JP2007231790A - ディーゼルエンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気浄化装置による排気清浄化のため排気温度を上昇させるかまたは空燃比をリッチ化するときに、使用燃料のセタン価が変動しても燃費の悪化やＨＣの増加またはスモークの増加を最小限に抑える燃焼を実現する。
【解決手段】排気浄化装置（１６、１７）と可変燃料噴射装置（１０）と、排気浄化装置（１６、１７）が通常時の状態にあるのかそれとも通常時以外の状態にあるのかを検出する排気浄化装置状態検出手段（３０）とを備え、前記排気浄化装置状態検出手段（３０）の検出結果より排気浄化装置（１６、１７）が通常時以外の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行する燃料噴射実行手段（３０）と、この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を、運転状態と使用燃料のセタン価とに基づいて変化させる燃焼比率制御手段（３０）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディーゼルエンジンの燃焼制御装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンの燃焼制御装置として、排気通路に設けている触媒の活性を高めるため排気温度の上昇を促すときなどに、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行し、その際エンジンの要求トルクを満足させて排気温度を昇温させるために複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の燃料噴射量よりも増量するものがある（特許文献１参照）。
特開２０００−３２０３８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置において、排気温度を上昇させるかまたは空燃比をリッチ化するときには、複数回に分割噴射された燃料の燃焼が継続するように、最初に噴射された燃料の火炎中に２回目以降の燃料を噴射させることが必要である。この際には、２回目以降の燃料噴射開始時期が最初の燃料噴射開始時期から離れすぎると失火し、この逆に２回目以降の燃料噴射開始時期が最初の燃料噴射開始時期に近すぎと拡散燃焼主体の燃焼となってスモークが多く排出されるので、分割された複数回の燃料噴射各々の燃料噴射開始時期（あるいは各燃料噴射開始時期の間隔）をエンジンの運転条件に応じて適正に設定することが重要である。

また、分割噴射とする目的は、複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体によって、必要なエンジン出力と排気温度の上昇とを得ることにあるため、分割噴射の場合には、圧縮上死点近傍での一括燃料噴射により分割噴射と同じ量の燃料を一度に噴射する場合に比べて、全体の燃料噴射期間が拡大し燃料噴射終了時期が遅延化しているので、先行の（特に先頭の）噴射燃料の燃焼の成否（つまり先頭の噴射燃料の燃焼が活発であるのかそれとも緩慢であるのかということ）が２回目以降の噴射燃料の燃焼に大きな影響を与え易く、圧縮上死点近傍での一括燃料噴射による燃焼に比べて、特に燃料の着火性が変動する等の影響が大きくなる傾向が強い。

ところで、現在の市場において流通しているディーゼル燃料は、燃料の性状や特性が製造メーカー、地域あるいは季節によって変動することが一般的であり、特に着火性を律しているセタン価が変動することは周知である。このため、セタン価の比較的低い燃料が使用されて着火性が低下すると、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体が非常に緩慢となって燃焼全体における燃焼が不安定となる。この結果、圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の場合に比べて燃料が増量されている分割噴射の場合には、燃料消費が悪化したり未燃成分であるＨＣが増加したりする。この逆に、セタン価の比較的高い燃料が使用されて着火性が向上すると、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における拡散燃焼の比率が増加する。この結果、圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の場合に比べて燃料が増量されている分割噴射の場合には、スモークの増加が大きくなる。

従って、セタン価の異なる燃料が使用されても、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体への影響が、少なくとも圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の場合に比べて増幅されないようにすることが必要である。

そこで本発明は、排気通路に設けている排気浄化装置による排気清浄化のため、排気温度を上昇させるかまたは空燃比をリッチ化するときに、セタン価の異なる燃料が使用されても、燃費の悪化やＨＣの増加またはスモークの増加を最小限に抑える燃焼を実現する複数回の分割噴射を行い得る装置を提供することを目的とする。

本発明は、排気通路に設けられる排気浄化装置と、エンジンの燃焼室に燃料を直接的に噴射可能でかつ燃料噴射を２回以上に分割して噴射可能な可変燃料噴射装置と、前記排気浄化装置が通常時の状態にあるのかそれとも通常時以外の状態にあるのかを検出する排気浄化装置状態検出手段と、運転状態を検出する運転状態検出手段と、使用燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段とを備え、前記排気浄化装置状態検出手段の検出結果より排気浄化装置が通常時以外の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行し、この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を、前記運転状態検出手段により検出される運転状態と、前記セタン価検出手段により検出される使用燃料のセタン価とに基づいて変化させるように構成する。

本発明によれば、排気浄化装置が通常時以外の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行し、この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を運転状態（エンジン負荷とエンジン回転速度から定まる）に基づいて変化させるので、例えば標準燃料の使用時においてスモーク増加を最小限にすることを優先するとき（高負荷運転条件）には予混合燃焼の比率を高め（拡散燃焼の比率は低くする）、この逆に標準燃料の使用時においてスモーク増加よりも燃焼安定性を優先させるとき（低負荷運転条件）には拡散燃焼の比率を高める（予混合燃焼の比率は低くする）等、標準燃料の使用時において排気通路３に設けている排気浄化装置による排気清浄化のための排気温度の上昇や空燃比のリッチ化を実現しながら、スモーク増加を最小限にでき、燃焼安定化により燃費の悪化を防ぐことができる。

また、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用されると、運転状態が同じでも使用燃料のセタン価の相違により、複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、標準燃料の使用時に運転状態により定まっている所定の比率を外れて小さくなる側やその反対に大きくなる側へと変化し、これにより複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における燃焼状態も、標準燃料の使用時に運転状態により定まっている燃焼状態より外れて変化し、従って望みの燃焼特性が得られなくなってしまうのであるが、本発明によれば、複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を使用燃料のセタン価とに基づいても変化させる、例えば複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、運転条件により定まる所定の比率になるように、複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を変化させるので、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用されるときでも、複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、標準燃料の使用時に運転状態により定まっている所定の比率を外れて小さくなったり大きくなったりすることがない。

以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の燃焼制御装置を備えたディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう。）の概略構成図である。

図１において、エンジン本体より排気通路３の上流側部分を構成する排気出口通路３ａに出た排気は過給機のタービン３ｂへと流れる。

排気の一部を吸気通路へと還流するため、排気出口通路３ａと吸気通路２の吸気コレクタ２ｃとを連通する排気還流通路（ＥＧＲ通路）４と、このＥＧＲ通路４の流路面積を連続的に制御可能なＥＧＲ弁５とからなるＥＧＲ装置（排気還流装置）が設けられている。

吸気通路２には上流位置にエアクリーナ２ａが、その下流に過給機のコンプレッサ２ｂが配置されている。

このコンプレッサ２ｂと吸気コレクタ２ｃとの間にはアクチュエータ（例えばステッピングモータ式）によって開閉駆動される吸気絞り弁６が介装されている。この吸気絞り弁６は上記のＥＧＲ弁５と共にＥＧＲ量（ＥＧＲ率）の制御に用いられる。

上記タービン３ｂを通過した排気は、タービン３ｂ下流に配置されているＮＯｘトラップ触媒１６（以下単に「触媒」という。）へと流れる。触媒１６は排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチのときに触媒１６にトラップしているＮＯｘを脱離するともに、空燃比がリッチのときにリッチ雰囲気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いてその脱離したＮＯｘを脱離浄化するものである。この触媒１６には、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能をも持たせてある。

触媒１６の下流には、排気中のパティキュレート（このパティキュレートを以下「ＰＭ」いう。）を捕集するフィルタ（以下このフィルタを「ＤＰＦ」という。）１７を配置している。このＤＰＦ１７にも、酸化触媒（貴金属）を担持させて、流入する排気成分（ＨＣ、ＣＯ）を酸化する機能を持たせてある。

なお、触媒１６とＤＰＦ１７とは逆に配置してもよいし、ＤＰＦにＮＯｘトラップ触媒を担持させて一体に構成してもよい。また、いずれか一方だけを配置した構成としてもかまわない。触媒１６、ＤＰＦ１７はいずれも排気浄化装置である。

エンジン１の燃料噴射装置１０（可変燃料噴射装置）は、公知のコモンレール式燃料噴射装置であって、サプライポンプ１１と、コモンレール（蓄圧室）１４と、気筒毎に設けられた燃料噴射弁１５とから大略構成され、サプライポンプ１１により加圧された燃料が燃料供給通路１２を介してコモンレール１４にいったん蓄えられたあと、コモンレール１４内の高圧燃料が各気筒の燃料噴射弁１５に分配される。

上記コモンレール１４には、コモンレール１４内の燃料圧力および燃料温度を検出するために、燃料圧力センサ３４および燃料温度センサ３５が設けられている。また、コモンレール１４内の燃料圧力を目標値に制御するために、サプライポンプ１１からの吐出燃料の一部が、図示しないオーバーフロー通路を介してから燃料供給通路に戻されるようになっている。詳しくは、オーバーフロー通路の流路面積を変える圧力制御弁１３が設けられており、この圧力制御弁１３がエンジンコントロールユニット３０からのデューティ信号に応じてオーバーフロー通路の流路面積を変化させる。これにより、サプライポンプ１１からコモンレール１４への実質的な燃料吐出量が調整され、コモンレール１４内の燃料圧力が目標値へと制御される。

燃料噴射弁１５は、エンジンコントロールユニット３０からのＯＮ−ＯＦＦ信号によって開閉される電子式の噴射弁であって、ＯＮ信号によって燃料を燃焼室に噴射し、ＯＦＦ信号によって噴射を停止する。そして、燃料噴射弁１５へ印加されるＯＮ信号の期間が長いほど燃料噴射量が多くなり、またコモンレール１４の燃料圧力が高いほど燃料噴射量が多くなる。

エンジンコントロールユニット３０には、上記燃料圧力センサ３４からのコモンレール圧力（コモンレール１４の燃料圧力）Ｐｃｒの信号、燃料温度センサ３５からの燃料温度Ｔｆの信号のほかに、水温センサ３１からの冷却水温Ｔｗの信号、クランク角度検出用クランク角センサ３２からのクランク角度（エンジン回転速度Ｎｅの基礎となる）の信号、気筒判別用クランク角センサ３３からの気筒判別信号Ｃｙｌ、アクセル開度センサ３６からのアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量のこと）Ａｃｃ（エンジン負荷相当）の信号、エアフローメータ７からの吸入空気量Ｑ ａｉｒの信号がそれぞれ入力される。

また、触媒温度センサ３７からの触媒１６の温度Ｔ１の信号、排気圧力センサ３８からのＤＰＦ１７の入口側排気圧力Ｐ１の信号、ＤＰＦ温度センサ３９からのＤＰＦ１７の温度Ｔ２の信号、空燃比センサ４０からのＤＰＦ１７出口の排気の空燃比（この空燃比より空気過剰率が算出される）の信号もエンジンコントロールユニット３０に入力されている。

ただし、触媒１６の温度やＤＰＦ１７の温度はこれら触媒１６、ＤＰＦ１７の下流側などに排気温度センサを設けてその各排気温度より触媒１６の温度やＤＰＦ１７の温度を間接的に検出するようにしてもよい。

エンジンコントロールユニット３０では、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射の噴射量制御及び噴射時期制御のための燃料噴射弁１５への燃料噴射指令信号、吸気絞り弁６への開度指令信号、ＥＧＲ弁５への開度指令信号等を出力する。具体的には、これらの入力信号に基づいて、エンジン基本制御を行うと共に触媒１６の暖機促進処理を行うほか、次の４つの処理からなる排気浄化制御（燃焼制御）を行う。

〈１〉ＤＰＦ再生処理、
〈２〉リッチスパイク処理、
〈３〉Ｓ被毒解除処理、
〈４〉ＤＰＦ溶損防止処理、
ここで、上記〈１〉のＤＰＦ再生処理は、ＤＰＦ１７に捕集されて堆積したＰＭの量（この堆積したＰＭの量を、以下単に「ＰＭ堆積量」という。）が所定値ＰＭ１を超えたときに排気の空気過剰率と排気温度とを後述する値に制御してこの堆積したＰＭを燃焼除去させる処理のことである。これによってＤＰＦ１７はＰＭの堆積していない状態へと戻る（ＤＰＦ１７の再生）。

上記〈２〉のリッチスパイク処理は触媒１６にトラップされて堆積したＮＯｘの量（このトラップされたＮＯｘの量を、以下単に「ＮＯｘ堆積量」という。）が所定値ＮＯｘ１を超えたときに排気の空気過剰率と排気温度とを後述する値に制御して触媒１６にトラップされているＮＯｘを触媒１６より脱離しつつ排気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いて還元浄化させる処理のことである。これによって触媒１６はＮＯｘの堆積していない状態へと戻る（触媒１６の再生）。

上記〈３〉のＳ被毒解除処理は、触媒１６に付着して堆積したＳ（硫黄分）の量（この付着したＳ量を、以下単に「Ｓ堆積量」という。）が所定値Ｓ１を超えたときに、排気の空気過剰率と排気温度とを後述する値に制御して触媒１６に付着しているＳを高温で吹き飛ばす処理である。

上記〈４〉のＤＰＦ溶損防止処理は、後述するように、ＤＰＦ再生処理が終了したタイミングでＤＰＦ１７にＰＭの燃え残りがあった場合にも、通常のリーン運転に戻すため排気の空気過剰率を１．４を超える値へと急に大きくしたのでは、燃え残ったＰＭが一気に再燃焼してＤＰＦ１７の急激な温度上昇を招きＤＰＦ１７が溶損する、という可能性を回避するために行うものである。

さて、エンジンの基本制御中、エンジンは通常、排気の空気過剰率が１．４を超えるリーン燃焼で運転される。

これに対して、上記〈１〉のＤＰＦ再生処理を行う場合には、排気の空気過剰率を１．１〜１．４ の間で制御しかつＤＰＦ温度Ｔ２を約６００℃以上（上限温度は約６５０℃）に制御する必要がある。上記〈２〉のリッチスパイク処理を行う場合には、排気の空気過剰率を約０．８程度（空燃比をリッチ）にしかつ触媒１６の温度Ｔ１を最低でも約２００℃以上（十分な活性を得るためには約２２０℃以上）に制御する必要がある。上記〈３〉のＳ被毒解除処理を行う場合には排気の空気過剰率を１．０（理論空燃比）にし、かつ触媒１６の温度Ｔ１を６００℃以上（上限温度は触媒１６の熱劣化を防ぐため約７００℃）に制御する必要がある。

通常、リーン燃焼で運転されるディーゼルエンジンにおいて、このように、ＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理等を実行する際には約６００℃以上の高排気温度を実現したり高排気温度で１．４以下の低空気過剰率を実現することが必須であり、通常のリーン運転状態から吸気を絞る等により筒内作動ガス量を減じて運転する必要がある。

ところが、作動ガス量を減じると筒内の圧縮端温度が低下してしまうことから、通常のリーン燃焼と同じ噴射設定では燃焼が不安定となり、甚だしい場合は失火を生じるため、エンジンの出力制御が困難となって高排気温度や低空気過剰率を実現することは難しい。

そこで 特許文献１では、エンジンの要求トルクを満足させつつ排気温度を上昇させるために、圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行すると共に、複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の燃料噴射量よりも増量している。この従来技術は燃焼の安定性を悪化させることなく噴射期間を拡大することを狙ったもので、これにより高排気温度や低空気過剰率の実現を図っている。

このような従来技術において、具体的に、分割された３回の燃料噴射を行う場合の噴射波形を図３３第３段目に示すと、Ｍｐ１は圧縮上死点を挟んでの燃料噴射（この圧縮上死点を挟んでの燃料噴射を以下「先頭噴射」という。）の噴射期間、Ｍｐ２は膨張行程での１回目の燃料噴射（この膨張行程での１回目の燃料噴射を以下「２回目噴射」という。）の噴射期間、Ｍｐ３は膨張行程での２回目の燃料噴射（この膨張行程での２回目の燃料噴射を以下「３回目噴射」という。）の噴射期間で、３つの噴射期間とも同じにしている（Ｍｐ１＝Ｍｐ２＝Ｍｐ３）。参考のため、圧縮上死点近傍での一括燃料噴射（通常噴射）の場合の噴射波形を図３３第２段目に、またパイロット噴射（主噴射に先行して圧縮行程で小量の燃料を噴射させて燃焼させ主噴射燃料の着火燃焼性を高めるためのもの）を行う場合の噴射波形を図３３最上段に示している。また、図３３最下段には、図３３最上段のようにパイロット噴射を行う場合、図３３第２段目のように通常噴射（単段噴射）を行う場合、図３３第３段目のように従来の分割された３回の燃料噴射（従来の分割噴射）を行う場合の熱発生率ｄＱ／ｄθの特性を重ねて示している。

しかしながら、従来の分割噴射においては、先頭噴射燃料による燃焼が継続している間に（火炎中に）２回目噴射燃料、３回目噴射燃料を続けて噴射させることが必要で、図３３最上段に示すパイロット噴射を行う場合や、図３３第２段目に示す通常噴射を行う場合と異なり、２回目噴射燃料、３回目噴射燃料による燃焼が拡散燃焼主体の燃焼となってしまうことから、ＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理等のため排気温度を上昇させたり空燃比をリッチ化させたりしている場合において、特にエンジンの負荷（燃料噴射量）が増大するときにスモーク増加が大きくなり易く、この増加するスモークを低減することが大きな課題であった。

そこで、本発明では主噴射燃料について図３４上２段（分割された２回の燃料噴射を行う場合）や図３５上３段（分割された３回の燃料噴射を行う場合）で示すような分割噴射を行う。すなわち、本発明でも従来の分割噴射の場合と同じに分割総噴射量を、圧縮上死点での一括燃料噴射（通常噴射）の燃料噴射量よりも増量すると共に、スモーク濃度がもともと十分低いものの圧縮着火性が比較的低く、排気温度が低くて昇温要求代が大きい低負荷運転条件においては、燃焼安定性を優先させるため、分割された複数回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における拡散燃焼の比率を予混合燃焼の比率よりも相対的に高くする。一方、圧縮着火性は比較的高いもののスモークが増加しやすく、排気温度が比較的高くて昇温要求代が小さい高負荷運転条件になると、スモークの増加を防止することを優先させるため、分割された複数回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における予混合燃焼の比率を拡散燃焼の比率よりも相対的に高くする。

このため、まず分割された２回の燃料噴射を行う場合には、低負荷運転条件のとき図３４第２段目に示したように先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１を２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２より短くする。言い換えると、予混合燃焼が主体になる先頭噴射の燃料噴射量比率を小さくする。この結果、先頭噴射の燃料噴射開始から２回目噴射の燃料噴射開始までの間隔ΔＩＴ１（分割噴射における第１燃料噴射間隔）は、図３４第３段目に示す従来の分割噴射の場合より短くなる。

一方、高負荷運転条件になると、図３４最上段に示したように先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１を２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２より長くする。言い換えると、予混合燃焼が主体になる先頭噴射の燃料噴射量比率を大きくする。この結果、先頭噴射の燃料噴射開始から２回目噴射の噴燃料射開始までの間隔ΔＩＴ１（分割噴射における第１燃料噴射間隔）は、図３４第３段目に示す従来の分割噴射の場合より長くなる。

なお、図３４の上３段では、簡単のため低負荷運転条件のときと高負荷運転条件のときとで先頭噴射の燃料噴射開始より２回目噴射の燃料噴射終了までの期間を同じに記載しているが、実際には高負荷運転条件のときのほうが２回目噴射の燃料噴射終了が、低負荷運転条件のときより遅くなる。従って、図３４の上３段の見方としては、低負荷運転条件のとき第２段目と第３段目とが同じスケールであり、高負荷運転条件のとき最上段と第３段目とが同じスケールであるとみなせばよい。このとき、低負荷運転条件、高負荷運転条件に関係なく、先頭噴射の噴燃料射終了より２回目噴射の燃料噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合と同じにしている。

このような分割された２回の燃料噴射を行ったとき、低負荷運転条件では図３４最下段に一点鎖線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθのピークが、実線で示す従来の分割噴射の場合より低下し、そのぶんピーク後の傾きが従来の分割噴射の場合より緩やかになっている。一方、高負荷運転条件では、図３４最下段に破線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθのピークが、実線で示す従来の分割噴射の場合より上昇し、そのぶんピーク後の傾きが従来の分割噴射の場合より急激になっている。

次に、分割された３回の燃料噴射を行う場合には、低負荷運転条件のとき図３５第３段目に示したように先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１を２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２より短くしかつ２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２を３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３より短くする。言い換えると、予混合燃焼が主体になる先頭噴射の燃料噴射量比率を２回目噴射よりも小さくしかつ２回目噴射の燃料噴射量比率を３回目噴射より小さくする。この結果、先頭噴射の噴射開始から２回目噴射の噴射開始までの間隔ΔＩＴ１（第１燃料噴射間隔）、先頭噴射の噴射開始から３回目噴射の噴射開始までの間隔ΔＩＴ２（第２燃料噴射間隔）とも、図３５第４段目に示す従来の分割噴射の場合より短くなる。

一方、高負荷運転条件のとき図３５最上段に示したように先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１を２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２より長くしかつ２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２を３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３より長くする。言い換えると、予混合燃焼が主体になる先頭噴射の燃料噴射量比率を２回目噴射よりも大きくしかつ２回目噴射の燃料噴射量比率を３回目噴射より大きくする。この結果、先頭噴射の燃料噴射開始から２回目噴射の燃料噴射開始までの間隔ΔＩＴ１（第１燃料噴射間隔）、２回目噴射の燃料噴射開始から３回目噴射の燃料噴射開始までの間隔ΔＩＴ２（第２燃料噴射間隔）とも、図３５第４段目に示す従来の分割噴射の場合より長くなる。

なお、図３５の上４段でも、簡単のため低負荷運転条件のときと、中負荷運転条件のときと、高負荷運転条件のときとで先頭噴射の燃料噴射開始より３回目噴射の燃料噴射終了までの期間を同じに記載しているが、実際には高負荷運転条件のときのほうが低負荷運転条件のときより、３回目噴射の燃料噴射終了が遅くなる。従って、図３５の上４段の見方としても、低負荷運転条件のとき第３段目と第４段目とが同じスケールであり、中負荷運転条件のとき第２段目と第４段目とが同じスケールであり、高負荷運転条件のとき最上段と第４段目とが同じスケールであるとみなせばよい。このとき、高負荷運転条件では、先頭噴射の燃料噴射終了より２回目噴射の燃料噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より長くしかつ２回目噴射の燃料噴射終了より３回目噴射の燃料噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より短くしている。また、低負荷運転条件では、先頭噴射の燃料噴射終了より２回目噴射の燃料噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より短くしかつ２回目噴射の燃料噴射終了より３回目噴射の燃料噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より長くしている。

分割された３回の燃料噴射を行う場合には図３５最下段に示したように熱発生率ｄＱ／ｄθに２つのピークが生じるのであるが、本発明による分割された３回の燃料噴射によれば、低負荷運転条件で図３５最下段に一点鎖線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθの１回目のピークが、実線で示す従来の分割噴射の場合より低下し、そのぶん熱発生率ｄＱ／ｄθの２回目のピークが従来の分割噴射の場合より上昇している。一方、高負荷運転条件では、図３５最下段に短破線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθの１回目のピークが、実線で示す従来の分割噴射の場合より上昇し、２回目のピークがそのぶん従来の分割噴射の場合より下降している。

なお、分割された３回の燃料噴射を行う場合において中負荷運転条件のときには、分割３回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における予混合燃焼の比率を、低負荷運転時より相対的に高くしかつ高負荷運転時よりは相対的に小さくするため、図３５第２段目に示したように、３つの燃料噴射期間Ｍｐ１、Ｍｐ２、Ｍｐ３を全て同じにする点では従来の分割噴射の場合と同じでありながら、先頭噴射の燃料噴射終了より２回目噴射の燃料噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より長くし、かつ２回目噴射の燃料噴射終了より３回目噴射の燃料噴射開始までの間隔を従来の分割噴射の場合より短くする。

中負荷運転条件でこのような分割された３回の燃料噴射を行ったとき、図３５最下段に長破線で示したように、熱発生率ｄＱ／ｄθの特性も、低負荷運転時の特性を示す短破線と、高負荷運転時の特性を示す一点鎖線とのちょうど中間的な特性となっている。

このようにして、本発明では低負荷運転条件のときに分割された複数回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における拡散燃焼の比率を予混合燃焼の比率よりも相対的に高くすることにより、燃料噴射量の増加比率を高くして燃料噴射時期のリタード限界が拡大できるため、エンジンの出力制御性を損なうことなく高排気温度や低空気過剰率を実現することができる。一方、高負荷運転条件のときに本発明では分割された複数回の燃料噴射によって発生する燃焼全体における予混合燃焼の比率を拡散燃焼の比率よりも相対的に高くすることにより、スモークの増加を最小限にして目標とする高排気温度や低空気過剰率を実現することができる。

次に、使用燃料の燃料性状の一つであるセタン価について考慮する。

分割噴射の目的は、図２最上段に示す圧縮上死点近傍での一括燃料噴射（通常噴射）と異なり、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体によって、必要なエンジン出力と排気温度の上昇とを共に得ることであり、通常噴射で分割噴射と同じ量の燃料を一度に噴射する場合に比べて全体の燃料噴射期間を拡大して遅延化しているため、分割噴射における２回目以降の燃料噴射開始時期が、分割噴射における先頭噴射の燃料噴射開始時期より離れすぎると失火し、この逆に２回目以降の燃料噴射開始時期が先頭噴射の燃料噴射開始時期に近すぎと拡散燃焼主体の燃焼となってスモークが多く排出されるので、図２第２段目に示すように、先頭噴射の燃料の燃焼が継続している間に次の回の燃料を噴射させ、分割された各々の燃料噴射開始時期（燃料噴射間隔）を適正に設定することが重要である。

圧縮上死点近傍での燃料噴射と、膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行する分割噴射はこのような特徴を持っているので、分割された複数回の燃料噴射によって生じる全体の燃焼も使用燃料のセタン価の影響を強く受けやすい。

図３４、図３５で説明した分割噴射を行わせるためエンジンコントロールユニット３０内のメモリに予め用意するテーブルやマップの値は、当然ながらこれらテーブルやマップの値を適合するときに使用した燃料（この燃料を「標準燃料」とする。）に対して最適値を与えるため、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用される場合には、テーブルやマップの値がもはや最適値を与えることができない。すなわち、標準燃料よりもセタン価の低い燃料が使用されたのでは、分割された複数回の燃料噴射によって生じる全体の燃焼が非常に緩慢となって燃焼が不安定となり、燃料消費が悪化したり未燃成分であるＨＣが増加したりする。この逆に、標準燃料よりもセタン価の高い燃料が使用されたのでは、分割された複数回の燃料噴射によって生じる全体の燃焼における拡散燃焼の比率が増加し、相対的に予混合燃焼の比率が小さくなりスモークが増加してしまう。

この場合に、圧縮上死点近傍での一括噴射（通常噴射）であれば、標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時には同一の運転条件でも標準燃料よりセタン価の低い燃料を使用しての通常噴射による燃焼における予混合燃焼の比率を弱めて相対的に拡散燃焼の比率が高くなるように、通常噴射の燃料噴射開始時期を進角側に補正することで（図２最上段の長破線参照）、図２最下段に短破線で示したように、このときの熱発生率ｄＱ／ｄθのピークが、一点鎖線で示す標準燃料の使用時における通常噴射の熱発生率のピークよりも上昇しており、これにより燃料消費の悪化やＨＣの増加を抑制できる。この逆に、圧縮上死点近傍での一括噴射（通常噴射）である場合に、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時には同一の運転条件でも標準燃料よりセタン価の高い燃料を使用しての通常噴射による燃焼における拡散燃焼の比率を弱めて相対的に予混合燃焼の比率が高くなるように、通常噴射の燃料噴射開始時期を遅角側に補正することで（図２最上段の短破線参照）、図２最下段に長破線で示したように、このときの熱発生率のピークが、一点鎖線で示す標準燃料の使用時における熱発生率のピークよりも下降しており、これによりスモークの増加を抑制できる。

なお、通常噴射のうちには図３３最上段に示したように２回の燃料噴射を行う行うことがあるので、通常噴射のうち圧縮上死点近傍での一括燃料噴射のことを図２最上段（または図３３第２段目）に示したように「単段噴射」で表している。また、図２最下段の実線は図２第２段目に示した従来の分割された３回の燃料噴射（従来の分割噴射）を行う場合の熱発生率ｄＱ／ｄθの特性を参考のため示している。

このように、圧縮上死点近傍での一括噴射（通常噴射）を対象として、使用燃料のセタン価の相違に対応して燃料噴射開始時期をどのように制御したらよいのかを示した図２最上段及び最下段を参考にして、本発明では、図３（分割された２回の燃料噴射を行う場合）、図４（分割された３回の燃料噴射を行う場合）に示すように、使用燃料のセタン価に応じても最適な分割噴射を実行する。すなわち、エンジンの負荷と回転速度とが同一の条件（同一の運転条件）において、標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時には標準燃料の使用時より着火性が良好となるため、標準燃料の使用時よりも拡散燃焼の比率を弱めて相対的に予混合燃焼の比率が高くなるように分割噴射を制御し、この逆に、標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時には標準燃料の使用時より着火性が悪くなるため、標準燃料の使用時よりも予混合燃焼の比率を弱めて相対的に拡散燃焼の比率が高くなるように分割噴射を制御する。

具体的には分割された２回の燃料噴射を行う場合であれば、標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時に、図３第２段目に示したように、先頭噴射、２回目噴射の各燃料噴射開始時期を、図３第３段目に示す標準燃料使用時の従来の分割された２回の燃料噴射（従来の分割噴射）の場合よりも遅角側に補正すると共に、先頭噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正値Ｒｅｔａｒｄ１よりも２回目噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正値Ｒｅｔａｒｄ２のほうを大きくする（Ｒｅｔａｒｄ１＜Ｒｅｔａｒｄ２）ことによって、同一の運転条件であっても標準燃料の使用時よりも相対的に予混合燃焼の比率が高くなるようにする。分割された３回の燃料噴射を行う場合であれば、標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時に、図４第２段目に示したように、先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各燃料噴射開始時期を、図４第３段目に示す標準燃料使用時の従来の分割された３回の燃料噴射（従来の分割噴射）の場合よりも遅角側に補正すると共に、先頭噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正値Ｒｅｔａｒｄ１よりも２回目噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正値Ｒｅｔａｒｄ２のほうを大きくし、かつ２回目噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正値Ｒｅｔａｒｄ２よりも３回目噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正値Ｒｅｔａｒｄ３のほうを大きくする（Ｒｅｔａｒｄ１＜Ｒｅｔａｒｄ２＜Ｒｅｔａｒｄ３）ことによって、同一の運転条件であっても標準燃料の使用時よりも相対的に予混合燃焼の比率が高くなるようにする。

図３、図４には標準燃料使用時の従来の分割噴射との比較を示しているが、図３３、図３４に示した標準燃料使用時の本発明に係る分割噴射との関係は次のようになる。すなわち、図１０に示すように、標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時には、同一の運転条件のとき、全体として燃料噴射開始時期を標準燃料使用時よりも遅角側に補正することとなる。

ここで、図１０は分割された複数回の燃料噴射各々の噴射開始時期補正値のセタン価に対する特性を示したもので、横軸にセタン価を（Ｃ０は標準燃料のセタン価）、縦軸に噴射開始時期補正値を採っている。標準燃料のとき噴射開始時期補正値はゼロであり、噴射開始時期補正値が正であるとき進角側への補正値であることを、負であるとき遅角側への補正値であることを意味している。特性のうち実線は先頭噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１を、長破線は２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ２を、短破線は３回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ３をそれぞれ表している。同特性によれば、使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より高い場合に、先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の３つの燃料噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３がいずいれも負の値となっているため、分割された３回の燃料噴射の燃料噴射開始時期の全てが遅角側に補正されることとなる。そして、使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より高い場合に、実線で示す先頭噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１よりも長破線で示す２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ２のほうが小さく（絶対値としては大きい）、かつ長破線で示す２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ２よりも短破線で示す３回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ３のほうが小さく（絶対値としては大きい）なっている（ＩＴ ＣＮ１＞ＩＴ ＣＮ２＞ＩＴ ＣＮ３）。

このように、標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時には、セタン価が高いために分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における燃焼期間が短縮することから、全体として燃料噴射開始時期を標準燃料の使用時よりも遅角側に補正したとき、分割された２回の燃料噴射を行う場合には図３最下段に長破線で示したように、また分割された３回の燃料噴射を行う場合には図４最下段に長破線で示したようにそれぞれ熱発生率ｄＱ／ｄθが、実線で示す標準燃料の使用時における従来の分割噴射の熱発生率のピークよりも下降しており、燃焼全体は緩慢にならず適正な状態を保つことができる。これにより、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時においても、スモークの排出量を増加させることなく、高排気温度や低空気過剰率を実現することができることとなった。

ここで、市場に流通している燃料のセタン価は、燃料の製造メーカー、地域あるいは季節によって変動するので、本発明では、市場に流通している燃料の平均的なセタン価を有する燃料を標準燃料として設定している。ただし、標準燃料の設定方法はこれに限られるものでなく、市場に流通している燃料のうちの最もセタン価の高い燃料や最もセタン価の低い燃料を標準燃料として設定することができる。

一方、標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時には先頭噴射の燃料噴射開始時期だけを進角側に補正する。先頭噴射の後の回の燃料噴射（分割された２回の燃料噴射を行う場合には２回目噴射、分割された３回の燃料噴射を行う場合には２回目噴射及び３回目噴射）の燃料噴射開始時期については進角側に補正することはせず、標準燃料の使用時と同じ燃料噴射開始時期とする。つまり、図１０に示すように使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より低い場合に、実線で示す先頭噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１は正の値（進角側の値）であるのに対して、長破線で示す２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ２、短破線で示す３回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ３はいずれもゼロとなっている。

ここで、標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時に、分割された２回目以降の燃料噴射の燃料噴射開始時期を標準燃料の使用時と同じとするのは次の理由からである。すなわち、標準燃料よりセタン価の低い燃料では着火遅れ期間が標準燃料よりも拡大することを考慮して先頭噴射の燃料噴射開始時期を進角側に補正したとき、その先頭噴射による燃料の燃焼開始点が標準燃料での燃焼開始点と同じになり、その燃焼によって後続の噴射燃料はセタン価が標準燃料より低くてもほとんど遅れなく燃焼を開始することを実験により確認しており、２回目以降の燃料噴射の燃料噴射開始時期についてまで進角側に補正する必要がないためである。

このように、標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時に、先頭噴射の燃料噴射開始時期だけを標準燃料の使用時よりも進角側に補正したとき、分割された２回の燃料噴射を行う場合には熱発生率ｄＱ／ｄθが、図３最下段に短破線で示したように、図３第３段目に示す標準燃料使用時の従来の分割噴射の場合とほぼ同様に変化し、また分割された３回の燃料噴射を行う場合には熱発生率ｄＱ／ｄθが、図４最下段に短破線で示したように、図４第３段目に示す標準燃料使用時の従来の分割噴射の場合とほぼ同様に変化するため、標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時においても、ＨＣ排出量や燃費悪化を増大させることなく高排気温度や低空気過剰率を実現できることとなった。

なお、図３、図４では、分割された複数回の燃料噴射の各噴射期間（図３ではＭｐ１、Ｍｐ２の２つ、図４ではＭｐ１、Ｍｐ２、Ｍｐ３の３つ）を同じにして示しているが、エンジンの運転条件（運転状態）が相違しても、分割された複数回の燃料噴射の各噴射期間が常に同じになるというわけではない。分割された２回の燃料噴射を行う場合に、図３４の上２段に示したように、高負荷運転条件のときと低負荷運転条件のときとで先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１と２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２が相違するのが、また、分割された３回の燃料噴射を行う場合に、図３５の上３段に示したように、高負荷運転条件のときと中負荷運転条件のときと低負荷運転条件のときとで先頭噴射の噴射期間Ｍｐ１と２回目噴射の噴射期間Ｍｐ２と３回目噴射の噴射期間Ｍｐ３とが相違するのが本来である。従って、図３、図４において上２段は、同一の運転条件におけるセタン価の違いを燃料噴射開始時期にどのように反映させるのかを強調して示した波形であり、エンジンの運転条件の違いは全く考えていない。逆に言うと、エンジンの運転条件の違いについても含めた波形で表そうとすると複雑になるので、エンジンの運転条件の違いは含めていない。

さらに述べると、標準燃料の使用時において、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率は、エンジンの運転条件（エンジン負荷、回転速度）により所定値へと一義的に定まる。例えば、エンジン負荷が高くなるほどまたはエンジン回転速度が上昇するほど予混合燃焼の比率が増加し拡散燃焼の比率が減少する。この場合において、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用されると、運転条件（運転状態）が同じでも使用燃料のセタン価の相違により、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、標準燃料の使用時に運転状態により定まっている所定の比率を外れて、小さくなる側やその反対に大きくなる側へと変化し、これにより、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における燃焼状態も、標準燃料の使用時に運転状態により定まっている燃焼状態より外れて変化し、従って望みの特性が得られなくなってしまう。そこで、本発明は、運転状態が同じであれば、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用されるときでも、運転状態により一義的に定まる所定の比率になるように、使用燃料のセタン価に基づいて、分割された複数回の燃料噴射の各燃料噴射開始時期を補正するのである。

このため、標準燃料に対して適合している、分割された複数回の燃料噴射の各燃料噴射開始時期を運転条件に基づいて算出すると共に、使用燃料のセタン価に応じて変化する噴射開始時期補正値を導入し、この噴射開始時期補正値によって、分割された複数回の燃料噴射の各燃料噴射開始時期を補正するように構成する。具体的に、分割された３回の燃料噴射を行う場合で述べると、標準燃料に対して適合している３つの燃料噴射開始時期（先頭噴射の燃料噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１、２回目噴射の燃料噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２、３回目噴射の燃料噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３）がそのときの運転条件（負荷と回転速度）に応じて定まったとして、これら３つの各燃料噴射開始時期に図１０に示した３つの各噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３を用いて対応する各燃料噴射開始時期を次式により補正することにより３つの各目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ１、ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ２、ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ３を算出するのである。

ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ１＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１＋ＩＴ ＣＮ１…（補１ａ）
ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ２＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２＋ＩＴ ＣＮ２…（補１ｂ）
ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ３＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３＋ＩＴ ＣＮ３…（補１ｃ）
ここで、補正前の３つの各燃料噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３の単位としては、圧縮上死点より所定のクランク角度区間遅角させたクランク角位置を基準として、これより進角側に計測したクランク角度を採っている。従って、噴射開始時期補正値が負の値であれば目標噴射開始時期が遅角し、この逆に噴射開始時期補正値が正の値であれば目標噴射開始時期が進角することとなる。

さて、ここまでは、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を変更する方法が、燃料噴射開始時期を進遅角補正する方法である場合で説明したが、燃料噴射圧力を補正することによっても、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を変更できることから、図１１に示すように、標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時に、燃料噴射圧力を標準燃料の使用時よりも減少側に補正し、この逆に標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時に、燃料噴射圧力を標準燃料の使用時よりも増大側に補正する。

ここで、図１１は使用燃料のセタン価に対する噴射圧力補正値の特性を示したもので、横軸にセタン価を（Ｃ０は標準燃料のセタン価）、縦軸に噴射圧力補正値を採っている。標準燃料のとき噴射圧力補正値はゼロであり、噴射圧力補正値が正であるとき増大側への補正値であることを、負であるとき減少側への補正値であることを意味している。同特性によれば、使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より低い場合に、正の噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮにより燃料噴射圧力が増大側に補正され、この逆に使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より高い場合に、負の値の噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮにより燃料噴射圧力が減少側に補正されることとなる。

このように、標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時に、燃料噴射圧力を標準燃料の使用時よりも増大側に補正したとき、その燃料噴射圧力の増大補正分だけ燃料の霧化拡散が良好になって、分割された複数回の燃料噴射によって生じる全体の燃焼における予混合燃焼の比率が小さくなり相対的に拡散燃焼の比率が大きくなる。また、標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時に、燃料噴射圧力を標準燃料の使用時よりも減少側に補正したとき、その燃料噴射圧力の減少補正分だけ燃料の霧化拡散が悪くなって、分割された複数回の燃料噴射によって生じる全体の燃焼における予混合燃焼の比率が大きくなり相対的に拡散燃焼の比率が小さくなる。

このようにして、燃料噴射圧力を変更することによっても、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を変更できる。

このため、本発明では、セタン価に応じて変化する噴射開始時期補正値とは別に、セタン価に応じて変化する噴射圧力補正値をも導入しており、この噴射圧力補正値によっても、運転条件に応じた燃料噴射圧力を補正するように構成する。具体的に述べると、標準燃料に対して適合している燃料噴射圧力、つまり基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄがそのときの運転条件（負荷と回転速度）に応じて定まったとして、この基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄを図１１に示した噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮを用いて次式により補正することにより目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔを算出するのである。

ＩＰ ｔａｒｇｅｔ＝ＩＰ ｓｔｄ＋ＩＰ ＣＮ …（補２）
また、ＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理を速やかに完了させるためには、目標とする高排気温度及び目標とする低空気過剰率を短時間で実現することが望ましい。このため、図６に示すように、本発明では触媒温度に応じて、分割総噴射量が異なる二通りの分割噴射を実行する。

ここで、図６はこの二通りの分割噴射における分割総噴射量の特性を示したもので、横軸にアクセル開度Ａｃｃを、縦軸に総燃料噴射量を採っている。特性のうち短破線はＤＰＦ再生処理の初期段階やＳ被毒解除処理の初期段階での分割総噴射量を、長破線はＤＰＦ再生処理の初期段階の後やＳ被毒解除処理の初期段階の後での分割総噴射量を表している。同特性によれば、ＤＰＦ再生処理の初期段階やＳ被毒解除処理の初期段階（排気温度は低温側にある）での分割総噴射量を、ＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理の初期段階の後（排気温度は高温側にある）での分割総噴射量よりもさらに増量している。なお、図５のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線断面部での特性を図６にまとめて示しており、従って、図６においてＡは低回転速度時の、Ｂは中回転速度時の、Ｃは高回転速度時の特性を示している。

このように、触媒温度に応じて、分割総噴射量が異なる二通りの分割噴射を実行することで、ＤＰＦ再生処理の初期段階やＳ被毒解除処理の初期段階にある場合に目標とする高排気温度及び目標とする低空気過剰率に短時間で到達させることができる。

ＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理が初期段階にあるのかそれとも初期段階の後にあるのかは次のようにして判定する。すなわち、触媒温度が所定の目標温度上限値（Ｔ２２）以下でかつ所定の目標温度下限値（Ｔ２１）以上の場合に、ＤＰＦ再生処理の初期段階の後やＳ被毒解除処理の初期段階初期段階の後にあると、また触媒温度が目標温度下限値（Ｔ２１）未満の場合にＤＰＦ再生処理の初期段階やＳ被毒解除処理の初期段階にあると判定する。

後述するフローチャートでは、触媒温度（排気浄化装置の温度）に応じてＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理が初期段階にあるのかそれとも初期段階の後にあるのかを判定する場合で説明するが、排気温度に応じてＤＰＦ再生処理やＳ被毒解除処理が初期段階にあるのかそれとも初期段階の後にあるのかを判定するようにしてもかまわない。

そして、ＤＰＦ再生処理の初期段階やＳ被毒解除処理の初期段階であることが判定されたときにはこの初期段階に応じた分割噴射を、またＤＰＦ再生処理の初期段階の後やＳ被毒解除処理の初期段階の後であることが判定されたときには初期段階の後に応じた分割噴射を行う。本発明では、ＤＰＦ再生処理の初期段階やＳ被毒解除処理の初期段階で行う分割噴射を「第２分割噴射」、それらの初期段階の後に行う分割噴射を「第１分割噴射」として区別する。なお、本発明に係る２つの分割噴射（第１分割噴射および第２分割噴射）を本実施形態では、ＤＰＦ再生処理、Ｓ被毒解除処理に限らず、リッチスパイク処理、触媒１６（触媒１６のほか酸化触媒も含む）の暖機促進処理の各処理にも適用する。

また、前述したセタン価に応じた燃料噴射開始時期の補正及びセタン価に応じた燃料噴射圧力の補正は圧縮上死点近傍での一括噴射（通常噴射）の場合にも有効であるため、本発明では圧縮上死点近傍での一括噴射（通常噴射）に対しても適用する。

後述するフローチャートでは、セタン価に応じた燃料噴射開始時期の補正と、セタン価に応じた燃料噴射圧力の補正との両方を行う場合で説明するが、これに限られるものでなく、セタン価に応じた燃料噴射開始時期の補正と、セタン価に応じた燃料噴射圧力の補正とのいずれか一方だけを行うようにしてもかまわない。

エンジンコントロールユニット３０により実行されるこの制御を以下のフローチャートを参照して詳述する。

図１６〜図２７のフローチャートは排気浄化処理を実行するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎や１００ｍｓｅｃ毎）に実行する。

ここで、図１６〜図２７のうちの幾つかのステップには図２８〜図３２に示したサブルーチンを用意している。すなわち、図２８のフローは、図１７ステップ１０９、１０６、図１８ステップ２１１、２０６の各サブルーチン、図２９のフローは、図１７ステップ１０３、図１８ステップ２０３、図２７ステップ１１０２の各サブルーチン、図３０のフローは、図１７ステップ１１０、図１８ステップ２１２、図２７ステップ１１０３の各サブルーチン、図３１のフローは、図１７ステップ１０４、図１８ステップ２０４、図１９ステップ３０１、図２０ステップ４０１の各サブルーチン、図３２のフローは、図１６ステップ１６のサブルーチンである。

図１６においてステップ１では、各種センサからの信号を読み込む。

ステップ２では、使用燃料（軽油）のセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒを計算する。セタン価Ｃｎｕｍｂｅｒの計算には、例えば特開２００４−２３９２２９公報に記載されている技術を用いればよい。この公知技術ついて簡単に説明しておくと、まず、エアフローメータ７によって検出される吸入空気流量Ｑ ａｉｒと、空燃比センサ４０により検出される排気の実空燃比ＡＦ ｒｅａｌとから、次の式により実燃料供給重量Ｇ ｍａｉｎを求める。

Ｇ ｍａｉｎ＝Ｑ ａｉｒ／ＡＦ ｒｅａｌ …（１）
次いで、実燃料供給重量Ｇ ｍａｉｎと燃料噴射弁１５による実際の燃料噴射量（燃料供給量）Ｑ ｍａｉｎ（＝後述する基準噴射量Ｑ ｓｔｄ）とに基づいて実比重Ｇ ｆｕｅｌを次の式により求める。

Ｇ ｆｕｅｌ＝Ｇ ｍａｉｎ／Ｑ ｍａｉｎ …（２）
そして、この実比重Ｇ ｆｕｅｌと燃料温度センサ３５により検出される燃料温度Ｔｆとから標準比重（基準温度、例えば標準温度２０℃での比重）Ｇ ｓｔｄを求め、当該標準比重Ｇｓｔｄをパラメータとして、軽油のセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒを求める。標準比重をパラメータとするセタン価のテーブルはエンジンコントロールユニット３０のＲＯＭに予め記憶させておく。

ここで、軽油にあっては、セタン価は標準比重に反比例して低下し、また標準比重が低いほど蒸発性が高い（つまり留出温度が低い）という特性を有している。

ステップ３では、触媒温度センサ３７により検出される触媒温度Ｔ１と触媒活性温度上限値Ｔ５２を比較する。触媒活性温度上限値Ｔ５２は触媒１６が安定した活性を得られる温度（約２２０℃）である。触媒温度Ｔ１が触媒活性温度上限値Ｔ５２未満の場合には、触媒１６が冷機状態にあり、従って触媒暖機促進要求があると判定して、触媒暖機促進処理へ移行する。この触媒暖機促進処理については図２７のフローにより後述する。

触媒温度Ｔ１が触媒活性温度上限値Ｔ５２以上であるときには触媒１６の暖機が完了したと判断しステップ３よりステップ４〜６に進む。

ステップ４では、ＮＯｘ堆積量を計算する。ＮＯｘ堆積量は、例えば特許第２６００４９２号公報第６頁に記載されているＮＯｘ吸収量の計算のように、エンジン回転速度の積算値から推測してもよいし走行距離から推測してもよい。なお、積算値を用いる場合には、リッチスパイク処理によって触媒１６の再生を終了した時点（Ｓ被毒解除処理の実行により触媒１６の再生が同時になされた時点も含む）で、その積算値をリセットする。

ステップ５では、Ｓ堆積量を計算する。Ｓ堆積量も、上記ＮＯｘ堆積量の計算と同様に、エンジン回転速度の積算値や走行距離から推測すればよい。なお、積算値を用いる場合には、Ｓ被毒解除処理によってＳ被毒解除が終了した時点で、その積算値をリセットする。

ステップ６では、ＰＭ堆積量を例えば次のように計算する。ＰＭ堆積量が増えればＤＰＦ１７の入口側排気圧力が上昇することから、排気圧力センサ３８によりＤＰＦ１７の入口側排気圧力Ｐ１を検出し、現在の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、負荷Ａｃｃ）での基準排気圧力との比較によりＰＭ堆積量を推定する。なお、前回のＤＰＦ再生終了からのエンジン回転速度の積算値や前回のＤＰＦ再生終了からの走行距離と、そのときの排気圧力とを組み合わせて、ＰＭ堆積量を推定するようにしてもよい。なお、積算値を用いる場合には、ＤＰＦ再生処理によってＤＰＦ再生が終了した時点で、その積算値をリセットする。

ステップ７では、ＤＰＦ再生フラグ（以下「ｒｅｇフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｅｇフラグ＝１はＤＰＦ再生処理中であることを示す。ｒｅｇフラグ＝１の場合にはＤＰＦ再生処理に進む。このＤＰＦ再生処理については図１７のフローにより後述する。

ｒｅｇフラグ＝０であるときにはステップ７よりステップ８に進み、Ｓ被毒解除フラグ（以下「ｄｅｓｕｌフラグ」という。）をみる。ここで、ｄｅｓｕｌフラグ＝１はＳ被毒解除処理中であることを示す。ｄｅｓｕｌフラグ＝１の場合にはＳ被毒解除処理に進む。このＳ被毒解除処理については図１８のフローにより後述する。

ｄｅｓｕｌフラグ＝０であるときにはステップ８よりステップ９に進み、リッチスパイクフラグ（以下「ｓｐフラグ」という。）をみる。ここで、ｓｐフラグ＝１はリッチスパイク処理中であることを示す。ｓｐフラグ＝１の場合には、後述する図１９のリッチスパイク処理に進む。

ｓｐフラグ＝０であるときにはステップ９よりステップ１０に進み、ＤＰＦ溶損防止フラグ（以下「ｒｅｃフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｅｃフラグ＝１はＤＰＦ再生処理後の溶損防止処理中またはＳ被毒解除処理後の溶損防止処理中であることを示す。ＤＰＦ溶損防止フラグ＝１の場合にはＤＰＦ溶損防止処理へ進む。このＤＰＦ溶損防止処理については図２０のフローにより後述する。

ｒｅｃフラグ＝０であるときにはステップ１０よりステップ１１に進み、ＤＰＦ再生処理要求フラグ（以下「ｒｑ−ＤＰＦフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１はＤＰＦ再生処理の要求が出ていることを示す。ＤＰＦ再生処理の要求が出ている状態は通常時以外の状態である。後述するように、Ｓ被毒解除処理の要求が出ている状態、リッチスパイク処理要求が出ている状態、触媒暖機促進処理要求が出ている状態も通常時以外の状態である。ｒｅ−ＤＰＦフラグ＝１の場合にはＤＰＦ再生処理要求が出ている場合の２つの処理（ＤＰＦ再生処理とリッチスパイク処理）の優先順位を決定する。このＤＰＦ再生処理要求が出ている場合の２つの処理の優先順位の決定については図２１のフローにより後述する。

ｒｑ−ＤＰＦフラグ＝０であるときにはステップ１１よりステップ１２に進み、Ｓ被毒解除処理要求フラグ（以下「ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１はＳ被毒解除処理の要求が出ていることを示す。ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１である場合には、Ｓ被毒解除処理要求が出ている場合の２つの処理（Ｓ被毒解除処理とリッチスパイク処理）の優先順位を決定する。このＳ被毒解除処理要求が出ている場合の２つの処理の優先順位の決定については図２２のフローにより後述する。

ｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝０であるときにはステップ１２よりステップ１３に進み、リッチスパイク処理要求フラグ（以下「ｒｑ−ｓｐフラグ」という。）をみる。ここで、ｒｑ−ｓｐフラグ＝１はリッチスパイク処理要求が出ていることを示す。ｒｑ−ｓｐフラグ＝１の場合には図２３のステップ７０１に進みｓｐフラグ＝１にする。ｓｐフラグ＝１になると、次回のタイミングでステップ９より図１９のリッチスパイク処理に移行することになる。

ｒｑ−ｓｐフラグ＝０であるときにはステップ１３よりステップ１４に進み、ステップ６で計算したＰＭ堆積量と所定値ＰＭ１を比較する。ＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１を超えると、ＤＰＦ再生時期になったと判断し、図２４のステップ８０１に進みｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１とする。

ＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１以下であるときにはＤＰＦ再生処理を行う必要がないので、ステップ１４よりステップ１５に進み、ステップ５で計算したＳ堆積量と所定値Ｓ１を比較する。Ｓ堆積量が所定値Ｓ１を超えると、Ｓ被毒解除時期になったと判断し、図２５のステップ９０１に進みｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１とする。

Ｓ堆積量が所定値Ｓ１以下であるときにはｓ被毒解除処理を行う必要がないので、ステップ１５よりステップ１６に進み、ステップ４で計算したＮＯｘ堆積量と所定値ＮＯｘ１を比較する。ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１を超えると触媒１６の再生時期になったと判断し、図２６のステップ１００１に進み、ｒｑ−ｓｐフラグ＝１とする。

ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下であるときにはリッチスパイク処理を行う必要がないので、ステップ１６よりステップ１７に進み、ＤＰＦ再生処理、Ｓ被毒解除処理、リッチスパイク処理、およびＤＰＦ溶損防止処理のいすれの処理も必要ないため、エンジンの基本制御を行う。このエンジンの基本制御については図３２のフローにより後述する。

図１７はＤＰＦ再生処理を実行するためのものである。

この処理（制御モード）は、前々回のタイミングにおいて図１６のステップ１４でＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１に達し、図２４のステップ８０１に進んでｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１となり、これを受けて前回のタイミングにおいて、後述する図２１のステップ５０５でｒｅｇフラグ＝１となると今回のタイミングより開始される。

ステップ１０１、１０２では、ＤＰＦ温度センサ３９により検出されるＤＰＦ温度Ｔ２と、ＤＰＦ再生のための目標温度上限値Ｔ２２（約６５０℃）、ＤＰＦ再生のための目標温度下限値Ｔ２１（約６００℃）を比較する。これは温度域を３つに分割し、その分割した温度域毎に主噴射について異なる燃料噴射方式（つまり通常噴射、本発明に係る第１分割噴射、本発明に係る第２分割噴射）に割り振るためである。

ＤＰＦ温度Ｔ２が目標温度上限値Ｔ２２を超えている温度域のときにはステップ１０９へ進んで、通常噴射を実行する（前回に本発明に係る第１分割噴射を実行していたときには通常噴射に切換え、前回にも通常噴射を実行していたときには通常噴射を維持する）。つまり、エンジンの運転条件が高負荷、高回転速度の条件であれば排気温度を上昇させなくてもＤＰＦ１７を再生できる温度に達するためＤＰＦ１７は自然に再生される（自己再生と呼ばれる）。このようなときには排気温度を上昇させる必要がないし、逆に昇温すると排気温度が高くなりすぎてＤＰＦ１７が急激に再生され、クラックや溶損等の事態を招く恐れがあるので、目標温度上限値Ｔ２２を超えている温度域では通常噴射を行い、本発明に係る分割噴射による排気の昇温を行わない。

ＤＰＦ温度Ｔ２が目標温度下限値Ｔ２１以上でかつ目標温度上限値Ｔ２２以下にある温度域のときには、ステップ１０１、１０２よりステップ１０３へ進んで、本発明に係る第１分割噴射を実行する（前回に通常噴射を行っていたときには本発明に係る第１分割噴射に切換え、前回に本発明に係る第１分割噴射を行っていたときには本発明に係る第１分割噴射を維持する）。

この本発明に係る第１分割噴射は燃焼安定性を悪化させず、燃費悪化およびＨＣやスモーク増加を最小限に止めることを重視した燃焼を実現するためのものである。この本発明に係る第１分割噴射については図２９により後述する。

ＤＰＦ温度Ｔ２が目標温度下限値Ｔ２１未満である温度域のときにはステップ１０１、１０２よりステップ１１０へ進んで、本発明に係る第２分割噴射を実行する（前回に通常噴射を行っていたときには本発明に係る第２分割噴射に切換え、前回に本発明に係る第２分割噴射を行っていたときには本発明に係る第２分割噴射を維持する）。

この本発明に係る第２分割噴射は特に短時間昇温を重視した燃焼を実現するためのものである。この本発明に係る第２分割噴射については図３０により後述する。

ステップ１０４では、排気の空気過剰率（λ）を１．１〜１．４の値に制御する。すなわち、後述する図３１のサブルーチンに従って目標空気過剰率λｍを１．１〜１．４の値に設定して空気過剰率を制御する。

ここで、ＤＰＦ１７を再生するときの排気の目標空気過剰率はＰＭ堆積量によって異なるため図１５のように設定している。図１５のようにＰＭ堆積量が多くなるほど目標空気過剰率を小さくしているのはＰＭ堆積量が多くなるほどＰＭの再燃焼が活発になるため温度上昇が過大になってＤＰＦ１７が焼損することが考えられるので、これを回避するためである。すなわち、図１５に示すようにＰＭ堆積量が多くなるほど目標空気過剰率を小さく設定して排気中の酸素濃度を低下させ、ＰＭの再燃焼速度を抑制しＤＰＦ１７が過度に昇温しないようにしている。

ステップ１０５では、タイマ値ｔ１と所定時間ｔ ｄｐｆｒｅｇを比較する。このタイマ値ｔ１はｒｅｇフラグ＝１となったときに起動されるタイマで、ＤＰＦ再生処理開始からの時間を計測するためのものである。タイマ値ｔ１が所定時間ｔ ｄｐｆｒｅｇを経過する前にはそのまま今回の処理を終了する。

ＤＰＦ再生処理開始から所定時間ｔ ｄｐｆｒｅｇが経過したときには、ＤＰＦ１７に堆積したＰＭの燃焼除去が終了していると判断しステップ１０６、１０７、１０８へ進む。

ステップ１０６では、ＤＰＦ再生処理が終了したので、それまで本発明に係る分割噴射が行われていたときにはその分割噴射から通常噴射に切換えて排気温度の上昇を停止し、ＤＰＦ１７の加熱を停止する。

ステップ１０７ではＤＰＦ再生処理の終了を示すためにｒｅｇフラグ＝０にする。

ステップ１０８ではＤＰＦ溶損防止処理に移るためｒｅｃフラグ＝１にする。ＤＰＦ溶損防止処理は、ＤＰＦ再生処理が終了したタイミングでＤＰＦ１７にＰＭの燃え残りがあった場合にも、通常のリーン運転に戻すため排気の空気過剰率を１．４を超える値へと急に大きくしたのでは、燃え残ったＰＭが一気に再燃焼してＤＰＦ１７の急激な温度上昇を招きＤＰＦ１７が溶損する、という可能性を回避するために行うものである。

図１８はＳ被毒解除処理を実行するためのものである。

この処理は、前々回のタイミングにおいて図１６のステップ１５でＳ堆積量が所定値Ｓ１に達し、図２５のステップ９０１に進んでｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１となり、これを受けて前回のタイミングにおいて、後述する図２２のステップ６０４でｄｅｓｕｌフラグ＝１となると今回のタイミングより開始される。

このＳ被毒解除の処理そのものは、前述したＤＰＦ再生処理と同様である。

ステップ２０１、２０２では、触媒温度センサ３７により検出される触媒温度Ｔ１と、Ｓ被毒解除のための目標温度上限値Ｔ４２（約７００℃）、Ｓ被毒解除のための目標温度下限値Ｔ４１（約６００℃）を比較する。これも温度域を３つに分割し、その分割した温度域毎に主噴射について異なる燃料噴射方式（つまり通常噴射、本発明に係る第１分割噴射、本発明に係る第２分割噴射）に割り振るためである。

触媒温度Ｔ１が既に目標温度上限値Ｔ４２を超えている温度域のときにはステップ２１１へ進んで、通常噴射を実行する（前回に本発明に係る第１分割噴射を実行していたときには通常噴射に切換え、前回にも通常噴射を実行していたときには通常噴射を維持する）。つまり、エンジンの運転条件が高負荷、高回転速度の条件であれば排気温度を上昇させなくてもＳ被毒解除ができる温度に達してＳが触媒１６より離脱し下流へと吹き飛ばされるため触媒１６は自然にＳ被毒から解除される。このようなときには排気を上昇させる必要がないし、逆に昇温すると排気温度が高くなりすぎて触媒１６の熱劣化を促進する事態を招く恐れがあるので、目標温度上限値Ｔ４２を超えている温度域では通常噴射を行い、本発明に係る分割噴射による排気の排気の昇温を行わない。

触媒温度Ｔ１が目標温度下限値Ｔ４１以上でかつ目標温度上限値Ｔ４２以下にある温度域のときには、ステップ２０１、２０２よりステップ２０３へ進んで、本発明に係る第１分割噴射を実行する（前回に通常噴射を行っていたときには本発明に係る第１分割噴射に切換え、前回に本発明に係る第１分割噴射を行っていたときには本発明に係る第１分割噴射を維持する）。

この本発明に係る第１分割噴射は燃焼安定性を悪化させず、燃費悪化およびＨＣやスモーク増加を最小限に止めることを重視した燃焼を実現するためのものである。この本発明に係る第１分割噴射については図２９により後述する。

触媒温度Ｔ１が目標温度下限値Ｔ４１未満である温度域のときにはステップ２０１、２０２よりステップ２１２へ進んで、本発明に係る第２分割噴射を実行する（前回に通常噴射を行っていたときには本発明に係る第２分割噴射に切換え、前回に本発明に係る第２分割噴射を行っていたときには本発明に係る第２分割噴射を維持する）。

この本発明に係る第２分割噴射は特に短時間昇温を重視した燃焼を実現するためのものである。この本発明に係る第２分割噴射については図３０により後述する。

ステップ２０４では、排気の空気過剰率を１．０（理論空燃比）に制御する。すなわち、後述する図３１のフローに従って目標空気過剰率λｍを１．０（理論空燃比）に設定して空気過剰率を制御する。

ステップ２０５では、タイマ値ｔ２と所定時間ｔ ｄｅｓｕｌを比較する。このタイマ値ｔ２はｄｅｓｕｌフラグ＝１となったときに起動されるタイマで、Ｓ被毒解除処理開始からの時間を計測するためのものである。タイマ値ｔ２が所定時間ｔ ｄｅｓｕｌを経過する前にはそのまま今回の処理を終了する。

Ｓ被毒解除処理開始から所定時間ｔ ｄｅｓｕｌが経過したときには、Ｓ被毒解除が終了していると判断しステップ２０６〜２１０へ進む。

ステップ２０６では、Ｓ被毒解除処理が終了したので、それまで本発明に係る分割噴射が行われていたときにはその分割噴射から通常噴射に切換えて排気温度の上昇を停止し、触媒１６の加熱を停止する。

ステップ２０７ではステップ２０４での空気過剰率制御を解除し、通常のリーン運転が得られる空気過剰率に戻す。

ステップ２０８ではＳ被毒解除処理の終了を示すためにｄｅｓｕｌフラグ＝０にする。

ステップ２０９ではＤＰＦ溶損防止処理に移るためｒｅｃフラグ＝１にする。Ｓ被毒解除処理はＤＰＦ１７の再生を目的にしていないものの、Ｓ被毒解除処理が終了した段階でＤＰＦ１７にＰＭが堆積している場合にも、通常のリーン運転に戻すため排気の空気過剰率を１．４を超える値へと急に大きくしたのでは、ＤＰＦ１７に堆積しているＰＭが一気に再燃焼してＤＰＦ１７の急激な温度上昇を招きＤＰＦ１７が溶損する可能性があるので、このような可能性をなくすため、Ｓ被毒解除処理の終了後にもＤＰＦ溶損防止処理を行う。

ステップ２１０ではｒｑ−ｓｐフラグ＝０にする。ｒｑ−ｓｐフラグ＝０にする理由は次の通りである。Ｓ被毒解除処理を行うと、触媒１６が長時間、理論空燃比の雰囲気に晒されるため触媒１６の再生が同時に行われ、改めてリッチスパイク処理を行う必要がなくなる。そこで、リッチスパイク処理要求が出ていた場合にこれを取下げるためにｒｑ−ｓｐフラグ＝０にするものである。

図１９はリッチスパイク処理を実行するためのものである。

この処理は、前々回のタイミングにおいて図１６のステップ１６でＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１に達し、図２６のステップ１００１に進んでｒｑ−ｓｐフラグ＝１となり、これを受けて前回のタイミングにおいて、後述する図２１のステップ５０８または図２２の６０７でｓｐフラグ＝１となると今回のタイミングより開始される。

ステップ３０１では、排気の空気過剰率を１．０未満の値（空燃比はリッチ）に制御する。すなわち、後述する図３１のフローに従って目標空気過剰率λｍを１．０未満の値に設定して空気過剰率を制御する。

ステップ３０２では、タイマ値ｔ３と所定時間ｔ ｓｐｉｋｅを比較する。このタイマ値ｔ３はｓｐフラグ＝１となったときに起動されるタイマで、リッチスパイク処理開始からの時間を計測するためのものである。タイマ値ｔ３が所定時間ｔ ｓｐｉｋｅを経過する前にはそのまま今回の処理を終了する。

リッチスパイク処理開始から所定時間ｔ ｓｐｉｋｅが経過したときには触媒１６の再生が終了していると判断し、ステップ３０３、３０４へ進む。

ステップ３０３では、リッチスパイク処理を終了させるためステップ３０１での空気過剰率制御を解除し、通常のリーン運転が得られる空気過剰率に戻す。

ステップ３０４では、リッチスパイク処理の終了を示すためにｓｐフラグ＝０、ｒｑ−ｓｐフラグ＝０にする。

図２０はＤＰＦ溶損防止処理を実行するためのものである。

この処理は、前回のタイミングにおいて図１７のステップ１０８でｒｅｃフラグ＝１となるかまたは図１８のステップ２０９でｒｅｃフラグ＝１となると今回のタイミングより開始される。

ステップ４０１では排気の空気過剰率を１．４以下の値に制御する。これは次の理由からである。ＤＰＦ再生処理の終了直後あるいはＳ被毒解除処理の終了直後においては、未だＤＰＦ１７が高温状態にあるので、通常のリーン運転に戻すため排気の空気過剰率を１．４を超える値へと急に大きくしたのでは、ＤＰＦ１７内に残存しまたは堆積しているＰＭが一気に再燃焼してＤＰＦ１７の急激な温度上昇を招きＤＰＦ１７が溶損する可能性がある。そこで、このような可能性をなくすため、排気の空気過剰率を１．４以下に制御し排気中の酸素濃度を低下させるようにしたものである。

なお、ＤＰＦ溶損防止処理では排気温度を低下させる必要があり、図１７のステップ１０６または図１８のステップ２０６で説明したように、ＤＰＦ溶損防止処理中の燃料噴射は本発明に係る分割噴射ではなく通常噴射に戻されている。

ステップ４０２では、ＤＰＦ温度センサ３９により検出されるＤＰＦ温度Ｔ２と所定温度Ｔ３（例えば５００℃）を比較する。ＤＰＦ温度Ｔ２が所定温度Ｔ３以上であるときにはステップ４０１での空気過剰率制御を続行するためそのまま今回の処理を終了する。

ＤＰＦ温度Ｔ２が所定温度Ｔ３未満である場合には、通常のリーン運転状態に戻してもＤＰＦ１７が溶損することを回避し得るので、ステップ４０３へ進んでステップ４０１での空気過剰率制御を解除し、通常のリーン運転が得られる空気過剰率に戻す。

ステップ４０４ではＤＰＦ溶損防止処理の終了を示すためにｒｅｃフラグ＝０にする。

図２１は２つの処理の優先順位を決定するためのものである。

これは、ＤＰＦ再生処理要求と、リッチスパイク処理要求とが同時に生じたときの２つの処理の優先順位について規定する、つまりＤＰＦ再生処理をリッチスパイク処理よりも先に実行するのかそれともリッチスパイク処理をＤＰＦ再生処理よりも先に実行するのかを決定するものである。

この決定の処理は、前回のタイミングにおいて図２４のステップ８０１でｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１つまりＤＰＦ再生処理要求が出されると今回のタイミングより開始される。

Ｓ被毒解除要求が出ているか否かをみるためステップ５０１でＳ堆積量と所定値Ｓ１を比較する。Ｓ堆積量が所定値Ｓ１を超えている（Ｓ被毒解除要求が出ている）ときには図２５のステップ９０１へ進んでｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１とする。この場合には、後述する図２２の処理優先順位決定フローによりＳ被毒解除処理とリッチスパイク処理の２つの処理の優先順位を決定する。

Ｓ堆積量が所定値Ｓ１以下であるときにはリッチスパイク処理要求が出ているか否かをみるためステップ５０２でｒｑ−ｓｐフラグをみる。ｒｑ−ｓｐフラグ＝０（つまり前回にはリッチスパイク処理要求が出ていなかった）であるときにはステップ５０３で続いてＮＯｘ堆積量と所定値ＮＯｘ１を比較する。ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１を超えているときには、図２６のステップ１００１に進みｒｑ−ｓｐフラグ＝１とする（今回にリッチスパイク処理要求が発生している）。

ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下のとき（つまりステップ５０１でＳ堆積量が所定値Ｓ１以下にあり、ステップ５０２でリッチスパイク処理要求が出ておらず、ステップ５０３でＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下であるとき、言い換えるとＤＰＦ再生処理要求のみが出ているとき）にはステップ５０３よりステップ５０４へ進み、運転条件が、ＤＰＦ再生処理が可能な領域（ＤＰＦ再生領域）またはＳ被毒解除処理が可能な領域（Ｓ被毒解除領域）にあるか否かをみる。

ここで、ＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域とは図５においてハッチングをつけている低負荷域または低回転速度域（いずれも不可能領域）を除いた残りの領域のことである。すなわち、ＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域は、低回転・低負荷以外の領域でありかつ排気昇温代が比較的少なく、本発明に係る分割噴射を実行しても排気性能の悪化代が許容値を超えない領域のことである。運転条件がＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にあるときにはステップ５０５でｒｅｇフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１６のステップ７より図１７に示すＤＰＦ再生処理に移行させる。

運転条件がＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にないときにはそのまま今回の処理を終了する。

一方、ステップ５０２でｒｑ−ｓｐフラグ＝１のとき（ＤＰＦ再生処理要求とリッチスパイク処理要求とが同時に出ているとき）にはステップ５０６に進み、エンジンの運転条件がＮＯｘ排出量の少ない条件（例えば定常条件）にあるのか否かをみる。ＮＯｘ排出量が多い条件（例えば加速条件等）ではテールパイプでの排気悪化を防止するために触媒１６の再生を優先させるのが望ましい。従って、この場合にはステップ５０８へ進んでｓｐフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１６のステップ９より図１９に示すリッチスパイク処理に移行させる。

この逆に、ＮＯｘ排出量が少ない条件であれば、触媒１６の再生を多少遅らせても、テールパイプでの排気の悪化は殆ど無いため、運転性に影響を大きく及ぼすＤＰＦ１７の再生を優先させるのが望ましい。従って、このときにはステップ５０６よりステップ５０７へ進み、ＤＰＦ温度センサ３９により検出されるＤＰＦ温度Ｔ２と所定温度Ｔ６（例えば４５０℃程度）を比較する。排気の昇温を開始するにあたり、ＤＰＦ温度Ｔ２が所定温度Ｔ６以下であるときには、昇温を開始してもＤＰＦ１７の再生が可能となる温度に到達するまでに時間がかかり、昇温中にテールパイプでのＮＯｘの悪化も懸念されるため、このときには触媒１６の再生を優先させるのが望ましい。従って、この場合にもステップ５０８へ進んでｓｐフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１６のステップ９より図１９に示すリッチスパイク処理に移行させる。

一方、ＤＰＦ温度Ｔ２が所定温度Ｔ６を超えているときにはＤＰＦ１７の再生を優先させるため、ステップ５０７よりステップ５０４、５０５へと進み、運転条件が上記のＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にあればｒｅｇフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１６のステップ７より図１７に示すＤＰＦ再生処理に移行させる。

図２２も図２１と同様に２つの処理の優先順位を決定をするためのものである。

ただし、図２１がＤＰＦ再生処理を先に実行するのかそれともリッチスパイク処理を先に実行するのかを決定するものであったが、図２２はＳ被毒解除処理要求とリッチスパイク処理要求とが同時に生じたときの優先順位について規定する、つまりＳ被毒解除処理をリッチスパイク処理よりも先に実行するのかそれともリッチスパイク処理を被毒解除処理よりも先に実行するのかを決定するものである。

この決定の処理は、前回のタイミングにおいて図２５のステップ９０１でｒｑ−ｄｅｓｕｌフラグ＝１つまりＳ被毒解除処理要求が出されると今回のタイミングより開始される。

ＤＰＦ再生要求が出ているか否かをみるためステップ６０１でＰＭ堆積量と所定値ＰＭ１を比較する。ＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１を超えている（ＤＰＦ再生要求が出ている）ときには図２４のステップ８０１へ進んでｒｑ−ＤＰＦフラグ＝１とする。この場合には、次回のタイミングにおいて前述の図２１の処理優先順位決定フローによりＤＰＦ再生処理とリッチスパイク処理の２つの処理の優先順位を決定する。

ＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１以下であるときにはステップ６０２で触媒温度センサ３７により検出される触媒温度Ｔ１と所定温度Ｔ７（例えば４５０℃程度）を比較する。触媒温度Ｔ１が所定温度Ｔ７を超えているときにはＳ被毒解除処理を優先させるためステップ６０３へ進んで運転条件が図５に示すＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にあるか否かをみる。運転条件がＤＰＦ再生領域またはＳ被毒解除領域にあるときにはステップ６０４でｄｅｓｕｌフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１６のステップ８より図１８に示すＳ被毒解除処理に移行させる。運転条件がＤＰ再生領域またはＳ被毒解除りょういきにないときにはそのまま今回の処理を終了する。

一方、ステップ６０２で触媒温度Ｔ１が所定温度Ｔ７以下であるときには排気の昇温を開始してもＳ被毒解除が可能となる温度に到達するまでに時間がかかり、昇温中にテールパイプでのＮＯｘの悪化も懸念されることから、触媒１６の再生を優先させるのが望ましく、このときにはステップ６０５へ進みｒｑ−ｓｐフラグをみる。ｒｑ−ｓｐフラグ＝１である（リッチスパイク処理要求が出ている）ときには触媒１６の再生（リッチスパイク処理）を優先するためステップ６０７へ進みｓｐフラグ＝１とし、次回のタイミングで図１６のステップ９より図１９に示すリッチスパイク処理に移行させる。

ステップ６０５でｒｑ−ｓｐフラグ＝０（リッチスパイク処理要求が出ていない）のときにはステップ６０５よりステップ６０６へ進みＮＯｘ堆積量と所定値ＮＯｘ１を比較する。ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１を超えているときには図２６のステップ１００１へ進んでｒｑ−ｓｐフラグ＝１とする（今回リッチスパイク処理要求が出る）。

ＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下であるとき（つまりＳ被毒解除処理要求は出ているもののステップ６０１でＰＭ堆積量が所定値ＰＭ１以下であり、ステップ６０２で触媒温度Ｔ１が所定温度Ｔ７以下であり、ステップ６０５でリッチスパイク処理要求も出ておらず、かつステップ６０６でＮＯｘ堆積量が所定値ＮＯｘ１以下であるとき）には、Ｓ被毒解除処理へと移行することなくそのまま今回の処理を終了する。

図２７は触媒暖機促進処理を実行するためのものである。

この処理は、図１６のステップ３において触媒温度センサ３７により検出される触媒温度Ｔ１が触媒活性温度上限値Ｔ５２（約２２０℃）以下のときに実行される。

ステップ１１０１では触媒温度Ｔ１と触媒活性温度下限値Ｔ５１（約２００℃）とを比較する。触媒温度Ｔ１が触媒活性温度下限値Ｔ５１以下であるときには触媒１６がまだ活性を得られる温度に達していないと判断しステップ１１０３で本発明に係る分割リタード噴射を実行し、触媒１６の早期暖機促進を行う。

一方、触媒温度Ｔ１が活性温度下限値Ｔ５１を超えているときには、ＮＯｘトラップ触媒１６が活性を得られる温度に達していると判断しステップ１１０１よりステップ１１０２に進み本発明に係る分割噴射を実行する（前回に触媒温度Ｔ１が触媒活性温度下限値Ｔ５１以下であったときには本発明に係る分割リタード噴射より本発明に係る分割噴射に切換え、前回にも触媒温度Ｔ１が触媒活性温度下限値Ｔ５１を超えていたときには本発明に係る分割噴射を維持する）。これによって触媒温度Ｔ１が触媒活性温度上限値Ｔ５２に達する直前まで触媒１６の暖機促進を行う。

図２８（図１７ステップ１０９、１０６及び図１８ステップ２１１、２０６、後述する図３２ステップ１６０２のサブルーチン）は通常噴射を実行するためのものである。

ここでの通常噴射とは、主燃料燃料についての圧縮上死点近傍での一括燃料噴射のことである（図２最上段参照）。

ステップ１２０１、１２０２では基準噴射量Ｑ ｓｔｄ、基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄを算出する。ここで、基準噴射量Ｑ ｓｔｄは、触媒暖機促進処理を実行しておらず、かつ上記〈１〉〜〈４〉のＤＰＦ再生処理、リッチスパイク処理、Ｓ被毒解除処理、ＤＰＦ溶損防止処理をいずれも実行していないときの燃料噴射量である。基準噴射圧力は、同じく上記〈１〉〜〈４〉のＤＰＦ再生処理、リッチスパイク処理、Ｓ被毒解除処理、ＤＰＦ溶損防止処理をいずれも実行していないときの燃料噴射圧力である。言い換えると、基準噴射量と基準噴射圧力とは、エンジン基本制御において圧縮上死点近傍での一括噴射（通常噴射）を行う際の燃料噴射量（目標噴射量）と燃料噴射圧力（目標噴射圧力）である。

基準噴射量Ｑ ｓｔｄは、図５に示すように、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅに対応したマップデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、そのときのアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅからそのマップを検索することにより基準噴射量Ｑ ｓｔｄを求めればよい。また、基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄは、図８に示すように、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（アクセル開度Ａｃｃでもかまわない）とエンジン回転速度Ｎｅに対応したマップデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、そのときの基準噴射量Ｑ ｓｔｄとエンジン回転速度Ｎｅからそのマップを検索することにより基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄを求める。

ステップ１２０３では、図１６ステップ２で計算している使用燃料のセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒに応じた噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮを算出する。噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮは、図１１に示すように、セタン価に対応したテーブルデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、図１６ステップ２で計算しているセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒから、そのテーブルを検索することにより噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮを求める。

ステップ１２０４では、この噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮを基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄに加算した値を目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔｓｔｄとして、つま次式により目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔを算出する。

ＩＰ ｔａｒｇｅｔ＝ＩＰ ｓｔｄ＋ＩＰ ＣＮ …（３）
この基準噴射圧力についてのセタン価による補正は、後述する基準噴射開始時期のセタン価による補正と共に、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ、基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄ及び基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄが全て標準燃料に対して適合されているため、同じ運転条件（負荷と回転速度が同じ）でありながら標準燃料のセタン価と異なる燃料が使用されると、通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が標準燃料の使用時とは異なってしまうため、標準燃料のセタン価と異なる燃料が使用されても、同じ運転条件であれば通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が標準燃料の使用時と変わらないようにするものである。

具体的には、同じ運転条件でも使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より低いときには図１１より噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮが正の値となり、（３）式により基準噴射圧力が増大側に補正される。同じ運転条件でも標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時に基準噴射圧力を増大側に補正するのは、燃料の霧化拡散を良好にして、標準燃料を使用しての通常噴射による燃焼における予混合燃焼の比率を弱め相対的に拡散燃焼の比率が高くなるようにするためである。この逆に、同じ運転条件でも使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より高いときには図１１より噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮが負の値となり、（３）式により基準噴射圧力が減少側に補正される。同じ運転条件でも標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時に基準噴射圧力を減少側に補正するのは、標準燃料を使用しての通常噴射による燃焼における拡散燃焼の比率を弱め相対的に予混合燃焼の比率が高くなるようにするためである。

ステップ１２０５では、このようして求めた使用燃料に対応する目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔと、ステップ１２０１で算出している基準噴射量Ｑ ｓｔｄとから図示しない噴射期間のマップを検索することにより通常噴射における目標噴射期間Ｍｐを算出する。

ここで、通常噴射における目標噴射期間とは、使用燃料で通常噴射を実行する際の噴射期間である。燃料噴射期間（ここでは目標噴射期間Ｍｐ）は、周知のように燃料噴射圧力（ここでは目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔ）が同じであれば基準噴射量Ｑ ｓｔｄに応じて長くなり、基準噴射量Ｑ ｓｔｄが同じであれば目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔに応じて長くなる。

さらに述べると、同一の運転条件において、通常噴射における目標噴射期間Ｍｐは、標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時に、標準燃料の使用時よりも目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが高くなる分だけ長くなり、この逆に標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時に、標準燃料の使用時よりも目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが低くなる分だけ短くなる。

ステップ１２０６では基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄを算出する。

ここで、基準噴射開始時期とは標準燃料で通常噴射を実行する際の燃料噴射開始時期である。この基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄは、図７に示すように、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（またはアクセル開度Ａｃｃでもよい）とエンジン回転速度Ｎｅに対応したマップデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、ステップ１２０１で算出している基準噴射量Ｑ ｓｔｄとそのときのエンジン回転速度Ｎｅとからそのマップを検索することにより基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄを求めることができる。

ステップ１２０７では、図１６ステップ２で計算している使用燃料のセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒに応じた、通常噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１を算出する。通常噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１は、図１０実線に示すように、セタン価に対応したテーブルデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、図１６ステップ２で計算しているセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒから、そのテーブルを検索することにより通常噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１を求める。なお、通常噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１は、後述する本発明に係る分割噴射における先頭噴射の噴射開始時期補正値と同じものである。

ステップ１２０４では、この通常噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１を基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄに加算した値を通常噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔｓｔｄとして、つま次式により通常噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄを算出する。

ＩＴ ｔａｒｇｅｔ＝ＩＴ ｓｔｄ＋ＩＴ ＣＮ１ …（４）
この基準噴射開始時期についてのセタン価による補正は、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ、基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄ及び基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄが全て標準燃料に対して適合されているため、同じ運転条件（負荷と回転速度が同じ）でありながら標準燃料のセタン価と異なる燃料が使用されると、通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が標準燃料の使用時とは異なってしまうため、標準燃料のセタン価と異なる燃料が使用されても、同じ運転条件であれば通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が標準燃料の使用時と変わらないようにするものである。

具体的には、同じ運転条件でも使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より高いときには図１０より噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１が負の値となり、（４）式により基準噴射開始時期が遅角側に補正される。同じ運転条件でも標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時に基準噴射開始時期を遅角側に補正するのは、標準燃料よりセタン価の高い燃料を使用しての通常噴射による燃焼における拡散燃焼の比率を弱めて相対的に予混合燃焼の比率を高くし、これにより同じ運転条件であれば標準燃料を使用しての通常噴射による燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率とするためである。この逆に、同じ運転条件でも使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より低いときには図１０より噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１が正の値となり、（４）式により基準噴射開始時期が進角側に補正される。同じ運転条件でも標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時に基準噴射開始時期を進角側に補正するのは、予混合燃焼の比率を弱めて相対的に拡散燃焼の比率を高くし、これにより同じ運転条件（負荷と回転速度が同じ）であれば標準燃料を使用しての通常噴射による燃焼における標準燃料の使用時と同じ予混合燃焼と拡散燃焼の比率とするためである。

ステップ１２０９では、このようして求めた通常噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔと、通常噴射における目標噴射期間Ｍｐとを用いて燃料噴射弁１５を開弁駆動する（通常噴射を行う）。

この結果、通常噴射を行う場合において、同一の運転条件（運転状態）でも、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時には図２最上段において短破線で示した噴射波形が、これに対して標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時には図２最上段において長破線で示した噴射波形が得られる。

図２９（図１７ステップ１０３、図１８ステップ２０３及び図２７ステップ１１０２の各サブルーチン）は本発明に係る第１分割噴射を実行するためのものである。なお、図２９では、本発明に係る第１分割噴射の態様として、分割された２回の燃料噴射を実行する場合と、分割された３回の燃料噴射を実行する場合との２つがあるが、ここでは分割された３回の燃料噴射を実行する場合で代表させて記載している。

ステップ１３０１ではアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとから基準噴射量のマップ（図５）を検索することにより基準噴射量Ｑ ｓｔｄを算出する。この基準噴射量Ｑ ｓｔｄはここではエンジン負荷として用いる。

ステップ１３０２では、第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓを算出する。ここで、第１分割噴射における分割総噴射量とは、第１分割噴射における、分割された３回の燃料噴射の総燃料噴射量のことで、標準燃料に適合させている。この第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓは、例えば、基準噴射量Ｑ ｓｔｄを算出するのと同様に、そのときのアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとから第１分割噴射における分割総噴射量のマップ（図５と同様）を検索することにより求める。

ただし、図５のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線断面部を図６にまとめて示すように、第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓは基準噴射量Ｑ ｓｔｄよりも増量させて設定している。ここで、図５のＡ−Ａ線は低回転速度を、Ｂ−Ｂ線は中回転速度を、Ｃ−Ｃ線は高回転速度を代表させている。すなわち、図６において、実線が基準噴射量Ｑ ｓｔｄ、長破線が第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓを示しており、２つの噴射量ともアクセル開度Ａｃｃに応じて増大すると共に、同じ回転速度Ｎｅかつ同じアクセル開度Ａｃｃで比較すると、第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓのほうが基準噴射量Ｑ ｓｔｄより増量設定されている。

なお、燃料の増量限界については、エンジンへの負担を適正な状態に保つという観点から、全負荷における燃料噴射量を超えないように設定するのが望ましい。図６において燃料の増量限度を一点鎖線で示しており、図５のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線断面部のいずれの回転速度においても第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓは燃料の増量限度を超えていない。

なお、第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓの他の求め方として、アクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅに対応した基準噴射量Ｑ ｓｔｄに対する増量比率をマップデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶させておき、基準通常量Ｑ ｓｔｄに対してこのマップより検索した増量比率を乗じて第１分割噴射における分割総噴射量を求める方法を用いても構わない。

ステップ１３０３では第１分割噴射における各燃料噴射量比率を算出する。

第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓを複数回に分割して噴射するが、その複数回の燃料噴射における燃料噴射量比率は、例えば図５のＢ−Ｂ線断面部を、図１２（分割された２回の燃料噴射を行う場合）、図１３（分割された３回の燃料噴射を行う場合）にそれぞれ示すように、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（負荷相当）が所定値Ｑａより増加するのに伴い、先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １が増大し、この逆に後続する燃料噴射（分割された２回の燃料噴射を行う場合に２回目噴射、分割された３回の燃料噴射を行う場合に２回目噴射と３回目噴射）の燃料噴射量比率ＩＲ ２、ＩＲ ３が減少するように設定している。

すなわち、分割された２回の燃料噴射を行う場分には、図１２に示したように、基準噴射量Ｑ ｓｔｄが小さい領域（低負荷運転条件）で先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １が２回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ２より小さくなっているのに対して、基準噴射量Ｑ ｓｔｄが大きい領域（高負荷運転条件）になると先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １が２回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ２より大きくなっている。

また、基準噴射量Ｑ ｓｔｄが所定値Ｑｂ以上となる全負荷に近い領域では先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １を１００％とし、２回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ２を０％としている（つまり本発明に係る第１分割噴射を中止する）。

次に、分割された３回の燃料噴射を行う場分には、図１３に示したように、基準噴射量Ｑ ｓｔｄが小さい領域（低負荷運転条件）で先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １が２回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ２より小さくなりかつ２回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ２が３回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ３より小さくなっているのに対して、基準噴射量Ｑ ｓｔｄが大きい領域（高負荷運転条件）になると、先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １が２回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ２より大きくなりかつ２回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ２が３回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ３より小さくなっている。

また、基準噴射量Ｑ ｓｔｄが所定値Ｑｂ以上となる全負荷に近い領域では先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １を１００％とし、２回目噴射、３回目噴射の燃料噴射量比率ＩＲ ２、ＩＲ ３をいずれも０％としている（つまり本発明に係る第１分割噴射を中止する）。

このように、図１２、図１３のいずれかの特性により、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（負荷相当）に応じた、第１分割噴射における各燃料噴射量比率ＩＲ １、ＩＲ ２、ＩＲ ３を設定することで、エンジン負荷の増大に伴って燃焼形態としては標準燃料の使用時に予混合燃焼を強化できるためスモークの増加を抑制することができる。

また、図５のＤ−Ｄ線断面部を図１４に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが増加するのに伴い、先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １が増大し、この逆に２回目噴射（分割された３回の燃料噴射を行う場合は２回目噴射及び３回目噴射）の燃料噴射量比率ＩＲ ２が減少するように設定する。高回転速度域で先頭噴射の燃料噴射量比率ＩＲ １を低回転速度域より大きくするのは、高回転速度域のほうが低回転速度域より排気温度が高くなるので、標準燃料の使用時に高回転速度域では低回転速度域よりも予混合燃焼の比率を高め、燃焼を比較的速やかに終了させて燃料消費の悪化を抑制するためである。

このように、エンジン回転速度Ｎｅを一定とした場合において基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（エンジン負荷）を変化させたときの各燃料噴射量比率ＩＲ １、ＩＲ ２、ＩＲ ３の特性を図１２、図１３に、また基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（エンジン負荷）を一定とした場合においてエンジン回転速度Ｎｅを変化させたときの各燃料噴射量比率ＩＲ １、ＩＲ ２の特性を図１４に示したが、実際には、エンジン回転速度Ｎｅと基準噴射量Ｑ ｓｔｄとに対応した第１分割噴射における各燃料噴射量比率をマップデータとしてコントロールユニット３０に予め記憶させておき、そのときのエンジン回転速度Ｎｅと基準噴射量Ｑ ｓｔｄとからそのマップを検索することにより、第１分割噴射における先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各燃料噴射量比率ＩＲ １、ＩＲ ２、ＩＲ ３を求める。

ステップ１３０４では、第１分割噴射におけるこれら３つの各燃料噴射量比率ＩＲ １、ＩＲ ２、ＩＲ ３を第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓに積算することによって、つまり次式により第１分割噴射における先頭噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｓ１、第１分割噴射における２回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｓ２、第１分割噴射における３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｓ３をそれぞれ算出する。

Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ１＝Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ×ＩＲ １ …（５ａ）
Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ２＝Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ×ＩＲ ２ …（５ｂ）
Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ３＝Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ×ＩＲ ３ …（５ｃ）
ステップ１３０５〜１３０７は、図２８のステップ１２０２〜１２０４と同じである。すなわち、ステップ１３０５では、基準噴射圧力Ｐ ｓｔｄを算出する。例えば、そのときの基準噴射量Ｑ ｓｔｄとエンジン回転速度Ｎｅから基準噴射圧力のマップ（図８）を検索することにより求める。

ステップ１３０６では、図１６ステップ２で計算している使用燃料のセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒに応じた噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮ１を算出する。噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮは、図１１に示すように、セタン価に対応したテーブルデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、図１６ステップ２で計算しているセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒから、そのテーブルを検索することにより噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮを求める。

ステップ１３０７では、この噴射圧力補正値ＩＰ ＣＮを基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄに加算した値を目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔとして、つまり次式により目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔを算出する。

ＩＰ ｔａｒｇｅｔ＝ＩＰ ｓｔｄ＋ＩＰ ＣＮ …（６）
ステップ１３０８では、このようして求めた目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔと、ステップ１３０４で算出している第１分割噴射における３つの各燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ１、Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ２、Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ３とから、図示しない噴射期間のマップを検索することにより、第１分割噴射における先頭噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ１、第１分割噴射における２回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ２、第１分割噴射における３回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ３をそれぞれ算出する。

ここで、第１分割噴射における先頭噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ１は、目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔｓｔｄが同じであれば第１分割噴射における先頭噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ１に応じて長くなり、第１分割噴射における先頭噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ１が同じであれば目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔに応じて長くなる。同様にして、第１分割噴射における２回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ２は、目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが同じであれば第１分割噴射における２回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｓ２に応じて長くなり、第１分割噴射における２回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｓ２が同じであれば目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔに応じて長くなり、また第１分割噴射における３回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ３は、目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが同じであれば第１分割噴射における３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｓ３に応じて長くなり、第１分割噴射における３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｓ３が同じであれば目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔに応じて長くなる。

さらに述べると、同一の運転条件において、第１分割噴射における３つの各目標噴射期間Ｍｐ Ｓ１、Ｍｐ Ｓ２、Ｍｐ Ｓ３は、標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時に、標準燃料の使用時よりも目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが高くなる分だけ長くなり、この逆に標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時に、標準燃料の使用時よりも目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが低くなる分だけ短くなる。

ステップ１３０９では、図２８ステップ１２０６と同じに基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄを算出する。たとえば、ステップ１３０１で算出している基準噴射量Ｑ ｓｔｄとそのときのエンジン回転速度Ｎｅとから基準噴射開始時期マップ（図７）を検索することにより基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄを求める。

ステップ１３１０では、第１分割噴射における第１燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、第１分割噴射における第２燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｓ２をそれぞれ算出する。ここで、第１分割噴射において算出する２つの各燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、ΔＩＴ Ｓ２は、標準燃料に適合した値となるため、これら２つの各燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、ΔＩＴ Ｓ２を基準噴射間隔という。

このため、第１分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１は先頭噴射の燃料噴射開始時期より２回目噴射の燃料噴射開始時期までの間隔のこと、また第１分割噴射における第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ２は分割された３回の燃料噴射を行う場合に先頭噴射の燃料噴射開始時期より３回目噴射の燃料噴射開始時期までの間隔のことである。

第１分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、第１分割噴射における第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ２は、例えば図５のＢ−Ｂ線断面部を、図９実線で示すように、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（負荷相当）が所定値Ｑａより増加するのに伴って増大するように設定している。すなわち、基準噴射量Ｑ ｓｔｄが所定値Ｑａ以上で増大するのに応じて第１分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、第１分割噴射における第２基準燃料間隔ΔＩＴ Ｓ２とも増大している。

このように、エンジン回転速度Ｎｅを一定とした場合において基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（エンジン負荷）を変化させたときの、第１分割噴射における第１基準噴射間隔、第１分割噴射における第２基準噴射間隔の各特性を図９実線で示したが、実際には、エンジン回転速度Ｎｅと基準噴射量Ｑ ｓｔｄとに対応した第１分割噴射における第１基準噴射間隔、第１分割噴射における第２基準噴射間隔をそれぞれマップデータとしてコントロールユニット３０に予め記憶させておき、そのときのエンジン回転速度Ｎｅと基準噴射量Ｑ ｓｔｄとからその各マップを検索することにより第１分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、第１分割噴射における第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ２をそれぞれ求める。

このように、図９実線により基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（負荷相当）に応じた第１分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（負荷相当）に応じた第１分割噴射における第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ２を設定することによっても、エンジン負荷の増大に伴って燃焼形態としては標準燃料の使用時に予混合燃焼を強化し、負荷の増大に伴う拡散燃焼の増加を抑制できるためスモークの増加を抑制することができる。

ステップ１３１１では、第１分割噴射における先頭噴射の燃料噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１、第１分割噴射における２回目噴射の燃料噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２、第１分割噴射における３回目噴射の燃料噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３をそれぞれ算出する。ここで、第１分割噴射において算出する３つの各燃料噴射時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３は、標準燃料に適合した値となるため、これら３つの各燃料噴射時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３を基準噴射時期という。すなわち、ステップ１３０９で算出している基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄを第１分割噴射における先頭噴射の基準噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１としてそのまま設定すると共に、基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄから第１燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１だけ遅らせたクランク角位置を第１分割噴射における２回目噴射の基準噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２として、同じく基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄから第２燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｓ２だけ遅らせたクランク角位置を第１分割噴射における３回目噴射の基準噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３として、つまり次式により第１分割噴射における先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各基準噴射開始時期を設定する。

ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１＝ＩＴ ｓｔｄ …（７ａ）
ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２＝ＩＴ ｓｔｄ−ΔＩＴ Ｓ１ …（７ｂ）
ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３＝ＩＴ ｓｔｄ−ΔＩＴ Ｓ２ …（７ｃ）
ここで、通常噴射の燃料噴射開始時期である基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄをそのまま第１分割噴射における先頭噴射の基準噴射開始時期としているのは、第１分割噴射における先頭噴射の燃料噴射開始時期は燃焼の安定性の観点から通常噴射の場合と同一の燃料噴射開始時期に設定するのが望ましいためである。

ステップ１３１２では、第１分割噴射における先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３を算出する。第１分割噴射における３つの各噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３は、図１０に示すように、セタン価に対応したテーブルデータとしてエンジンコントロールユニット３０に予め記憶されており、図１６ステップ２で計算しているセタン価Ｃｎｕｍｂｅｒから、そのテーブルを検索することにより第１分割噴射における３つの各噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３を求める。

ステップ１３１３では、第１分割噴射における３つの各噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３を対応する第１分割噴射における先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各基準噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３に加算した値を第１分割噴射における先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ１、ＩＴ ｔａｒｇｅｔｓｐｌｉｔ Ｓ２、ＩＴ ｔａｒｇｅｔｓｐｌｉｔ Ｓ３として、つまり次式により第１分割噴射における先頭噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ１、第１分割噴射における２回目噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ２、第１分割噴射における３回目噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ３をそれぞれ算出する。

ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ１＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ１＋ＩＴ ＣＮ１…（８ａ）
ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ２＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ２＋ＩＴ ＣＮ２…（８ｂ）
ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ３＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｓ３＋ＩＴ ＣＮ３…（８ｃ）
この第１分割噴射における３つの各基準噴射開始時期についてのセタン価による補正に関する考え方は、通常噴射における基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄについてのセタン価によの補正に関する考え方と基本的に同じである。すなわち、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ、基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄ及び基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄが全て標準燃料に対して適合されているため、同じ運転条件（負荷と回転速度が同じ）でありながら標準燃料のセタン価と異なる燃料が使用されると、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が標準燃料の使用時とは異なってしまうため、標準燃料のセタン価と異なる燃料が使用されても、同じ運転条件であれば分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が標準燃料の使用時と変わらないようにするものである。

具体的には、同じ運転条件でも使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より高いときには図１０より３つの各噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３がいずれも負の値で、先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の順に小さくなり（絶対値としては大きくなり）、（１２）式〜（１４）式により第１分割噴射における３つの各基準噴射開始時期が遅角側に補正される。
同じ運転条件でも標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時に第１分割噴射における３つの各基準噴射開始時期を遅角側に補正するのは、標準燃料よりセタン価の高い燃料を使用しての第１分割噴射による燃焼全体における拡散燃焼の比率を弱めて相対的に予混合燃焼の比率を高くし、これにより同じ運転条件であれば標準燃料を使用しての第１分割噴射による燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率と変わらなくするためである。なお、図１０において、実線は第１分割噴射における先頭噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、長破線は第１分割噴射における２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ２、短破線は第１分割噴射における３回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ３である。

この逆に、同じ運転条件でも使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より低いときには図１０の実線より先頭噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１が正の値となり、（１２）式により第１分割噴射における先頭噴射の基準噴射開始時期が進角側に補正される。同じ運転条件でも標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時に第１分割噴射における先頭噴射の基準噴射開始時期を進角側に補正するのは、標準燃料よりセタン価の低い燃料を使用しての第１分割噴射による燃焼全体における予混合燃焼の比率を弱めて相対的に拡散燃焼の比率を高くし、これにより同じ運転条件であれば標準燃料を使用しての第１分割噴射による燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率と変わらなくするためである。

ただし、使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より低いときに図１０の長破線、短破線より、第１分割噴射における２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ２、第１分割噴射における３回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ３はいずれもゼロの値となり、第１分割噴射における２回目噴射、３回目噴射の各基準噴射開始時期は進角側に補正されることがない。これは、標準燃料よりセタン価の低い燃料では着火遅れ期間が標準燃料よりも拡大することを考慮して第１分割噴射における先頭噴射の基準噴射開始時期を進角側に補正したとき、その先頭噴射による燃料の燃焼開始点が標準燃料と同じになり、その燃焼によって２回目噴射、３回目噴射の各噴射燃料はセタン価が標準燃料より低くてもほとんど遅れなく燃焼を開始するためである。

ステップ１３１４では、第１分割噴射における３つの各目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ１、ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ２、ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ３と、ステップ１３０８で算出されている第１分割噴射における３つの各目標噴射期間Ｍｐ Ｓ１、Ｍｐ Ｓ２、Ｍｐ Ｓ３とを用いて燃料噴射弁１５を開弁駆動する。すなわち、先頭噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ１及び先頭噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ１を用いて第１分割噴射における先頭噴射を、２回目噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ２及び２回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ２を用いて第１分割噴射における２回目噴射を、３回目噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｓ３及び３回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｓ３を用いて第１分割噴射における３回目噴射を続けて実行する。

この結果、第１分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合において、同一の運転条件でも、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時には図３第２段目に示した噴射波形が、これに対して標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時には図３最上段に示した噴射波形が、また第１分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合において、同一の運転条件でも、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時には図４第２段目に示した噴射波形が、これに対して標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時には図４最上段に示した噴射波形が得られる。

なお、図３の各上２段では、第１分割噴射における先頭噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ １」、第１分割噴射における２回目噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ ２」としか記載していないが、また、図４の各上２段では、第１分割噴射における先頭噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ １」、第１分割噴射における２回目噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ ２」、第１分割噴射における３回目噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ ３」としか記載していないが、第１分割噴射のときには「Ｍｐ １」が「Ｍｐ Ｓ１」に、「Ｍｐ ２」が「Ｍｐ Ｓ２」に、「Ｍｐ ３」が「Ｍｐ Ｓ３」になる。

図３０（図１７ステップ１１０、図１８ステップ２１２及び図２７ステップ１１０３の各サブルーチン）は本発明に係る第２分割噴射を実行するためのものである。なお、図３０においても図２９と同様に本発明に係る第２分割噴射として分割された３回の燃料噴射を行う場合で代表させて記載している。

本発明に係る第２分割噴射の内容は、本発明に係る第１分割噴射の内容と同様である。本発明に係る第２分割噴射において本発明に係る第１分割噴射と異なる部分は主にステップ１４０２、１４０４、１４０８、１４１１、１４１３における操作である。

これら本発明に係る第１分割噴射と異なるステップについて主に説明すると、まずステップ１４０２では、第２分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌを算出する。ここで、第２分割噴射における分割総噴射量とは、第２分割噴射における、分割された３回の燃料噴射の総燃料噴射量のことで、標準燃料に適合させている。この第２分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌは、例えば、基準噴射量Ｑ ｓｔｄや第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓを求める場合と同様に、そのときのアクセル開度Ａｃｃとエンジン回転速度Ｎｅとから第２分割噴射における分割総噴射量のマップ（図５と同様）を検索することにより求める。

ただし、図５のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ線断面部を図６に重ねて示すように、第２分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌは第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓよりもさらに増量して設定している。すなわち、図６において、短破線が第２分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌを示しており、第２分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌはアクセル開度Ａｃｃに応じて増大すると共に、同じ回転速度Ｎｅかつ同じアクセル開度Ａｃｃで比較すると、第２分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌのほうが第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓより多くなっている。

ステップ１４０８では、目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔと、ステップ１４０４で算出している第２分割噴射における３つの各燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌ１、Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌ２、Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌ３とから、図示しない噴射期間のマップを検索することにより、第２分割噴射におけるる先頭噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ１、第２分割噴射における２回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ２、第２分割噴射における３回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ３をそれぞれ算出する。

ここで、第２分割噴射における先頭噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ１は、目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが同じであれば第２分割噴射における先頭噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌ１に応じて長くなり、第２分割噴射における先頭噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌ１が同じであれば目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔに応じて長くなる。同様にして、第２分割噴射における２回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ２は、目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが同じであれば第２分割噴射における２回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｌ２に応じて長くなり、第２分割噴射における２回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｌ２が同じであれば目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔに応じて長くなり、また第２分割噴射における３回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ３は、目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが同じであれば第２分割噴射における３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｌ３に応じて長くなり、第２分割噴射における３回目噴射の燃料噴射量Ｑ ｓｐｌｔ Ｌ３が同じであれば目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔに応じて長くなる。

さらに述べると、同一の運転条件において、第２分割噴射における３つの各目標噴射期間Ｍｐ Ｌ１、Ｍｐ Ｌ２、Ｍｐ Ｌ３は、標準燃料よりもセタン価の低い燃料の使用時に、標準燃料の使用時よりも目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが高くなる分だけ長くなり、この逆に標準燃料よりもセタン価の高い燃料の使用時に、標準燃料の使用時よりも目標噴射圧力ＩＰ ｔａｒｇｅｔが低くなる分だけ短くなる。

ステップ１４１０では、第２分割噴射における第１燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｌ１、第２分割噴射における第２燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｌ２をそれぞれ算出する。ここで、第２分割噴射において算出する２つの各燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｌ１、ΔＩＴ Ｌ２は、標準燃料に適合した値となるため、これら２つの各燃料噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、ΔＩＴ Ｓ２も基準噴射間隔という。

このため、第２分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ１は先頭噴射の燃料噴射開始時期より２回目噴射の燃料噴射開始時期までの間隔のこと、また第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ２は分割された３回の燃料噴射を行う場合に先頭噴射の燃料噴射開始時期より３回目噴射の燃料噴射開始時期までの間隔のことである。

第２分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ１、第２分割噴射における第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ２は、例えば図５のＢ−Ｂ線断面部を図９の破線で示すように、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（負荷相当）が所定値Ｑａより増加するのに伴って、第１分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、第１分割噴射における第２基準間隔ΔＩＴ Ｓ２（実線参照）よりもさらに増大するように設定している。すなわち、基準噴射量Ｑが ｓｔｄ所定値Ｑａ以上で増大するのに応じて第２分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ１、第２分割噴射における第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ２とも、第１分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ１、第１分割噴射における第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｓ２より増大している。

このように、エンジン回転速度Ｎｅを一定とした場合において基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（エンジン負荷）を変化させたときの、第２分割噴射における第１基準噴射間隔、第２分割噴射における第２基準噴射間隔の各特性を図９に破線で重ねて示したが、実際には、エンジン回転速度Ｎｅと基準噴射量Ｑ ｓｔｄとに対応した第２分割噴射における第１基準噴射間隔、第２分割噴射における第２基準噴射間隔をそれぞれマップデータとしてコントロールユニット３０に予め記憶させておき、そのときのエンジン回転速度Ｎｅと基準噴射量Ｑ ｓｔｄとからその各マップを検索することにより第２分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ１、第２分割噴射における第２基準燃料間隔ΔＩＴ Ｌ２をそれぞれ求める。

このように、図９破線により基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（負荷相当）に応じた第２分割噴射における第１基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ１、第２分割噴射における第２基準噴射間隔ΔＩＴ Ｌ２を設定することによっても、標準燃料の使用時に目標とする高排気温度や低空気過剰率に短時間で到達できる。

ステップ１４１３では、第２分割噴射における３つの各噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３を対応する第２分割噴射における先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各基準噴射開始時期ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｌ１、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｌ２、ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｌ３に加算した値を第２分割噴射における先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ１、ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ２、ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ３として、つまり次式により第２分割噴射における先頭噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ１、第２分割噴射における２回目噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ２、第２分割噴射における３回目噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ３をそれぞれ算出する。

ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ１＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｌ１＋ＩＴ ＣＮ１…（９ａ）
ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ２＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｌ２＋ＩＴ ＣＮ２…（９ｂ）
ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ３＝ＩＴ ｓｐｌｉｔ Ｌ３＋ＩＴ ＣＮ３…（９ｃ）
この第２分割噴射における３つの各基準噴射開始時期についてのセタン価による補正に関する考え方は、第１分割噴射における３つの各基準噴射開始時期についてのセタン価による補正に関する考え方と同様である。すなわち、基準噴射量Ｑ ｓｔｄ、基準噴射開始時期ＩＴ ｓｔｄ及び基準噴射圧力ＩＰ ｓｔｄが全て標準燃料に対して適合されているため、同じ運転条件（負荷と回転速度が同じ）でありながら標準燃料のセタン価と異なる燃料が使用されると、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が標準燃料の使用時とは異なってしまうため、標準燃料のセタン価と異なる燃料が使用されても、同じ運転条件であれば分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が標準燃料の使用時と変わらないようにするものである。

具体的には、同じ運転条件でも使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より高いときには図１０より３つの各噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、ＩＴ ＣＮ２、ＩＴ ＣＮ３がいずれも負の値で、先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の順に小さくなり（絶対値としては大きくなり）、（１５）式〜（１７）式により第２分割噴射における３つの各基準噴射開始時期が遅角側に補正される。同じ運転条件でも標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時に第２分割噴射における３つの各基準噴射開始時期を遅角側に補正するのは、標準燃料よりセタン価の高い燃料を使用しての第２分割噴射による燃焼全体における拡散燃焼の比率を弱めて相対的に予混合燃焼の比率を高くし、これにより同じ運転条件であれば標準燃料を使用しての第２分割噴射による燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率と変わらなくするためである。なお、図１０において、実線は第２分割噴射における先頭噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１、長破線は第２分割噴射における２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ２、短破線は第２分割噴射における３回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ３である。この逆に、同じ運転条件でも使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より低いときには図１０の実線より先頭噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ１が正の値となり、（１５）式により第２分割噴射における先頭噴射の基準噴射開始時期が進角側に補正される。同じ運転条件でも標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時に第２分割噴射における先頭噴射の基準噴射開始時期を進角側に補正するのは、標準燃料よりセタン価の低い燃料を使用しての第２分割噴射による燃焼全体における予混合燃焼の比率を弱めて相対的に拡散燃焼の比率を高くし、これにより同じ運転条件であれば標準燃料を使用しての第２分割噴射による燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率と変わらなくするためである。

ただし、使用燃料のセタン価が標準燃料のセタン価Ｃ０より低いときに図１０の長破線、短破線より、第１分割噴射における２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ２、第１分割噴射における２回目噴射の噴射開始時期補正値ＩＴ ＣＮ３はいずれもゼロの値となり、第２分割噴射における２回目噴射、３回目噴射の各基準噴射開始時期は進角側に補正されることがない。これは、標準燃料よりセタン価の低い燃料では着火遅れ期間が標準燃料よりも拡大することを考慮して第２分割噴射における先頭噴射の基準噴射開始時期を進角側に補正したとき、その先頭噴射による燃料の燃焼開始点が標準燃料と同じになり、その燃焼によって２回目噴射、３回目噴射の各噴射燃料はセタン価が標準燃料より低くてもほとんど遅れなく燃焼を開始するためである。

ステップ１４１４では、第２分割噴射における３つの各目標燃料噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ１、ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ２、ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ３と、ステップ１４０８で算出されている第２分割噴射における３つの各目標噴射期間Ｍｐ Ｌ１、Ｍｐ Ｌ２、Ｍｐ Ｌ３とを用いて燃料噴射弁１５を開弁駆動する。すなわち、先頭噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ１及び先頭噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ１を用いて第２分割噴射における先頭噴射を、２回目噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ２及び２回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ２を用いて第２分割噴射における２回目噴射を、３回目噴射の目標噴射開始時期ＩＴ ｔａｒｇｅｔ Ｌ３及び３回目噴射の目標噴射期間Ｍｐ Ｌ３を用いて第２分割噴射における３回目噴射を続けて実行する。

この結果、第２分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合において、同一の運転条件でも、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時には図３第２段目に示した噴射波形が、これに対して標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時には図３最上段に示した噴射波形が、また第２分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合において、同一の運転条件でも、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時には図４第２段目に示した噴射波形が、これに対して標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時には図４最上段に示した噴射波形が得られる。

なお、図３の各上２段では、第１分割噴射における先頭噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ １」、第１分割噴射における２回目噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ ２」としか記載していないが、また、図４の各上２段では、第１分割噴射における先頭噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ １」、第１分割噴射における２回目噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ ２」、第１分割噴射における３回目噴射の目標噴射期間を「Ｍｐ ３」としか記載していないが、第２割噴射のときには「Ｍｐ １」が「Ｍｐ Ｌ１」に、「Ｍｐ ２」が「Ｍｐ Ｌ２」に、「Ｍｐ ３」が「Ｍｐ Ｌ３」になる。

図３１（図１７ステップ１０４、図１８ステップ２０４、図１９ステップ３０１、図２０ステップ４０１の各サブルーチン）は排気の空気過剰率制御を実行するためのものである。

ステップ１５０１では、目標空気過剰率λｍと燃料噴射量とから目標空気量Ｑ ａｉｒｔを算出する。

ここで、ステップ１５０１で用いる目標空気過剰率λｍは、既に述べたように、ＤＰＦ再生処理、Ｓ被毒解除処理、リッチスパイク処理およびＤＰＦ溶損防止処理のそれぞれに合わせて最適な値が設定されている。また、ステップ１５０１で用いる燃料噴射量は、通常噴射、本発明に係る第１分割噴射および本発明に係る第２分割噴射に合わせてそれぞれ設定されている。すなわち、通常噴射を行う場合の燃料噴射量は基準噴射量Ｑ ｓｔｄ（図２８のステップ１２０１参照）、本発明に係る第１分割噴射を行う場合の燃料噴射量は第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ（図２９のステップ１３０２参照）、本発明に係る第２分割噴射を行う場合の燃料噴射量は第２分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌ（図３０のステップ１４０２参照）である。

ステップ１５０２では、このようにして算出した目標空気量Ｑ ａｉｒｔが得られるように、ＥＧＲ弁５の開度または吸気絞り弁６の開度（つまりＥＧＲ量やＥＧＲ率）を制御する。また、このときエアフローメータ７により検出される実吸入空気量Ｑａｉｒがこの目標空気量Ｑ ａｉｒｔと一致するように、ＥＧＲ弁５または吸気絞り弁６を介してＥＧＲ量（ＥＧＲ率）をフィードバック制御する。

図３２（図１６ステップ１７のサブルーチン）はエンジン基本制御を実行するためのものである。なお、エンジン基本制御は、既に述べたように触媒暖機促進処理を行う必要がなく、かつＤＰＦ再生処理、Ｓ被毒解除処理、リッチスパイク処理およびＤＰＦ溶損防止処理についても必要ない場合に実行される。

ステップ１６０１では、触媒温度Ｔ１と所定温度Ｔ５２（約２２０℃）を比較する。触媒温度Ｔ１が所定温度Ｔ５２未満である、つまり図２７で前述した触媒暖機促進処理が実行されている場合には（触媒暖機促進中であれば）ステップ１６０２を飛ばしてステップ１６０３に進み、触媒暖機促進中でなければステップ１６０２で通常噴射を実行して（前回に本発明に係る第１分割噴射を実行していたときには通常噴射に切換え、前回にも通常噴射で実行していたときには通常噴射を維持する）、ステップ１６０３に進む。

ステップ１６０３では通常のＥＧＲ制御、すなわち目標とする排気性能が得られるように、エンジンが暖機完了前の状態にあるのかそれともエンジンが暖機完了後の状態にあるのかを判定し、その判定結果およびそのときの運転条件（回転速度Ｎｅとエンジン負荷）に応じて、ＥＧＲ弁５又は吸気絞り弁６の作動制御を実行する。

なお、エンジンが暖機完了前の状態にあるのかそれとも暖機完了後の状態にあるのかの判定は水温センサ３１により検出される冷却水温に基づいて行う。

ここで、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、触媒１６やＤＰＦ１７（いずれも排気浄化装置）が通常時以外の状態（ＤＰＦ再生処理要求が出ている状態、Ｓ被毒解除処理要求が出ている状態、リッチスパイク処理要求が出ている状態、触媒暖機促進処理要求が出ている状態）にある場合に、先頭噴射（圧縮上死点近傍での燃料噴射）と、２回目噴射や３回目噴射（膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射）とで構成される複数回の燃料噴射を実行し、この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を運転条件（エンジン負荷とエンジン回転速度から定まる）に基づいて変化させるので（本発明に係る第１分割噴射の場合には図２９ステップ１３０２、１３０３、１３０４または図２９ステップ１３０５参照、本発明に係る第２分割噴射の場合には図３０ステップ１４０２、１４０３、１４０４または図３０ステップ１４０５参照）、例えば標準燃料の使用時においてスモーク増加を最小限にすることを優先するとき（高負荷運転条件）には予混合燃焼の比率を高め（拡散燃焼の比率は低くする）、この逆に標準燃料の使用時においてスモーク増加よりも燃焼安定性を優先させるとき（低負荷運転条件）には拡散燃焼の比率を高める（予混合燃焼の比率は低くする）等、標準燃料の使用時において排気通路３に設けている排気浄化装置（触媒１６、ＤＰＦ１７）による排気清浄化のための排気温度の上昇や空燃比のリッチ化を実現しながら、スモーク増加を最小限にでき、燃焼安定化により燃費の悪化を防ぐことができる。

また、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用されると、運転条件（運転状態）が同じでも使用燃料のセタン価の相違により、複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、標準燃料の使用時に運転条件により定まっている所定の比率を外れて小さくなる側やその反対に大きくなる側へと変化し、これにより複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における燃焼状態も、標準燃料の使用時に運転条件により定まっている燃焼状態より外れて変化し、従って望みの燃焼特性が得られなくなってしまうのであるが、本実施形態（請求項１、３に記載の発明）によれば、複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、運転条件により定まる所定の比率になるように、使用燃料のセタン価に基づいて燃料噴射開始時期と燃料噴射圧力を補正する（つまり複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を変化させる）ので（本発明に係る第１分割噴射の場合には図２９ステップ１３１２、１３１３または図２９ステップ１３０６、１３０７参照、本発明に係る第２分割噴射の場合には図３０ステップ１４１２、１４１３または図３０ステップ１４０６、１４０７参照）、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用されるときでも、複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、標準燃料の使用時に運転状態により定まっている所定の比率を外れて小さくなったり大きくなったりすることがない。

本実施形態（請求項１４、２に記載の発明）によれば、触媒１６やＤＰＦ１７（いずれも排気浄化装置）が通常時以外の状態（ＤＰＦ再生処理要求が出ている状態、Ｓ被毒解除処理要求が出ている状態、リッチスパイク処理要求が出ている状態、触媒暖機促進処理要求が出て状態）にある場合に、通常噴射（圧縮上死点近傍での一括燃料噴射）を実行し、この通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を運転条件（エンジン負荷とエンジン回転速度から定まる）に基づいて変化させるので（図２８ステップ１２０１、１２０２参照）、例えば標準燃料の使用時においてスモーク増加を最小限にすることを優先するとき（高負荷運転条件）には予混合燃焼の比率を高め（拡散燃焼の比率は低くする）、この逆に標準燃料の使用時においてスモーク増加よりも燃焼安定性を優先させるとき（低負荷運転条件）には拡散燃焼の比率を高める（予混合燃焼の比率は低くする）等、標準燃料の使用時において排気通路３に設けている排気浄化装置（触媒１６、ＤＰＦ１７）による排気清浄化のための排気温度の上昇や空燃比のリッチ化を実現しながら、スモーク増加を最小限にでき、燃焼安定化により燃費の悪化を防ぐことができる。

また、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用されると、運転条件（運転状態）が同じでも使用燃料のセタン価の相違により、通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、標準燃料の使用時に運転条件により定まっている所定の比率を外れて小さくなる側やその反対に大きくなる側へと変化し、これにより通常噴射により生じる燃焼における燃焼状態も、標準燃料の使用時に運転条件により定まっている燃焼状態より外れて変化し、従って望みの燃焼特性が得られなくなってしまうのであるが、本実施形態（請求項１４、２に記載の発明）によれば、通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、運転条件により定まる所定の比率になるように、使用燃料のセタン価に基づいて燃料噴射開始時期と燃料噴射圧力を補正する（つまり通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を変化させる）ので（図２８ステップ１２０３、１２０４、１２０７、１２０８参照）、標準燃料と異なるセタン価の燃料が使用されるときでも、通常噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、標準燃料の使用時に運転状態により定まっている所定の比率を外れて小さくなったり大きくなったりすることがない。

本実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、分割された複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、運転条件（運転状態）により定まる所定の比率になるように、使用燃料のセタン価に基づいて、燃料噴射開始時期と燃料噴射圧力の少なくとも一つを補正する。具体的には、本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時には、同一の運転条件でも標準燃料よりセタン価の低い燃料を使用しての分割された複数回の燃料噴射による燃焼全体における予混合燃焼の比率を弱めて相対的に拡散燃焼の比率が高くなるように、第１、第２の分割噴射における各先頭噴射の燃料噴射開始時期（複数回の燃料噴射のうちの先頭回の燃料噴射開始時期）を進角側に補正するので（図１０及び図３最上段または図４最上段参照）、図３最下段または図４最下段に短破線で示したように、このときの熱発生率ｄＱ／ｄθのピークが、実線で示す標準燃料の使用時における従来の分割噴射の場合とほぼ同様に変化し、これにより標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時においても、ＨＣ排出量や燃費悪化を増大させることなく高排気温度や低空気過剰率を実現できる。

この逆に、本実施形態（請求項４に記載の発明）によれば、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時には、同一の運転条件でも標準燃料よりセタン価の高い燃料を使用しての分割された複数回の燃料噴射による燃焼全体における拡散燃焼の比率を弱めて相対的に予混合燃焼の比率が高くなるように、第１、第２の分割噴射における各先頭噴射の燃料噴射開始時期を遅角側に補正するので（図１０及び図３第２段目または図４第２段目参照）、図３最下段または図４最下段に長破線で示したように、このときの熱発生率ｄＱ／ｄθのピークが、実線で示す標準燃料の使用時における従来の分割噴射の熱発生率のピークよりも下降しており、燃焼全体は緩慢にならず適正な状態を保つことができている。これにより、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時においても、スモークの排出量を増加させることなく、高排気温度や低空気過剰率を実現することができる。

本実施形態（請求項１５、７に記載の発明）によれば、通常噴射（圧縮上死点近傍での一括燃料噴射）により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、運転条件（運転状態）により定まる所定の比率となるように、使用燃料のセタン価に基づいて燃料噴射開始時期（または燃料噴射圧力）を補正する。具体的には、本実施形態（請求項１６、８に記載の発明）によれば、標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時には、同一の運転条件でも標準燃料よりセタン価の低い燃料を使用しての通常噴射（圧縮上死点近傍での一括燃料噴射）による燃焼における予混合燃焼の比率を弱めて相対的に拡散燃焼の比率が高くなるように、通常噴射の燃料噴射開始時期を進角側に補正するので（図１０及び図２最上段の長破線参照）、図２最下段に短破線で示したように、このときの熱発生率ｄＱ／ｄθのピークが、一点鎖線で示す標準燃料の使用時における通常噴射の熱発生率のピークよりも上昇しており、これにより燃料消費の悪化やＨＣの増加を抑制できる。

この逆に、本実施形態（請求項１６、８に記載の発明）によれば、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時には、同一の運転条件でも標準燃料よりセタン価の高い燃料を使用しての通常噴射（圧縮上死点近傍での一括燃料噴射）による燃焼における拡散燃焼の比率を弱めて相対的に予混合燃焼の比率が高くなるように、通常噴射の燃料噴射開始時期を遅角側に補正するので（図１０及び図２最上段の短破線参照）、図２最下段に長破線で示したように、このときの熱発生率のピークが、一点鎖線で示す標準燃料の使用時における通常噴射の熱発生率のピークよりも下降しており、これによりスモークの増加を抑制できる。

本実施形態（請求項１７、９に記載の発明）によれば、第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ（複数回の燃料噴射の総燃料噴射量）を、基本噴射量Ｑ ｓｔｄ（圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の総燃料噴射量）よりも増量するので（図２９のステップ１３０２及び図６参照）、複数回の燃料噴射による燃焼を安定して行わせることができる。

本実施形態（請求項１８、１３に記載の発明）によれば、触媒温度Ｔ１（排気浄化装置の温度）が目標温度上限値Ｔ４２以下でかつ目標温度下限値Ｔ４１以上の場合に、第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓ（複数回の燃料噴射の総燃料噴射量）を、圧縮上死点近傍での一括燃料噴射の総燃料噴射量よりも増量し、触媒温度Ｔ１が目標温度下限値未満Ｔ４１の場合に、第２分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｌ（複数回の燃料噴射の総燃料噴射量）を、第１分割噴射における分割総噴射量Ｑ ｓｐｌｉｔ Ｓよりもさらに増量するので（図６参照）、触媒温度Ｔ１が目標温度下限値Ｔ４１未満にある場合、つまり通常時以外の状態における初期段階にある場合にも、目標とする高排気温度及び目標とする低空気過剰率に短時間で到達させることができる。

実施形態では、膨張行程での燃料噴射が１回の場合と２回の場合で代表させて説明したが、これに限られるもでなく、膨張行程での燃料噴射が３回以上である場合にも適用がある。

請求項１に記載の排気浄化装置状態検出手段の機能は図１６のステップ３、７〜１６により、燃料噴射実行手段の機能は図１７のステップ１０３、１１０、図１８のステップ２０３、２１２、図２７のステップ１１０２、１１０３により、燃焼比率制御手段の機能は図２９のステップ１３０２、１３０３、１３０４（または図２９ステップ１３０５）及び図２９ステップ１３１２、１３１３（または図２９ステップ１３０６、１３０７）によりそれぞれ果たされている。

本発明の燃焼制御装置を備えたディーゼルエンジンの概略構成図。 標準燃料の使用時、標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時にそれぞれ通常噴射を行う場合の燃料噴射波形と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時にそれぞれ本発明に係る第１、第２の分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合の燃料噴射波形と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 標準燃料よりセタン価の低い燃料の使用時、標準燃料よりセタン価の高い燃料の使用時にそれぞれ本発明に係る第１、第２の分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合の燃料噴射波形と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 基準噴射量の特性図。 アクセル開度に対する基準噴射量、本発明に係る第１分割噴射における分割総噴射量及び本発明に係る第２分割噴射における分割総噴射量の特性図。 通常噴射の基準噴射時期及び本発明に係る第１、第２の分割噴射における先頭噴射の基準噴射時期の特性図。 基準噴射圧力の特性図。 本発明に係る第１分割噴射における第１、第２の基準噴射間隔及び本発明に係る第２分割噴射における第１、第２の基準噴射間隔の特性図。 セタン価に対する通常噴射の噴射開始時期補正値及びセタン価に対する本発明に係る第１、第２の分割噴射における先頭噴射、２回目噴射、３回目噴射の各噴射時期補正値の特性図。 セタン価に対する通常噴射における噴射圧力補正値及びセタン価に対する本発明に係る第１、第２の分割噴射における噴射圧力補正値の特性図。 本発明に係る第１、第２の分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合の基準噴射量に対する燃料噴射量比率の特性図。 本発明に係る第１、第２の分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合の基準噴射量に対する噴射量比率の特性図。 本発明に係る第１、第２の分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合のエンジン回転速度に対する燃料噴射量比率の特性図。 ＤＰＦ再生のための目標空気過剰率の特性図。 排気浄化処理を説明するためのフローチャート。 ＤＰＦ再生処理を説明するためのフローチャート。 Ｓ被毒解除処理を説明するためのフローチャート。 リッチスパイク処理を説明するためのフローチャート。 ＤＰＦ溶損防止処理を説明するためのフローチャート。 処理優先順位決定を説明するためのフローチャート。 処理優先順位決定を説明するためのフローチャート。 リッチスパイクフラグの設定を説明するためのフローチャート。 ＤＰＦ再生要求フラグの設定を説明するためのフローチャート。 Ｓ被毒解除要求フラグの設定を説明するためのフローチャート。 リッチスパイク要求フラグの設定を説明するためのフローチャート。 触媒暖機促進処理を説明するためのフローチャート。 通常噴射を説明するためのフローチャート。 本発明に係る分割噴射を説明するためのフローチャート。 本発明に係る割リタード噴射を説明するためのフローチャート。 排気の空気過剰率制御を説明するためのフローチャート。 エンジン基本制御を説明するためのフローチャート。 従来の燃料噴射波形と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 標準燃料の使用時に本発明に係る第１、第２の分割噴射として２回の燃料噴射を行う場合の燃料噴射波形と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。 標準燃料の使用時に本発明に係る第１、第２の分割噴射として３回の燃料噴射を行う場合の燃料噴射波形と燃焼形態（熱発生率）との関係を示す特性図。

符号の説明

３ 排気通路
５ ＥＧＲ弁
６ 吸気絞り弁
１０ 燃料噴射装置（可変燃料噴射装置）
１６ 触媒（排気浄化装置）
１７ ＤＰＦ（フィルタ、排気浄化装置）
３０ エンジンコントロールユニット

Claims (18)

1. 排気通路に設けられる排気浄化装置と、
   エンジンの燃焼室に燃料を直接的に噴射可能でかつ燃料噴射を２回以上に分割して噴射可能な可変燃料噴射装置と、
   前記排気浄化装置が通常時の状態にあるのかそれとも通常時以外の状態にあるのかを検出する排気浄化装置状態検出手段と、
   運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   使用燃料のセタン価を検出するセタン価検出手段と
   を備え、
   前記排気浄化装置状態検出手段の検出結果より排気浄化装置が通常時以外の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での燃料噴射と膨張行程での少なくとも１回の燃料噴射とで構成される複数回の燃料噴射を実行する燃料噴射実行手段と、
   この複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を、前記運転状態検出手段により検出される運転状態と前記セタン価検出手段により検出される使用燃料のセタン価とに基づいて変化させる燃焼比率制御手段と
   を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの燃焼射制御装置。
2. 前記排気浄化装置状態検出手段の検出結果より通常時の状態にある場合に、圧縮上死点近傍での一括燃料噴射を実行すると共に、この一括燃料噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を、前記運転状態検出手段により検出される運転状態と、前記セタン価検出手段により検出される使用燃料のセタン価とに基づいて変化させることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
3. 前記複数回の燃料噴射により生じる燃焼全体における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が、前記運転状態検出手段により検出される運転状態により定まる所定の比率になるように、前記セタン価検出手段により検出される使用燃料のセタン価に基づいて、燃料噴射開始時期と燃料噴射圧力のうちの少なくとも一つを補正することを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
4. 前記使用燃料のセタン価が標準燃料より高いときには、前記複数回の燃料噴射のうちの先頭回の燃料噴射開始時期の遅角側への補正と前記燃料噴射圧力の増大側への補正のうちの少なくとも一つを実行し、また前記使用燃料のセタン価が標準燃料より低いときには、前記複数回の燃料噴射のうちの先頭回の燃料噴射開始時期の進角側への補正と前記燃料噴射圧力の減少側への補正のうちの少なくとも一つを実行することを特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
5. 前記使用燃料のセタン価が標準燃料より高いときには、前記複数回の燃料噴射のうちの２回目以降の各燃料噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正を実行し、また、前記使用燃料のセタン価が標準燃料より低いときには、前記複数回の燃料噴射のうちの２回目以降の燃料噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正を実行しないことを特徴とする請求項３に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
6. 前記２回目以降の各燃料噴射の燃料噴射開始時期の遅角側への補正量を、先頭回より遅れる回の燃料噴射ほど大きくすることを特徴とする請求項５に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
7. 前記一括燃料噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が前記運転状態検出手段により検出される運転状態により定まる所定の比率となるように、前記セタン価検出手段により検出される使用燃料のセタン価に基づいて、燃料噴射開始時期と燃料噴射圧力のうち少なくとも一つを補正することを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
8. 前記使用燃料のセタン価が標準燃料より高いときには、前記燃料噴射開始時期の遅角側へ補正と前記燃料噴射圧力の増大側へ補正のうちの少なくとも一つを実行し、また前記使用燃料のセタン価が標準燃料より低いときには、前記燃料噴射開始時期の進角側へ補正と前記燃料噴射圧力の減少側へ補正のうちの少なくとも一つを実行することを特徴とする請求項７に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
9. 前記複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を、前記一括燃料噴射の総燃料噴射量よりも増量することを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
10. 前記運転状態検出手段はエンジン負荷またはエンジン回転速度を検出する手段であり、検出されたエンジン負荷が高くなるほどまたは検出されたエンジン回転速度が上昇するほど、前記予混合燃焼の比率を増加させ前記拡散燃焼の比率を減少させることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
11. 前記排気浄化装置は、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタと、排気の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯｘをトラップし、排気空燃比がリッチのときにトラップしているＮＯｘを脱離するとともに、排気の空燃比がリッチになったときリッチ雰囲気中のＨＣ、ＣＯを還元剤として用いてその脱離したＮＯｘを脱離浄化するＮＯｘトラップ触媒との少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
12. 前記通常時以外の状態は、前記フィルタの再生要求が出ている状態、前記触媒の再生要求が出ている状態、前記触媒の硫黄被毒解除要求が出ている状態、前記触媒の暖機促進要求が出ている状態のうち少なくとも一つの状態であることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
13. 排気温度または前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段を備え、
    この温度検出手段により検出される排気温度または排気浄化装置の温度が所定の目標温度上限値以下でかつ所定の目標温度下限値以上の場合に、前記複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を、前記一括燃料噴射の総燃料噴射量よりも増量し、前記温度検出手段により検出される排気温度または排気浄化装置の温度が前記目標温度下限値未満の場合に、前記複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を、温度検出手段により検出される排気温度または排気浄化装置の温度が所定の目標温度上限値以下でかつ所定の目標温度下限値以上の場合における複数回の燃料噴射の総燃料噴射量よりもさらに増量することを特徴とする請求項２に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
14. 排気温度または前記排気浄化装置の温度を検出する温度検出手段を備え、
    前記排気浄化装置状態検出手段の検出結果より通常時以外の状態にある場合において、この温度検出手段により検出される排気温度または排気浄化装置の温度が所定の目標温度上限値以を超えているときに、圧縮上死点近傍での一括燃料噴射を実行すると共に、この一括燃料噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率を、前記運転状態検出手段により検出される運転状態と、前記セタン価検出手段により検出される使用燃料のセタン価とに基づいて変化させることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
15. 前記一括燃料噴射により生じる燃焼における予混合燃焼と拡散燃焼の比率が前記運転状態検出手段により検出される運転状態により定まる所定の比率となるように、前記セタン価検出手段により検出される使用燃料のセタン価に基づいて、燃料噴射開始時期と燃料噴射圧力のうち少なくとも一つを補正することを特徴とする請求項１４に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
16. 前記使用燃料のセタン価が標準燃料より高いときには、前記燃料噴射開始時期の遅角側へ補正と前記燃料噴射圧力の増大側へ補正のうちの少なくとも一つを実行し、また前記使用燃料のセタン価が標準燃料より低いときには、前記燃料噴射開始時期の進角側へ補正と前記燃料噴射圧力の減少側へ補正のうちの少なくとも一つを実行することを特徴とする請求項１５に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
17. 前記複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を、前記一括燃料噴射の総燃料噴射量よりも増量することを特徴とする請求項１４に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。
18. 前記温度検出手段により検出される排気温度または排気浄化装置の温度が所定の目標温度上限値以下でかつ所定の目標温度下限値以上の場合に、前記複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を、前記一括燃料噴射の総燃料噴射量よりも増量し、前記温度検出手段により検出される排気温度または排気浄化装置の温度が前記目標温度下限値未満の場合に、前記複数回の燃料噴射の総燃料噴射量を、温度検出手段により検出される排気温度または排気浄化装置の温度が所定の目標温度上限値以下でかつ所定の目標温度下限値以上の場合における複数回の燃料噴射の総燃料噴射量よりもさらに増量することを特徴とする請求項１４に記載のディーゼルエンジンの燃焼制御装置。

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