可能导致燃烧 噪声过大及发动机破损，因此，在燃料喷射开始期间A2、A3内、燃料喷射开 始期间B内开始燃料喷射是重要的。
此外，即便在燃料喷射开始期间A2、A3内、燃料喷射开始期间B内，也 会因燃料喷射的开始时期不同而产生的筒内温度变化的不同导致存在允许水 平内的COVn的变化、泵损失的变化。图4是表示图1中的“状态4”下的COVn、 DP/dθmax、PMEP相对于燃料喷射时期的示意情况的说明图。此处，PMEP表示 将筒内压力和筒内容积的相乘值从排气下死点到吸气下死点为止进行积分后 获得的值。在图4中，横轴表示燃料喷射的开始时期，在图4(a)中，纵轴表 示在各燃料喷射的开始时期进行燃料喷射时的COVn，在图4(b)中，纵轴表 示dP/dθmax，在图4(c)中，纵轴表示PMEP。另外，在图4(a)中，用虚 线L1表示COVn的允许水平(COVn低于允许水平L1的情况下为COVn在允许水 平L1内)，在图4(b)中，用虚线L2表示dP/dθmax的允许水平(dP/dθmax 低于允许水平L2的情况下为dP/dθmax处于允许水平L2内)。
如图4(a)所示，即便在NVO期间N4内的任一时期进行燃料喷射，COVn 也在允许水平L1内，但从NVO期间N4的开始时期到比排气上死点D朝延迟侧 偏离某一程度为止，COVn大致相等，COVn从该排气上死点D朝NVO期间N4的 结束时期一点点地变大。因此，与在紧邻NVO期间N4的结束时期之前开始燃 料喷射的情况相比，在紧邻NVO期间N4的开始时期之后开始燃料喷射可使COVn 进一步变低。这可认为燃料喷射的开始时期以后的NVO期间N4内的筒内温度 的不同是主要原因。详细而言，在紧邻NVO期间N4的开始时期之后开始燃料 喷射的情况下，从基于燃料喷射而产生的筒内的冷却后到排气上死点为止，随 着筒内容积的减少，以与多变曲线变化相近的形状使筒内温度上升，因此，与 在紧邻NVO期间N4的结束时期之前开始燃料喷射的情况相比，燃料喷射的开 始时期之后的NVO期间N4内的筒内温度的最大值升高。由此，在欲进一步减 小COVn的情况下，在NVO期间N4的结束时期附近不开始燃料喷射是较佳的。
在图4(b)中，在排气上死点D附近，dP/dθmax比允许水平线L2高。 这是由于以下原因：如图3所示，燃料喷射的开始时期以后的NVO期间N4内 的筒内温度的最大值变得过大，图2的“状态4”所示的燃料喷射开始期间B 是图4中的dP/dθmax低于允许水平线L2的范围。
在图4(c)中，随着燃料喷射的开始时期从NVO期间N4的开始时期接近 排气上死点D附近，PMEP变大，并随着从排气上死点D附近接近NVO期间N4 的开始时期，PMEP变小。另外，在图4的紧邻NVO期间N4的开始时期之后的 时间点ss1及排气上死点D附近的时间点ss2、紧邻NVO期间N4的结束时期之 前的时间点ss3分别开始燃料喷射的情况下，PMEP大小为“时间点ss2的情况 ＞ss1的情况＞ss3的情况”。使用图5对这样因燃料喷射的开始时期不同而 使PMEP不同的主要原因进行说明。
图5是表示在图4中的ss1、ss2、ss3分别开始燃料喷射时的NVO期间的 筒内容积与筒内压力的关系的说明图，也称为所谓PV线图。图5的横轴是筒 内容积，纵轴是筒内压力。此外，PVss1是表示在图4所示的时间点ss1喷射 出燃料的情况下的PV线图，PVss2是表示在图4所示的时间点ss2喷射出燃料 的情况下的PV线图，PVss3是表示在图4所示的时间点ss3喷射出燃料的情况 下的PV线图。另外，图5所示的ss1_I是因在时间点ss1进行的燃料喷射而 产生的冷却的开始时间点，ss1_II是因在时间点ss1进行的燃料喷射而产生的 冷却的结束时间点。同样地，ss2_I是因在时间点ss2进行的燃料喷射而产生 的冷却的开始时间点，ss2_II是因在时间点ss2进行的燃料喷射而产生的冷却 的结束时间点。
在图5中，在时间点ss1喷射出燃料的情况下的PV线图PVss1上，从NVO 期间N4的开始时期到时间点ss1_I为止，随着筒内容积的减少以与多变曲线 变化相近的形状使筒内压力上升，从时间点ss1_I到时间点ss1_II为止，除 了随着筒内容积的减少而产生的与多变曲线变化相近的形状的筒内压力的上 升以外，再加上基于燃料喷射而产生的筒内的冷却造成的筒内压力降低量，以 这种形式使筒内压力变化，在时间点ss1_II以后，形成随着筒内容积的减少 及增加而产生的与多变曲线变化相近的形状的筒内压力变化。
在时间点ss2喷射出燃料的情况下的PV线图PVss2上，从NVO期间N4 的开始时期到时间点ss2_I(与排气上死点相同的时期)为止，随着筒内容积 的减少，以与多变曲线变化相近的形状使筒内压力上升，从时间点ss2_I到时 间点ss2_II为止，除了随着筒内容积的增加而产生的与多变曲线变化相近的 形状的筒内压力的降低以外，再加上基于燃料喷射而产生的筒内的冷却造成的 筒内压力降低量，以这种形式使筒内压力变化，在时间点ss2_II以后，形成 随着筒内容积的增加而产生的与多变曲线变化相近的形状的筒内压力变化。
此外，在时间点ss3喷射出燃料的情况下的PV线图PVss3上，从NVO期 间的开始时期到结束时期为止，形成随着筒内容积的减少及增加而产生的与多 变曲线变化相近的形状的筒内压力变化。另外，在时间点ss3开始燃料喷射的 情况下，在NVO期间N4的结束时期以后，也会因基于燃料喷射而产生的筒内 的冷却使筒内压力降低，但由于还存在吸气朝筒内流入，因此，基于燃料喷射 而产生的筒内的冷却所导致的筒内压力的降低比起时间点ss1、ss2的情况是 较小的。如上所述，即便是相同的NVO期间N4，也会根据燃料喷射的开始时期 不同，使基于燃料喷射而产生的冷却所造成的筒内压力降低的时间点变化，在 排气上死点附近开始基于燃料喷射而产生的冷却所导致的筒内压力降低的情 况下，PMEP是最大的。由此，在欲减小PMEP的情况下，在与NVO期间N4的开 始时期或结束时期接近的时期开始燃料喷射是较佳的。
以上，如图1～图5所述，即便在相同的NVO期间，也会因燃料喷射的开 始时期不同，使COVn、dP/dθmax、泵损失变化，因此，可知需要恰当地控制 NVO期间内的燃料喷射的开始时期。
另外，在专利文献1中，以不取决于NVO期间的开始时期的方式，在排气 阀的打开期间内喷射出燃料，因此，在上述的“状态1”～“状态3”这样的 状况下，COVn变大而导致燃烧不稳定。另外，在专利文献2中，根据NVO期间 内的筒内温度变化对NVO期间进行控制，但没有记载在NVO期间内的哪个时间 点开始燃料喷射，另外，关于筒内温度变化，也未考虑到基于燃料喷射而产生 的筒内温度的降低。
实施方式一
以下，对本发明实施方式一的内燃机的控制装置进行说明。图6是示意地 表示应用本发明实施方式一的内燃机的控制装置的内燃机的结构图。在图6中， 在发动机1的吸气系统的上游，为了调节吸入空气流量而设有被电子控制的电 子控制式节流阀2。另外，为了对电子控制式节流阀2的开度进行测定而设有 节流开度传感器3。另外，也可使用直接以金属线与未图示的油门踏板相连在 一起的机械式节流阀，来代替电子控制式节流阀2。此外，在电子控制式节流 阀2的上游设有对吸入空气流量进行测定的气流传感器4，在电子控制式节流 阀2的下游的发动机1一侧，设有对恒压箱5内的压力进行测定的进气总管压 力传感器6。另外，既可以设置气流传感器4和进气总管压力传感器6这两个 传感器，也可以仅设置其中任一个传感器。
在恒压箱5下游的吸气端口与筒内之间设有吸气阀7，此外，在筒内与排 气端口之间设有排气阀10，在吸气阀7、排气阀10上分别安装有能对开闭时 间点、升程量进行可变控制的可变阀机构14。另外，喷射器8被设成直接朝发 动机1的筒内进行喷射。此外，点火线圈9及火花塞、曲柄角传感器11、筒内 压力传感器12及A/F传感器13设于发动机1，其中，上述点火线圈9及火花 塞用于对发动机1的筒内的混合气体进行点火，上述曲柄角传感器11用于对 为了检测出发动机转速Ne、曲柄角度而设于曲柄轴的板的边缘进行检测，上述 筒内压力传感器12用于对筒内压力进行检测，上述A/F传感器13用于对表示 A/F的状态量进行检测。
图7是表示本发明实施方式一的内燃机的控制装置的框图。在图7中，由 气流传感器4测定出的吸入空气流量、由进气总管压力传感器6测定出的进气 总管压力、由节流开度传感器3测定出的电子控制式节流阀2的开度、由曲柄 角传感器11输出的与设于曲柄轴的板的边缘同步的脉冲、由筒内压力传感器 12测定出的筒内压力数据、以及表示由A/F传感器13测定出的A/F的状态量 被输入至电子控制单元(以下称为ECU)15。
另外，从上述以外的各种传感器20也有测定值输入至ECU15，此外，来 自其它控制器(例如自动变速器控制、制动器控制、牵引控制等控制系统)21 的信号也被输入至ECU15。在ECU15中，以油门开度、发动机的运转状态等为 基础算出目标节流开度，并对电子控制式节流阀2进行控制。另外，ECU15根 据当时的运转状态对可变阀机构14进行控制，该可变阀机构14对吸气阀7及 排气阀10的开闭时间点、升程量进行可变控制，以喷射出期望的燃料量来实 现目标空燃比的方式驱动喷射器8，并以实现目标点火时期的方式对点火线圈 9进行通电。另外，在后述的压缩自燃燃烧中，不进行火花点火，因此，不对 点火线圈9进行通电。此外，ECU15也算出朝上述以外的各种致动器22发出的 指示值。
接着，以内燃机的燃烧控制为主体，对本发明实施方式一的内燃机的控制 装置的动作进行说明。如上构成的本发明实施方式一的内燃机的控制装置能根 据发动机转速Ne、负载的运转条件，在火花点火燃烧和压缩自燃燃烧之间进行 切换。图8是表示本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的、进行压缩自燃 燃烧的运转区域的示意图，横轴表示发动机转速Ne，纵轴表示负载。即，如图 8所示，在基于发动机转速Ne和负载的特定的运转区域即压缩自燃燃烧区域X 中，进行压缩自燃燃烧，在除此之外的运转区域即火花点火燃烧区域Y中，进 行火花点火燃烧。另外，在压缩自燃燃烧区域X和火花点火燃烧区域Y的边界 即中间燃烧区域Z中，进行从压缩自燃燃烧朝火花点火燃烧的切换及从火花点 火燃烧朝压缩自燃燃烧的切换。
接着，对与吸气阀7、排气阀10的开闭时间点、升程量相关的映射进行 说明。图9是本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的、处于压缩自燃燃烧 的吸气阀、排气阀的阀设定数据的映射，横轴表示发动机转速Ne，纵轴表示负 载。另外，在映射值中存储有预先根据真机试验等设定的吸气阀7、排气阀10 的开闭时间点、升程量即阀设定数据。由此，在本发明实施方式一中，通过发 动机转速Ne、负载以及从映射抽出的处于压缩自燃燃烧的吸气阀7、排气阀10 的阀设定数据，并朝可变阀机构14进行指示，从而对吸气阀7、排气阀10的 开闭时间点、升程量进行控制。
此外，在火花点火燃烧中，也同样地以未图示的其它映射(横轴是Ne、 纵轴是负载)为基础，对吸气阀7、排气阀10的开闭时间点、升程量进行控制。 另外，图9的映射和上述火花点火用的其它映射在图8所示的中间燃烧区域Z 中分别具有阀设定数据，在从火花点火燃烧区域Y转移至中间燃烧区域的情况 下，从上述其它映射的阀设定朝图9的映射的阀设定进行切换，在从压缩自燃 燃烧区域X转移至中间燃烧区域Z的情况下，从图9的映射的阀设定朝上述未 图示的其它映射的阀设定进行切换。
在图9所示的映射中，在火花点火燃烧区域Y中不存在阀设定数据。另外， 在图9所示的映射中，在存在于压缩自燃燃烧区域X的阀设定数据和不具有阀 设定数据的火花点火燃烧区域Y的边界的中间燃烧区域Z中，存在阀设定数据， 但该中间燃烧区域Z的阀设定数据也存在于上述其它映射中。
接着，对本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的、与NVO期间内的燃 料喷射相关的映射进行说明。图10是本发明实施方式一的内燃机的控制装置 中的、NVO期间内的燃料喷射开始期间数据的映射，横轴表示NVO期间的开始 时期(即、排气阀10的关闭时期)，纵轴表示负载。在映射值中存储有预先 根据真机试验等、以燃料喷射的开始时期之后的NVO期间内的筒内温度的最大 值Tsmax处于阈值α到阈值β之间的方式设定的燃料喷射开始期间A、B、C的 各数据(即，燃料喷射开始时期的数据和燃料喷射结束时期的数据)。另外， 燃料喷射开始期间B数据由如上所述比排气上死点D更靠提前侧的燃料喷射开 始时期的数据和燃料喷射结束时期的数据、以及比排气上死点D更靠延迟侧的 燃料喷射开始时期的数据和燃料喷射结束时期的数据构成。
燃料喷射开始期间A数据以与NVO期间开始时期1相邻的方式存在，燃料 喷射开始期间B数据以与NVO期间开始时期2相邻的方式存在，燃料喷射开始 期间C数据以与NVO期间开始时期3相邻的方式存在。在图10中，“－”所 示的区域是在NVO期间内不进行燃料喷射的区域，不存在燃料喷射开始期间数 据。
将图10所示的映射设为对应于各发动机转速Ne。因此，从发动机转速Ne、 负载、NVO期间的开始时期抽出映射值。另外，在图10中，将燃料喷射开始期 间数据分为A、B、C三个部分来表示，例如在A部分，燃料喷射开始期间的长 度(开始和结束)并不一定相同，在数据A中，也会根据NVO期间的开始时期、 负载、发动机转速Ne使燃料喷射开始期间的长度(开始和结束)不同。在例 如图10的燃料喷射开始期间数据A中的(1)和(2)中，(2)的燃料喷射开 始期间较长。
图11是本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的阈值α的映射，横轴 表示发动机转速Ne，纵轴表示负载。在映射值中存储有预先根据真机试验等设 定的阈值α。另外，图12是本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的阈值 β的映射，横轴表示发动机转速Ne，纵轴表示负载。在映射值中存储有预先根 据真机试验等设定的阈值β。阈值α是按照各发动机转速Ne和负载，根据在 COVn处于允许水平内和允许水平外的边界附近状态下的燃料喷射的开始时期 以后的NVO期间内的筒内温度的最大值来设定的。阈值β是按照各发动机转速 Ne和负载，根据在dP/dθmax处于允许水平内和允许水平外的边界附近状态下 的燃料喷射的开始时期以后的NVO期间内的筒内温度的最大值来设定的。
以在NVO期间内的燃料喷射控制为主体，对如上构成的本发明实施方式一 的内燃机的控制装置的动作进行说明。图13是表示本发明实施方式一的内燃 机的控制装置中的燃烧区域判定的流程图。在图13中，在stp001中，对发动 机转速Ne及负载进行检测，并前进至stp002。在stp002中，根据图8所示的 运转区域、由stp001检测出的Ne及负载，对当前运转点是否处于中间燃烧区 域Z进行判定，若是中间燃烧区域Z(是)则前进至stp003，若不是(否)则 前进至stp004。
在前进至stp003的情况下，进行后述中间燃烧下的控制。另外，在前进 至stp004的情况下，对是否是压缩自燃燃烧区域X进行判定，若是压缩自燃 燃烧区域(是)则前进至stp005，若不是(否)则前进至stp006。在前进至 stp005的情况下，进行后述压缩自燃燃烧下的控制，在前进至stp006的情况 下，进行通常的火花点火燃烧下的控制。另外，通常的火花点火燃烧下的控制 没有NVO期间，不会在NVO期间内进行喷射，因此，在此省略说明。
接着，对中间燃烧区域Z及压缩自燃燃烧区域X中的燃料喷射控制进行说 明。图14是本发明实施方式一的内燃机的控制装置中的、中间燃烧及压缩自 燃燃烧下的燃料喷射控制的流程图，在前进至上述图13的stp003、stp005的 情况下，执行图14所示的处理流程。在图14中，首先，在stp101中，根据 上述图9的映射，设定吸气阀7、排气阀10的开闭时间点、升程量，并开始吸 气阀7、排气阀10的开闭时间点、升程量的变更。然后，在stp102中，对当 前的NVO期间的开始时期进行检测，基于该检测出的NVO期间的开始时期和上 述图10的映射抽出燃料喷射开始期间来加以设定，并在该设定的时间点开始 燃料喷射。
即，若图10所示的映射的数据是“－”，则如图1的“状态1”所示， 不执行NVO期间内的喷射开始，而是与通常的火花点火状态相同地，在活塞位 置较低且朝筒内的吸气流动较快的吸气行程的后半部分，设定燃料喷射的开始 时期。另外，若是图10的“燃料喷射开始期间A”或“燃料喷射开始期间B”， 则为了进一步减小COVn，此外，还为了进一步减小泵损失，在燃料喷射开始期 间的开始附近设定燃料喷射的开始时期。此外，若是图10的“燃料喷射开始 期间C”，则为了进一步减小泵损失，在燃料喷射开始期间的结束附近设定燃 料喷射的开始时期。
此外，在stp003中，根据由筒内压力传感器12检测出的各规定曲柄角度 的筒内压力，算出COVn、dP/dθmax，接着，在stp104中，对COVn、dP/dθmax 是否在允许水平外进行判定，若在允许水平外(是)则前进至stp105，进行与 燃料喷射相关的映射值的变更处理。另一方面，若stp104的判定结果是在允 许水平内(否)，则前进至stp106，并对吸气阀7、排气阀10的开闭时间点、 升程量的变更是否完成进行判定，在完成的情况下(是)，结束图14的处理， 在未完成的情况下(否)，返回至stp102。如上所述，利用图14的流程图， 能根据NVO期间恰当地对NVO期间内的燃料喷射的开始时期进行控制。
接着，对与燃料喷射相关的映射值的变更处理进行说明。图15是本发明 实施方式一的内燃机的控制装置中的、与燃料喷射相关的映射值的变更处理的 流程图，在前进至图14的stp105的情况下，执行图15所示的流程图的处理。 在图15中，在stp201中对dP/dθmax是否在允许水平外进行判定，若dP/d θmax在允许水平外(是)则前进至stp202，若不是(否)则前进至stp204。
在前进至stp202的情况下，对NVO期间内的各规定曲柄角度的筒内压力、 NVO期间的开始时期附近的排气温度、NVO期间内的各规定曲柄角度的筒内容 积进行检测，并由气体的状态方程式算出Tsmax。然后，在stp203中，从图 12的阈值β映射抽出阈值β，且从图10的燃料喷射开始期间映射抽出燃料喷 射开始期间。随后，将抽出的阈值β改变为比Tsmax小的值(例如Tsmax－5) 并返回至图12的阈值β映射，与改变后的阈值β相一致地对燃料喷射开始期 间进行改变后，使其返回至图10的燃料喷射开始期间映射。然后，在stp204 中，对COVn是否在允许水平外进行判定。
若stp204的判定结果是COVn在允许水平外(是)则前进至stp205，若 不是(否)则结束图15的处理。在stp205中，进行与stp202相同的处理(若 在stp202中已结束处理就不需要stp205的处理)。接着，在stp206中，从 图11的阈值α映射抽出阈值α，且从图10的燃料喷射开始期间映射抽出燃料 喷射开始期间。随后，将抽出的阈值α改变为比Tsmax大的值(例如Tsmax+5) 并返回至图11的阈值α映射，与改变后的阈值α相一致地对燃料喷射开始期 间进行改变后，使其返回至图10的燃料喷射开始期间映射。根据图15的流程 图，即便因例如发动机各种历时变化等而造成与燃料喷射相关的映射值和实际 的燃烧不相符，也能进行修正。
根据以上结构，根据NVO期间的开始时期对燃料喷射的开始时期进行控 制，能避免COVn变大而不能连续地进行稳定的燃烧的状态和dP/dθmax过大 而可能导致的燃烧噪声过大及发动机破损的状态。
以上所述的本发明实施方式一的内燃机的控制装置将以下发明具体化。
(1)内燃机的控制装置包括：可变动阀机构，该可变动阀机构将从内燃 机的排气行程到吸气行程的范围中排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期间 设为可变；燃料喷射阀，该燃料喷射阀即便在上述负阀重叠期间内，也能朝上 述内燃机的筒内直接喷射燃料；以及电子控制单元，该电子控制单元能对上述 可变动阀机构和上述燃料喷射阀的动作进行控制，其特征是，
在上述内燃机的负载状态相同的情况下，当将从第一负阀重叠期间开始时 期起开始的负阀重叠期间设为第一负阀重叠期间，将从第二负阀重叠期间开始 时期起开始的负阀重叠期间设为第二负阀重叠期间，该第二负阀重叠期间开始 时期存在于比上述第一负阀重叠期间开始时期更靠提前侧的位置，将从第三负 阀重叠期间开始时期起开始的负阀重叠期间设为第三负阀重叠期间时，该第三 负阀重叠期间开始时期存在于比上述第二负阀重叠期间开始时期更靠提前侧 的位置，
上述电子控制单元对基于上述燃料喷射阀的燃料的喷射进行控制，以在当 前的负阀重叠期间开始时期存在于比上述第一负阀重叠期间开始时期更靠延 迟侧的位置时，在该当前的负阀重叠期间内不开始燃料朝上述筒内的喷射，
在当前的负阀重叠期间开始时期位于上述第一负阀重叠期间开始时期与 上述第二负阀重叠期间开始时期之间时，在位于该当前的负阀重叠期间内并包 括上述内燃机的活塞的排气上死点的第一燃料喷射开始期间内的任一时期，开 始燃料朝上述筒内的喷射，
在当前的负阀重叠期间开始时期位于上述第二负阀重叠期间开始时期与 上述第三负阀重叠期间开始时期之间时，在位于该当前的负阀重叠期间内、不 包括上述内燃机的活塞的排气上死点、且分别存在于比上述排气上死点更靠提 前侧的位置和比上述排气上死点更靠延迟侧的位置的第二燃料喷射开始期间 内的任一时期，开始燃料朝上述筒内的喷射。
根据该结构，为了在NVO期间确保的内部EGR在从NVO期间的开始时期到 排气上死点的范围中被压缩而导致筒内温度上升，并通过喷射出燃料来使燃料 改质以提高可燃性，如上所述，根据NVO期间的开始时期对燃料喷射的开始时 期进行控制，能避免COVn变大而不能连续地进行稳定的燃烧的状态、dP/dθmax 过大而可能导致燃烧噪声过大及发动机破损的状态。
(2)上述(1)所述的内燃机的控制装置的特征是，在上述第一燃料喷射 开始期间内开始燃料朝上述筒内的喷射的情况下，在上述第一燃料喷射开始期 间的开始时期附近开始燃料朝上述筒内的喷射，在上述第二燃料喷射开始期间 内开始燃料朝上述筒内的喷射的情况下，在上述第二燃料喷射开始期间的开始 时期附近开始燃料朝上述筒内的喷射。
根据该结构，当在第一燃料喷射开始期间内或第二燃料喷射开始期间内开 始燃料喷射时，通过在各个燃料喷射开始期间内的开始时期附近开始燃料喷 射，能进一步减小COVn，此外，还能进一步减小泵损失。
(3)上述(1)或(2)所述的内燃机的控制装置的特征是，当在存在于 上述第三负阀重叠期间内的第三燃料喷射开始期间内开始燃料朝上述筒内的 喷射时，在上述第三燃料喷射开始期间的结束时期附近开始燃料朝上述筒内的 喷射。
根据该结构，当在第三燃料喷射开始期间内开始燃料喷射时，通过在第三 燃料喷射开始期间内的结束附近开始燃料喷射，能进一步减小泵损失。
(4)上述(3)所述的内燃机的控制装置的特征是，当使上述第一负阀重 叠期间逐渐变长时，将在上述第一负阀重叠期间内不开始燃料朝上述筒内的喷 射的状态下、上述第一负阀重叠期间内的上述筒内的温度的最大值为与阈值α 相同值时的负阀重叠期间开始时期设为上述第一负阀重叠期间开始时期，
将在上述第二负阀重叠期间内的排气上死点附近开始燃料朝上述筒内的 喷射的状态下、上述第二负阀重叠期间内的上述筒内的温度的最大值为与比上 述阈值α更高的阈值β相同值时的负阀重叠期间开始时期设为上述第二负阀 重叠期间开始时期，
将在上述第三负阀重叠期间的开始时期附近开始燃料朝上述筒内的喷射 的状态下、上述第三负阀重叠期间内的上述筒内的温度的最大值与上述阈值β 同样时的负阀重叠期间开始时期设为上述第三负阀重叠期间开始时期，
上述第一燃料喷射开始期间是以下燃料喷射开始期间：若在该期间内开始 燃料朝上述筒内的喷射，则上述燃料喷射的开始时期以后的上述筒内的温度最 大值处于上述阈值α以上，
上述第二燃料喷射开始期间是以下燃料喷射开始期间：若在该期间内开始 燃料朝上述筒内的喷射，则上述燃料喷射的开始时期以后的上述第二负阀重叠 期间内的上述筒内的温度的最大值处于上述阈值α以上，且上述燃料喷射的开 始时期以后的上述第二负阀重叠期间内的上述筒内的温度的最大值低于上述 阈值β，
上述第三燃料喷射开始期间是以下燃料喷射开始期间：若在该期间内开始 燃料朝上述筒内的喷射，则上述燃料喷射的开始时期以后的上述第三负阀重叠 期间内的上述筒内的温度的最大值处于上述阈值α以上，且上述燃料喷射的开 始时期以后的上述第三负阀重叠期间内的上述筒内的温度的最大值低于上述 阈值β。
根据该结构，利用NVO期间内的筒内温度变化、阈值α及阈值β对第一至 第三NVO期间开始时期及第一至第三燃料喷射开始期间进行设定，能恰当地对 NVO期间内的燃料喷射的开始时期进行控制。
(5)上述(4)所述的内燃机的控制装置的特征是，上述阈值α是根据在 与上述筒内的燃料的燃烧或上述内燃机的输出变动相关的指标处于允许水平 内和允许水平外的边界附近的状态下、燃料朝上述筒内的喷射的开始时期以后 的上述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期间内的上述筒内的温度的最大 值而设定的，
上述阈值β是根据在与上述内燃机的燃烧噪声相关的指标处于允许水平 内和允许水平外的边界附近的状态下、燃料朝上述筒内的喷射的开始时期以后 的上述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期间内的上述筒内的温度的最大 值而设定的。
根据该结构，能将与燃烧或输出的变动相关的指标下的允许水平和与燃烧 噪声相关的指标下的允许水平置换为燃料喷射的开始时期以后的NVO期间内的 筒内温度的最大值。
(6)上述(1)至(5)中任一项所述的内燃机的控制装置的特征是，包 括：压力检测部，该压力检测部对上述筒内的压力进行检测；容积检测部，该 容积检测部对上述筒内的容积进行检测；以及温度检测部，该温度检测部对上 述排气阀及吸气阀一起关闭的负阀重叠期间的开始时期的上述筒内的温度进 行检测，
根据由上述压力检测部检测出的负阀重叠期间内的上述筒内的压力变化、 由上述容积检测部检测出的上述负阀重叠期间内的上述筒内的容积变化、以及 由上述温度检测部检测出的上述负阀重叠期间的开始时期的上述筒内的温度， 来算出上述负阀重叠期间内的上述筒内的温度变化。
根据该结构，通过使用各种传感器对NVO期间内的筒内压力变化、NVO期 间内的筒内容积变化及NVO期间的开始时期的筒内温度进行检测，能算出NVO 期间内的筒内温度变化，并能恰当地对NVO期间内的燃料喷射的开始时期进行 控制。
另外，本发明能在本发明的范围内对实施方式进行适当变形、省略。