JP2000145507A - 筒内噴射式エンジンの制御装置 - Google Patents

筒内噴射式エンジンの制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気の還流量を調節することで間接的に燃焼
室４の空燃比を制御するようにした直噴式ディーゼルエ
ンジン１において、燃焼状態の改善によって、排気中の
ＮＯｘ低減及びスモーク低減を従来よりも高次元で両立
させる。 【解決手段】 エンジン１の低回転及び中負荷以上の運
転領域（Ｉ）で、インジェクタ５による燃料噴射を、１
燃焼サイクルにおける噴射総量の１/３以上をＢＴＤＣ
９０°ＣＡで噴射開始する早期噴射と、残りの燃料を圧
縮上死点近傍で噴射開始する後期噴射との２段階に分け
て行わせる。エンジン１が定常運転状態から加速運転状
態に移行したときに２段階の燃料噴射を行わせるように
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの気筒内
燃焼室に燃料を直接噴射するようにした筒内噴射式エン
ジンにおいて、主に排気中の有害成分を低減するための
燃料噴射制御に関する制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、この種の筒内噴射式エンジン
の制御装置として、例えば特開平８−１４４８６７号公
報に開示されるように、ディーゼルエンジンにおいて吸
気系への排気還流量を調節することによって間接的に燃
焼室の空燃比（空気過剰率）を制御するようにしたもの
が知られている。このものでは、排気の一部をエンジン
の吸気系に還流させる排気還流通路（以下ＥＧＲ通路と
いう）と、アクチュエータにより作動されて前記ＥＧＲ
通路における排ガスの還流量を調節する排気還流量調節
弁（以下ＥＧＲ弁という）とを備えており、排気通路に
設けた空燃比センサからの出力信号に基づいて燃焼室の
空燃比を検出して、その検出結果に応じてＥＧＲ弁の開
度を制御するようにしている。
【０００３】すなわち、前記従来例のものでは、燃焼室
の空燃比を小さくするほどＮＯｘ排出濃度を低減できる
が、その反面、空燃比が小さ過ぎるとスモークの生成量
が急増するという直噴式ディーゼルエンジンの特性を考
慮し、空燃比の制御目標値をスモーク量が急増しない範
囲でできる限り小さな値（リッチ側の値）に設定して、
排ガス中のＮＯｘ及びスモークの低減を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、環境
保護の観点から自動車用エンジンの排気清浄化に対する
ニーズは一層、強まっており、特にディーゼルエンジン
やガソリンのリーンバーンエンジンにおいては、酸素過
剰雰囲気になる排気中でＮＯｘを還元浄化するのが難し
いことから、燃焼に伴うＮＯｘの生成そのものをさらに
低減させることが要求されている。
【０００５】しかし、ディーゼルエンジンの場合、例え
ばエンジンへの要求出力が高い中負荷以上の運転領域や
加速運転状態では、燃料噴射量が多いため燃焼も激しく
なり、燃焼ガス温度も高くなりやすい。そのため、特に
このような運転領域においてＮＯｘの生成を従来以上に
抑えることは極めて困難である。
【０００６】これに対し、前記中負荷以上の運転領域等
において、燃料の噴射時期を軽負荷時よりも遅らせて燃
焼の急激な立ち上がりを抑えることにより、ＮＯｘの生
成を抑制するいわゆるタイミングリタードを行うことも
考えられる。しかし、タイミングリタードを行うと、燃
焼が緩慢になってスモーク量の急増を招く虞れがあり、
このことが車両の発進時における顕著な黒煙発生を引き
起こすことが問題になる。
【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ディーゼルエンジン
や直噴式ガソリンエンジンにおいて燃料噴射の手順に工
夫を凝らして、燃焼状態を改善することによって、排気
中のＮＯｘ低減及びスモーク低減を従来よりも高次元で
両立させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、エンジンが排気中のＮＯｘ
低減及びスモーク低減の両立が難しい運転状態になって
いるときに、各気筒の圧縮行程で燃料を多段階に分けて
噴射（以下、多段噴射ともいう）させるようにした。
【０００９】具体的に、請求項１記載の発明は、図１に
示すように、エンジン１の気筒内燃焼室４に燃料を噴射
する燃料噴射弁５と、エンジン１の吸気系１０に排気の
一部を還流させる排気還流通路２３と、該排気還流通路
２３における排気の還流量を調節する排気還流量調節弁
２４と、アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁５によ
る燃料噴射量を制御する噴射量制御手段３５ａと、前記
排気の還流状態に関する還流状態量がエンジン１の運転
状態に応じて設定された目標値になるように、前記排気
還流量調節弁２４の開度を制御する排気還流制御手段３
５ｂとを備えた筒内噴射式エンジンの制御装置Ａが前提
である。そして、エンジン１が低回転及び中負荷以上の
運転領域にあり、かつ前記排気還流が行われているとき
に、前記燃料噴射弁５による燃料噴射を、気筒の圧縮行
程で噴射を終了する最初の噴射と圧縮上死点近傍で行う
最後の噴射とを含む多段階に分けて実行させる噴射時期
制御手段３５ｃを設ける構成とする。
【００１０】前記の構成により、エンジン１の低回転及
び中負荷以上の運転領域で、かつ排気の一部が吸気系１
０に還流されているときに、まず、気筒の圧縮行程で噴
射を終了する最初の噴射を含むように、圧縮行程で少な
くとも１回の燃料噴射（早期噴射）が行われる。この早
期噴射された燃料は、気筒内の空気の流動によって空気
と十分に混合されかつ十分に気化霧化して、ピストン３
の上昇に伴う気筒内圧の上昇と共に周囲の酸素と徐々に
反応する。そして、圧縮行程終期に燃焼室全体の温度が
いわゆる自己着火温度に達すると、爆発的に燃焼する。
また、圧縮上死点近傍で最後の燃料噴射（後期噴射）が
なされると、その燃料噴霧は極く僅かな着火遅れ期間を
経て急速に燃焼する。
【００１１】このような燃焼状態においては、まず、早
期噴射されて相対的に大きく広がった燃料噴霧が十分に
気化霧化しかつ空気と混合されて良好に燃焼するので、
燃焼室４における空気利用率が極めて高くなる。しか
も、その燃料は周囲の酸素と徐々に反応しながら爆発的
な燃焼状態へ移行してゆくので、燃焼室温度が自己着火
温度に達した後の燃焼圧力や燃焼温度の立ち上がりは過
度に急峻にはならない。このことで、ＮＯｘの生成を大
幅に低減できる。
【００１２】また、そのようにして多くの燃料が早期噴
射される結果、総燃料噴射量がかなり多くなっても、圧
縮上死点近傍で行う後期噴射の噴射量はあまり多くはな
らず、しかも、その燃料噴霧は既に燃焼が始まっている
高温高圧の燃焼室へ噴射され、速やかに気化霧化されて
急速にかつ良好に燃焼されることになる。このことで、
燃料噴射の総量がかなり多くても、スモークの増大を抑
制できる。
【００１３】したがって、この構成によれば、吸気充填
効率が低いため吸入空気量が少なくなるエンジン低回転
で、かつエンジン１への要求出力が高いため総燃料噴射
量が多くなる中負荷以上の運転領域、即ち、排気中のＮ
Ｏｘ低減及びスモーク低減の両立が極めて困難な運転領
域において、燃料の多段噴射を実行することにより、ス
モークの増大を抑えつつ、ＮＯｘ生成を十分に低減する
ことができる。特に、従来例の如く排気還流によってＮ
Ｏｘ低減を図るようにしたものでは、排気の還流を行う
ときに、燃料の多段噴射を実行することによりＮＯｘ生
成を大幅に低減できるので、その分、排気の還流量を減
らすようにすれば、そのことによってスモークの低減を
図ることもできる。つまり、排気中のＮＯｘ低減及びス
モーク低減を従来よりも高次元で両立させるることがで
きる。
【００１４】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明における噴射時期制御手段は、燃料噴射弁による燃
料噴射を、各気筒毎の１回の燃焼サイクルにおける燃料
噴射量の１/３以上が圧縮上死点前３０度（以下、ＢＴ
ＤＣ３０°ＣＡともいう）以前の圧縮行程で噴射され、
かつ残りの燃料が圧縮上死点近傍で噴射されるように多
段階に分けて実行させるものとする。
【００１５】このことで、早期噴射を気筒のＢＴＤＣ３
０°ＣＡ以前の圧縮行程で実行することで、燃料噴霧を
十分に大きく広げ、空気とよく混合しかつ気化霧化させ
て、空気利用率を高めることができる。またその際、気
筒の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量の１/３以
上を噴射させることで、燃料噴霧を自己着火可能な程度
の濃度状態に維持することができる。さらに、残りの燃
量が総噴射量の２/３よりも少なくなるので、その燃料
を圧縮上死点近傍で噴射して速やかにかつ燃え残りなく
燃焼させることができる。よって、請求項１記載の発明
の作用効果が十分に得られる。
【００１６】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明において、還流状態量を検出するためのセン
サが設けられ、排気還流制御手段は、排気還流量調節弁
の開度を前記センサからの出力信号に基づいてフィード
バック制御する構成とする。このことで、排気還流制御
手段は、センサ信号に基づくフィードバック制御によ
り、還流状態量を正確に目標値に制御することができ
る。
【００１７】請求項４記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明において、エンジンの吸気通路における吸入
空気量を計測する吸気量センサが設けられ、排気還流制
御手段は、排気還流量調節弁の開度を、前記吸気量セン
サにより計測した吸入空気量及び燃料噴射量に基づいて
求められる燃焼室の空燃比が目標値になるようにフィー
ドバック制御するものとする。
【００１８】この構成では、吸気量センサにより検出さ
れた吸入空気量と噴射量制御手段により制御される燃料
噴射量とに基づいて、燃焼室の実空燃比を求めることが
できるので、排気還流量調節弁の開度制御によって、燃
焼室の空燃比を目標値になるように高精度にフィードバ
ック制御できる。つまり、高精度の空燃比制御と燃料の
多段噴射とを併せて行うことにより、排気中のＮＯｘ低
減及びスモーク低減を一層、高次元で両立できる。
【００１９】請求項５記載の発明は、図１に示すよう
に、エンジン１の気筒内燃焼室４に燃料を噴射する燃料
噴射弁５と、エンジン１の吸気系１０に排気の一部を還
流させる排気還流通路２３と、該排気還流通路２３にお
ける排気の還流量を調節する排気還流量調節弁２４と、
アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁５による燃料噴
射量を制御する噴射量制御手段３５ａと、前記排気の還
流状態に関する還流状態量がエンジン１の運転状態に応
じて設定された目標値になるように、前記排気還流量調
節弁２４の開度を制御する排気還流制御手段３５ｂとを
備えた筒内噴射式エンジンの制御装置Ａが前提である。
そして、前記排気還流量の全排気量に対する割合である
排気還流率が所定の基準値以下になるエンジン１の運転
領域において、前記燃料噴射弁５による燃料噴射を、気
筒の圧縮行程で噴射を終了する最初の噴射と圧縮上死点
近傍で行う最後の噴射とを含む多段階に分けて実行させ
る噴射時期制御手段３５ｃを設ける構成とする。
【００２０】前記の構成により、エンジン１の排気還流
率が所定の基準値以下になる運転領域において燃燃の多
段噴射が実行され、請求項１記載の発明と同様の作用効
果が得られる。すなわち、燃焼室４における空気利用率
が極めて高くなる一方で、予混合燃焼時の燃焼圧力や燃
焼温度の立ち上がりが適度に緩和され、それらの相乗的
な作用によって、ＮＯｘの生成を大幅に低減できる。ま
た、総燃料噴射量がかなり多くても、スモークの増大を
抑えることができる。
【００２１】したがって、この発明では、排気還流率が
所定の基準値以下になる運転領域、即ち、多量の排気還
流によってＮＯｘ低減を図ることが難しい例えばエンジ
ンの高負荷運転領域等において、スモークの増大を抑え
つつＮＯｘの生成を大幅に低減することができる。ま
た、排気還流率を前記基準値よりも大きくできる例えば
エンジンの中負荷運転領域等において、燃料の多段噴射
を実行してＮＯｘ生成を大幅に低減するとともに、その
分、排気の還流量を減らして結果的に排気還流率が前記
基準値以下になるようにすれば、スモークも低減でき
る。つまり、排気中のＮＯｘ低減及びスモーク低減を従
来よりも高次元で両立できる。
【００２２】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
発明において、エンジンの吸気通路における吸入空気量
を計測する吸気量センサが設けられ、排気還流制御手段
は、排気還流量調節弁の開度を、前記吸気量センサによ
り計測した吸入空気量及び燃料噴射量に基づいて求めら
れる燃焼室の空燃比がエンジンの運転状態に応じて設定
された目標値になるようにフィードバック制御するもの
とする。そして、排気還流率が基準値以下になるエンジ
ンの運転領域は、前記空燃比検出手段により検出される
空燃比が設定値以上になる領域とする。
【００２３】この構成では、吸気量センサにより検出さ
れた吸入空気量と噴射量制御手段により制御される燃料
噴射量とに基づいて、燃焼室の実空燃比を求めることが
でき、そのようにして求められる空燃比が目標値になる
ように、排気還流量が調節されることで、燃焼室の空燃
比を高精度にフィードバック制御できる。また、上述の
如く求められる燃焼室の実空燃比に基づいてそのときの
排気還流率を検出できるので、排気還流率が基準値以下
になるエンジンの運転領域を、空燃比が設定値以上にな
る領域として判定できる。
【００２４】請求項７記載の発明では、請求項５記載の
発明における噴射時期制御手段を、エンジンの低回転域
で多段階の燃料噴射を実行させる構成とする。すなわ
ち、一般に、エンジンの低回転域では吸気充填効率が低
く燃焼室への吸入空気量が少ないので、燃料噴射量の変
動に対する空燃比の変動が大きくなり、高回転域に比べ
てＮＯｘ及びスモークの低減が難しい。従って、このよ
うなエンジン低回転域で燃料の多段噴射を実行して、Ｎ
Ｏｘ及びスモークの低減を図ることは特に有効である。
【００２５】請求項８記載の発明では、請求項５記載の
発明における噴射時期制御手段を、排気還流率が基準値
よりも大きくなる運転領域では、燃料噴射を圧縮上死点
近傍で一括して実行させる構成とする。このことで、燃
料の多段噴射を行うと、早期噴射された燃料の燃焼力の
一部がいわゆる逆駆動力になって、エンジンの燃費率が
若干、悪化するという難があるので、排気還流率が基準
値よりも大きくなる運転領域では、多段噴射は行わずに
燃料噴射を圧縮上死点近傍で一括して実行させること
で、燃費の悪化を抑制できる。
【００２６】請求項９記載の発明は、図１に示すよう
に、エンジン１の気筒内燃焼室４に燃料を噴射する燃料
噴射弁５と、エンジン１の吸気系１０に排気の一部を還
流させる排気還流通路２３と、該排気還流通路２３にお
ける排気の還流量を調節する排気還流量調節弁２４と、
アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁５による燃料噴
射量を制御する噴射量制御手段３５ａと、前記排気の還
流状態に関する還流状態量がエンジン１の運転状態に応
じて設定された目標値になるように、前記排気還流量調
節弁２４の開度を制御する排気還流制御手段３５ｂとを
備えた筒内噴射式エンジンの制御装置Ａが前提である。
そして、前記排気還流制御手段３５ｂを、エンジン１の
運転状態が定常運転状態から加速運転状態へ移行したと
き、排気還流量調節弁２４を閉じる側に作動させるよう
に構成し、かつ、エンジン１の運転状態が定常運転状態
から加速運転状態へ移行したとき、前記燃料噴射弁５に
よる燃料噴射を、気筒の圧縮行程で噴射を終了する最初
の噴射と圧縮上死点近傍で行う最後の噴射とを含む多段
階に分けて実行させる噴射時期制御手段３５ｃを設ける
構成とする。
【００２７】前記の構成により、エンジン１の運転状態
が定常運転状態から加速運転状態へ移行したとき、噴射
時期制御手段３５ｃにより燃料の多段噴射制御が行われ
て、請求項１記載の発明と同様に燃焼室４における空気
利用率が極めて高くなる一方で、予混合燃焼時の燃焼圧
力や燃焼温度の立ち上がりが適度に緩和されて、ＮＯｘ
の生成が大幅に低減される。
【００２８】また、エンジン１の加速運転状態への移行
に伴い燃料噴射量が増量されるとともに、排気還流制御
手段３５ｂにより排気還流量調節弁２４が閉じる側に作
動され、排気還流量の減少によって新気の吸入空気量が
増加するので、エンジン出力を高めつつ、スモークの増
大を抑制できる。尚、排気還流量が減少すれば、ＮＯｘ
の生成を抑える作用はやや弱まるものの、多段噴射によ
ってＮＯｘ生成を大幅に低減できるので、結果としてＮ
Ｏｘの十分な低減が図られる。
【００２９】したがって、この発明では、エンジン１の
運転状態が定常運転状態から加速運転状態へ移行したと
き、即ちＮＯｘ低減が難しい上にスモーク増大の虞れが
強い運転状態であっても、排気還流制御と燃料の多段噴
射制御とを併せて実行することで、スモークを十分に抑
制しつつ、ＮＯｘも従来よりも低減できる。
【００３０】請求項１０記載の発明では、請求項９記載
の発明において、排気還流量調節弁が実際に閉じる側に
作動したことを検出する閉作動検出手段を設け、噴射時
期制御手段は、前記閉作動検出手段により排気還流量調
節弁の閉作動が検出されたとき、多段階の燃料噴射を開
始させる構成とする。
【００３１】すなわち、エンジンが加速運転状態に移行
した直後は、排気還流制御弁の作動遅れに起因して排気
還流量が過度に多くなってしまうことがあり、そのとき
に燃料の多段噴射を行うと、却って燃焼状態が悪化して
スモーク増大を招く虞れがある。そこで、この発明で
は、閉作動検出手段により排気還流量調節弁の実際の閉
作動が検出されたときに多段階の燃料噴射を開始させる
ことで、前記のスモーク増大という弊害を回避できる。
【００３２】請求項１１記載の発明では、請求項９記載
の発明において、エンジンの吸気通路における吸入空気
量を計測する吸気量センサが設けられ、噴射時期制御手
段は、前記吸気量センサにより計測した吸入空気量及び
燃料噴射量に基づいて求められる燃焼室の空燃比が設定
値以上になったときに、多段階の燃料噴射を開始させる
構成とする。
【００３３】この構成では、エンジンが加速運転状態へ
移行したとき、吸気量センサにより計測された吸入空気
量と噴射量制御手段により制御される燃料噴射量とに基
づいて、燃焼室の実空燃比が求められる。そして、その
求められた空燃比が設定値以上になったときに、多段階
の燃料噴射が開始される。つまり、エンジンの加速運転
状態への移行時に燃焼室の実空燃比が設定値以上になっ
たときに、即ち排気還流量が過度に多い状態でないこと
を確認した上で、燃料の多段噴射を開始させることで、
加速直後の多段噴射に起因するスモーク増大の弊害を確
実に回避できる。
【００３４】請求項１２記載の発明では、請求項９記載
の発明における噴射時期制御手段を、燃料噴射弁により
多段階の燃料噴射を所定期間行わせた後、圧縮上死点近
傍での一括噴射に切り替える構成とする。尚、前記所定
期間は、例えば加速運転状態になってから設定時間が経
過するまで、又は設定クランク角度だけクランク軸が回
転するまでとすればよい。或いは、車両の走行速度やエ
ンジン回転数の上昇度合、又はこれに伴う燃料噴射量の
変化等に基づいて、前記所定期間の経過を判定するよう
にしてもよい。
【００３５】すなわち、燃料の多段噴射を行うと、早期
噴射された燃料の燃焼力の一部がいわゆる逆駆動力にな
って、エンジンの燃費率が若干、悪化するという難があ
るが、この発明では、エンジンの加速運転の途中で燃料
噴射を多段階の噴射から一括噴射に切り替えることで、
燃費の悪化を抑制することができる。
【００３６】請求項１３記載の発明では、請求項９記載
の発明における排気還流通路はエンジンの吸気通路に接
続され、その排気還流通路との接続部よりも吸気上流側
の吸気通路に吸気絞り弁が配設されており、エンジンの
低回転低負荷領域で前記吸気絞り弁を全開状態よりも閉
じた状態に制御する吸気絞り弁制御手段が設けられてい
る構成とする。
【００３７】すなわち、一般に、ディーゼルエンジンに
おいては、吸気通路内の負圧が小さく排気還流通路によ
る排気の還流量を十分に確保し難いので、吸気通路に吸
気絞り弁を設けて、吸排気間の差圧を高めることが行わ
れている。このようなものでは、車両の発進時等にエン
ジンが加速運転状態に移行したとき、前記吸気絞り弁に
より吸気の流通抵抗が増大しているため、燃焼室への吸
入空気量が不足して、スモークが増大する虞れが極めて
強い。従って、このように吸気絞り弁を備えたものにお
いて、エンジンの加速運転状態への移行時に排気還流制
御と燃料の多段噴射とを併せて実行することで、スモー
クを抑制しつつＮＯｘを低減できることの作用効果は極
めて有効なものになる。
【００３８】請求項１４記載の発明では、請求項１、５
又は９のいずれか１つに記載の発明において、エンジン
の排気流により回転駆動されるタービンと、該タービン
に回転一体に連結され、エンジンの吸気を圧縮するブロ
ワとからなるターボ過給機が設けられているものとす
る。
【００３９】すなわち、一般に、ターボ過給機を装備し
たエンジンでは、ターボ過給機のないものに比べて気筒
の圧縮比が低く設定されているため、過給圧の低い低回
転域における吸気充填効率の低下が著しい。そのため、
車両の発進時等にエンジンが加速運転状態に移行したと
き、ターボ過給機のないものに比べて、燃焼室の吸入空
気量不足によるスモーク増大の虞れが強い。従って、こ
のようにターボ過給機を備えたものにおいて、エンジン
の加速運転状態への移行時に排気還流制御と燃料の多段
噴射とを併せて実行することで、スモークを抑制しつつ
ＮＯｘを低減できることの作用効果は極めて有効なもの
になる。
【００４０】請求項１５記載の発明では、請求項１、５
又は９のいずれか１つに記載の発明において、燃料を噴
射圧以上の高圧状態で蓄える蓄圧室に燃料噴射弁が接続
されたコモンレール式燃料噴射系を備えているものとす
る。このことで、燃料噴射系の構成が具体化され、噴射
時期制御手段による燃料噴射時期の制御が実現する。
【００４１】請求項１６記載の発明は、図１に示すよう
に、エンジン１の気筒内燃焼室４に燃料を噴射する燃料
噴射弁５を備え、燃料を噴射圧以上の高圧状態で蓄える
蓄圧室６に前記燃料噴射弁５が接続されているコモンレ
ール式燃料噴射系と、アクセル操作量に応じて前記燃料
噴射弁５による燃料噴射量を制御する噴射量制御手段３
５ａと、エンジン１の吸気通路１０及び排気通路２０を
連通する排気還流通路２３と、該排気還流通路２３によ
る排気側から吸気側への排気の還流量を調節する排気還
流量調節弁２４と、前記排気還流通路２３との接続部よ
りも吸気上流側の吸気通路１０に配設され、吸入空気量
を計測する吸気量センサ１１と、前記排気還流量調節弁
２４の開度を、前記吸気量センサにより計測した吸入空
気量及び燃料噴射量に基づいて求められる燃焼室の空燃
比がエンジン１の運転状態に応じて設定された目標値に
なるようにフィードバック制御する排気還流制御手段３
５ｂとを備えた筒内噴射式エンジンの制御装置制御装置
Ａが前提である。
【００４２】そして、前記吸気通路１０には、吸気を圧
縮するターボ過給機２５のブロワ１２と吸気絞り弁１４
とが配設される一方、前記排気通路２０には前記ブロワ
１２を回転駆動するタービン２１が配設されており、エ
ンジン１の低回転低負荷領域で、前記吸気絞り弁１４を
全開状態よりも閉じた状態に制御する吸気絞り弁制御手
段３５ｄと、エンジン１の運転状態が前記低回転低負荷
領域の定常運転状態から加速運転状態へ移行したとき、
前記燃料噴射弁５による燃料噴射を、気筒の圧縮行程で
噴射を終了する最初の噴射と圧縮上死点近傍で行う最後
の噴射とを含む多段階に分けて実行させる噴射時期制御
手段３５ｃとが設けられている構成とする。
【００４３】前記の構成のものでは、請求項４記載の発
明と同様に、吸入空気量センサ１１からの出力信号に基
づいて排気還流量調節弁２４の開度が制御され、そのこ
とによって排気還流通路２３による排気の還流量が調節
されて、燃焼室４の空燃比が高精度にフィードバック制
御される。また、エンジン１の低回転低負荷域では、吸
気絞り弁１４により吸気通路１０空気圧力が低くされ、
前記排気還流通路２３による排気の還流量を確保できる
ようになっている。さらに、気筒２の圧縮比はターボ過
給機２５のないものに比べて低く設定されている。
【００４４】そして、このようなものにおいて、エンジ
ン１の運転状態が運転状態が低回転低負荷領域での定常
運転状態から加速運転状態へ移行したときには、要求出
力の増大に応じて燃料噴射量が増量される一方、制御の
遅れによって、空燃比が一時的に過度に小さな状態（リ
ッチ状態）になる。しかも、吸気絞り弁１４により吸気
の流通抵抗が増大しているので、燃焼室４への吸入空気
量が不足しやすい。さらに、過給圧の低い低回転域で
は、元来ターボ過給機２５のないものに比べて吸気充填
効率が低いので、このことによっても吸入空気量不足に
なりやすい。つまり、前記前提構成のものでは、エンジ
ンの加速運転状態への移行時に一時的にスモーク量が急
増する虞れが極めて強い。
【００４５】そこで、この発明では、車両の発進時等に
エンジンが加速運転状態に移行したとき、請求項９記載
の発明と同様に排気還流量の減少とともに、燃料の多段
噴射を実行することにより、上述の如くスモーク増大の
虞れが極めて強い状態であっても、ＮＯｘ低減を図りつ
つ、スモーク増大を抑制することができる。
【００４６】請求項１７記載の発明は、図１に示すよう
に、エンジン１の気筒内燃焼室４に燃料を噴射する燃料
噴射弁５を備え、少なくとも該燃料噴射弁５による燃料
噴射量を制御するようにした筒内噴射式エンジンの制御
装置Ａが前提である。そして、エンジン１が低回転及び
中負荷以上の運転領域にあるとき、前記燃料噴射弁５に
よる燃料噴射を、各気筒２毎の１回の燃焼サイクルにお
ける燃料噴射量の１／３以上が圧縮上死点前３０度以前
の圧縮行程で噴射され、かつ残りの燃料が圧縮上死点近
傍で噴射されるように多段階に分けて実行させる噴射時
期制御手段３５ｃを設ける構成とする。
【００４７】前記の構成により、エンジン１の低回転及
び中負荷以上の運転領域において、請求項２記載の発明
と同様の作用効果が得られる。すなわち、燃料の多段噴
射を実行することにより、燃焼室４における空気利用率
が極めて高くなる一方で、予混合燃焼時の燃焼圧力や燃
焼温度の立ち上がりが適度に緩和され、それらの相乗的
な作用によってＮＯｘの生成が大幅に低減される。ま
た、総燃料噴射量がかなり多くても、スモークの増大を
抑えることができる。よって、排気中のスモークの増大
を抑えつつ、ＮＯｘ生成を十分に低減できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
【００４９】（実施形態１） （全体構成）図１は本発明の実施形態１に係る筒内噴射
式エンジンの制御装置Ａの全体構成を示し、１は例えば
マニュアルトランスミッションを装備する車両に搭載さ
れた４気筒ディーゼルエンジンである。このエンジン１
は４つの気筒２，２，…（１つのみ図示する）を有し、
その各気筒２内に往復動可能にピストン３が嵌挿されて
いて、このピストン３によって各気筒２内に燃焼室４が
区画されている。また、燃焼室４の上面の略中央部に
は、インジェクタ５が先端部の噴孔を燃焼室４に臨ませ
て配設されていて、各気筒毎に所定の噴射タイミングで
開閉作動されて、燃焼室４に燃料を直接噴射するように
なっている。
【００５０】前記各インジェクタ５は高圧の燃料を蓄え
る共通のコモンレール（蓄圧室）６に接続されていて、
そのコモンレール６には、内部の燃圧（コモンレール
圧）を検出する圧力センサ６ａが配設されているととも
に、クランク軸７により駆動される高圧供給ポンプ８が
接続されている。この高圧供給ポンプ８は、圧力センサ
６ａにより検出されるコモンレール６内の燃圧が所定値
以上（例えば、アイドル運転時に４０ＭＰａ、それ以外
の運転状態では８０ＭＰａ以上）に保持されるように作
動する。また、クランク軸７の一端部にはその回転角度
を検出するクランク角センサ９が設けられている。この
クランク角センサ９は、クランク軸７の端部に設けた被
検出用プレート（図示せず）と、その外周に相対向する
ように配置された電磁ピックアップとからなり、前記被
検出用プレートの外周部全周に亘って形成された突起部
の通過に対応してパルス信号を出力するようになってい
る。
【００５１】また、１０はエンジン１の燃焼室４に対し
図外のエアクリーナで濾過した吸気（空気）を供給する
吸気通路であり、この吸気通路１０の下流端部は、図示
しないサージタンクを介して気筒毎に分岐して、それぞ
れ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に接続されてい
る。また、サージタンク内で各気筒２に供給される過給
圧力を検出する過給圧センサ１０ａが設けられている。
前記吸気通路１０には上流側から下流側に向かって順
に、エンジン１に吸入される吸気流量を検出するエアフ
ローセンサ（吸気量センサ）１１と、後述のタービン２
１により駆動されて吸気を圧縮するブロワ１２と、この
ブロワ１２により圧縮した吸気を冷却するインタークー
ラ１３と、吸気通路１０の断面積を絞る吸気絞り弁１４
とがそれぞれ設けられている。この吸気絞り弁１４は、
全閉状態でも吸気が流通可能なように切り欠きが設けら
れたバタフライバルブからなり、後述のＥＧＲ弁２４と
同様、ダイヤフラム１５に作用する負圧の大きさが負圧
制御用の電磁弁１６により調節されることで、弁の開度
が制御されるようになっている。
【００５２】前記エアフローセンサ１１は、流速変動が
あっても空気流量を確実にとらえることのできる定温度
型ホットフィルム式エアフローセンサであり、図示しな
いが、吸気通路１０に吸気流れ方向と直交するように配
置されたヒータと、このヒータを挟んで上流側と下流側
とに配置されたホットフィルムとを備えていて、両ホッ
トフィルムの温度の高低に基づいて、吸気通路１０を下
流側（各気筒２の側）に向かう正方向流及び上流側に向
かう逆流をそれぞれ検出するようになっている。このエ
アフローセンサ１１による計測値に基づいて、正方向の
空気流量のみを計測することができ、排気還流量の制御
に逆流による誤差が入ることを避けることができる。
【００５３】また、図１において２０は各気筒２の燃焼
室４から燃焼ガスを排出する排気通路で、この排気通路
２０の上流端部は分岐してそれぞれ図示しない排気ポー
トにより各気筒２の燃焼室４に接続されている。この排
気通路２０には、上流側から下流側に向かって順に、排
気流により回転されるタービン２１と、排気中のＨＣ、
ＣＯ及びＮＯｘ並びにパティキュレートを浄化可能な触
媒コンバータ２２とが配設されている。
【００５４】前記タービン２１及びブロワ１２からなる
ターボ過給機２５は、図２に示すように、タービン２１
を収容するタービン室２１ａに該タービン２１ａの全周
を囲むように複数のフラップ２１ｂ，２１ｂ，…が設け
られ、その各フラップ２１ｂが排気流路のノズル断面積
Ａを変化させるように回動するＶＧＴ（バリアブルジオ
メトリーターボ）である。このＶＧＴの場合、同図
（ａ）に示すように、フラップ２１ｂ，２１ｂ，…をタ
ービン２１に対し周方向に向くように位置付けてノズル
断面積Ａを小さくすることで、排気流量の少ないエンジ
ン１の低回転域でも過給効率を高めることができる。一
方、同図（ｂ）に示すように、フラップ２１ｂ，２１
ｂ，…をその先端がタービン２１の中心に向くように位
置付けて、ノズル断面積Ａを大きくすれば、排気流量の
多いエンジン１の高回転域でも高い過給効率が得られ
る。
【００５５】前記排気通路２０は、タービン２１よりも
上流側の部位で、排気の一部を吸気側に還流させる排気
還流通路（以下ＥＧＲ通路という）２３の上流端に分岐
接続されている。このＥＧＲ通路２３の下流端は吸気絞
り弁１４よりも吸気下流側の吸気通路１０に接続されて
おり、そのＥＧＲ通路２３の途中の下流端寄りには、開
度調節可能な負圧作動式の排気還流量調節弁（以下ＥＧ
Ｒ弁という）２４が配置されていて、排気通路２０の排
気の一部をＥＧＲ弁２４により流量調節しながら吸気通
路１０に還流させるようになっている。
【００５６】前記ＥＧＲ弁２４は、図３に示すように、
弁箱を仕切るダイヤフラム２４ａに弁棒２４ｂが固定さ
れ、この弁棒２４ｂの両端にＥＧＲ通路２３の開度をリ
ニアに調節する弁本体２４ｃとリフトセンサ２６とが設
けられたものである。前記弁本体２４ｃはスプリング２
４ｄによって閉方向（図の下方）に付勢されている一
方、弁箱の負圧室（ダイヤフラム２４ａよりも上側の
室）には負圧通路２７が接続されている。この負圧通路
２７は、負圧制御用の電磁弁２８を介してバキュームポ
ンプ（負圧源）２９に接続されており、電磁弁２８が後
述のＥＣＵ３５からの制御信号によって負圧通路２７を
連通・遮断することによって、負圧室のＥＧＲ弁駆動負
圧が調節され、そのことによって、弁本体２４ｃにより
ＥＧＲ通路２３の開度がリニアに調節されるようになっ
ている。
【００５７】つまり、図４（ａ）に示すように、電流が
大きくなるに従ってＥＧＲ弁駆動負圧が大きく（圧力が
低く）なり、そのＥＧＲ弁駆動負圧に比例して、同図
（ｂ）に示すようにＥＧＲ弁本体２４ｃのリフト量が変
化する。但し、ＥＧＲ弁本体２４ｃのリフト量の変化に
はヒステリシスが見られる。
【００５８】尚、前記ターボ過給機２５のフラップ２１
ｂ，２１ｂ，…にもＥＧＲ弁２４と同様にダイヤフラム
３０が取り付けられていて、負圧制御用の電磁弁３１に
よりダイヤフラム３０に作用する負圧が調節されること
で、前記フラップ２１ｂ，２１ｂ，…の作動量が調節さ
れるようになっている。
【００５９】前記各インジェクタ５、高圧供給ポンプ
８、吸気絞り弁１４、ＥＧＲ弁２４、ターボ過給機２５
のフラップ２１ｂ，２１ｂ，…等はコントロールユニッ
ト（Electronic Contorol Unit：以下ＥＣＵという）３
５からの制御信号によって作動するように構成されてい
る。一方、このＥＣＵ３５には、前記圧力センサ６ａか
らの出力信号と、クランク角センサ９からの出力信号
と、エアフローセンサ１１からの出力信号と、ＥＧＲ弁
２４のリフトセンサ２６からの出力信号と、車両の運転
者による図示しないアクセルペダルの操作量（アクセル
開度）を検出するアクセル開度センサ３２からの出力信
号と、図示しないが、エンジン１の冷却水温を検出する
水温センサからの出力信号とが少なくとも入力されてい
る。
【００６０】（制御システムの全体構成）前記ＥＣＵ３
５におけるエンジン制御の基本的な処理の概要は図５の
ブロック図に示されており、基本的にアクセル開度に基
づいて基本となる燃料噴射量を決定するとともに、ＥＧ
Ｒ弁２４の作動によりＥＧＲ率を調節して、各気筒の空
燃比（還流状態量）を均一かつ高精度に制御するように
している。また、高圧供給ポンプ８の作動によるコモン
レール圧力の制御と、吸気絞り弁１４の作動制御と、タ
ーボ過給機２５のフラップ２１ｂ，２１ｂ，…の作動制
御（ＶＧＴ制御）とが行われている。
【００６１】前記ＥＧＲ率は全排気量中の還流される排
気量（ＥＧＲ量）の割合をいう。すなわち、 Ｅ
ＧＲ率＝ＥＧＲ量／全排気量 ここで、ＥＧＲ通路２３から吸気通路１０に還流される
排気の各気筒２への分配性はそれぞれ異なり、加えて各
気筒毎の空気吸入特性自体にもばらつきがあるので、Ｅ
ＧＲ通路２３におけるＥＧＲ弁２４の開度を同じにして
も、各気筒２におけるＥＧＲ率及び吸入空気量偏差には
ばらつきを生じ、ＥＧＲ率の高い気筒ではその吸入空気
量が少なく、ＥＧＲ率の低い気筒ではその吸入空気量が
多くなる。そこで、基本的には全気筒２に共通の目標空
燃比を定め、各気筒毎に吸入空気量を検出して、この吸
入空気量に応じて前記目標空燃比となるように気筒毎に
排気還流量を制御するようにしている。つまり、各気筒
２の吸入空気量に対するＥＧＲ量の割合の均一化を図る
のではなく、所定の空燃比を目標として気筒毎に排気還
流量を制御しており、このことで、各気筒２の空燃比を
均一かつ高精度に制御することができる。
【００６２】具体的に、前記ＥＣＵ３５には、アクセル
開度Acc及びエンジン回転数Neの変化に対して、目標ト
ルクtrqsolの最適値を実験的に決定して記録した二次元
マップ３６と、エンジン回転数Ne、目標トルクtrqsol及
び新気量（吸入空気量のことであり燃料を含まない。以
下、同じ。）FAirの変化に対して、目標燃料噴射量Fsol
の最適値を実験的に決定して記録した三次元マップ３７
と、エンジン回転数Neと目標トルクtrqsolの変化に対し
て、目標空燃比A/Fsolの最適値を実験的に決定して記録
した二次元マップ３８とがそれぞれメモリ上に電子的に
格納されている。
【００６３】前記目標空燃比A/FsolがＮＯｘの低減とス
モークの低減とを両立させるように排気の還流量を決定
するための制御目標値となるものである。すなわち、図
６にディーゼルエンジンの空燃比と排気中のＮＯｘ量と
の関係を例示するように、空燃比が上昇するとＮＯｘ量
が増大する傾向があるので、排気還流量を多くして空燃
比を下げれば、ＮＯｘの発生を少なくすることができ
る。
【００６４】しかし、図７に例示すように、同じエンジ
ンの空燃比と排気中のスモーク値との関係によれば、空
燃比がリッチ側に変化してある空燃比以下になると、ス
モーク量が急に増大することが分かる。つまり、ＮＯｘ
量の低減のために排気の還流量を多くするといっても限
度がある。そこで、この実施形態の制御装置Ａでは、排
気中のＮＯｘ量の低減とスモーク量の増大抑制との両立
を図るために、前記目標空燃比A/Fsolをスモーク量が急
増し始める手前のできるだけリッチ側の値に設定してい
る。
【００６５】燃料噴射制御 具体的に、まず、アクセル開度センサ３２により検出さ
れたアクセル開度Accとクランク角センサ９により検出
されたエンジン回転数Neとを用いて、目標トルク演算部
４１において前記メモリ上の二次元マップ３６を参照し
て目標トルクtrqsolを決定する。この目標トルクtrqsol
と、エアフローセンサ１１によって計測された新気量FA
irとエンジン回転数Neとを用いて、目標噴射量演算部４
２において前記メモリ上の三次元マップ３７を参照して
目標噴射量Fsolを決定する。そして、この目標噴射量Fs
olと後述の如く制御されたコモンレール圧力CRPとに基
づいて、各インジェクタ５の励磁時間を決定し、それぞ
れ制御する。前記目標トルク演算部４１及び目標噴射量
演算部４２が噴射量制御手段３５ａに対応している。
【００６６】排気還流制御 一方、前記目標トルク演算部４１において求められた目
標トルクtrqsolとエンジン回転数Neとを用いて、目標空
燃比演算部４３においてメモリ上の二次元マップ３８を
参照して、前記のＮＯｘ及びスモークの両立を図るため
の目標空燃比A/Fsolを決定する。そして、この目標空燃
比A/Fsolと前記目標噴射量演算部４２において求められ
た目標噴射量Fsolとを用いて、目標新気量演算部４４に
おいて目標新気量FAsolを算出し（FAsol=Fsol×A/Fso
l）、この目標新気量FAsolを目標として、新気量制御部
４５において新気量制御を行う。この新気量制御は新気
供給量自体を直接調節するのではなく、排気の還流量を
調節することによって新気量を変化させるものである。
すなわち、新気の補正量を決定するのではなく、目標と
する新気量FAsolに基づいてＥＧＲ弁２４の操作量EGRso
lを決定し、その操作量EGRsolに対応するようにＥＧＲ
弁の開度を制御する。前記目標空燃比演算部４３、目標
新気量演算部４４及び新気量制御部４５が排気還流制御
手段３５ｂに対応している。
【００６７】コモンレール圧制御 また、ＥＣＵ３５には、目標トルクtrqsol及びエンジン
回転数Neの変化における、実験的に決定された最適なコ
モンレール圧力CRPsolを記録した二次元マップ５０がメ
モリ上に電子的に格納して備えられており、前記目標ト
ルク演算部４１において得られた目標トルクtrqsolとエ
ンジン回転数Neとを用いて、コモンレール圧力演算部４
６において当該マップ５０を参照して目標コモンレール
圧力CRPsolを演算し、これを用いてコモンレール圧力を
制御する。
【００６８】前記マップ５０において、コモンレール圧
力CRPsolはエンジン回転数Neが高いほど高められるよう
に、また、目標トルクtrqsolが大きいほど高められるよ
うに設定されている。これは、エンジン回転数Neが高い
ほどインジェクタ５の開弁時間を相対的に短くしなくて
はならないので、噴射量を確保するために噴射圧を高め
る必要があるからである。一方、エンジン１の低回転域
では、燃料をある程度の長い時間をかけて噴射して、気
筒内の空気流動により燃料噴霧を大きく広げることが好
ましいので、インジェクタ５の開弁時間を長くしてお
り、それに併せて噴射圧を下げるようにしている。ま
た、目標トルクに関しては、エンジン１への負荷が大き
いほど燃料噴射量を多くする必要があるので、その噴射
量を確保するために噴射圧を高めるようにしてる。
【００６９】吸気絞り弁制御 ＥＣＵ３５には、目標燃料噴射量Fsol及びエンジン回転
数Neの変化における、実験的に決定された最適な目標吸
気絞り量THsolを記録した二次元マップ５１をメモリ上
に電子的に格納して備えており、前記目標噴射量演算部
４２において得られた目標噴射量Fsolとエンジン回転数
Neとを用いて、目標吸気絞り量演算部４７において当該
マップ５１を参照して目標吸気絞り量THsolを演算し、
これを用いて吸気絞り弁１４の開度を制御する。前記目
標噴射量演算部４２が吸気絞り弁制御手段３５ｄに対応
している。
【００７０】ＶＧＴ制御 さらに、ＥＣＵ３５には、目標トルクtrqsol及びエンジ
ン回転数Neの変化における、実験的に決定された最適な
目標過給圧力Boostsolを記録した二次元マップ５２をメ
モリ上に電子的に格納して備えており、前記目標トルク
演算部４１において得られた目標トルクtrqsolとエンジ
ン回転数Neとを用いて、目標過給圧力演算部４８におい
て当該マップ５２を参照して目標過給圧力Boostsolを演
算する。そして、この目標過給圧力Boostsolと過給圧セ
ンサ１０ａにより検出された吸気絞り弁１４下流の吸気
通路１０の吸気圧力Boostとを用いて、過給圧力制御部
４９において、吸気圧力Boostが目標過給圧力Boostsol
になるようなターボ過給機２５のフラップ２１ｂ，２１
ｂ，…の開度VGTsolを演算し、これを用いてフラップ２
１ｂ，２１ｂ，…を適正な開度になるように制御する。
【００７１】（排気還流制御及び燃料噴射量制御の全体
の流れ）次に、前記ＥＣＵ３５による排気還流及び燃料
噴射量制御の全体的な流れを図８に基づいて説明する。
この制御はメモリ上に電子的に格納された制御プログラ
ムに従い、エンジン１の回転に同期して実行される。
【００７２】まず、同図のステップＳ１〜Ｓ３に示すよ
うに、エアフローセンサ１１によって検出される吸入空
気量及びクランク角センサ９によって検出されるクラン
ク角度に基づいて、気筒毎に吸入空気量FAirが求められ
る。また、クランク角センサ９からの出力によって求め
られるエンジン回転数Ne、アクセル開度センサ３２によ
って検出されるアクセル開度Acc及び前記吸入空気量FAi
rに基づいて、目標燃料噴射量Fsolが求められる（ステ
ップＳ４〜Ｓ６）。
【００７３】続いて、アクセル開度Acc、エンジン回転
数Ne等に基づいてエンジン１が低負荷ないし中負荷の定
常運転状態にあるか、或いは加速運転状態にあるかの過
渡判定が行なわれ（ステップＳ７）、定常運転時には基
本目標空燃比が設定され、それに基づいて目標吸入空気
量が求められて、ＥＧＲ弁基本制御が行なわれ、さら
に、この基本制御が気筒毎の吸入空気量FAirに基づく気
筒毎のＥＧＲ弁制御によって補正される（ステップＳ８
〜Ｓ１１）。一方、加速運転時には加速時の目標空燃比
が設定され、加速時のＥＧＲ弁制御及び噴射量制御が行
なわれる（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。
【００７４】（気筒毎の吸入空気量の演算）前記エアフ
ローセンサ１１により検出された吸入空気流量は、例え
ば図９に示すようになっている。同図の斜線を入れた部
分が吸気の逆流分であり、この逆流分を差し引いた積分
値、即ち実際に各気筒２に吸入された吸入空気量が僅か
ながら変動していることが見てとれる。
【００７５】図１０に、前記エアフローセンサ１１を用
いた気筒毎の吸入空気量を算出するとき（図８のステッ
プＳ１〜Ｓ３）の具体的な制御手順を示す。すなわち、
まずエアフローセンサ１１により検出した吸入空気流量
を積分するとともに、そのときの経過時間を計測してい
って、クランク角度が１８０°ＣＡ変化する都度、その
１８０度分の吸入空気流量の積分値Ｑ（=FAir）を当該
気筒(i)の吸入空気量Ｑiとし、また、その所要時間（ク
ランクタイマ時間Ｔ）を当該気筒(i)のクランク間隔Ｔi
とする。そして、得られた４気筒の吸入空気量Ｑiの平
均値を基本吸入空気量Ｑavとして求める（ステップＡ１
〜Ａ７）。尚、４気筒の各々には、便宜上、着火順の気
筒番号「０，１，２，３」を与えている。
【００７６】また、当該気筒(i)の吸入空気量の変化率
ΔＱi=Ｑi/Ｑi-1及びクランク間隔の変化率ΔＴi=Ｔi/
Ｔi-1を、当該気筒(i)よりも１つ前に吸気行程になる気
筒(i-1)を基準として求め、続いて、吸気行程の時間を
加味した吸入空気量の変化指数ΔＱti＝ΔＱi/ΔＴiを
求める（ステップＡ８〜Ａ１０）。ここで、ΔＴiを考
慮するのは、トルク変動（クランク軸７の角速度変動）
による外乱をできるだけ排除するためであり、この処理
は特にトルク変動の大きなアイドル運転時に効を奏す
る。そして、この変化指数ΔＱtiに基づいて各気筒毎の
吸入空気量特性ΔＱt'(i)を次式により求める（ステッ
プＡ１１）。
【００７７】 ΔＱt'(i)＝ΔＱti×ｒ＋ΔＱti′×（１−ｒ） 但し、０＜ｒ≦１ ここで、ΔＱti′は変化指数ΔＱtiの前回値であり、前
記の演算を繰り返し実行することで、当該気筒(i)の吸
入空気量特性ΔＱt'(i)に変化指数ΔＱtiの今回値及び
前回値がそれぞれ所定の割合で反映されていって、吸入
空気量に関する気筒間の固体差が徐々に明瞭になってい
く。
【００７８】（過渡判定）図１１に過渡判定（図８のス
テップＳ４〜Ｓ７）の具体的な制御手順を示す。この過
渡判定は加速判定であり、アクセル開度の変化による判
定と、燃料噴射量の変化による判定とを行う。すなわ
ち、エンジン１が定常運転状態から加速運転状態に移行
したときには、燃料噴射量の増量に応じて吸入空気量を
増やす必要があるので、ＥＧＲ弁２４を速やかに閉じる
側に作動させて、排気の還流量を減らすようにしてお
り、そのようなＥＧＲ弁２４の制御を実行するための過
渡判定である。尚、車両の減速時には、一部の運転領域
を除いて燃料噴射を中断し（フューエルカット）、その
ときには、ＥＧＲ弁２４の開度は零として、排気還流を
行わないようにしている。
【００７９】具体的に、まずアクセル開度Accの変化に
基づく判定手順として、アクセル開度Accとエンジン回
転数Neと吸入空気量Ｑavとを用いて、図５の三次元マッ
プ３７より燃料噴射量Ｆ（＝目標噴射量Fsol）を読み込
むとともに、アクセル開度の今回値Accと前回値Acc′と
に基づいてその変化量ΔAcc=Acc−Acc′を求める（ステ
ップＢ１〜Ｂ３）。一方、燃料噴射量Ｆとエンジン回転
数Neとを用いて二次元マップから加速判定基準αccを読
み込む（ステップＢ４）。
【００８０】この加速判定基準αccは、前記アクセル開
度変化量ΔAccに基づいて加速判定をするためのもので
あり、例えばエンジン回転数Neが高いほど大きくなって
加速と判定され難くなる一方、燃料噴射量Ｆが多いほど
小さくなって加速と判定され易くなるというように燃料
噴射量Ｆ及びエンジン回転数Neに対応づけて設定されて
いて、その設定されたマップがメモリ上に電子的に格納
されている。また、低負荷運転時はもともと排気還流量
が多いので、アクセル開度の増大変化（燃料噴射量の増
量）が大きいときには速やかに排気還流量を低減しなく
てはならない。そこで、前記αccは燃料噴射量が多いほ
ど小さくなるように設定されている。
【００８１】そして、加速係数α＝ΔAcc/αccが１より
も大のときにエンジン１が加速運転状態にあると判定
し、加速係数αと別途、求めた目標空燃比ＴA/F（=A/Fs
ol）とに基づいて、過渡時のＥＧＲ弁操作量ＫＴegr（=
EGRsol）をマップから読み込む（ステップＢ５〜Ｂ
７）。すなわち、アクセル開度の増大変化が大きいほど
排気の還流量を速やかに減らす必要があるので、そのた
めに、前記のＥＧＲ弁操作量ＫＴegrのマップは、加速
係数αが大きくなるほどＥＧＲ弁２４の開度が小さくな
るようにその操作量が実験的に求められて設定され、メ
モリ上に電子的に格納されている。
【００８２】続いて、燃料噴射量の変化に基づく加速判
定を行う。前記アクセル開度に基づく加速判定の場合
は、その判定に基づいて言わば見込みでＥＧＲ弁操作量
を決定するのであるが、次の燃料噴射量に基づく加速判
定の場合は、実際の加速要求を燃料噴射量に基づいてチ
ェックし、その加速要求に見合った制御を行なうように
している。
【００８３】すなわち、燃料噴射量の今回値Ｆと前回値
Ｆ′とに基づいてその変化率ΔＦ＝Ｆ／Ｆ′を求め、燃
料噴射量Ｆとエンジン回転数Neとを用いて二次元マップ
から加速判定基準Ｆkを読み込む（ステップＢ８，Ｂ
９）。このＦkも前記αccと同様に設定されてメモリ上
に電子的に格納されている。そして、噴射量変化係数β
＝ΔＦ／Ｆkが１よりも大のときに加速運転状態と判定
して、加速時の制御に進む一方、小のときには定常運転
状態と判定して、定常時の制御に進む（ステップＢ１
０，Ｂ１１）。
【００８４】（定常時の制御）定常時の制御は図１２に
示されており、エンジン回転数Neとアクセル開度Accと
を用いて図５の二次元マップ３６から目標トルクＴtrq
（＝Trqsol）を読み込み、このＴtrqとNeとを用いて二
次元マップ３８から目標空燃比ＴA/F（=A/Fsol）を読み
込んで、その目標空燃比ＴA/Fに燃料噴射量Ｆを乗算し
て、目標吸入空気量ＴＱ（=FAsol）を算出する（ステッ
プＣ１〜Ｃ３）。
【００８５】前記目標空燃比ＴA/Fは、上述の如くＮＯ
ｘ低減とスモーク低減とを両立できるような値に設定さ
れているが、その値はエンジン１の運転領域、即ちエン
ジン回転数Ne及びエンジントルクＴtrq（換言すれば、
燃料噴射量Ｆ）に応じて少しずつ異なっている。例え
ば、ターボ過給機２５により十分な過給が行なわれる運
転領域では、吸気充填効率が高いため筒内圧縮温度も高
くなる上、燃焼室４での空気流動が強くなって空気と燃
料との混合状態も良好になり、スモークの生成が極めて
少なくなる。従って、エンジン１の高回転域（過給圧が
高くなる領域）と低回転域とでは前者の方が目標空燃比
をより小さく（リッチ側に）設定することができる。
【００８６】目標吸入空気量ＴＱの算出に続いて、吸入
空気量偏差Ｑerr=ＴＱ−Ｑavを求め、この偏差Ｑerrが
零になるようにＰＩＤ制御則に従って基本ＥＧＲ弁操作
量Ｔegr（=EGRsol）を求める（ステップＣ４，Ｃ５）。
すなわち、例えば、前記偏差Ｑerrに比例制御動作の制
御ゲイン（Ｐゲイン）を積算した比例制御項と、前記偏
差Ｑerrの積分値に積分制御動作の制御ゲイン（Ｉゲイ
ン）を積算した積分制御項と、前記偏差Ｑerrの微分値
に微分制御動作の制御ゲイン（Ｄゲイン）を積算した微
分制御項とを合算して、基本ＥＧＲ弁操作量Ｔegrを決
定する。ここで、前記比例制御動作の制御ゲインは基本
となる値にゲイン係数Ｋを乗算して得られるもので、後
述の如くゲイン係数Ｋを減少又は増大補正することで、
制御の応答性や収束性を変えることができるようになっ
ている。
【００８７】基本ＥＧＲ弁操作量Ｔegrの決定に続い
て、アクセル開度変化量ΔAccの絶対値が所定の閾値Tha
ccよりも小さい状態が所定数ｎサイクル連続し且つ燃料
噴射が行なわれている、という定常運転状態の確認の条
件をチェックする（ステップＣ６）。そして、定常運転
状態が確認されると、各気筒毎に順番に（i＝０，１，
２，３）、先に求めた吸入空気量特性ΔＱt'(i)とＥＧ
Ｒ補正ゲインＥ(i)とに基づいて気筒毎のＥＧＲ弁補正
操作量ΔＴegr(i)を算出する（ステップＣ７）。すなわ
ち、 ΔＴegr(i)＝ΔＱt'(i)×Ｅ(i)＋ΔＴegr(i)′ 但し、ΔＴegr(i)′は当該気筒(i)のＥＧＲ弁補正操作
量の前回値である。そして、前記演算においてΔＱt'
(i)の値自体は強調されたものであるが、その演算を繰
り返すことで、ＥＧＲ弁補正操作量は徐々に気筒間の固
体差に応じた適切な値に到達する。
【００８８】このようにして、例えば、i＝０，１，
２，３の順番に４気筒すべてのＥＧＲ弁補正操作量を求
めた後、気筒番号i＝３になれば（ステップＣ８）、そ
の４気筒分のＥＧＲ弁補正操作量の平均値ΔＴegr-avを
求める。この平均値は本来は零になるべきものである
が、前記ステップＣ７の演算を行なうと、種々の要因で
その平均値がマイナス又はプラスになってしまい、基本
ＥＧＲ弁操作量Ｔegrを基準として各気筒２のＥＧＲ弁
操作量を補正制御するという本来の目的が損なわれる。
そこで、前記平均値ΔＴegr-avがマイナスになれば、そ
の絶対値を前記各気筒２のΔＴegr(i)に加算し、反対に
プラスになれば減算することで、平均値ΔＴegr-avを零
に補正する（ステップＣ９）。
【００８９】そして、このようにして得られたΔＴegr
(i)を前記基本ＥＧＲ弁操作量Ｔegrに加えて、各気筒２
のＥＧＲ弁操作量Ｔegr(i)を求め（ステップＣ１０）、
図１３のステップＤ１へ進む。
【００９０】（加速係数αに基づく加速判定時の制御）
一方、前記図１１のステップＢ６において加速判定がな
されたときには、ステップＢ７で求められる過渡時の目
標ＥＧＲ弁操作量ＫＴegrは、加速係数α及びＴA/Fの大
きさに応じて異なり、加速係数αが所定以上に大きいと
きにはＥＧＲ弁２４の開度は零とされる。すなわち、運
転者の加速要求が大きい場合には、排気の還流が行なわ
れなくなり、各気筒２の吸入空気量が最大限に大きくな
るので、スモーク量の増大を抑えつつ、燃料噴射量を増
量してエンジン出力を高めることができるようになる。
【００９１】また、その場合には、ＥＧＲ弁２４に対し
プリセットを与える制御を行ない、エンジン１が前記加
速運転状態から再び定常運転状態に移行するときに、排
気還流制御に速やかに移行できるようにする。すなわ
ち、ＥＧＲ弁２４によりＥＧＲ通路２３を閉じたとき、
弁本体２４ｃがスプリング２４ｄによって弁座に押圧さ
れる力ができるだけ小さくなるような、ひいては押圧力
が零となるような所定のＥＧＲ弁駆動負圧（プリセット
負圧）を負圧室に作用させて、スプリング２４ｄによる
閉方向の押圧力とＥＧＲ弁駆動負圧とを釣り合わせるよ
うにしている。このプリセット負圧は、図４（ｂ）に示
すように、ＥＧＲ弁２４を閉方向に制御しＥＧＲ弁リフ
ト量が零に到達した時点のＥＧＲ弁駆動負圧である。
【００９２】具体的に、ＥＧＲ弁２４にプリセット負圧
を与えるための制御フローは、図１３に示すようにな
る。すなわち、まず、ＥＧＲ弁操作量Ｔegrが、ＥＧＲ
弁２４のリフト量が零となる操作量であるときは、リフ
トセンサ２６の値EGRVliFtを読み込む（ステップＤ１，
Ｄ２）。そして、この値EGRVliFtがリフト量零に対応す
る値EGRV0よりも大きいときには、その値EGRV0と等しく
なるまでＥＧＲ弁制御を行なって（ステップＤ３，Ｄ
４）、前記ＥＧＲ弁駆動負圧をプリセット負圧EGRV0に
なるまで低下させる。
【００９３】一方、前記ステップＤ１において、ＥＧＲ
弁操作量Ｔegrが前記のリフト量零に対応する操作量で
ないときには、前記ステップＤ２，Ｄ３の手順は行わず
に、通常のＥＧＲ弁制御を実行して（ステップＤ１→Ｄ
４）、しかる後にリターンする。
【００９４】（噴射量変化係数βに基づく加速判定時の
制御）また、図１１のステップＢ１１において加速判定
がなされたときには、図１４の各ステップに示すよう
に、まず、噴射量変化係数β、燃料噴射量Ｆ及びエンジ
ン回転数Neを用いて、これらの変化における最適な過渡
時目標空燃比ＫＴA/F（=A/Fsol）を記録した三次元マッ
プからＫＴA/Fを読み込む（ステップＧ１）。この過渡
時目標空燃比ＫＴA/Fは、排気の還流量を低下させてス
モークの生成を抑えながら速やかにエンジン出力を高め
ることができるように、定常時の目標空燃比ＴA/Fより
もリーン側に設定されている。前記三次元マップは、図
示しないが、燃料噴射量Ｆが少ないほど、また噴射量変
化係数βが大きいほど、さらにはエンジン回転数Neが低
いほどそれぞれリーン側になるように、それぞれの値の
変化に対する最適なＫＴA/Fの値を実験的に求めて記録
したものであり、メモリ上に電子的に格納されている。
【００９５】続いて、前記の過渡時目標空燃比ＫＴA/F
と燃料噴射量Ｆとに基づいて、過渡時の目標吸入空気量
ＴＱ（=FAsol）を算出する（ステップＧ２）。そして、
このＴＱに基づいて先の定常運転時と同様にＥＧＲ弁操
作量を決定し、排気の還流量を速やかに減らして、吸入
空気量を増大させるようにしている（以下のステップＧ
５に続く図１２のステップＣ４〜Ｃ６，図１３のステッ
プＤ１〜Ｄ４）。
【００９６】このように過渡時目標空燃比ＫＴA/Fを定
常時よりもリーン側に設定していても、エンジン１が加
速運転状態に移行したときには、各気筒２の燃焼室４に
噴射される燃料が一時的に過大になる虞れがある。そこ
で、このフローでは燃料の増量を抑制すべく一定の制限
を設けている。すなわち、燃料噴射量Ｆとエンジン回転
数Neのマップから限界空燃比LimitA/Fを読み込む（ステ
ップＧ３）。そして、得られた限界空燃比LimitA/Fと現
在の吸入空気量Ｑ(i)とに基づいて燃料噴射量のリミッ
ト値ＦLimitを算出し、基本噴射量Ｆ、リミット値ＦLim
it及び最大噴射量Ｆmaxのうちの最も少ない値を目標噴
射量ＴＦとして設定して、図１２のステップＣ４へ進む
（ステップＧ４，Ｇ５）。
【００９７】前記限界空燃比LimitA/F、過渡時の目標空
燃比ＫＴA/F及び定常時の目標空燃比ＴA/Fの関係は図１
５に示す通りであり、定常時の目標空燃比ＴA/Fよりも
リーン側に過渡時の目標空燃比ＫＴA/Fが設定され、反
対に定常時の目標空燃比ＴA/Fよりもリッチ側に限界空
燃比LimitA/Fが設定されている。この限界空燃比LimitA
/Fに対応する限界スモーク量は、定常時の限界スモーク
量よりもやや多く、例えば２ＢＵ程度のスモーク量とさ
れている。また、限界空燃比LimitA/Fは、基本的には燃
料噴射量が多いほどリーン側に、また、エンジン回転数
が高いほどリッチ側に設定することができ、燃料噴射量
Ｆとエンジン回転数Neの変化に対して、実験的に求めら
れた最適な値がメモリ上に電子的に記録されている。
尚、基本噴射量Ｆは、エンジン回転数Neとアクセル開度
Accとによって定まる燃料噴射量であり、最大噴射量Ｆm
axはエンジン１の破壊を招かない燃料噴射量の上限値で
ある。
【００９８】（吸気絞り弁制御）次に、ＥＣＵ３５によ
る吸気絞り弁制御について、具体的に図１６及び図１８
に示すフローチャート図に基づいて説明する。この制御
は排気還流制御と同様、メモリ上に電子的に格納された
制御プログラムに従ってエンジン１の回転に同期して実
行される。
【００９９】まず、前記排気還流制御と同様にアクセル
開度Acc及びエンジン回転数Neを検出し、燃料噴射量Ｆ
を読み込み（ステップＨ１〜Ｈ３）、続いて、アクセル
開度センサ３２からの出力信号に基づいて、アクセル戻
し状態かどうかを判定する（ステップＨ４）。すなわ
ち、アクセル操作量が所定以上、急に減少して、アクセ
ル開度が略零になったＹＥＳならば、ステップＨ５に進
んで、アクセル戻し判定フラグFlagの値をFlag＝１と
し、続くステップＨ６で、アクセル戻し状態が判定され
てからの経過時間を計測するためのカウンタをリセット
して（Ｔup＝０）、その後、ステップＨ９に進む。
【０１００】一方、前記ステップＨ４でアクセル戻し状
態でないＮＯと判定されて進んだステップＨ７では、前
記アクセル戻し判定フラグFlagの値が１であるか否かを
判別し、Flag＝０でＮＯであれば後述のステップＨ１２
に進む一方、Flag＝１でＹＥＳであればステップＨ８に
進んで、前記カウンタの値をインクリメントして（Ｔup
＝Ｔup＋Δｔ）、ステップＨ９に進む。
【０１０１】このステップＨ９では、前記カウンタ値Ｔ
upが予め設定した所定時間に対応する所定値Ｔup1以下
であるか否かを判定し、カウンタ値Ｔupが所定値Ｔup1
よりも大きいＮＯと判定されれば、ステップＨ１１に進
む一方、カウンタ値Ｔupが所定値Ｔup1以下でＹＥＳで
あれば、即ち、アクセル戻し状態が判定されてから所定
時間が経過するまでの間は、ステップＨ１０に進んで、
ＥＧＲ弁の制御ゲインを補正するためのゲイン補正係数
γ１を二次元マップから読み込む。
【０１０２】この二次元マップは、アクセル戻し状態に
対応してＥＧＲ弁制御の応答性が高まるように、前記ゲ
イン補正係数γとして相対的に大きな値γ１を設定した
もので、図１７に例示するように、吸気絞り量TH及びエ
ンジン回転数Neに対応する最適なゲイン補正係数値γ１
を実験的に決定して記録したものである。γ１の値は０
＜γ１＜１の範囲でエンジン回転数Neが高いほど、また
吸気絞り量THが大きいほど小さくなるように設定されて
いる。尚、このステップで用いる吸気絞り量THは、前回
の制御サイクルで設定された値である。
【０１０３】一方、前記ステップＨ９においてカウンタ
値Ｔupが所定値Ｔup1よりも大きいＮＯと判定されて進
んだステップＨ１１では、アクセル戻し判定フラグをク
リアする（Flag＝０）。すなわち、アクセル戻し状態が
判定されてから前記所定時間が経過すれば、その次の制
御サイクルにおけるステップＨ７でＮＯと判定されてス
テップＨ１２に進むことになり、このステップＨ１２で
は、前記二次元マップ（図１７参照）と同様の別の二次
元マップからゲイン補正係数γ２を読み込む。この別の
二次元マップは、アクセル戻し状態でない通常時のゲイ
ン補正係数γ２を設定したもので、マップの全設定領域
において、γ２＜γ１になっている。
【０１０４】前記ステップＨ１０，１１，１２に続い
て、図１８のフローチャート図におけるステップＨ１３
では、エンジン１がアイドル運転状態にあるかどうかを
判定する。すなわち、アクセル全閉でかつ車両の走行速
度が零のアイドル運転状態でＹＥＳならば後述のステッ
プＨ１７に進む一方、アイドル運転状態でないＮＯなら
ばステップＨ１４に進み、吸気絞りマップをサーチす
る。この吸気絞りマップは図５のマップ５１に相当する
ものであるが、詳しくは図１９に示すように、燃料噴射
量Ｆ及びエンジン回転数Neに対応する最適な吸気絞り量
TH（＝THsol）が実験的に決定されて記録されたデジタ
ルの二次元マップである。
【０１０５】このマップによれば、エンジン１が高回転
域ないし高負荷域にあって、燃料噴射量Ｆないしエンジ
ン回転数Neが大きければ、吸気絞り量THが零に設定され
て、吸気絞り弁１４が全開状態に制御される。すなわ
ち、エンジン１の高回転域では吸排気間の差圧が高いこ
とから、排気還流量が多くなって吸入空気量が不足しや
すく、また、高負荷域では燃料噴射量が多くなって、相
対的に吸入空気量が不足しやすいので、前記吸気絞りマ
ップによれば、エンジン１の高回転域ないし高負荷域で
吸気絞り弁１４を全開状態に制御して、吸入空気量の不
足に起因するスモーク増大を防止するようにしている。
【０１０６】また、前記マップによれば、高回転域ない
し高負荷域を除いた相対的に低負荷の運転状態で、吸気
絞り量THは、燃料噴射量Ｆが小さいほど、またエンジン
回転数Neが低いほど大きくなるように設定されている。
すなわち、エンジン回転数Neが低いほど吸排気間の差圧
が小さくなるので、これに対応して吸気絞り弁１４の開
度を小さく制御するようにして、吸排気間の差圧を高め
て排気の還流量を十分に確保できるようにしている。
【０１０７】前記ステップＨ１４に続いて、ステップＨ
１５では、アクセル戻し判定フラグFlagの値と吸気絞り
マップのサーチ結果とに基づいて、吸気を絞るかどうか
を判定する。すなわち、Flag＝０であるか、或いはFlag
＝１であってもエンジン１が高負荷ないし高回転運転状
態になっていて、吸気を絞らないＮＯであれば、ステッ
プＨ１９に進む一方、Flag＝１であってかつ前記以外の
運転状態で、吸気を絞るＹＥＳであれば、ステップＨ１
６に進み、吸気絞りマップから読み込んだ値に従って吸
気絞り量THを設定する。また、前記ステップＨ１４にお
いて、アイドル運転状態でＹＥＳと判定されて進んだス
テップＨ１７では、アイドル運転状態に対応して、吸気
絞り弁１４が全閉になるように吸気絞り量THを設定す
る。
【０１０８】そして、前記ステップＨ１６又はＨ１７に
続くステップＨ１８では、それらの各ステップで設定さ
れた吸気絞り量THに基づいて、負圧制御用の電磁弁１６
に制御信号を出力して、吸気絞り弁１４の開度制御を実
行する。続いて、ステップＨ１９では、前記ステップＨ
１０又はステップＨ１２のいずれか読み込んだゲイン補
正係数γに基づいて、ＥＧＲ弁制御における制御ゲイン
の値を決定するゲイン係数Ｋを演算して、しかる後にリ
ターンする。
【０１０９】Ｋ ＝ Ｋ×（１＋γ） ここで、アクセル戻し状態に対応するゲイン補正係数γ
１が読み込まれている場合、γ１の値がγ２の値よりも
大きい分だけ、ゲイン係数Ｋが通常の運転状態よりも増
大され、上述のＥＧＲ弁制御（図１２参照）における比
例制御ゲインが大きくなって、ＥＧＲ弁２４の作動応答
性が高められる。つまり、アクセル戻し状態が判定され
たときから所定時間が経過するまでの間は、アクセル操
作量が急変しているような状況であり、その変化に遅れ
ないようにＥＧＲ弁２４の作動応答性を高めることがで
きる。尚、前記所定時間は、例えばマニュアルトランス
ミッションの変速操作に対応する比較的短い時間（例え
ば１〜２秒）とすればよく、その短い時間、制御の収束
性が悪化してもあまり問題はない。
【０１１０】上述の如き吸気絞り弁制御によれば、例え
ばエンジン１がアイドル運転状態にあって、車両の発進
のためのアクセルペダルの踏み込みが予測されるとき
に、吸気絞り弁１４が全閉状態にされ、吸排気間の差圧
が高められることで、ＥＧＲ弁２４の開度が相対的に小
さく（例えば半分くらい開いた状態に）される。そし
て、車両の発進に伴い、エンジン１が定常運転状態から
加速運転状態に移行すると、吸気絞り弁１４が速やかに
開作動されるとともに、燃料噴射量の増量に伴いＥＧＲ
弁２４も閉じる側に作動されることになるが、上述の如
くＥＧＲ弁２４の開度が予め小さくされているので、そ
のＥＧＲ弁２４の閉作動の遅れを軽減して、空燃比の一
時的なリッチ化を抑えることができる。よって、車両の
発進時のスモーク発生を軽減することができる。
【０１１１】（燃料噴射時期の設定）本発明の特徴は、
上述の如く排気還流量の調節による間接的な空燃比制御
が行われているディーゼルエンジンにおいて、排気中の
ＮＯｘ低減及びスモーク低減を従来よりも高次元で両立
させるために、各気筒２の圧縮行程で燃料を早期及び後
期の２回に分けて噴射（以下、多段噴射という）させる
ようにしたことにある。
【０１１２】すなわち、この実施形態では、図２０に例
示するように、燃料の多段噴射を行う領域（Ｉ）（同図
に斜線を入れて示す領域）と、燃料を一括して噴射する
領域（II）と、その一括噴射に加えてパイロット噴射を
行う領域（III）とが、予めエンジン回転数Ne及び燃料
噴射量Ｆに応じて領域判定マップ５３として設定されて
いて、エンジン回転数Ne及び燃料噴射量Ｆにより求めら
れるエンジンの運転状態に応じて、燃料噴射の形態が切
換えられるようになっている。
【０１１３】より具体的に、エンジン１の低回転及び中
負荷以上の運転領域（Ｉ）では、図２１（ａ）に例示す
るように、インジェクタ５からの燃料噴射を各気筒２の
圧縮行程中期（図例ではＢＴＤＣ９０°ＣＡ）での早期
噴射と、圧縮上死点近傍（図例ではＡＴＤＣ２°ＣＡ）
での後期噴射とに分けて実行させる。また、それ以外の
運転領域（II）及び（III）では、同図（ｂ）に例示す
るように各気筒２の圧縮上死点近傍（図例ではＡＴＤＣ
４°ＣＡ）で、インジェクタ５から燃料を１回の主噴射
で一括して噴射させるようにしており、その中でも特
に、例えばエンジンのアイドル運転状態に相当する運転
領域（III）においては、その主噴射の直前に所定量の
燃料を噴射するパイロット噴射も行うようにしている。
【０１１４】次に、前記ＥＣＵ３５による燃料噴射時期
制御の処理手順を図２２〜２４に示すフローチャート図
に基づいて具体的に説明する。この制御は、前記吸気絞
り弁制御等と同様、メモリ上に電子的に格納された制御
プログラムに従って、クランク角センサ９からの出力信
号に同期して所定クランク角毎に実行される。
【０１１５】まず、図２２に示すように、スタート後の
ステップＪ１、ステップＪ２において排気還流制御等と
同様にしてそれぞれアクセル開度Acc及びエンジン回転
数Neを検出し、続いて、水温センサからの出力信号に基
づいてエンジン水温を読み込み、さらに、燃料噴射量Ｆ
及びコモンレール圧力CRPを読み込む（ステップＪ３〜
Ｊ５）。続いて、ステップＪ６では、エンジン回転数Ne
及び燃料噴射量Ｆに対応するエンジン１の運転状態を領
域判定マップ５３から読み込み、続くステップＪ７にお
いて、エンジン１の運転状態が該領域判定マップ５３に
おける低回転及び中負荷以上の運転領域（Ｉ）にあるか
どうかを判定する。この判定がＹＥＳのときには、図２
３に示すステップＪ８に進む一方、エンジン１の運転状
態が前記運転領域（Ｉ）にないＮＯと判定されれば、図
２４に示すステップＪ１５に進む。
【０１１６】図２３のステップＪ８では、コモンレール
圧力CRP及び燃料噴射量Ｆに基づいて、これらの値に対
応する燃料噴射パルス幅Ｗallをメモリ上のマップから
読み込む。この噴射パルス幅Ｗallは、各気筒２の圧縮
行程で燃料を早期噴射及び後期噴射の２回に分けて多段
噴射する場合に、その２回分の噴射パルス幅を合わせた
ものに相当する。また、前記マップは、コモンレール圧
力CRP及び燃料噴射量Ｆの変化に対応する噴射パルス幅
Ｗallの最適な値を実験的に求めて記録したものであ
り、このマップでは、噴射パルス幅Ｗallは燃料噴射量
Ｆが大きいほど長く、またコモンレール圧力CRPが高い
ほど短くなるように設定されている。
【０１１７】続いて、ステップＪ９では、前記ステップ
Ｊ８で求めた噴射パルス幅Ｗallに基づいて後期噴射の
パルス幅Ｗ2を決定する。この後期噴射のパルス幅Ｗ2
は、噴射パルス幅Ｗallに対応する最適な値が実験的に
求められて、マップとしてメモリに格納されており、こ
のマップから読み込まれる。そのマップによれば、Ｗal
lが相対的に小さい範囲でＷ2はＷallに等しくなる一
方、Ｗallが相対的に大きな範囲では、Ｗ2はＷallの増
加とともに増大するもののその増大割合は徐々に小さく
なって、最終的にはＷallの約半分くらいになるように
設定されている。
【０１１８】続いて、ステップＪ１０では、エンジン水
温及びコモンレール圧力CRP等に基づいて、後期噴射タ
イミングＴW2を決定する。この後期噴射タイミングＴW2
は、エンジン水温、エンジン回転数Ne及びコモンレール
圧力CRPに対する最適な値が実験的に求められてマップ
として記録されており、このマップから読み込まれる。
そのマップによれば、噴射タイミングはエンジン水温が
低いほど、またエンジン回転数Neが低いほど早められる
一方、コモンレール圧力CRPが高いほど遅くなるように
設定されている。これは、エンジン水温が異なれば燃料
噴霧の着火遅れ時間が異なり、またコモンレール圧力CR
Pの変化によって燃料噴霧の貫通力が変化するので、そ
れらの変化に伴い最適な噴射タイミングが変化するから
である。
【０１１９】続いて、ステップＪ１１において、後期噴
射の噴射パルス幅Ｗ2及び噴射タイミングＴW2を設定す
る。尚、この噴射タイミングＴW2は燃料噴射を終了する
タイミングであり、噴射を開始するタイミングは前記噴
射タイミングＴW2を基礎として、噴射パルス幅Ｗ2が長
いほど早められる一方、噴射パルス幅Ｗ2が短いほど遅
くされる。続いて、ステップＪ１２では、噴射パルス幅
Ｗallから後期噴射のパルス幅Ｗ2を減算して、早期噴射
の噴射パルス幅Ｗ1を算出する。そして、ステップＪ１
３では、前記ステップＪ１０と同様にエンジン水温及び
コモンレール圧力CRP等に基づいて、マップから早期噴
射タイミングＴW1を読み込み、続くステップＪ１４で
は、早期噴射の噴射パルス幅Ｗ1及び噴射タイミングＴW
1を設定して、しかる後にリターンする。
【０１２０】つまり、エンジン１の運転状態が低回転及
び中負荷以上の運転領域（Ｉ）にあるとき、多段噴射の
実行判定がなされて、各気筒２の圧縮行程で燃料を早期
及び後期の２回に分けて噴射させるようにしている。
【０１２１】これに対し、前記ステップＪ７でエンジン
１の運転状態が運転領域（Ｉ）にない、即ち運転領域
（II）又は（III）にあると判定されて進んだステップ
Ｊ１５（図２４参照）では、コモンレール圧力CRP及び
燃料噴射量Ｆに基づいて、ステップＪ８と同様のマップ
から主噴射パルス幅Ｗmを読み込む。この主噴射パルス
幅Ｗmは、各気筒２の圧縮上死点近傍で燃料を一括して
噴射する主噴射のためのものである。続いて、ステップ
Ｊ１６において、エンジン水温及びコモンレール圧力CR
P等に基づいて、ステップＪ１０と同様のマップから主
噴射タイミングＴmを読み込み、続くステップＪ１７で
は、主噴射パルス幅Ｗm及び主噴射タイミングＴmを設定
して、ステップＪ１８に進む。尚、この主噴射タイミン
グＴmも燃料噴射を終了するタイミングである。
【０１２２】続いて、ステップＪ１８，Ｊ１９では、今
度はパイロット噴射の実行判定を行う。すなわち、ステ
ップＪ１８では、エンジン回転数Ne及び燃料噴射量Ｆに
対応するエンジン１の運転状態を領域判定マップ５３か
ら読み込み、続くステップＪ１９で、エンジン１の運転
状態が運転領域（III）にあるかどうかを判定する。こ
の判定がＮＯのとき、即ち運転領域（II）にあるときに
は、パイロット噴射は行わずにリターンする一方、判定
がＹＥＳのときにはステップＪ２０に進んで、ステップ
Ｊ８，Ｊ１５と同様にして、マップからパイロット噴射
パルス幅Ｗpを読み込む。このマップでは、パイロット
噴射パルス幅Ｗpは主噴射パルス幅Ｗmの約１０％程度と
されるとともに、コモンレール圧力CRPが高いほど短く
なるように設定されている。
【０１２３】続いて、ステップＪ２１では、前記パイロ
ット噴射パルス幅Ｗpと主噴射の噴射タイミングＴmとに
基づいて、パイロット噴射の実行時期Ｔpを演算する。
すなわち、パイロット噴射の終了後に所定間隔を空けて
主噴射が開始されるようなパイロット噴射タイミングＴ
pを求める。そして、ステップＪ２２では、パイロット
噴射の噴射パルス幅Ｗp及び噴射タイミングＴpを設定し
て、しかる後にリターンする。
【０１２４】つまり、エンジン１の運転状態が運転領域
（II）又は（III）にあるときには、各気筒２の圧縮上
死点近傍での１回の主噴射により、燃料を一括して噴射
させるようにしており、特に運転領域（III）、即ちエ
ンジン１が例えばアイドル運転状態になっているときに
は、パイロット噴射により前記主噴射の予混合燃焼にお
ける燃焼圧力及び燃焼温度の急な立ち上がりを和らげ
て、エンジン１の騒音を低減させるようにしている。
【０１２５】前記図２３に示すステップＪ８〜Ｊ１４の
各ステップにより、エンジン１が低回転及び中負荷以上
の運転領域（Ｉ）にあって排気還流が行われているとき
に、インジェクタ５による燃料噴射を、気筒２の圧縮行
程中期での早期噴射と圧縮上死点近傍での後期噴射との
２段階に分けて実行させる噴射時期制御手段３５ｃが構
成されている。
【０１２６】次に、この実施形態１に係る制御装置Ａの
作用効果を、図２６及び図２７に基づいて説明する。
【０１２７】この実施形態では、エンジン１の運転状態
が低回転及び中負荷以上の運転領域（Ｉ）にあるとき
に、各気筒２の圧縮行程中期で１回の燃焼サイクルにお
ける総噴射量のうちの略１/３以上の燃料が早期噴射さ
れる。この早期噴射された燃料は、気筒内の空気の流動
によって空気と混合されかつ十分に気化霧化して、ピス
トン３の上昇に伴う気筒内圧の上昇と共に周囲の酸素と
徐々に反応する。そして、圧縮行程終期に燃焼室全体の
温度がいわゆる自己着火温度に達すると、爆発的に燃焼
する。一方、圧縮上死点近傍では残りの燃料が後期噴射
され、この後期噴射の燃料噴霧は極く僅かな着火遅れ期
間を経て急速に燃焼する。
【０１２８】このような多段噴射による燃焼によれば、
まず、早期噴射された燃料噴霧が相対的に大きく広がっ
て空気と混合され、かつ十分に気化霧化して良好に燃焼
するので、燃焼室４の空気利用率が極めて高くなる。し
かも、その燃料噴霧は周囲の酸素と徐々に反応しながら
爆発的な燃焼状態へと移行してゆくので、自己着火後の
予混合燃焼が過度に激しくなることがない。すなわち、
燃料の多段噴射を行ったときには、例えば図２５に実線
で示すように、各気筒２の筒内圧力Ｐは圧縮上死点（Ｔ
ＤＣ）の手前で一括噴射の場合（同図に破線で示す）よ
りも高くなり、その後、爆発的な燃焼により立ち上がっ
てピーク値となるが、そのピーク値が一括噴射の場合に
比べて低くなっている。しかもその燃焼圧力の立ち上が
りも一括噴射の場合に比べて緩やかになる。よって、Ｎ
Ｏｘの生成を大幅に低減できる。
【０１２９】一方、そのようにして多くの燃料を早期噴
射した結果、１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量Ｆ
の総量がかなり多くても、後期噴射の噴射量はあまり多
くはならず、しかもその後期噴射の燃料噴霧は既に燃焼
が始まっている高温高圧の燃焼室４へ噴射されるので、
速やかに気化霧化されて急速にかつ良好に燃焼される。
このことで、燃料噴射量Ｆが多いにも拘わらずスモーク
増大が抑制される。
【０１３０】図２６は、前記多段噴射によるＮＯｘ及び
スモークの低減を確かめるために本発明者が行った実験
結果の一例を示すものである。その実験ではこの実施形
態と略同じ構成の直列４気筒直噴式ディーゼルエンジン
を用い、低回転かつ中負荷の一定の運転条件の下でＥＧ
Ｒ率を所定範囲内で変化させながら、燃料を多段噴射す
る場合と一括噴射する場合のそれぞれについて排気中の
ＮＯｘ濃度とスモーク濃度をと計測している。また、こ
の実験の際のＥＧＲ率の変化に対する燃費率の変化を計
測した結果は図２７に示されている。
【０１３１】前記図２６によれば、燃料を多段噴射した
場合には、一括噴射の場合に比べてＮＯｘ濃度が大幅に
低くなっており、またその際ＥＧＲ率が同図に示す点Ｘ
に対応する値よりも低くなっていれば、スモークも低減
できることが分かる。すなわち、燃焼室への排気の還流
量をあまり多くする必要のない場合には、燃料の多段噴
射とＥＧＲ率の制御とを組み合わせることで、スモーク
増大を招くことなくＮＯｘを大幅に低減することや、Ｎ
Ｏｘ及びスモークを両方共に減らすことができるのであ
る。
【０１３２】したがって、この実施形態では、エンジン
１の低回転及び中負荷以上の運転領域（Ｉ）における大
気へのＮＯｘ排出量を、燃料の多段噴射によって大幅に
低減することができる。しかも、それと同時に排気還流
制御における空燃比の目標値を従来よりも大きく（リー
ン側に）して、同じ運転状態のときの排気の還流量を従
来よりも減らすようにすることで、排気中のスモークも
低減できる。よって、排気中のＮＯｘ低減及びスモーク
低減を従来よりも高い次元で両立させるることができ
る。
【０１３３】特に、この実施形態の場合、ＥＧＲ通路２
３との接続部よりも上流側の吸気通路１０に吸気絞り弁
１４を設け、この吸気絞り弁１４をエンジン１の低回転
低負荷運転状態で所定量閉じて、吸気通路１０内の負圧
を大きくさせるようにしている。そのため、例えば車両
の発進時にエンジン１が前記低回転低負荷の運転状態か
ら加速運転状態に移行したときには、前記吸気絞り弁１
４により吸気通路１０の吸気の流通抵抗が増大している
ため、燃焼室４への吸入空気量が不足して、スモークが
増大する虞れが極めて強い。従って、そのような場合に
排気還流量を減少させるとともに、燃料の多段噴射を実
行して、スモークを抑制しつつＮＯｘを低減できること
が、極めて有効になる。
【０１３４】また、この実施形態のディーゼルエンジン
１には、排気流により駆動されて吸気を圧縮するターボ
過給機２５が設けられており、ターボ過給機のないもの
に比べて気筒２の圧縮比が低く設定されているので、過
給圧の低いエンジン低回転域における吸気充填効率の低
下が著しい。そのため、例えば車両の発進時にエンジン
１が加速運転状態に移行したときには、燃焼室４におけ
る吸入空気量不足が甚だしく、このことがスモーク増大
を招くことになる。従って、車両の発進時等に排気還流
量を減少させ、かつ燃料の多段噴射を実行することによ
って、スモークを抑制しつつＮＯｘを低減できること
は、極めて有効である。
【０１３５】さらに、この実施形態では、エンジン１の
運転状態が、低回転及び中負荷以上の運転領域（Ｉ）以
外の運転領域（II）にあるときには、燃料噴射を通常通
り圧縮上死点近傍で一括して実行させるようにしてい
る。すなわち、燃料の多段噴射を実行すると、早期噴射
された燃料の燃焼力の一部がいわゆる逆駆動力になるの
で、前記図２７に示すように、ＥＧＲ率に拘わらず一括
噴射の場合よりも燃費率が悪化する。そこで、前記運転
領域（Ｉ）では排気の清浄化を優先して、多段噴射をす
る一方、運転領域（II）では一括噴射とすることによっ
て、多段噴射に伴う燃費の悪化を抑制することができ
る。
【０１３６】（実施形態１の変形例）上述の如く前記実
施形態１では、エンジン１の低回転及び中負荷以上の運
転領域（Ｉ）で燃料の多段噴射を実行するようにしてい
るが（図２２のステップＪ６，Ｊ７）、多段噴射を実行
するどうかは、主に燃焼室４の空燃比に基づいて判定す
るようにしてもよい。
【０１３７】具体的に、例えば図２８のフローチャート
図に示すように、ステップＪ１〜Ｊ５の各ステップにお
いて、実施形態１と同様にアクセル開度Acc、エンジン
回転数Ne、エンジン水温、燃料噴射量Ｆ及びコモンレー
ル圧力CRPを入力し、さらに、ステップＪ６１におい
て、エアフローセンサ１１からの出力信号に基づいて求
められる吸入空気量Ｑiを読み込み、続くステップＪ６
２において前記吸入空気量Ｑiを燃料噴射量Ｆで除算し
て、実空燃比A/Fを算出する。
【０１３８】続いて、ステップＪ６３では、図２９に例
示するような領域判定マップ５４において、エンジン回
転数Ne及び実空燃比A/Fに基づいて、燃料の多段噴射を
行う運転領域（ア）（同図に斜線を入れて示す領域）で
あるか、又は燃料を一括して噴射する運転領域（イ）で
あるかを判定する。そして、エンジン１の運転状態が運
転領域（ア）にあるＹＥＳならば、図２３のステップＪ
８に進んで、燃料の多段噴射を実行する一方、運転領域
（イ）にあるＮＯならば、図２４のステップＪ１５に進
んで、燃料の一括噴射を実行する。
【０１３９】前記領域判定マップ５４は、予めエンジン
回転数Ne及び空燃比A/Fに応じて前記運転領域（ア）、
（イ）を設定したもので、エンジン回転数Neが高くなる
に従い徐々に値が小さくなるように設定した空燃比の境
界値（設定値）A/F＊に対して、A/F≧A/F＊の側が燃料
の多段噴射を行う運転領域（ア）とされ、反対側が燃料
を一括して噴射する運転領域（イ）とされている。ここ
で、燃焼室４の空燃比A/Fは排気の還流量の調節によっ
て間接的に制御されているので、前記領域判定マップ５
４において空燃比A/F≧A/F＊になるということは、すな
わちＥＧＲ率が所定値以下になっていることと対応して
いる。
【０１４０】つまり、この変形例によれば、例えば図２
６のグラフにおける点Ｘに対応するＥＧＲ率を基準値と
し、この基準値に対応するように前記空燃比の境界値A/
F＊を設定するようにすれば、エンジン１の実際のＥＧ
Ｒ率が前記基準値以下になっているときに、燃料の多段
噴射を行うようにすることができる。そのようにすれ
ば、同図にも明らかなように、前記実施形態１と同様に
排気中のＮＯｘ低減及びスモーク低減を高い次元で両立
させることができる。
【０１４１】また、反対に空燃比A/F＜A/F＊となる運転
領域（イ）では、燃料を一括して噴射するようにしてお
り、このことで、前期実施形態１と同様に多段噴射に伴
う燃費の悪化を抑制することができる。
【０１４２】尚、前記領域判定マップ５４において、境
界値A/F＊の値がエンジン１の高回転側ほど小さくなっ
ているのは、エンジン１の低回転域で気筒２の吸気充填
効率が低下していることや、高回転域では低回転域に比
べてＥＧＲ率を高めても燃焼安定性が損なわれないこと
によるものである。
【０１４３】（実施形態２）図３０は本発明の実施形態
２における燃料噴射時期制御の具体的な処理手順を示
す。この実施形態２に係る筒内噴射式エンジンの制御装
置Ａの構成は実施形態１のものと同様なので、実施形態
１と同じ構成要素については同一符号を付して、その説
明は省略する。
【０１４４】そして、この実施形態２の制御装置Ａは、
エンジン１が定常運転状態から加速運転状態に移行した
ときに排気の還流量を減らすとともに燃料の多段噴射を
実行することで、排気中のＮＯｘを従来よりも低減しつ
つ、加速初期におけるスモーク増大の抑制を図るように
したものである。
【０１４５】具体的には、まず、図３０のステップＬ１
〜Ｌ５の各ステップにおいて、前記実施形態１の燃料噴
射制御におけるステップＪ１〜Ｊ５の各ステップ（図２
２参照）と同じくアクセル開度Acc、エンジン回転数N
e、エンジン水温、燃料噴射量Ｆ及びコモンレール圧力C
RPを入力する。続いて、ステップＬ６では、排気還流制
御における過渡判定（図１１参照）と同様にして、エン
ジン１が加速運転状態になったか（加速開始か？）どう
かを判定する。すなわち、アクセル開度の変化に対応す
る加速係数αと燃料噴射量の変化に対応する噴射量変化
係数βとに基づいて、α≦１かつβ≦１の定常運転状態
からα＞１又はβ＞１に変化して、加速運転状態になっ
たＹＥＳと判定されたとき、ステップＬ７に進む一方、
それ以外の場合、即ち前記定常運転状態であるか又は継
続して加速運転状態になっていれば、ステップＬ１０に
進む。
【０１４６】ステップＬ７では、エンジン１が加速運転
状態に移行したときに多段噴射を行う期間であることを
示す多段噴射実行フラグFlagspの値を１とし（Flagsp＝
１）、続くステップＬ８で、前記多段噴射を行う期間を
計測するためのカウンタをリセットして（カウンタ値Ｔ
down＝Ｔdown0）、ステップＬ９に進む。このステップ
Ｌ９では、ＥＧＲ弁２４のリフトセンサ２６からの出力
信号に基づいて、該ＥＧＲ弁２４が前記加速判定の前に
比べて実際に閉じる側に動作したかどうかを判定する。
すなわち、例えばＥＧＲ弁２４の開度が前記ステップＬ
６における加速判定時点よりも所定以上、小さくなった
か、或いはＥＧＲ弁２４の開度が予め設定した所定開度
よりも小さくなったときには、ＥＧＲ弁２４が閉じる側
に作動したＹＥＳと判定して、図２３のステップＪ８に
進み、以下、同図のステップＪ８〜Ｊ１４の各ステップ
において、燃料の多段噴射を実行する。一方、ＥＧＲ弁
２４が未だ閉作動していないＮＯと判定したときには、
図２４のステップＪ１５に進んで燃料を主に圧縮上死点
近傍の主噴射により一括して噴射させる。
【０１４７】つまり、エンジン１の運転状態が定常運転
状態から加速運転状態に移行したときには、さらにＥＧ
Ｒ弁２４が実際に閉じる側に作動したことを確認した上
で、燃料の多段噴射を開始させるようにしている。
【０１４８】これに対し、前記ステップＬ６で、エンジ
ン１が定常運転状態であるか又は継続して加速運転状態
になっていると判定されて進んだステップＬ１０では、
多段噴射実行フラグFlagspの値が１であるか否かを判別
し、Flagsp＝０でＮＯならば、多段噴射を行う期間でな
いと判定して図２４のステップＪ１５に進み、以下、同
図のステップＪ１５〜Ｊ２２の各ステップにおいて、燃
料の一括噴射を実行する。一方、Flagsp＝１でＹＥＳで
あればステップＬ１１に進んで、前記カウンタをカウン
トダウンして、ステップＬ１２に進む。このステップＬ
１２では、カウンタ値Ｔdownが零になったか否かを判別
し、カウンタ値Ｔdownが零でないＮＯと判別されれば、
多段噴射を行う期間であると判定して、前記ステップＬ
９に進む。一方、カウンタ値Ｔdown＝０でＹＥＳであれ
ば、多段噴射を行う期間は終了したと判定して、ステッ
プＬ１３に進み、多段噴射実行フラグFlagspをクリアし
て（Flagsp＝０）、図２４のステップＪ１５に進む。
【０１４９】つまり、エンジン１の運転状態が定常運転
状態から加速運転状態に移行して、燃料の噴射形態を一
括噴射から多段噴射に切換えた後、カウンタにより計測
される設定時間が経過するまでは継続して多段噴射を行
わせる一方、その設定時間が経過すれば、エンジン１が
加速運転状態であっても一括噴射に切り換えるようにし
ている。このことで、加速開始時の燃料増量に伴うスモ
ークの増大を多段噴射によって十分に抑制できるだけで
なく、設定時間の経過後に一括噴射に切り換えること
で、多段噴射に伴う燃費の悪化を抑制することができ
る。
【０１５０】前記図３０に示す多段噴射開始判定のフロ
ーにおいて、ステップＬ９により、ＥＧＲ弁（排気還流
量調節弁）２４が実際に閉じる側に作動したことを検出
する閉作動検出手３５ｅが構成されている。
【０１５１】したがって、この実施形態２によれば、エ
ンジン１の運転状態が定常運転状態から加速運転状態へ
移行したときに、燃料の多段噴射制御が行われることに
よって、前記実施形態１と同じくＮＯｘの生成を大幅に
低減できる。しかも、加速運転状態への移行に伴い燃料
噴射量Ｆが増量されて、ＥＧＲ弁２４が閉じる側に作動
されるとともに、吸気絞り弁１４が全開状態にされて新
気の吸入空気量が増加し、このことで、エンジン１の加
速運転に対応して出力を高めることができる。また、そ
のようにして燃料の多段噴射と、ＥＧＲ率の低減とが併
せて行われることで、車両の加速に伴うスモーク増大を
十分に抑制できる。
【０１５２】さらに、この実施形態では、エンジン１が
加速運転状態になった後にカウンタにより計測される設
定時間が経過すれば、加速運転の途中であっても一括噴
射に切り換えるようにしており、このことで、加速初期
の燃料増量に伴うスモーク増大を十分に抑制できるだけ
でなく、加速途中からは一括噴射に切り換えることで、
多段噴射に伴う燃費の悪化を抑制することができる。
【０１５３】加えて、この実施形態では、エンジン１の
加速運転状態への移行が判定されたとき、リフトセンサ
２６からの出力信号に基づいてＥＧＲ弁２４の閉作動を
確認した上で、多段噴射を開始するようにしている。す
なわち、エンジン１が加速運転状態になった直後は、Ｅ
ＧＲ弁２４の作動遅れに起因して一時的に排気の還流量
が過剰な状態になるので、この状態で燃料の多段噴射を
行うと却って燃焼状態が悪化して、スモーク増大を招く
虞れがある。この弊害は吸気絞り弁制御（図１８参照）
によってＥＧＲ弁２４の作動遅れを軽減していても完全
には解消されない。そこで、ＥＧＲ弁２４が実際に閉作
動した後に燃料の多段噴射を開始することで、前記のス
モーク増大を回避することができる。
【０１５４】（実施形態２の変形例）上述の如く前記実
施形態２では、エンジン１が定常運転状態から加速運転
状態に移行したときに、ＥＧＲ弁２４の閉作動を確認し
た上で燃料の多段噴射を開始することで、加速開始直後
のスモーク増大を回避するようにしている。これに対
し、ＥＧＲ弁２４の閉作動を検出する代わりにエンジン
１の燃焼室４の空燃比を検出して、その検出結果に基づ
いて、多段噴射を開始するどうかを決定するようにして
もよい。
【０１５５】具体的に、前記図３０に示す燃料噴射制御
のフローのステップＬ９において、加速運転初期の多段
噴射を実行する期間であると判定したとき、図３１のフ
ローチャートに示すステップＬ１００に進んで、エアフ
ローセンサ１１からの出力信号に基づいて求められる吸
入空気量Ｑiを読み込み、続くステップＬ１０１におい
て前記吸入空気量Ｑiを燃料噴射量Ｆで除算して、実空
燃比A/Fを算出する。続いて、ステップＬ１０２では、
エンジン回転数Ne及び実空燃比A/Fに基づいて、図３２
に例示するような領域判定マップ５５を参照して、燃焼
室４の空燃比状態が多段噴射を行う運転領域（ア）にあ
るか、又は一括噴射を行う運転領域（イ）にあるかを判
定する。そして、空燃比A/Fが境界値A/F＊以上になって
いて、前記運転領域（ア）にあるＹＥＳならば、図２３
のステップＪ８に進んで燃料の多段噴射を実行する一
方、空燃比A/Fが境界値A/F＊よりも小さく運転領域
（イ）でＮＯならば、図２４のステップＪ１５に進んで
燃料の一括噴射を実行する。
【０１５６】尚、前記領域判定マップ５５は、図２９に
示す領域判定マップ５４と同様に構成され、運転領域
（ア）及び（イ）の境界A/F＊が空燃比リッチ側にシフ
トしたものである、すなわち、エンジン１の加速運転状
態では、運転者の加速要求に応えるために出力を高める
必要があり、そのためには、定常運転状態に比べて空燃
比のリッチな領域まで多段噴射をさせるようにすれば、
スモークの抑制という点ではやや不利になるものの、エ
ンジン出力を十分に高めることができるのである。
【０１５７】そして、この変形例によれば、前記実施形
態２と同じくエンジン１の運転状態が定常運転状態から
加速運転状態へ移行したときに燃料の多段噴射が行わ
れ、かつＥＧＲ率が小さくされることで、ＮＯｘの生成
を低減しつつ、スモーク増大を十分に抑制できる。ま
た、エンジン１の加速運転状態に対応してエンジン出力
を高めることができる。
【０１５８】また、この変形例では、エンジン１が加速
運転状態になって、かつ燃焼室４の空燃比が設定値以上
になったことを確認した上で、燃料の多段噴射を開始す
るようにしているので、エンジン１が定常運転状態から
加速運転状態に移行したとき、仮に吸気絞り弁１４の開
作動が遅れて吸入空気量が不足したり、或いはＥＧＲ弁
２４の閉作動の遅れが大きくなったりして、燃焼室４の
空燃比が一時的に過度にリッチな状態になったとして
も、そのような状態では多段噴射は行われず、空燃比A/
Fが確実に境界値A/F＊以上になった後に多段噴射を開始
することができる。このことで、加速開始直後にスモー
クが増大することを前期実施形態２よりもさらに確実に
回避することができる。
【０１５９】（他の実施形態）なお、本発明は前記各実
施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形
態を包含するものである。すなわち、前記各実施形態に
おいて燃料を多段噴射する場合には、気筒の１燃焼サイ
クルにおける燃料噴射量の１/３以上を１回の早期噴射
で噴射し、かつ残りを後期噴射するようにしているが、
これに限らず、早期噴射を２回又は３回以上としてもよ
い。その場合には、複数回の早期噴射をいずれも圧縮行
程でかつＢＴＤＣ３０°ＣＡで実行し、かつそれらの早
期噴射による総噴射量を気筒の１燃焼サイクルにおける
燃料噴射量の１/３以上とすることが好ましい。
【０１６０】また、前記実施形態１では、エンジン１が
低回転及び中負荷以上の運転領域（Ｉ）にあるときに燃
料の多段噴射を実行するようにしており、一方、実施形
態２では、エンジン１が定常運転状態から加速運転状態
に移行したときに燃料の多段噴射を実行するようにして
いるが、これらを両方共に実行するようにしてもよい。
【０１６１】また、前記各実施形態では、エンジン１の
各気筒毎への排気還流量を調節することで、該各気筒２
の燃焼室４における空燃比を均一にかつ目標値になるよ
うに制御しているが、これに限らず、４つの気筒２の全
部についてまとめて制御するようにしたものであっても
よい。さらに、排気還流を行わないエンジンに適用して
も、排気中の有害成分の低減を図ることは可能である。
【０１６２】さらに、前記各実施形態では、本発明に係
る制御装置Ａを、吸気を圧縮するターボ過給機２５を備
え、吸気通路１０に吸気絞り弁１４が配設されていて、
コモンレール式燃料噴射系によりエンジン１の各気筒２
の燃焼室４に燃料を直接、噴射供給するようにした直噴
式ディーゼルエンジン１に適用しているが、これに限る
ものではない。すなわち、本発明はターボ過給機２５を
装備していないものや、吸気絞り弁１４が設けられてい
ないものにも適用できる。また、コモンレール式燃料噴
射系の代わりに、各気筒毎にユニットインジェクタが設
けられているようなディーゼルエンジンにも適用可能で
ある。さらに、本発明はいわゆる直噴式ガソリンエンジ
ンに適用することも可能である。
【０１６３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明における筒内噴射式エンジンの制御装置によると、エ
ンジンが低回転及び中負荷以上の運転領域にあり、かつ
排気の一部が吸気系に還流されているときに、燃料を、
気筒の圧縮行程で噴射を終了する最初の燃料噴射と圧縮
上死点近傍で行う最後の燃料噴射とを含む多段階に分け
て噴射させることで、燃焼室における空気利用率を高め
つつ予混合燃焼時の燃焼圧力や燃焼温度の立ち上がりを
適度に緩和して、ＮＯｘの生成を大幅に低減でき、ま
た、燃料を速やかに気化霧化させ、急速にかつ良好に燃
焼させて、スモークの増大を抑制できる。従って、排気
中のＮＯｘ低減及びスモーク低減を従来よりも高次元で
両立できる。
【０１６４】請求項２記載の発明によると、各気筒毎に
１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量の１/３以上を
圧縮上死点前３０度以前の圧縮行程で噴射し、かつ残り
の燃料を圧縮上死点近傍で噴射することで、請求項１記
載の発明の効果を十分に得ることができる。
【０１６５】請求項４記載の発明によると、吸気量セン
サからの出力信号に基づいて排気還流量調節弁を開閉作
動させることで、エンジンの燃焼室の空燃比を目標値に
なるように高精度にフィードバック制御できるので、そ
の高精度の空燃比制御と多段階の燃料噴射とを併せて行
うことにより、排気中のＮＯｘ低減及びスモーク低減を
一層、高次元で両立できる。
【０１６６】請求項５記載の発明における筒内噴射式エ
ンジンの制御装置によると、排気還流率が所定の基準値
以下になるような運転状態において多段階の燃料噴射を
行うことで、請求項１記載の発明と同様の作用効果が得
られ、排気中のＮＯｘ低減及びスモーク低減を従来より
も高次元で両立できる。
【０１６７】請求項６記載の発明によると、請求項４記
載の発明と同様に高精度の空燃比制御と多段階の燃料噴
射とを併せて行うことにより、排気中のＮＯｘ低減及び
スモーク低減を一層、高次元で両立できる。また、排気
還流率が基準値以下になるエンジンの運転領域を空燃比
に基づいて判定できる。
【０１６８】請求項７記載の発明によると、吸気充填効
率が低いエンジン低回転域で、多段階の燃料噴射により
ＮＯｘ及びスモークの低減を図ることが特に有効なもの
になる。
【０１６９】請求項８記載の発明によると、多段階の燃
料噴射に伴う燃費の悪化を抑制できる。
【０１７０】請求項９記載の発明における筒内噴射式エ
ンジンの制御装置によると、エンジンの運転状態が定常
運転状態から加速運転状態へ移行したとき、多段階の燃
料噴射を実行するとともに、排気の還流量を減少させる
ことで、請求項１記載の発明と同様の作用効果が得ら
れ、スモークを十分に抑制しつつ、ＮＯｘを従来よりも
低減できる。また、加速運転に対応してエンジン出力を
高めることができる。
【０１７１】請求項１０記載の発明によると、エンジン
が加速運転状態に移行したとき、排気還流量調節弁の実
際の閉作動を確認した上で多段階の燃料噴射を開始させ
ることで、加速開始直後のスモーク増大を回避できる。
【０１７２】請求項１１記載の発明によると、エンジン
が加速運転状態に移行したとき、燃焼室の実空燃比が設
定値以上になったことを確認した上で多段階の燃料噴射
を開始させることで、加速開始直後のスモーク増大を確
実に回避できる。
【０１７３】請求項１２記載の発明によると、エンジン
が加速運転状態に移行して多段階の燃料噴射を所定期間
行った後、一括の燃料噴射に切り替えることで、燃費の
悪化を抑制できる。
【０１７４】請求項１３記載の発明によると、吸気通路
に吸気絞り弁が配設されている場合に、また、請求項１
４記載の発明によると、ターボ過給機を装備しているエ
ンジンにおいて、いずれも車両の発進時等にスモーク増
大を抑制しつつＮＯｘを低減できるという効果が極めて
有効なものになる。
【０１７５】請求項１５記載の発明によると、いわゆる
コモンレール式燃料噴射系によって、噴射時期制御手段
による燃料噴射時期の制御が実現できる。
【０１７６】請求項１６記載の発明における筒内噴射式
エンジンの制御装置制御装置によれば、車両の発進時等
にスモークが増大する虞れが極めて強いエンジンにおい
て、そのエンジンの運転状態が低回転低負荷運転状態か
ら加速運転状態に移行したときに、排気還流量を減少さ
せるとともに多段階の燃料噴射を行うことによって、Ｎ
Ｏｘ低減を図りつつスモーク増大を抑制できることが、
極めて有効な作用を奏する。
【０１７７】請求項１７記載の発明における筒内噴射式
エンジンの制御装置によると、エンジン１の低回転及び
中負荷以上の運転領域において、請求項２記載の発明と
同様の作用効果が得られ、排気中のスモークの増大を抑
えつつ、ＮＯｘ生成を十分に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの全体構成図
である。
【図２】ターボ過給機の一部を、Ａ／Ｒ小の状態
（ａ）、又はＡ／Ｒ大の状態（ｂ）でそれぞれ示す説明
図である。
【図３】ＥＧＲ弁及びその駆動系の構成図である。
【図４】ＥＧＲ弁の駆動電流と駆動負圧（ａ）、又はリ
フト量（ｂ）との関係をそれぞれ示すグラフ図である。
【図５】エンジンの制御系の全体構成図である。
【図６】空燃比とＮＯｘ排出量との関係を示すグラフ図
である。
【図７】空燃比とスモーク値との関係を示すグラフ図で
ある。
【図８】排気還流及び燃料噴射量制御の基本フローを示
す図である。
【図９】エンジンの吸入空気流量の時間変化を示すグラ
フ図である。
【図１０】吸入空気量の算出手順を示すフローチャート
図である。
【図１１】過渡判定の処理手順を示すフローチャート図
である。
【図１２】ＥＧＲ弁操作量の算出手順を示すフローチャ
ート図である。
【図１３】プリセットを与える制御の処理手順を示すフ
ローチャート図である。
【図１４】過渡時の燃料噴射量制御の処理手順を示すフ
ローチャート図である。
【図１５】定常時の目標空燃比、過渡時の目標空燃比及
び過渡時の限界空燃比の関係を示すグラフ図である。
【図１６】排気還流制御の制御ゲインを補正する手順を
示すフローチャート図である。
【図１７】吸気絞り量及びエンジン回転数に対するゲイ
ン補正係数を設定したマップの一例を示す図である。
【図１８】吸気絞り弁制御の処理手順を示すフローチャ
ート図である。
【図１９】燃料噴射量及びエンジン回転数に対する吸気
絞り量を設定したマップの一例を示す図である。
【図２０】燃料の多段噴射を行うか一括噴射を行うかの
判定に用いる領域マップの一例を示す図である。
【図２１】燃料の多段噴射及び一括噴射の時期をそれぞ
れ示すタイムチャート図である。
【図２２】コントロールユニットで行われる燃料噴射時
期制御の処理手順の前半部を示すフローチャート図であ
る。
【図２３】燃料噴射時期制御の後半部で多段噴射の場合
の処理手順を示すフローチャート図である。
【図２４】燃料噴射時期制御の後半部で一括噴射の場合
の処理手順を示すフローチャート図である。
【図２５】燃料を多段噴射したときの燃焼圧波形を一括
噴射したときのものと比較して示す説明図である。
【図２６】燃料を多段噴射したときと一括噴射したとき
のそれぞれについて、ＥＧＲ率を所定範囲で変化させた
ときの排気中のＮＯｘ濃度とスモーク濃度とを互いに関
連づけて示すグラフ図である。
【図２７】燃料を多段噴射したときと一括噴射したとき
のそれぞれについて、ＥＧＲ率の変化に対する燃費率の
変化を示すグラフ図である。
【図２８】実施形態１の変形例に係る図２２相当図であ
る。
【図２９】実施形態１の変形例に係る図２０相当図であ
る。
【図３０】実施形態２に係る図２２相当図である。
【図３１】実施形態２の変形例において燃焼室の空燃比
に基づいて燃料の噴射形態を切替える手順を示すフロー
チャート図である。
【図３２】実施形態２の変形例に係る図２９相当図であ
る。
【符号の説明】
Ａ 筒内噴射式エンジンの制御装置 １ ディーゼルエンジン ２ 気筒 ４ 燃焼室 ５ インジェクタ（燃料噴射弁） ６ 蓄圧室 １０ 吸気通路（吸気系） １１ エアフローセンサ（吸気量センサ） １２ ブロワ １４ 吸気絞り弁 ２０ 排気通路 ２１ タービン ２３ 排気還流通路 ２４ ＥＧＲ弁（排気還流量調節弁） ２５ ターボ過給機 ３５ａ 噴射量制御手段 ３５ｂ 排気還流制御手段 ３５ｃ 噴射時期制御手段 ３５ｄ 吸気絞り弁制御手段 ３５ｅ 閉作動検出手段 A/F 空燃比（還流状態量） A/F＊ 空燃比の境界値（設定値） TA/F,KTA/F 空燃比の目標値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/10 ３８５ Ｆ０２Ｄ 41/10 ３８５ 41/34 41/34 Ｈ 41/38 41/38 Ｂ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｎ ３０１Ｊ ３０１Ｋ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｇ ５５０Ｒ (72)発明者 安富 克晶 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 荒木 啓二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA01 AA03 AA05 BA02 BA04 BA05 BA06 CA04 CA06 EA05 GA01 GA02 GA04 GA06 GA08 GA15 GA21 GA25 3G084 AA01 BA05 BA09 BA13 BA15 BA20 CA00 CA03 CA04 CA05 CA09 DA02 DA10 EA05 EA07 EA11 EB08 EB12 EB13 EB25 EC02 EC05 FA07 FA10 FA13 FA38 FA39 3G092 AA01 AA02 AA06 AA17 AA18 BA04 BB01 BB06 BB10 BB13 DB03 DC03 DC09 DC10 DG06 EA02 EA08 EA11 EA17 EB03 FA06 FA17 FA18 GA08 GA12 HA02Z HA06X HA06Z HB01X HB01Z HB02X HB02Z HB03Z HD07X HD07Z HE01Z HE03Z HE06X HE08Z HF09Z 3G301 HA02 HA04 HA11 HA13 JA02 JA24 JA25 KA07 KA08 KA09 KA12 KA16 KA21 KA24 KA25 LA00 LA03 LB04 MA01 MA11 MA19 MA23 MA26 NA01 NA03 NA04 NA05 NA08 NC02 ND02 ND05 NE15 NE17 NE23 PA01Z PB03Z PD15A PE03Z PE06A PE08Z PF03Z PF04Z

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を噴射す
    る燃料噴射弁と、 エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通
    路と、 前記排気還流通路における排気の還流量を調節する排気
    還流量調節弁と、 アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射
    量を制御する噴射量制御手段と、 前記排気の還流状態に関する還流状態量がエンジンの運
    転状態に応じて設定された目標値になるように、前記排
    気還流量調節弁の開度を制御する排気還流制御手段とを
    備えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、 エンジンが低回転及び中負荷以上の運転領域にあり、か
    つ前記排気還流が行われているときに、前記燃料噴射弁
    による燃料噴射を、気筒の圧縮行程で噴射を終了する最
    初の噴射と圧縮上死点近傍で行う最後の噴射とを含む多
    段階に分けて実行させる噴射時期制御手段が設けられて
    いることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 噴射時期制御手段は、燃料噴射弁による燃料噴射を、各
    気筒毎の１回の燃焼サイクルにおける燃料噴射量の１/
    ３以上が気筒の圧縮上死点前３０度以前の圧縮行程で噴
    射され、かつ残りの燃料が圧縮上死点近傍で噴射される
    ように多段階に分けて実行させるものであることを特徴
    とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 還流状態量を検出するためのセンサが設けられ、 排気還流制御手段は、排気還流量調節弁の開度を前記セ
    ンサからの出力信号に基づいてフィードバック制御する
    ものであることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御
    装置。
  4. 【請求項４】 請求項１又は２において、 エンジンの吸気通路における吸入空気量を計測する吸気
    量センサが設けられ、 排気還流制御手段は、排気還流量調節弁の開度を、前記
    吸気量センサにより計測した吸入空気量及び燃料噴射量
    に基づいて求められる燃焼室の空燃比が目標値になるよ
    うにフィードバック制御するものであることを特徴とす
    る筒内噴射式エンジンの制御装置。
  5. 【請求項５】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を噴射す
    る燃料噴射弁と、 エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通
    路と、 前記排気還流通路における排気の還流量を調節する排気
    還流量調節弁と、 アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射
    量を制御する噴射量制御手段と、 前記排気の還流状態に関する還流状態量がエンジンの運
    転状態に応じて設定された目標値になるように、前記排
    気還流量調節弁の開度を制御する排気還流制御手段とを
    備えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、 前記排気還流量の全排気量に対する割合である排気還流
    率が所定の基準値以下になるエンジンの運転領域におい
    て、前記燃料噴射弁による燃料噴射を、気筒の圧縮行程
    で噴射を終了する最初の噴射と圧縮上死点近傍で行う最
    後の噴射とを含む多段階に分けて実行させる噴射時期制
    御手段が設けられていることを特徴とする筒内噴射式エ
    ンジンの制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項５において、 エンジンの吸気通路における吸入空気量を計測する吸気
    量センサが設けられ、排気還流制御手段は、排気還流量
    調節弁の開度を、前記吸気量センサにより計測した吸入
    空気量及び燃料噴射量に基づいて求められる燃焼室の空
    燃比が目標値になるようにフィードバック制御するもの
    であり、 排気還流率が基準値以下になるエンジンの運転領域は、
    前記燃焼室の空燃比が設定値以上になる領域であること
    を特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項５において、 噴射時期制御手段は、エンジンの低回転域で多段階の燃
    料噴射を実行させるように構成されていることを特徴と
    する筒内噴射式エンジンの制御装置。
  8. 【請求項８】 請求項５において、 噴射時期制御手段は、排気還流率が基準値よりも大きく
    なる運転領域では、燃料噴射を圧縮上死点近傍で一括し
    て実行させるように構成されていることを特徴とする筒
    内噴射式エンジンの制御装置。
  9. 【請求項９】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を噴射す
    る燃料噴射弁と、 エンジンの吸気系に排気の一部を還流させる排気還流通
    路と、 前記排気還流通路における排気の還流量を調節する排気
    還流量調節弁と、 アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射
    量を制御する噴射量制御手段と、 前記排気の還流状態に関する還流状態量がエンジンの運
    転状態に応じて設定された目標値になるように、前記排
    気還流量調節弁の開度を制御する排気還流制御手段とを
    備えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、 前記排気還流制御手段は、エンジンの運転状態が定常運
    転状態から加速運転状態へ移行したとき、排気還流量調
    節弁を閉じる側に作動させるように構成され、 エンジンの運転状態が定常運転状態から加速運転状態へ
    移行したとき、前記燃料噴射弁による燃料噴射を、気筒
    の圧縮行程で噴射を終了する最初の噴射と圧縮上死点近
    傍で行う最後の噴射とを含む多段階に分けて実行させる
    噴射時期制御手段が設けられていることを特徴とする筒
    内噴射式エンジンの制御装置。
  10. 【請求項１０】 請求項９において、 排気還流量調節弁が実際に閉じる側に作動したことを検
    出する閉作動検出手段が設けられ、 噴射時期制御手段は、前記閉作動検出手段により排気還
    流量調節弁の閉作動が検出されたときに、多段階の燃料
    噴射を開始させるように構成されていることを特徴とす
    る筒内噴射式エンジンの制御装置。
  11. 【請求項１１】 請求項９において、 エンジンの吸気通路における吸入空気量を計測する吸気
    量センサが設けられ、 噴射時期制御手段は、前記吸気量センサにより計測した
    吸入空気量及び燃料噴射量に基づいて求められる燃焼室
    の空燃比が設定値以上になったときに、多段階の燃料噴
    射を開始させるように構成されていることを特徴とする
    筒内噴射式エンジンの制御装置。
  12. 【請求項１２】 請求項９において、 噴射時期制御手段は、燃料噴射弁により多段階の燃料噴
    射を所定期間行わせた後、圧縮上死点近傍での一括噴射
    に切り替えるように構成されていることを特徴とする筒
    内噴射式エンジンの制御装置。
  13. 【請求項１３】 請求項９において、 排気還流通路はエンジンの吸気通路に接続され、その排
    気還流通路との接続部よりも吸気上流側の吸気通路に吸
    気絞り弁が配設されており、 エンジンの低回転低負荷領域で、前記吸気絞り弁を全開
    状態よりも閉じた状態に制御する吸気絞り弁制御手段が
    設けられていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの
    制御装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１、５又は９のいずれか１つに
    おいて、 エンジンの排気流により回転駆動されるタービンと、 前記タービンに回転一体に連結され、エンジンの吸気を
    圧縮するブロワとからなるターボ過給機が設けられてい
    ることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１、５又は９のいずれか１つに
    おいて、 燃料を噴射圧以上の高圧状態で蓄える蓄圧室に燃料噴射
    弁が接続されたコモンレール式燃料噴射系を備えている
    ことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
  16. 【請求項１６】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を噴射
    する燃料噴射弁を備え、燃料を噴射圧以上の高圧状態で
    蓄える蓄圧室に前記燃料噴射弁が接続されているコモン
    レール式燃料噴射系と、 アクセル操作量に応じて前記燃料噴射弁による燃料噴射
    量を制御する噴射量制御手段と、 エンジンの吸気通路及び排気通路を連通する排気還流通
    路と、 前記排気還流通路による排気側から吸気側への排気の還
    流量を調節する排気還流量調節弁と、 前記排気還流通路との接続部よりも吸気上流側の吸気通
    路に配設され、吸入空気量を計測する吸気量センサと、 前記排気還流量調節弁の開度を、前記吸気量センサによ
    り計測した吸入空気量及び燃料噴射量に基づいて求めら
    れる燃焼室の空燃比が、エンジンの運転状態に応じて設
    定された目標値になるようにフィードバック制御する排
    気還流制御手段とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
    置において、 前記吸気通路には、吸気を圧縮するターボ過給機のブロ
    ワと吸気絞り弁とが配設される一方、 前記排気通路には前記ブロワを回転駆動するタービンが
    配設されており、 エンジンの低回転低負荷領域で、前記吸気絞り弁を全開
    状態よりも閉じた状態に制御する吸気絞り弁制御手段
    と、 エンジンの運転状態が前記低回転低負荷領域の定常運転
    状態から加速運転状態へ移行したとき、前記燃料噴射弁
    による燃料噴射を、気筒の圧縮行程で噴射を終了する最
    初の噴射と圧縮上死点近傍で行う最後の噴射とを含む多
    段階に分けて実行させる噴射時期制御手段とが設けられ
    ていることを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装
    置。
  17. 【請求項１７】 エンジンの気筒内燃焼室に燃料を噴射
    する燃料噴射弁を備え、少なくとも該燃料噴射弁による
    燃料噴射量を制御するようにした筒内噴射式エンジンの
    制御装置において、 エンジンが低回転及び中負荷以上の運転領域にあると
    き、前記燃料噴射弁による燃料噴射を、各気筒毎の１回
    の燃焼サイクルにおける燃料噴射量の１/３以上が気筒
    の圧縮上死点前３０度以前の圧縮行程で噴射され、かつ
    残りの燃料が圧縮上死点近傍で噴射されるように多段階
    に分けて実行させる噴射時期制御手段が設けられている
    ことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
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