JP2003097328A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１燃焼サイクル内における一連の燃料噴射制御
を好適に実施することで、排気上死点噴射を実行した場
合の効果を十分に発揮させる。 【解決手段】基本パイロット噴射によるシリンダボアへ
の到達燃料量ｑが許容値よりも大であれば分割パイロッ
ト噴射に変更する（ステップ１１２）。さらに到達燃料
量ｑを算出して許容値よりも大であれば、排気上死点噴
射も副噴射の噴射時期に加え、各燃料噴射条件を再設定
する（ステップ１１８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コモンレール式の
燃料噴射装置の動作制御を行うことにより、内燃機関の
１燃焼サイクル内において、燃料の主噴射から時間間隔
を経て副噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関、特にディーゼルエンジンの燃
料噴射装置として、共通の高圧燃料管から各気筒毎に設
けられた噴射ノズルに燃料を分配するコモンレール式の
燃料噴射装置が知られている。そして、このような燃料
噴射装置を用いて、各気筒の１燃焼サイクル内におい
て、主噴射から時間間隔を隔ててパイロット噴射などの
副噴射を行うことにより、燃焼圧力の急激な立ち上がり
を軽減して、燃焼騒音の抑制やすすを低減させる内燃機
関の燃料噴射制御装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば特開２０００−
４５８４７号には、吸気弁と排気弁がともに開弁状態と
なるバルブオーバーラップ期間内に、このような副噴射
を実行する技術が開示されており、このように排気行程
の上死点付近で副噴射を実行することで、燃料と空気と
の予混合状態が促進され、燃焼室内により着火しやすい
雰囲気を形成される。

【０００４】しかし、内燃機関の運転状態として想定さ
れる全べての負荷領域において、このような排気上死点
付近の副噴射を実行すると、運転状態によっては、排気
ガス中に含まれる炭化水素（ＨＣ）の量が増大したり、
燃費が低下する場合もおこり得る。また反対に、特定の
状況下では、排気上死点付近の副噴射を実行することが
極めて効果的な場合もある。さらに、排気上死点付近の
副噴射を実行することによって、各気筒の１燃焼サイク
ル内における、燃料の総噴射回数、総噴射量が変更され
るため、一連の燃料噴射制御に関して様々な調整処理も
必要となる。

【０００５】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたものであり、その目的は、１燃焼サイクル内にお
ける一連の燃料噴射制御を好適に実施することで、排気
行程の上死点付近において副噴射を実行した場合の効果
を、十分に発揮させることができる内燃機関の燃料噴射
制御装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１にかか
る内燃機関の燃料噴射制御装置は、内燃機関の１燃焼サ
イクル内において、燃料の主噴射から時間間隔を経て副
噴射を行うようにした内燃機関の燃料噴射制御装置であ
って、主噴射及び副噴射の噴射条件を、機関運転状態を
もとに設定する設定手段と、内燃機関の吸気通路に設け
られた吸気弁の開弁時期を変更可能な可変バルブタイミ
ング手段とを備えており、可変バルブタイミング手段
は、副噴射の噴射時期として、排気行程上死点付近で燃
料を噴射する排気上死点噴射が含まれる場合には、当該
排気上死点噴射が含まれていない場合に比べて、吸気弁
の開弁時期を遅延させることを特徴とする。

【０００７】排気行程上死点付近では、吸気弁と排気弁
との双方が開弁するバルブオーバーラップ期間が生じ
る。このバルブオーバーラップ期間内に副噴射を行う
と、このとき噴射された噴射燃料の一部が気筒内に残留
する場合があり、この残留した噴射燃料が次サイクルで
燃焼するために異常燃焼や機関出力トルクの変動が生じ
得る。そこで、副噴射として、排気行程上死点付近での
燃料を噴射する排気上死点噴射が含まれる場合には、可
変バルブタイミング手段は、吸気弁の開弁時期を遅延さ
せてバルブオーバーラップ期間を短縮し、排気上死点噴
射による噴射燃料が気筒内に残留して次サイクルで燃焼
することを抑制する。

【０００８】なお、可変バルブタイミング手段によっ
て、吸気弁の開弁時期に加えて吸気弁の閉弁時期も遅延
させることも可能であり、このように吸気弁の閉弁時期
も遅延させた場合には、気筒内に吸入される空気量を減
少させて、燃料噴射量の増大を抑制することができる。

【０００９】請求項２にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置は、内燃機関の１燃焼サイクル内において、燃料の
主噴射から時間間隔を経て副噴射を行うようにした内燃
機関の燃料噴射制御装置であって、圧縮行程の上死点付
近で噴射する主噴射及び副噴射の噴射条件を、機関運転
状態をもとに設定する第１設定手段と、副噴射を実行し
た際にシリンダボアへ到達する燃料到達量が許容レベル
よりも大であると判定した場合には、副噴射を複数回に
分割して噴射する、分割副噴射の噴射条件を設定する第
２設定手段と、分割副噴射を実行した際にシリンダボア
へ到達する燃料到達量が許容レベルよりも大であると判
定した場合に、排気行程上死点付近で燃料を噴射する排
気上死点噴射を副噴射の噴射時期に加えて、前記各副噴
射の噴射条件をそれぞれ設定する第３設定手段とを備え
る。

【００１０】噴射された燃料が気化せずに液状のまま直
接気筒の内壁面に到達してしまい、気筒内壁面の潤滑油
膜を洗い流してしまう、いわゆるボアフラッシングが生
じる問題がある。このようなボアフラッシングが発生す
るか否かは、噴射された燃料が進行する噴霧移動速度
と、気筒内を往復動するピストンの移動速度との関係か
ら把握することができる。そこで第２設定手段では、第
１設定手段で設定した副噴射の噴射条件（噴射時期及び
噴射量）と、このときのピストンの移動速度を示す指標
となる機関運転状態とをもとに、シリンダボアへ到達す
る燃料到達量を、演算によって或いは、予め測定した実
測結果をもとに求め、この燃料到達量が許容レベルより
大である場合には、副噴射を複数回に分割して噴射する
分割副噴射の噴射条件を設定する。また、第３設定手段
では、このように設定した分割副噴射を実行した場合に
シリンダボアへ到達する燃料到達量を同様に求め、この
燃料到達量が許容レベルより大である場合には、さらに
排気上死点噴射を副噴射の噴射時期に加えて各副噴射の
噴射条件をそれぞれ設定する。これにより、副噴射を分
散させて実行できるため、ボアフラッシングの発生が抑
制される。

【００１１】請求項３にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置は、請求項２における内燃機関の燃料噴射制御装置
において、排気上死点噴射を実行した際にシリンダボア
へ到達する燃料到達量が許容レベルよりも大であると判
定した場合には、排気上死点噴射を複数回に分割して噴
射する、分割噴射の噴射条件を設定する第４設定手段を
さらに備える。

【００１２】第４設定手段では、第３設定手段で設定さ
れた排気上死点噴射を実行した場合にシリンダボアへ到
達する燃料到達量を同様に求め、この燃料到達量が許容
レベルより大である場合には、さらに排気上死点噴射を
分割して実行するように、分割噴射の噴射条件を設定す
る。これにより、副噴射としての排気上死点噴射を分散
させて実行できるため、ボアフラッシングの発生が抑制
される。

【００１３】請求項４にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置は、請求項２又は３における内燃機関の燃料噴射制
御装置において、副噴射として、主噴射の後に実行する
後噴射、主噴射の前に実行する前噴射、排気上死点噴
射、排気ガス浄化用触媒に炭化水素を供給するＨＣ供給
用噴射のうち、少なくともいずれかを実施する際には、
燃料噴射の優先順位を、主噴射、後噴射、前噴射、排気
上死点噴射、ＨＣ供給用噴射の順に規定し、１つの気筒
に対する燃料噴射時期と他の気筒に対する燃料噴射時期
とが互いに重なった場合には、優先順位が上位となる燃
料噴射の噴射時期を変更することなく、優先順位が下位
となる燃料噴射の噴射時期を変更する噴射時期調整手段
をさらに備える。

【００１４】請求項２又は３における内燃機関の燃料噴
射制御装置のように、燃料噴射時期をそれぞれ設定した
場合に、異なる気筒同士の燃料噴射時期が重なる場合も
おこり得る。そこで、噴射時期調整手段では、機関出力
や排気に対する影響が大きい順として、主噴射、後噴
射、前噴射、排気上死点噴射、ＨＣ供給用噴射の順に、
燃料噴射の優先順位を規定しておき、燃料噴射時期が重
なった場合には、優先順位が上位となる燃料噴射の噴射
時期を変更することなく、優先順位が下位となる燃料噴
射の噴射時期を変更する。これにより、機関出力や排気
に対する影響がもっとも小さくなるように燃料噴射時期
が調整される。

【００１５】請求項５にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置は、内燃機関の１燃焼サイクル内において、燃料の
主噴射から時間間隔を経て副噴射を行うようにした内燃
機関の燃料噴射制御装置であって、主噴射の燃料噴射量
を、機関運転状態をもとに設定する主噴射量設定手段
と、排気行程上死点付近で実行する副噴射の燃料噴射量
を設定する副噴射量設定手段と、副噴射量設定手段で設
定される副噴射の燃料噴射量のうちで実質的に機関出力
の発生に寄与する燃料噴射量を、主噴射量設定手段で設
定される主噴射の燃料噴射量に応じて設定する寄与分設
定手段とを備えて構成する。

【００１６】排気行程上死点付近で実行する副噴射のよ
うに、主噴射から時期的間隔を隔てて噴射された燃料
は、燃焼室内に拡散するので、必ずしもその全てが機関
出力の発生に寄与するとは限らない。そこで、副噴射の
燃料噴射量のうちで実質的に機関出力の発生に寄与する
燃料噴射量を寄与分設定手段で設定して、発生される機
関出力トルクを正確に把握する。また、燃焼に寄与しな
い噴射燃料量を把握し、例えば主噴射の燃料噴射量の設
定処理に反映させるなど、燃料噴射量の管理をより正確
に実施し得る。

【００１７】請求項６にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置は、内燃機関の１燃焼サイクル内において、燃料の
主噴射から時間間隔を経て副噴射を行うようにした内燃
機関の燃料噴射制御装置であって、気筒内の温度環境を
検出する温度環境検出手段と、気筒内圧の変化状態をも
とに推定した着火予定時期における気筒内圧と、温度環
境検出手段で検出された筒内温度環境とをもとに、着火
予定時期における筒内温度を推定する第１推定手段と、
推定した着火予定時期における気筒内圧において着火し
得る着火可能温度を推定する第２推定手段と、第１推定
手段で推定した筒内温度と第２推定手段で推定した着火
可能温度とをもとに、副噴射として排気行程上死点付近
で噴射する燃料噴射量を設定する噴射量設定手段とを備
えて構成する。

【００１８】なお、気筒内圧の変化状態は、気筒内圧を
直接検出する以外にも、気筒内を往復動するピストンの
移動速度をもとに推定することも可能である。このピス
トンの移動速度はクランク軸の回転速度をもとに把握で
きるため、クランク軸の回転速度をもとに気筒内圧の変
化状態を推定することも可能である。

【００１９】第１推定手段では、直前の気筒内圧の変化
状態から着火予定時期における気筒内圧を推定すると共
に、実際に検出された筒内温度環境も考慮するため、着
火予定時期における筒内温度を正確に推定することがで
きる。また、第２推定手段では、このように正確に推定
した気筒内圧に基づいて推定処理を行うため、より正確
な着火可能温度を推定できる。さらに噴射量設定手段で
は、第１及び第２推定手段によって正確に予測された気
筒内環境に基づいて、排気行程上死点付近で噴射する燃
料噴射量を設定するので、着火し難い低温環境下でも、
低温環境に応じた着火し易い好適な予混合気を形成でき
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下の本発明の各実施形態につい
て説明する。

【００２１】＜第１実施形態＞図１に、後述する各実施
形態に共通となるディーゼルエンジン（内燃機関）の全
体的な構成を概略的に示す。エンジン本体１は４つの気
筒が一列に配置されており、サージタンク２に連通する
４本の吸気管３を介して各気筒に吸入空気が供給され
る。一方、エンジンの排気系には各気筒から排気される
排気ガスを集合させる排気マニホールド５が設けられて
おり、排気マニホールド５には排気管６が接続されてい
る。排気管６の途中にはＨＣの存在下で排気ガス中のＮ
Ｏｘを還元浄化するＮＯｘ触媒を備えるＮＯｘ還元触媒
７が設けられている。ＮＯｘ触媒は所定量のＨＣの存在
下でＮＯｘとＨＣとを選択的に反応させる性質を持って
おり、例えば金属を担持したゼオライトで構成されるも
のを用いることができる。

【００２２】各気筒には燃料を噴射するインジェクタ４
が設けられており、各インジェクタ４は、燃焼供給管９
を介して、コモンレール８と呼ばれる高圧燃料蓄圧室に
接続されており、コモンレール８から各インジェクタ４
に高圧燃料が供給される機構となっている。各インジェ
クタ４はＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００の
制御信号に基づき、所定の時期にインジェクタ４内部の
ニードル弁を開弁させることによって、この開弁時間と
コモンレール８の燃料圧力とに応じた所定量の燃料を、
各気筒内に噴射する。

【００２３】また、高圧ポンプ１１は、燃料タンク内に
蓄えられた燃料をコモンレール８内に供給するポンプで
あり、例えばエンジンのクランク軸の回転力を用いて駆
動されると共に、コモンレール８への燃料の供給量を、
コモンレール８内の燃料圧力に応じて変化させることが
できる機構となっている。

【００２４】図２に示すように、ＥＣＵ１００は、互い
に接続された入力インターフェイス１１０、ＣＰＵ１２
０、ＲＡＭ１３０、ＲＯＭ１４０、出力インターフェイ
ス１５０を備えた電子制御ユニットとして構成してお
り、入力インターフェイス１１０には、機関回転数及び
クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ２０、
アクセルペダルの踏み込み量となるアクセル開度に応じ
た信号を出力するアクセル開度センサ２２、コモンレー
ル８の燃料圧力を検出するコモンレール圧センサ２４、
吸入空気の圧力を検出する吸気圧センサ２６、吸気側カ
ムシャフト（図示せず）のカム角度を検出するカム角セ
ンサ２８、機関冷却水の水温を検出する水温センサ３
０、吸入空気の温度を検出する吸気温センサ３２などの
各種センサの検出結果などが入力される。そして、入力
インターフェイス１１０に与えられた各信号は、必要に
応じて変換されてＣＰＵ１２０に送られ、ＣＰＵ１２０
ではこれらの各信号や、ＲＡＭ１３０、ＲＯＭ１４０等
に記憶されている制御処理プログラムや各種データをも
とに、燃料の噴射量、噴射時期、圧力などの制御値を演
算する。演算された制御信号は出力インターフェイス１
５０で適切な信号に変換されて高圧ポンプ１１や個々の
インジェクタ４等に送られる。なお、吸気側カムシャフ
トには、吸気弁の開閉時期を変更し得る可変バルブタイ
ミング装置６０が設けられており、可変バルブタイミン
グ装置６０の動作制御もＥＣＵ１００によって実行され
る。

【００２５】このようにＥＣＵ１００では、個々のイン
ジェクタ４の動作制御を行って、燃料の噴射量、噴射時
期を制御するが、コモンレール式の燃料噴射制御装置を
構成しているため、各気筒の１燃焼サイクル内に複数回
の燃料噴射を行うことが可能である。そこで、機関出力
トルクを発生させるべく概ね圧縮行程上死点付近で行わ
れる主噴射とは別に、主噴射から進角側又は遅角側に時
間間隔を隔てて副噴射を行うようにしている。副噴射と
しては、パイロット噴射（前噴射）、ポスト噴射（後噴
射）、ＨＣ供給用噴射、排気上死点噴射が挙げられる。

【００２６】パイロット噴射は主噴射に先立って少量の
燃料を噴射する副噴射であり、例えば圧縮上死点前（以
下、「圧縮上死点前」を「ＢＴＤＣ」と記す）７０°〜
０°クランク角（以下、「クランク角」を「ＣＡ」と記
す）程度で行われる。主噴射に対する時期的間隔が大き
いときには予混合気を形成し、小さいときには主噴射に
よって噴射された燃料を着火燃焼させるための着火源を
形成する。なお、このパイロット噴射は、複数回に分け
て実行することも可能であり、従って予混合気形成用の
パイロット噴射と着火源形成用のパイロット噴射との双
方の噴射を行うこともできる。

【００２７】ポスト噴射は燃焼ガス又は排気ガス中のＨ
Ｃを完全燃焼させて機関から排出されるすすを低減する
ため、主噴射が完了した後に行われる副噴射である。こ
のポスト噴射は燃焼室内に燃焼火炎が残存している間に
行われるのが好ましく、例えば主噴射完了後のＢＴＤＣ
０°〜−３０°ＣＡ（圧縮上死点後０°〜３０°ＣＡ）
程度に行われる。

【００２８】ＨＣ供給用噴射は、ＮＯｘ還元触媒７に還
元剤としてＨＣ（炭化水素）を供給するための副噴射で
あり、例えばＢＴＤＣ−１５０°〜−２１０°ＣＡ程度
に行われる。ＨＣ供給用噴射による燃料は完全燃焼する
ことなく、ＮＯｘ還元触媒７に到達し、流入するＮＯｘ
を還元する。

【００２９】排気上死点噴射は、吸入空気と噴霧燃料と
の予混合時間を十分に確保して予混合を促進させるた
め、排気行程の上死点付近となる、ＢＴＤＣ３２０°〜
３４０°ＣＡ程度に行われる副噴射である。また、排気
上死点噴射は、ピストンが上死点付近に現れた際に噴射
するため、噴射された燃料が気化せずに液状のまま直接
気筒の内壁面に到達して、気筒内壁面の潤滑油膜を洗い
流してしまう、いわゆるボアフラッシングの発生を十分
に低減させることができる。従って、例えば機関回転数
が４０００ｒｐｍ程度の高い回転数になると、パイロッ
ト噴射を分割して実行しても許容レベル以上の噴霧燃料
がシリンダボアに衝突する場合があり、このような場合
には、副噴射の噴射タイミングとして、前述したパイロ
ット噴射に加えて排気上死点噴射も含められ、それぞれ
の噴射時期や噴射量が設定される。なお、排気上死点噴
射も分割して実行することも可能である。

【００３０】各種の副噴射が行われるか否かは、機関の
運転状態に応じて定められ、各種副噴射の噴射時期、噴
射量の設定処理は、ＥＣＵ１００で実行される。

【００３１】ここで主噴射と各種の副噴射の燃料噴射量
（燃料噴射時間）及び燃料噴射時期の設定処理について
説明する。

【００３２】まず、ポスト噴射の燃料噴射量（燃料噴射
時間）及び燃料噴射時期は、気筒から排出されるＨＣを
低減するために必要な燃料噴射量及び燃料噴射時期であ
って、機関回転数Ｎｅとアクセルペダルの踏み込み量Ａ
ｃｃｐとの関数として予めＲＯＭ１４０内に記憶されて
おり、機関回転数Ｎｅとアクセルペダルの踏み込み量Ａ
ｃｃｐとに応じてＲＯＭ１４０から読み出され、所定の
燃料噴射量及び燃料噴射時期が設定される。

【００３３】また、ＨＣ供給用噴射の燃料噴射量（燃料
噴射時間）及び燃料噴射時期は、ＮＯｘ還元触媒７から
排出されるＮＯｘ量を低減するために必要な燃料噴射量
及び燃料噴射時期であって、単位時間あたりＮＯｘ還元
触媒７に流入するＮＯｘ量を表す吸入空気量Ｇａと機関
回転数Ｎｅの関数として予めＲＯＭ１４０内に記憶され
ており、吸入空気量Ｇａと機関回転数Ｎｅとに応じてＲ
ＯＭ１４０から読み出され、所定の燃料噴射量及び燃料
噴射時期が設定される。

【００３４】ここで、その他の燃料噴射制御処理とな
る、主噴射、パイロット噴射及び排気上死点噴射に関す
る、燃料噴射量（燃料噴射時間）及び燃料噴射時期の設
定処理について、図３のフローチャートに沿って説明す
る。なお、このルーチンは所定の時間間隔で起動する。

【００３５】まずステップ１０２では、機関回転数Ｎｅ
とアクセル開度Ａｃｃｐとを読み込む。ＲＯＭ１４０に
は、機関回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとに応じ
て、１組の（主噴射の噴射量Ｑfin、噴射圧力ＰＣ）が
予め規定された（Ｑfin、ＰＣ）マップが記憶されてお
り、続くステップ１０４では、ステップ１０２で読み込
んだ関回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとをもとに、
（Ｑfin、ＰＣ）マップから主噴射の噴射量Ｑfinと主噴
射の噴射圧力ＰＣを設定する。なお、ここで設定された
噴射圧力ＰＣは、後述する基本パイロット噴射、分割パ
イロット噴射、排気上死点噴射の各燃料噴射の噴射圧力
として、そのまま設定される。

【００３６】また、ＲＯＭ１４０には、噴射量Ｑfinと
機関回転数Ｎｅとに応じて、基本パイロット噴射の噴射
時期Ｓ０と、基本パイロット噴射の噴射量Ｑ０が規定さ
れたマップが予め記憶されており、ステップ１０６で
は、主噴射の噴射量Ｑfinと機関回転数Ｎｅとをもと
に、このマップから、対応する基本パイロット噴射の噴
射時期Ｓ０と、噴射量Ｑ０とを設定する。なお、基本パ
イロット噴射は、機関運転状態に応じてパイロット噴射
を一回だけ実行する場合を想定した、単発のパイロット
噴射をいうものとする。また、噴射時期Ｓ０や後述する
各噴射時期Ｓ１〜Ｓ５は、主噴射の噴射開始時期に対し
て先行時間であって、クランク角で示される。

【００３７】続くステップ１０８では、ステップ１０６
で設定した基本パイロット噴射の噴射条件において、シ
リンダボアへの到達燃料量ｑを求める。これは、ピスト
ンの移動速度と噴霧燃料の移動速度との関係をもとに、
所定の噴射時期において燃料を噴射した場合に、どの程
度の燃料がボア衝突するのかが算出できるため、このと
きの機関回転数Ｎｅ、噴射時期Ｓ０、噴射量Ｑ０をもと
に所定の演算を行い、シリンダボアへの到達燃料量ｑを
求める。またこの他にも、機関回転数Ｎｅ、噴射時期Ｓ
０、噴射量Ｑ０の各条件を変化させ、シリンダボアへ到
達する到達燃料量ｑを予め実験的に求めたマップを用い
ることもでき、この場合にはこのときの機関回転数Ｎ
ｅ、噴射時期Ｓ０、噴射量Ｑ０に応じてマップ検索し、
シリンダボアへの到達燃料量ｑを求める。

【００３８】そして、続くステップ１１０では、ステッ
プ１０６で求めたシリンダボアへの到達燃料量ｑが、所
定の許容値ｑｔｈより小であるかを判断し、「Ｙｅｓ」
の場合には、後述する主噴射の噴射量Ｑfinの補正処理
（ステップ１２６）に進む。これに対し、「Ｎｏ」の場
合には、ステップ１１２に進み、基本パイロット噴射を
２回に分割して実施する分割パイロット噴射の噴射条件
（Ｓ１，Ｑ１）、（Ｓ２、Ｑ２）を設定する。なお、Ｓ
１及びＱ１は、予混合気形成用の分割パイロット噴射の
噴射条件であり、Ｓ１は噴射時期、Ｑ１は噴射量を示
す。また、Ｓ２及びＱ２は、着火源形成用の分割パイロ
ット噴射の噴射条件であり、Ｓ２はその噴射時期、Ｑ２
は噴射量を示す（図４）。

【００３９】噴射条件（Ｓ１，Ｑ１）、（Ｓ２、Ｑ２）
は、基本パイロット噴射の噴射条件（Ｓ０，Ｑ０）をも
とに設定されるが、例えば以下のようにして設定する。

【００４０】Ｑ１＝ａ＊Ｑ０ Ｑ２＝ｂ＊Ｑ０ Ｓ１＝Ｓ０＋α Ｓ２＝Ｓ０＋α−ＳＳ１−Ｓmin 「＋」は進角側にずらすことを意味し、「−」は遅角側
にずらすことを意味している。「ａ」、「ｂ」は０＜ａ
＜１、０＜ｂ＜１の所定の定数であり、例えばａ＝０．
４、ｂ＝０．５に設定される。「α」は予め規定した値
であり、例えば５°ＣＡのような値である。「ＳＳ１」
は予混合気形成用の分割パイロット噴射における、イン
ジェクタ４の開弁期間である。また、「Ｓmin」はイン
ジェクタ４に固有の最小噴射間隔であって、例えば１ｍ
ｓのような値であり、１ｍｓをクランク角に直すと、機
関回転数Ｎｅ＝１０００ｒｐｍの場合には１０°ＣＡ、
機関回転数Ｎｅ＝２０００ｒｐｍの場合には１５°Ｃ
Ａ、機関回転数Ｎｅ＝３０００ｒｐｍの場合には２２°
ＣＡが、それぞれ１ｍｓに相当する。

【００４１】続くステップ１１４では、それぞれの分割
パイロット噴射の噴射条件（Ｓ１，Ｑ１）、（Ｓ２、Ｑ
２）において、シリンダボアへの到達燃料量ｑ１、ｑ２
を、ステップ１０８と同様に算出する。そして、続くス
テップ１１６では、算出した到達燃料量ｑ１、ｑ２がと
もに許容値ｑｔｈより小であるかを判断し、「Ｙｅｓ」
の場合には、後述する主噴射の噴射量Ｑfinの補正処理
（ステップ１２６）に進む。これに対し、「Ｎｏ」の場
合には、ステップ１１８に進み、排気行程上死点付近で
副噴射を実行する排気上死点噴射を、副噴射の噴射時期
としてさらに加え、分割パイロット噴射の噴射条件（Ｓ
１，Ｑ１）、（Ｓ２、Ｑ２）を再度設定すると共に、排
気上死点噴射の噴射条件（Ｓ３，Ｑ３）を新たに設定す
る。

【００４２】噴射条件（Ｓ１，Ｑ１）、（Ｓ２、Ｑ
２）、及び、排気上死点噴射の噴射条件（Ｓ３，Ｑ３）
は、例えば以下のようにして新たに設定する。なお、Ｓ
３は、排気上死点噴射の噴射時期であり、Ｑ３は排気上
死点噴射の噴射量である（図５）。

【００４３】Ｑ３＝ｃ＊Ｑ０ Ｑ１＝ａ＊（Ｑ０−Ｑ３） Ｑ２＝ｂ＊（Ｑ０−Ｑ３） Ｓ３＝Ｓ０＋α＋β Ｓ１＝Ｓ０＋α Ｓ２＝Ｓ０＋α−ＳＳ１−Ｓmin ここで「ｃ」は０＜ｃ＜１の所定の定数であり、例えば
ａ＞ｂ＞ｃとなるように設定する。「β」は、排気上死
点噴射の噴射時期を規定する値であり、例えばＢＴＤＣ
３２０°〜３４０°ＣＡ程度の値である。

【００４４】続くステップ１２０では、個々の噴射条件
（Ｓ１，Ｑ１）、（Ｓ２、Ｑ２）及び（Ｓ３，Ｑ３）毎
に、シリンダボアへの到達燃料量ｑ１、ｑ２及びｑ３
を、ステップ１０８と同様に算出する。そして、続くス
テップ１２２では、算出した到達燃料量ｑ１、ｑ２及び
ｑ３がともに許容値ｑｔｈより小であるかを判断し、
「Ｙｅｓ」の場合には、後述する主噴射の噴射量Ｑfin
の補正処理（ステップ１２６）に進む。これに対し、
「Ｎｏ」の場合には、ステップ１２４に進み、排気上死
点噴射を２回に分割して実施することとし、この分割排
気上死点噴射の噴射条件（Ｓ４，Ｑ４）、（Ｓ５、Ｑ
５）を新たに設定する。なお、Ｓ４は、最初に実行する
分割排気上死点噴射の噴射時期であり、Ｑ４はその噴射
量である。また、Ｓ５は、２番目に実行する分割排気上
死点噴射の噴射時期であり、Ｑ５はその噴射量である。
また、この分割排気上死点噴射に対応して、分割パイロ
ット噴射の噴射条件（Ｓ１，Ｑ１）、（Ｓ２、Ｑ２）も
再度設定する（図６）。

【００４５】分割パイロット噴射の噴射条件（Ｓ１，Ｑ
１）、（Ｓ２、Ｑ２）、及び分割排気上死点噴射の噴射
条件（Ｓ４，Ｑ４）、（Ｓ５、Ｑ５）は、例えば以下の
ようにして設定する。

【００４６】Ｑ４＝ｄ＊Ｑ３ Ｑ５＝ｅ＊Ｑ３ Ｑ１＝ａ＊（Ｑ０−Ｑ４−Ｑ５） Ｑ２＝ｂ＊（Ｑ０−Ｑ４−Ｑ５） Ｓ４＝Ｓ０＋α＋β＋γ Ｓ５＝Ｓ０＋α＋β＋γ−ＳＳ４−Ｓmin Ｓ１＝Ｓ０＋α Ｓ２＝Ｓ０＋α−ＳＳ１−Ｓmin なお、「ｄ」、「ｅ」は０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１の所定
の定数であり、例えばｄ＝０．４、ｅ＝０．５に設定さ
れる。「γ」は予め規定した値であり、例えば５°ＣＡ
のような値である。「ＳＳ４」は、１回目の分割排気上
死点噴射（噴射時期Ｓ４）におけるインジェクタ４の開
弁期間である。

【００４７】このようにして各噴射条件を設定した後、
ステップ１２６に進み、主噴射の噴射量Ｑfinの補正処
理を実行する。ステップ１０４で設定した主噴射の噴射
量Ｑfinは、パイロット噴射や排気上死点噴射などの副
噴射が、実行されない場合を想定して設定された噴射量
であり、この段階で副噴射の条件が確定したため、主噴
射の噴射量Ｑfinに対して、実行する副噴射に応じた所
定の補正を実行する。

【００４８】そして、Ｓ１２８に進み、噴射条件に応じ
た制御信号を出力インターフェイス１５０に対して出力
する。

【００４９】このように、設定した副噴射の噴射条件の
下で、シリンダボアへの到達燃料量が許容値よりも大の
場合には、副噴射を分割して実行することとし、排気行
程の上死点付近も副噴射の噴射タイミングに加わるの
で、排気上死点噴射を副噴射の噴射タイミングとして考
慮しない場合に比べて、ボアフラッシングの発生をより
抑制することができる。

【００５０】なお、上記した第１実施形態では、分割パ
イロット噴射として基本パイロット噴射を２分割する場
合、及び、分割気上死点噴射として排気上死点噴射を２
分割する場合を例示したが、噴射の分割回数はこの例に
限定するものではなく、パイロット噴射及び排気上死点
噴射を、制御上可能な限り多数回に分割して実施させて
もよい。また、分割方法としても、説明した方法に限定
するものではなく、例えば、パイロット噴射及び排気上
死点噴射の噴射条件を設定するマップとして、予めボア
フラッシングを考慮したマップを機関運転状態に応じて
備えて、その時点での機関運転状態に応じたマップをも
とに、ボアフラッシングの発生を十分に抑制した副噴射
の噴射条件を設定してもよい。

【００５１】＜第２実施形態＞第１実施形態で示したよ
うにして主噴射及び副噴射の燃料噴射時期を設定する
と、結果として、１つの気筒に対する燃料噴射時期と他
の気筒に対する燃料噴射時期とが重なる場合も生じる可
能性がある。このように燃料噴射時期が重なると、例え
ば複数の燃料噴射が同時に行われることになり、コモン
レール８内の燃料圧力が大きく変動するために実際の燃
料噴射圧力が目標となる燃料噴射圧力からずれるおそれ
がある。また、噴射時期が干渉する状態が長く続くと、
燃料噴射圧力が十分にチャージされない状態で次の燃料
噴射指令が出る場合があり、このような場合には燃料が
噴射されない気筒が出てくるおそれがあり、内燃機関で
発生されるトルクが大きく変動してしまう。

【００５２】そこで、本実施形態では、算出された燃料
噴射時期が互いに重なり合う場合には、燃料噴射時期が
重なり合わないように、燃料噴射時期を好適に変更す
る。以下に、本実施形態にかかる燃料噴射時期の調整制
御について、図７のフローチャートに沿って説明する。
なお、このルーチンは所定時間毎の割り込みによって実
行される。

【００５３】まず、ステップ２０２では、燃料噴射時期
の調整処理を行うタイミングであるか否かを判断する。
図１のような４気筒の内燃機関の場合では、例えば第３
気筒が圧縮上死点の場合に、燃料噴射時期の調整処理を
実行する。

【００５４】このような調整処理のタイミングでない場
合には（ステップ２０２で「Ｎｏ」）、このままこのル
ーチンを終了するが、処理タイミングの場合には（ステ
ップ２０２で「Ｙｅｓ」）、ステップ２０４に進み、先
に説明した図３のフローチャートなどよって設定された
主噴射及び副噴射の噴射時期を読み込む。

【００５５】続くステップ２０６では、読み込んだ各噴
射時期をもとに、各気筒間で燃料噴射時期が重なり合
う、噴射時期の干渉が発生しているかを判断する。噴射
時期の干渉が発生していない場合には（ステップ２０６
で「Ｎｏ」）、このままこのルーチンを終了するが、噴
射時期の干渉が発生している場合には（ステップ２０６
で「Ｙｅｓ」）、ステップ２０８に進んで、さらに、噴
射時期の干渉が発生した状態で燃料噴射を実行した場合
に、コモンレール８内の燃料噴射圧力がチャージ不足と
なるかを判断する。

【００５６】噴射時期が重なった状態で燃料噴射を実行
した場合に、コモンレール８内の燃料噴射圧力がどの程
度低下するのかは、干渉している噴射条件の組み合わせ
毎に、計算によって或いは実験的に予め求めることがで
きる。従って、例えば、干渉している噴射条件の組み合
わせに応じて、コモンレール８内の圧力がどの程度低下
するのかを予めマップ化しておき、ステップ２０８で
は、干渉している噴射条件に応じてマップ検索し、コモ
ンレール８内の圧力低下状態を推定する。そして、推定
したコモンレール８内の圧力が所定のしきい値以下か、
すなわちコモンレール８内の圧力がチャージ不足となる
かを判断する。

【００５７】チャージ不足とならない場合には（ステッ
プ２０８で「Ｎｏ」）、このままこのルーチンを終了す
るが、チャージ不足となる場合には（ステップ２０８で
「Ｙｅｓ」）、ステップ２１０に進み、予め規定した燃
料噴射の優先順位に応じて、優先順位が上位の燃料噴射
の燃料噴射時期を変更することなく、優先順位が下位の
燃料噴射の燃料噴射時期を変更する。

【００５８】この優先順位は次のように規定している。

【００５９】優先順位１：主噴射 優先順位２：ポスト噴射 優先順位３：パイロット噴射 優先順位４：排気上死点噴射 優先順位５：ＨＣ供給用噴射 このような燃料噴射の優先順位は、その燃料噴射時期が
変更された場合に、燃焼又は排気性能が悪化する程度が
大きいものほど上位としている。

【００６０】主噴射の燃料噴射時期は燃焼又は排気性能
に最も大きな影響を与えるため、優先順位を１に規定し
ている。また、機関出力トルクを発生するという観点か
らも主噴射の燃料噴射時期を変更しない方が望ましい。
ポスト噴射はＨＣを完全燃焼させるためのものであるの
で、その燃料噴射時期が燃焼又は排気性能に与える影響
は大であるため、優先順位を２に規定している。

【００６１】パイロット噴射は、噴射時期が主噴射に近
いほど着火源形成用として噴射され、予混合気の着火時
期は着火源形成用のパイロット噴射の噴射時期に大きく
依存し、燃焼又は排気性能は予混合気の着火時期に大き
く依存するので、優先順位を３に規定している。また、
パイロット噴射の噴射時期が主噴射から離れるほど予混
合気形成用として噴射され、予混合気形成用のパイロッ
ト噴射を実行することにより、より着火しやすい環境を
作る。そこで、パイロット噴射を分割して多段で実行す
る場合には、主噴射により近い側を優先することとす
る。

【００６２】排気上死点噴射は、前述した予混合気形成
用のパイロット噴射を補うためのものであり、優先順位
を４に規定している。なお、排気上死点噴射を分割して
多段で実行する場合には、同様に主噴射により近い側を
優先することとする。

【００６３】ＨＣ供給用噴射は、燃焼が完了した後に行
われるため、優先順位を最下位の５に規定している。

【００６４】図７のフローチャートに戻り、ステップ２
１０では、このように規定された燃料噴射の優先順位を
もとに、優先順位が上位の燃料噴射の燃料噴射時期を変
更することなく、優先順位が下位の燃料噴射の燃料噴射
時期を変更することによって、各気筒の燃料噴射時期を
調整する。

【００６５】ステップ２１０で噴射時期を変更すること
によって、気筒間の燃料噴射時期が新たに干渉する場合
もおこり得るため、続くステップ２１２では、変更され
た燃料噴射時期をもとに、噴射時期の干渉が解消された
かを判断する。その結果、新たに別の噴射時期の干渉が
発生している場合には（ステップ２１２で「Ｎｏ」）、
再びステップ２１０に戻って同様の処理を実行し、噴射
時期の干渉が解消された場合には（ステップ２１２で
「Ｙｅｓ」）、このルーチンを終了する。

【００６６】そして、この図７のルーチンで設定された
燃料噴射時期を、先に説明した図３のフローチャートに
反映させればよい。

【００６７】＜第３実施形態＞パイロット噴射や排気上
死点噴射のように、主噴射から時期的間隔を隔てて噴射
された燃料は、燃焼室内に拡散するので、必ずしもその
全てが機関出力の発生に寄与するとは限らない。そこ
で、以下に説明する第３実施形態では、パイロット噴射
や排気上死点噴射などの副噴射による燃料のうちで、実
質的に機関出力の発生に寄与する寄与分を考慮して、主
噴射の燃料噴射量を設定する。

【００６８】図８に、各燃料噴射に関する概略的な噴射
時期をそれぞれ矢印で示す。ここでｊは各気筒の１燃焼
サイクルで行われる燃料噴射の種類を示しており、ｊ＝
１は排気上死点噴射、ｊ＝２はパイロット噴射、ｊ＝３
は主噴射、ｊ＝４はポスト噴射、ｊ＝５はＨＣ供給用噴
射をそれぞれ示している。各気筒の１燃焼サイクルにお
いて主噴射は必ず行われるのに対し、排気上死点噴射、
パイロット噴射、ポスト噴射、ＨＣ供給用噴射が行われ
るか否かは、それぞれの機関運転状態に応じて定められ
る。したがって、図８の例では、各気筒の１燃焼サイク
ルに行われる燃料噴射回数は１回から５回の間で変更さ
れる。

【００６９】各気筒の１燃焼サイクルにおけるｊ番目の
燃料噴射時間をＴＡＵ（ｊ）、ｊ番目の燃料噴射時期を
ＩＴ（ｊ）で表すこととし、燃料噴射時期ＩＴ（ｊ）は
各気筒の圧縮上死点を基準とする。また、例えば排気上
死点噴射を行わない場合にはＴＡＵ（１）＝０とされる
ので、燃料噴射時間ＴＡＵ（１）、ＴＡＵ（２）、ＴＡ
Ｕ（４）、ＴＡＵ（５）は各副噴射の有無も表すことに
なる。

【００７０】主噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（３）は例え
ば次式に基づいて算出され、「ＴＡＵＢ」は基本燃料噴
射時間を示しており、「ＴＴＣ」は副噴射で噴射される
燃料のうちで、機関出力トルクの発生に寄与する分の合
計値（以降、合計トルク発生寄与値と称す）を示してい
る。

【００７１】ＴＡＵ（３）＝ＴＡＵＢ−ＴＴＣ 基本燃料噴射時間ＴＡＵＢは機関出力トルクを要求出力
トルクに一致させるために、１燃焼サイクル当たりに必
要な燃料噴射時間である。この基本燃料噴射時間ＴＡＵ
Ｂは機関運転状態、例えばアクセルペダルの踏み込み量
となるアクセル開度Ａｃｃｐ及び機関回転数Ｎｅとの関
数として予め実験的に求められており、この対応関係が
予めＲＯＭ１４０にマップ化されて記憶されている。上
述したように主噴射は機関出力トルクを発生させるため
のものであるので、基本燃料噴射時間ＴＡＵＢは、主噴
射のみが行われると仮定した場合の主噴射の燃料噴射時
間を表していることになる。

【００７２】合計トルク発生寄与値ＴＴＣは、排気上死
点噴射、パイロット噴射、ポスト噴射及びＨＣ供給用噴
射の各幅噴射に関するトルク発生寄与値ＴＣ（１）、Ｔ
Ｃ（２）、ＴＣ（４）、ＴＣ（５）を合計した値であ
り、ＴＴＣ＝ＴＣ（１）＋ＴＣ（２）＋ＴＣ（４）＋Ｔ
Ｃ（５）として算出される。ただし、排気上死点噴射に
関するトルク発生寄与値ＴＣ（１）は、この処理段階に
おいては、排気上死点噴射として噴射された燃料噴射量
の全てが機関出力トルクの発生に寄与するものと仮定し
て扱うこととしており、ＴＣ（１）＝ＴＡＵ（１）とし
てそのまま設定される。

【００７３】本実施形態では、排気上死点噴射以外の副
噴射、すなわちパイロット噴射、ポスト噴射及びＨＣ供
給用噴射の各幅噴射に関するトルク発生寄与値ＴＣ
（２）、ＴＣ（４）、ＴＣ（５）は次式より算出する。
ここで「ｋＣ」はトルク発生寄与率を表している。

【００７４】ＴＣ（ｊ）＝ＴＡＵ（ｊ）・ｋＣ （た
だしｊ＝２，４，５） トルク発生寄与率ｋＣ（ｋＣ＜１．０）は副噴射の燃料
噴射時間のうち、機関出力トルクの発生に寄与する割合
を表すものであり、予め実験によって求められている。
このトルク発生寄与率ｋＣは図９に示すように、主噴射
の燃料噴射時期ＩＴ（３）から、該当する燃料噴射時期
ＩＴ（ｊ）の時期的間隔ＤＩＦ（ＤＩＦ＝｜ＩＴ（３）
−ＩＴ（ｊ）｜）が小さいときには、ｋＣ＝１．０に維
持され、時期的間隔ＤＩＦが大きくなるに連れて、トル
ク発生寄与率ｋＣは小さな値に設定される。また、該当
する副噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（ｊ）が大きいときに
は小さいときに比べてトルク発生寄与率ｋＣが大きな値
に設定される。なお、図９に示すような、トルク発生寄
与率ｋＣを設定するグラフは、予めマップの形でＲＯＭ
１４０内に記憶されている。

【００７５】また、排気上死点噴射に関しては主噴射の
燃料噴射量に応じて、機関出力トルクに寄与する噴射燃
料量の感度が異なることが分かった。すなわち低負荷時
には排気上死点噴射による噴射燃料が殆ど機関出力トル
クにつながらず、高負荷時には排気上死点噴射による噴
射燃料のほぼ全量が機関出力トルクに寄与する。

【００７６】このような排気上死点噴射に関するトルク
発生寄与値ＴＣ（１）を表にまとめると、図１０に示す
ようになる。図１０は、排気上死点噴射の燃料噴射量の
うち、どの程度の噴射量が実際に機関出力トルクに寄与
するのかを、主噴射のおもな燃料噴射量毎に示す表であ
り、例えば主噴射の燃料噴射量が２０（ｍｍ３／ｓｔ）
の場合、排気上死点噴射による燃料噴射量が２（ｍｍ３
／ｓｔ）では、トルク発生寄与値ＴＣ（１）＝０であ
り、主噴射の燃料噴射量が６０（ｍｍ３／ｓｔ）の場
合、排気上死点噴射による燃料噴射量が８（ｍｍ３／ｓ
ｔ）では、トルク発生寄与値ＴＣ（１）＝８となる。な
お、図１０の表では、便宜上、代表的な噴射量の関係の
みを取り出して示したが、ＲＯＭ１４０には、主噴射の
燃料噴射量と排気上死点噴射の燃料噴射量とに応じたト
ルク発生寄与値ＴＣ（１）が、予めマップの形で記憶さ
れている。

【００７７】ここで、このように実質的に機関出力の発
生に寄与するトルク発生寄与分を考慮して、主噴射及び
副噴射を設定する処理例を、図１１のフローチャートに
沿って説明する。なお、図１１のルーチンは予め定めら
れた設定時間毎の割り込みルーチンによって起動する。

【００７８】まずステップ３０２では、燃料噴射時間な
どの燃料噴射条件の算出タイミングであるか否かが判断
され、算出タイミングでない場合にはこのルーチンを終
了するが、算出タイミングの場合にはステップ３０４に
進み、１燃焼サイクルの総燃料噴射時間ＴＴＡＵと、前
述した合計トルク発生寄与値ＴＴＣとの値を、ともにゼ
ロにリセットする。

【００７９】続くステップ３０６では、基本燃料噴射時
間ＴＡＵＢと主噴射の燃料噴射時期ＩＴ（３）とを設定
する。前述したように基本燃料噴射時間ＴＡＵＢは機関
出力トルクを要求出力トルクに一致させるために、１燃
焼サイクル当たりに必要な総燃料噴射時間である。この
基本燃料噴射時間ＴＡＵＢは、このときのアクセル開度
Ａｃｃｐと機関回転数Ｎｅとをもとに、ＲＯＭ１４０に
記憶されたマップから読み出して設定する。また、主噴
射の燃料噴射時期ＩＴ（３）は、機関出力トルクを要求
トルクに一致させるために最適な燃料噴射時期であっ
て、機関回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとの関数と
して予めＲＯＭ１４０内に記憶されており、ステップ３
０６では、このときのアクセル開度Ａｃｃｐと機関回転
数Ｎｅとをもとに、ＲＯＭ１４０に記憶されたマップか
ら、対応する燃料噴射時期ＩＴ（３）を読み出して設定
する。

【００８０】続くステップ３０８では、各副噴射の噴射
条件となる、燃料噴射時間ＴＡＵ（ｊ）及び燃料噴射時
期ＩＴ（ｊ）を設定する（ｊ＝１，２，４，５）。排気
上死点噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（１）と燃料噴射時期
ＩＴ（１）、及び、パイロット噴射の燃料噴射時間ＴＡ
Ｕ（２）と燃料噴射時期ＩＴ（２）は、良好な予混合気
又は着火源を形成するために必要な燃料噴射時間及び燃
料噴射時期であって、機関運転状態としての機関回転数
Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとの関数として、予めＲＯ
Ｍ１４０内に記憶されている。したがってステップ３０
８では、このときの機関回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃ
ｃｐとをもとにＲＯＭ１４０に記憶されたマップから、
対応する燃料噴射条件ＴＡＵ（１）、ＴＡＵ（２）、Ｉ
Ｔ（１）及びＩＴ（２）をそれぞれ読み出して設定す
る。

【００８１】ポスト噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（４）と
燃料噴射時期ＩＴ（４）は、気筒から排出されるＨＣを
低減するのに必要な燃料噴射時間及び燃料噴射時期であ
って、機関運転状態としての機関回転数Ｎｅとアクセル
開度Ａｃｃｐとの関数として、予めＲＯＭ１４０内に記
憶されている。したがってステップ３０８では、このと
きの機関回転数Ｎｅとアクセル開度Ａｃｃｐとをもとに
ＲＯＭ１４０に記憶されたマップから、対応する燃料噴
射時間ＴＡＵ（４）、燃料噴射時期ＩＴ（４）を読み出
して設定する。

【００８２】ＨＣ供給用噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ
（５）と燃料噴射時期ＩＴ（５）は、ＮＯｘ還元触媒７
から排出されるＮＯｘ量を低減するために必要な燃料噴
射時間及び燃料噴射時期であって、単位時間あたりＮＯ
ｘ還元触媒７に流入するＮＯｘ量を表す吸入空気量Ｇａ
及び機関回転数Ｎｅの関数として予めＲＯＭ１４０内に
記憶されている。したがってステップ３０８では、まず
このとき読み込まれた吸気圧センサ２６の検出結果をも
とに吸入空気量Ｇａを算出し、求めた吸入空気量Ｇａと
機関回転数Ｎｅとをもとに、ＲＯＭ１４０に記憶された
マップから、対応する燃料噴射時間ＴＡＵ（５）、燃料
噴射時期ＩＴ（５）を読み出して設定する。

【００８３】続くステップ３１０では、排気上死点噴射
の燃料噴射時間ＴＡＵ（１）をそのまま用いて、この時
点での合計トルク発生寄与値ＴＴＣとして設定する。こ
れは、この処理段階においては、排気上死点噴射として
噴射された燃料噴射量の全てが機関出力トルクの発生に
寄与するものと仮定して扱うこととしているためであ
る。また同時にステップ３１０では、排気上死点噴射の
燃料噴射時間ＴＡＵ（１）を、この時点までにおける、
１燃焼サイクルの総燃料噴射時間ＴＴＡＵとして設定す
る。

【００８４】続くステップ３１２では、パラメータｊに
順次２，４，５を代入し、続くステップ３１４では、総
燃料噴射時間ＴＴＡＵに対し、該当する副噴射の燃料噴
射時間ＴＡＵ（ｊ）を加えることにより、総燃料噴射時
間ＴＴＡＵの値を更新する（ＴＴＡＵ←ＴＴＡＵ＋ＴＡ
Ｕ（ｊ））。また、続くステップ３１６では、主噴射の
燃料噴射時間ＴＡＵ（３）から、該当する副噴射の燃料
噴射時間ＩＴ（ｊ）の時期的間隔ＤＩＦをＤＩＦ＝｜Ｉ
Ｔ（３）−ＩＴ（ｊ）｜として算出する。

【００８５】続くステップ３１８では、ステップ３１６
で算出した時期的間隔ＤＩＦと、該当する副噴射の燃料
噴射時間ＴＡＵ（ｊ）とをもとに、ＲＯＭ１４０に記憶
されたマップから、対応するトルク発生寄与率ｋＣを読
み出して設定する（図９）。

【００８６】続くステップ３２０では、ステップ３０８
で設定された燃料噴射時間ＴＡＵ（ｊ）のうち、実際の
機関出力トルクに寄与する分となるトルク発生寄与値Ｔ
Ｃ（ｊ）を、ＴＣ（ｊ）＝ｋＣ・ＴＡＵ（ｊ）として算
出する。

【００８７】続くステップ３２２では、ステップ３２０
で算出したトルク発生寄与値ＴＣ（ｊ）を、合計トルク
発生寄与値ＴＴＣに加算して、合計トルク発生寄与値Ｔ
ＴＣの値を更新する（ＴＴＣ←ＴＴＣ＋ＴＣ（ｊ））。

【００８８】続くステップ３２４では、パラメータｊが
５であるか、すなわち該当する全てのパラメータｊに対
してトルク発生寄与値ＴＣ（ｊ）の算出が終了したかが
判断され、「Ｎｏ」の場合にはステップ３１２以降の処
理が繰り返し実行される。そして、ステップ３２４で
「Ｙｅｓ」、すなわち、パラメータｊ＝２、４、５にお
けるトルク発生寄与値ＴＣ（ｊ）の算出が終了した場合
には、ステップ３２６に進む。

【００８９】ステップ３２６では、主噴射の燃料噴射時
間ＴＡＵ（３）を設定する。前述したように、機関出力
トルクを要求出力トルクに一致させるために基本燃料噴
射時間ＴＡＵＢが設定されており、また、副噴射による
噴射燃料のうちで機関出力トルクの発生に寄与する分の
合計値として合計トルク発生寄与値ＴＴＣが、直前のス
テップ３２２で設定されている。そこで、主噴射の燃料
噴射時間ＴＡＵ（３）は、基本燃料噴射時間ＴＡＵＢか
ら、副噴射による合計トルク発生寄与値ＴＴＣを減じる
ことによって、ＴＡＵ（３）＝ＴＡＵＢ−ＴＴＣとして
設定する。

【００９０】そして続くステップ３２８では、排気上死
点噴射の燃料噴射に関するトルク発生寄与値ＴＣ（１）
を求める。先の図１０で示したように、排気上死点噴射
の燃料噴射に関するトルク発生寄与値ＴＣ（１）は、主
噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（３）と排気上死点噴射の燃
料噴射時間ＴＡＵ（１）とをもとに規定される。そこ
で、ステップ３０８で設定した排気上死点噴射の燃料噴
射時間ＴＡＵ（１）と、ステップ３２６で算出した主噴
射の燃料噴射時間ＴＡＵ（３）とをもとに、ＲＯＭ１４
０に記憶されたマップから、対応するトルク発生寄与値
ＴＣ（１）を読み出して設定する。

【００９１】続くステップ３３０では、排気上死点噴射
の燃料噴射時間ＴＡＵ（１）からトルク発生寄与値ＴＣ
（１）を減じることにより、差分Ｄ（１）をＤ（１）＝
ＴＡＵ（１）−ＴＣ（１）として設定する。この差分Ｄ
（１）は、機関出力トルクの発生に寄与しない分、すな
わち想定している機関出力トルクの不足分であるため、
これを主噴射によって補う必要がある。そこで、続くス
テップ３３２では、主噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（３）
にこの差分Ｄ（１）を加えることで、主噴射の燃料噴射
時間ＴＡＵ（３）の値を更新する（ＴＡＵ（３）←ＴＡ
Ｕ（３）＋Ｄ（１））。

【００９２】続くステップ３３４では、ステップ３３２
で更新された主噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（３）と、副
噴射による合計トルク発生寄与値ＴＴＣとを合計した値
として、１燃焼サイクルの総燃料噴射時間ＴＴＡＵを算
出する。この総燃料噴射時間ＴＴＡＵは１燃焼サイクル
における燃料の全噴射量を示しており、このような１燃
焼サイクルにおける燃料の全噴射量に基づいて実行され
る制御処理に対して、このステップ３３４で設定された
総燃料噴射時間ＴＴＡＵを反映させる。例えば、この総
燃料噴射時間ＴＴＡＵをもとに、例えばコモンレール８
内の目標燃料圧力、各燃料噴射の噴射時期、排気再循環
通路に設けられたＥＧＲ制御弁（図示せず）の開度など
が算出又は補正される。

【００９３】また、排気上死点噴射の燃料噴射時間ＴＡ
Ｕ（１）で規定される排気上死点噴射の燃料噴射量のう
ちで、機関出力トルクの発生に寄与しない差分Ｄ（１）
は、その大部分（例えば９０％程度）がＨＣとして放出
されることになる。したがって、先に設定したＨＣ供給
用噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（５）に関して、この差分
Ｄ（１）を用いて補正することもできる。具体的には、
例えばδ（０＜δ＜１．０）を所定の係数とすると、Ｔ
ＡＵ（５）←ＴＡＵ（５）−δ・Ｄ（１）として、ＨＣ
供給用噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（５）が短縮されるよ
うに補正することができる。

【００９４】＜第４実施形態＞排気行程の上死点付近で
は、吸気弁と排気弁との双方が開弁するバルブオーバー
ラップ期間が生じるが、前述した各実施形態で説明した
排気上死点噴射が、このバルブオーバーラップ期間内に
実行されると、このとき噴射された噴射燃料の一部が気
筒内に残留する場合があり、この残留した噴射燃料が次
サイクルで燃焼するために異常燃焼や機関出力トルクの
変動が生じ得る。そこで、第４実施形態では、副噴射と
して排気上死点噴射が含まれる場合には、可変バルブタ
イミング装置における吸気弁の開弁時期を遅延させるよ
うな制御を実施して、バルブオーバーラップ期間を短縮
する。

【００９５】図２のブロック図で示した可変バルブタイ
ミング装置６０は、吸気カムシャフトと吸気側タイミン
グプーリとの間に介在して、吸気カムシャフトのクラン
クシャフト（吸気側タイミングプーリ）に対する回転位
相を変化させる機構を備えており、これにより吸気弁の
開弁時期と閉弁時期とを無段階に変更可能なタイプの可
変バルブタイミング装置を採用している。なお、可変バ
ルブタイミング装置６０の種類については特に限定する
ものではなく、吸気弁と排気弁のうちで少なくとも吸気
弁の開閉タイミングが変更可能なタイプであれば、いず
れの形式のものも採用することができる。

【００９６】図１２に、可変バルブタイミング装置６０
におけるバルブタイミングの制御処理を示す。図１２の
フローチャートは、可変バルブタイミング装置６０を駆
動制御するための制御目標となる、目標バルブタイミン
グＶＶＴを設定する処理を示しており、所定時間毎に起
動される。

【００９７】まず、ステップ４０２では、アクセル開度
センサ２２の検出結果をもと、アクセルペダルが操作さ
れている状態か否かを判断する。アクセルペダルが操作
されていない状態、すなわち、スロットルバルブが全閉
状態の場合には（ステップ４０２で「Ｎｏ」）、ステッ
プ４０４に進み、図１３に示したアイドルオン時のＶＴ
Ｔマップを参照し、このときの機関回転数Ｎｅに基づい
てアイドル時の目標変位角ＶＴＴＮを検索する。このア
イドルオン時ＶＴＴマップは、アイドル時におけるその
時々での機関回転数Ｎｅに対応して、好適な出力特性が
得られるように、実験等により予め求めたバルブタイミ
ングをマップ化したものである。

【００９８】続くステップ４０６では、ステップ４０４
で検索されたアイドル時目標変位角ＶＴＴＮを、そのま
ま目標バルブタイミングＶＴＴとして設定し、このルー
チンを終了する。

【００９９】一方、先のステップ４０２「Ｙｅｓ」、す
なわちアクセルペダルが操作されている場合（スロット
ルバルブが非全閉状態）の場合には、ステップ４０８に
進み、図１４に示したアイドルオフ時のＶＴＴマップを
参照して、このときの機関回転数Ｎｅと吸気圧Ｐｍとに
基づいて、アイドルオフ時の目標変位角ベース値ＶＴＴ
Ｂを検索する。このアイドルオフ時のＶＴＴマップは、
アイドルオフ時におけるその時々での機関回転数Ｎｅと
吸気圧Ｐｍとに対応して、好適な出力特性が得られるよ
うに、実験等により予め求めたバルブタイミングをマッ
プ化したものである。

【０１００】このＶＴＴマップでは、機関回転数Ｎｅが
高回転域で吸気圧Ｐｍが大きい全負荷の場合には、バル
ブオーバーラップ量を小さくして、トルク特性を良好に
して機関出力を最大となるように目標変位角ベース値Ｖ
ＴＴＢが設定されている。また、機関回転数Ｎｅが中回
転域で吸気圧Ｐｍが中位の部分負荷運転時には、バルブ
オーバーラップ量を拡大して、燃費及び排気エミッショ
ンの改善を図るべく、目標変位角ベース値ＶＴＴＢが設
定されている。

【０１０１】なお、図１４のマップに示した数字は、吸
気弁と開弁タイミングを基準タイミングから遅角側に変
位させる変位角（°ＣＡ）を示している。

【０１０２】このようにステップ４０８で目標変位角ベ
ース値ＶＴＴＢを検索した後、ステップ４１０に進み、
副噴射として排気上死点噴射が実行されるかを判断す
る。これは、前述した実施形態で説明した設定結果を読
み込むことで判断することができ、例えば第３実施形態
の例では、排気上死点噴射の燃料噴射時間ＴＡＵ（１）
は、排気上死点噴射を行わない場合にはＴＡＵ（１）＝
０に設定されるので、これをもとに判断することができ
る。

【０１０３】排気上死点噴射が実行されない場合には
（ステップ４１０で「Ｎｏ」）、ステップ４１２に進
み、ステップ４０８で検索された目標変位角ベース値Ｖ
ＴＴＢをそのままそのまま目標バルブタイミングＶＴＴ
として設定し、このルーチンを終了する。これに対し、
排気上死点噴射が実行されている場合には（ステップ４
１０で「Ｙｅｓ」）、ステップ４１４に進み、目標変位
角ベース値ＶＴＴＢから所定の補正値ＶＴＴＤを減算し
た値を目標バルブタイミングＶＴＴとして設定し、この
ルーチンを終了する（ＶＴＴ←ＶＴＴＢ−ＶＴＴＤ）。
この補正値ＶＴＴＤは、バルブオーバーラップを小さく
すべく、吸気弁の開閉タイミングを遅角させる補正遅と
して予め規定された値である。

【０１０４】この処理により、排気上死点噴射が実行さ
れている場合には、排気上死点噴射が実行されない場合
に比べて、目標バルブタイミングＶＴＴが遅角側に変更
され、バルブオーバーラップ期間が短縮される。

【０１０５】ここで、このようにして目標バルブタイミ
ングＶＴＴを設定することによる作用について説明す
る。吸気弁の通常の開閉タイミングでは、排気行程後期
は吸気弁が開弁を始めるために、吸気弁と排気弁とがと
もに開弁状態となるバルブオーバーラップ期間が生じ、
このバルブオーバーラップ期間に、燃料噴射（排気上死
点噴射）が行われた場合には、噴射された燃料の一部は
開弁している吸気弁を通って吸気ポートに逆流する。こ
の逆流燃料は吸気行程中に吸入空気と共に気筒内に流入
するため、気筒内には未燃燃料が残留するようになる。
そして、この残留燃料が気筒の次サイクルの圧縮行程中
に、主噴射が行われる前に燃焼すると異常燃焼が生じ
る。また、異常燃焼が生じない場合でも、気筒内では前
述した残留燃料と主噴射による噴射燃料との両方が燃焼
することになるため、気筒の発生トルクが増大してしま
い、機関出力トルクの変動が生じてしまう。

【０１０６】したがって、前述したように排気上死点噴
射の実行時には吸気弁の開弁時期を遅延させることによ
り、たとえば、排気行程の上死点後に吸気弁を開弁させ
ることも可能であり、これによって、排気上死点噴射に
より噴射された燃料の一部が吸気ポートに逆流すること
が防止でき、排気上死点噴射に起因した残留燃料を、気
筒内に生じさせることが防止できる。

【０１０７】さらに、吸気弁の閉弁時期も同時に遅延さ
せるようにすることで、気筒内に充填される吸気量が低
減されるため、排気上死点噴射の噴射燃料を低減させ、
機関燃料消費量を抑制することもできる。

【０１０８】＜第５実施形態＞以下に説明するように、
前述したような排気上死点噴射を、低温下における内燃
機関の始動時に利用することで、パイロット噴射のみを
実施した場合に比べて、内燃機関の低温始動性をより向
上させることができる。

【０１０９】図１５に、低温始動時における燃料噴射制
御の制御処理を示す。なお、図１５に示すフローチャー
トは、所定の低温下における始動時に実行される。

【０１１０】まずステップ５０２では、パイロット噴射
及び排気上死点噴射の燃料噴射条件を算出する算出タイ
ミングであるか否かが判断され、算出タイミングでない
場合にはこのルーチンを終了するが、算出タイミングの
場合にはステップ５０４に進み、クランク角センサ２０
などの検出結果をもとに、吸気行程又は排気行程におけ
るクランク角速度を算出し、この結果をもとに圧縮行程
時におけるクランク角速度を推定する。この推定処理と
しては、例えば吸気行程又は排気行程におけるクランク
角速度と、圧縮行程時におけるクランク角速度との関係
を予め実験的に求めてマップ化しておき、算出した吸気
行程又は排気行程のクランク角速度をもとにマップ検索
して、圧縮行程時におけるクランク角速度を推定する。

【０１１１】続くステップ５０６では、推定されたクラ
ンク角速度から、圧縮行程中における気筒内の体積変化
の推移状態が把握でき、これをもとに気筒内の吸入空気
が断熱圧縮された場合の温度変化を算出する。なおこの
際も、クランク角速度と吸入空気の温度変化との関係を
予め実験的に求めたマップより、ステップ５０４で推定
されたクランク角速度に対応する、吸入空気の温度変化
を読み込んでもよい。

【０１１２】続くステップ５０８では、水温センサ３０
及び吸気温センサ３２の検出結果を読み込んで、この時
点での機関冷却水の水温と吸気温より、各気筒内の温度
環境を検出する。そして続くステップ５１０では、気筒
内温度推定マップに基づき、ステップ５０４で推定した
クランク角速度とステップ５０６で検出した気筒内の温
度環境とをもとに、着火予定時期における気筒内温度を
推定する。この気筒内温度推定マップは、クランク角速
度と気筒内の温度環境とに応じて、着火予定時期の気筒
内温度がどの程度になるのかを予め実験的に求めてマッ
プ化したものである。

【０１１３】続くステップ５１２では、先に推定したク
ランク角速度から着火予定時期における気筒内圧力を算
出すると共に、予め実験により求めたマップをもとに、
推定した気筒内圧力に応じた着火可能温度を推定する。

【０１１４】続くステップ５１４では、所定の噴射量設
定マップをもとに、ステップ５１０で推定した着火予定
時期における気筒内温度と、ステップ５１２で推定した
着火可能温度との差をもとに、排気上死点噴射の燃料噴
射量とパイロット噴射の燃料噴射量とを設定する。この
噴射量設定マップは、着火予定時期における気筒内温度
と着火可能温度との差に対応して、着火予定時期におけ
る気筒内温度を着火可能温度まで上昇させることができ
るように、排気上死点噴射の燃料噴射量とパイロット噴
射の燃料噴射量との好適な組み合わせが、予め実験的に
求められてマップ化されたものである。

【０１１５】また、低温時には燃料の着火性が低く、燃
焼速度も遅くなる。そこで続くステップ５１６では、ス
テップ５１０で推定した着火予定時期の気筒内温度をも
とに着火遅れ期間を推定すると共に、推定した着火遅れ
期間を考慮してパイロット噴射の燃料噴射時期を設定す
る。

【０１１６】そして続くステップ５１８では、噴射時期
設定マップから、ステップ５１０で推定した着火予定時
期の気筒内温度に応じて、排気上死点噴射の燃料噴射時
期を読み出して設定する。この噴射時期設定マップは、
好適な着火環境を創生すべく、排気上死点噴射の好適な
噴射タイミングが、着火予定時期の気筒内温度に応じて
予め実験的に求められてマップ化されたものである。

【０１１７】この第５実施形態では、パイロット噴射及
び排気上死点噴射は、それぞれ単発で実施するとして説
明したが、この例に限定するものではなく、パイロット
噴射及び排気上死点噴射を、それぞれ分割して実施する
ことも可能である。

【０１１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１にかかる
内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、排気行程上死点
付近で燃料を噴射する排気上死点噴射が含まれる場合に
は、排気上死点噴射が含まれていない場合に比べて、吸
気弁の開弁時期を遅延させる可変バルブタイミング手段
を備える構成を採用した。したがって、排気行程上死点
付近での燃料を噴射する排気上死点噴射が含まれる場合
には、吸気弁の開弁時期を遅延させてバルブオーバーラ
ップ期間を短縮し、排気上死点噴射による噴射燃料が気
筒内に残留して次サイクルで燃焼することを抑制でき、
異常燃焼の発生や機関出力トルクの変動を抑制すること
ができる。

【０１１９】請求項２にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置によれば、分割副噴射を実行した際にシリンダボア
へ到達する燃料到達量が許容レベルよりも大である場合
に、排気上死点噴射を副噴射の噴射時期に加えて、各副
噴射の噴射条件をそれぞれ設定する第３設定手段を備え
る構成を採用した。これにより、分割副噴射に加えて排
気上死点噴射も副噴射の実行タイミングとして設定で
き、内燃機関の回転数が高い領域では、分割副噴射を実
行した場合にもいわゆるボアフラッシングが発生する場
合があるが、このような場合にも、副噴射をより分散さ
せて実行することでボアフラッシングの発生を十分に抑
制することができる。

【０１２０】請求項３にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置によれば、請求項２における内燃機関の燃料噴射制
御装置において、排気上死点噴射を複数回に分割して噴
射する、分割噴射の噴射条件を設定する第４設定手段を
さらに備えるので、副噴射としての排気上死点噴射を分
散させて実行できるため、ボアフラッシングの発生をよ
り一層抑制させることができる。

【０１２１】請求項４にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置によれば、請求項２又は３における内燃機関の燃料
噴射制御装置において、燃料噴射時期が互いに重なった
場合には、優先順位が上位となる燃料噴射の噴射時期を
変更することなく、優先順位が下位となる燃料噴射の噴
射時期を変更する噴射時期調整手段をさらに備えるの
で、機関出力や排気に対する影響がもっとも小さくなる
ように燃料噴射時期を調整することができる。

【０１２２】請求項５にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置によれば、いわゆる排気上死点噴射の燃料噴射量の
うちで実質的に機関出力の発生に寄与する燃料噴射量を
設定する寄与分設定手段を備えるので、供給された噴射
燃料量と、発生される機関出力トルクとの関係を正確に
把握することが可能となる。また同時に、燃焼に寄与し
ない噴射燃料量を把握できるため、例えばこの結果を主
噴射の燃料噴射量の設定処理に反映させるなど、燃料噴
射量の管理をより正確に実施することが可能となる。

【０１２３】請求項６にかかる内燃機関の燃料噴射制御
装置によれば、第１推定手段で推定した筒内温度と第２
推定手段で推定した着火可能温度とをもとに、排気行程
上死点付近で噴射する燃料噴射量を設定する噴射量設定
手段とを備えるので、正確に予測された気筒内環境に基
づいて、排気行程上死点付近で噴射する燃料噴射量を設
定できる。このため、着火し難い低温環境下でも、低温
環境に応じた着火し易い好適な予混合気を形成すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディーゼルエンジンの全体的な構成を概略的に
示す構成図である。

【図２】ＥＣＵの構成と、ＥＣＵを中心とした信号の入
出力関係を示すブロック図である。

【図３】副噴射に関する燃料噴射量（燃料噴射時間）及
び燃料噴射時期の設定処理を示すフローチャートであ
る。

【図４】主噴射及び各副噴射の燃料噴射時間、燃料噴射
時期を示す説明図である。

【図５】主噴射及び各副噴射の燃料噴射時間、燃料噴射
時期を示す説明図である。

【図６】主噴射及び各副噴射の燃料噴射時間、燃料噴射
時期を示す説明図である。

【図７】燃料噴射時期が重なった場合の調整制御を示す
フローチャートである。

【図８】１燃焼サイクルで行われる主噴射及び副噴射の
燃料噴射時期と、燃料噴射の種類に対応した「ｊ」の数
値を示す説明図である。

【図９】主噴射と副噴射との時間的間隔とトルク発生寄
与率ｋＣとの関係を示すグラフである。

【図１０】排気上死点噴射の燃料噴射量のうちで実際に
機関出力トルクに寄与する値（トルク発生寄与値）を、
主噴射のおもな燃料噴射量毎に示した図表である。

【図１１】トルク発生寄与分を考慮した、主噴射及び副
噴射の噴射条件設定例を示すフローチャートである。

【図１２】可変バルブタイミング装置におけるバルブタ
イミングの制御処理例を示すフローチャートである。

【図１３】機関回転数とアイドル時目標変位角との関係
を規定したグラフである。

【図１４】機関回転数Ｎｅ及び吸気圧Ｐｍに基づいて目
標変位角ベース値が規定された、アイドルオフ時におけ
るＶＶＴマップである。

【図１５】低温始動時における燃料噴射制御の制御処理
例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン本体、４…インジェクタ、７…ＮＯｘ還元
触媒、８…コモンレール、６０…可変バルブタイミング
装置、１００…ＥＣＵ

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 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｓ Ｆターム(参考） 3G084 AA01 BA11 BA15 BA23 DA04 EB09 EC01 EC03 FA00 FA02 FA10 FA11 FA20 FA21 FA22 FA33 FA38 FA39 3G092 AA02 AA11 BB06 BB12 BB13 DA01 DA03 EA04 EA08 EB04 EC10 FA06 HA04Z HA05Z HB03Z HC01Z HC03Z HE01Z HE03Z HE04Z HE08Z HF08Z 3G301 HA02 HA19 JA03 LA07 MA18 MA23 MA26 MA27 NC04 NE12 PA07Z PA10Z PB08Z PC01Z PC05Z PE01Z PE03Z PE04Z PE08Z PF03Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の１燃焼サイクル内において、
   燃料の主噴射から時間間隔を経て副噴射を行うようにし
   た内燃機関の燃料噴射制御装置であって、 前記主噴射及び副噴射の噴射条件を、機関運転状態をも
   とに設定する設定手段と、 前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気弁の弁動作時
   期を変更可能な可変バルブタイミング手段とを備えてお
   り、 前記可変バルブタイミング手段は、前記副噴射の噴射時
   期として、排気行程上死点付近で燃料を噴射する排気上
   死点噴射が含まれる場合には、当該排気上死点噴射が含
   まれていない場合に比べて、前記吸気弁の開弁時期を遅
   延させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装
   置。
2. 【請求項２】 内燃機関の１燃焼サイクル内において、
   燃料の主噴射から時間間隔を経て副噴射を行うようにし
   た内燃機関の燃料噴射制御装置であって、 圧縮行程の上死点付近で噴射する前記主噴射及び副噴射
   の噴射条件を、機関運転状態をもとに設定する第１設定
   手段と、 前記副噴射を実行した際にシリンダボアへ到達する燃料
   到達量が許容レベルよりも大であると判定した場合に
   は、前記副噴射を複数回に分割して噴射する、分割副噴
   射の噴射条件を設定する第２設定手段と、 前記分割副噴射を実行した際にシリンダボアへ到達する
   燃料到達量が許容レベルよりも大であると判定した場合
   に、排気行程上死点付近で燃料を噴射する排気上死点噴
   射を前記副噴射の噴射時期に加えて、前記各副噴射の噴
   射条件をそれぞれ設定する第３設定手段とを備える内燃
   機関の燃料噴射制御装置。
3. 【請求項３】 前記排気上死点噴射を実行した際にシリ
   ンダボアへ到達する燃料到達量が許容レベルよりも大で
   あると判定した場合には、前記排気上死点噴射を複数回
   に分割して噴射する、分割噴射の噴射条件を設定する第
   ４設定手段をさらに備える請求項２記載の内燃機関の燃
   料噴射制御装置。
4. 【請求項４】 前記副噴射として、前記主噴射の後に実
   行する後噴射、前記主噴射の前に実行する前噴射、前記
   排気上死点噴射、排気ガス浄化用触媒に炭化水素を供給
   するＨＣ供給用噴射のうち、少なくともいずれかを実施
   する際には、燃料噴射の優先順位を、前記主噴射、後噴
   射、前噴射、排気上死点噴射、ＨＣ供給用噴射の順に規
   定し、１つの気筒に対する燃料噴射時期と他の気筒に対
   する燃料噴射時期とが互いに重なった場合には、前記優
   先順位が上位となる燃料噴射の噴射時期を変更すること
   なく、前記優先順位が下位となる燃料噴射の噴射時期を
   変更する噴射時期調整手段をさらに備える請求項２又は
   ３記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 【請求項５】 内燃機関の１燃焼サイクル内において、
   燃料の主噴射から時間間隔を経て副噴射を行うようにし
   た内燃機関の燃料噴射制御装置であって、 前記主噴射の燃料噴射量を、機関運転状態をもとに設定
   する主噴射量設定手段と、 排気行程上死点付近で実行する前記副噴射の燃料噴射量
   を設定する副噴射量設定手段と、 前記副噴射量設定手段で設定される副噴射の燃料噴射量
   のうちで実質的に機関出力の発生に寄与する燃料噴射量
   を、前記主噴射量設定手段で設定される主噴射の燃料噴
   射量に応じて設定する寄与分設定手段とを備える内燃機
   関の燃料噴射制御装置。
6. 【請求項６】 内燃機関の１燃焼サイクル内において、
   燃料の主噴射から時間間隔を経て副噴射を行うようにし
   た内燃機関の燃料噴射制御装置であって、 気筒内の温度環境を検出する温度環境検出手段と、 気筒内圧の変化状態をもとに推定した着火予定時期にお
   ける気筒内圧と、前記温度環境検出手段で検出された筒
   内温度環境とをもとに、着火予定時期における筒内温度
   を推定する第１推定手段と、 推定した着火予定時期における気筒内圧において着火し
   得る着火可能温度を推定する第２推定手段と、 前記第１推定手段で推定した筒内温度と前記第２推定手
   段で推定した着火可能温度とをもとに、前記副噴射とし
   て排気行程上死点付近で噴射する燃料噴射量を設定する
   噴射量設定手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装
   置。