JP2010025003A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の良好な燃費および排ガス特性を確保しながら、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図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。
【解決手段】メイン噴射およびパイロット噴射を制御する内燃機関３の燃料噴射制御装置１は、気筒３ｂ内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータＴＦＡＣＴを検出し、検出された内燃機関３の運転状態ＮＥ、ＰＭＣＭＤに応じて、燃焼状態パラメータＴＦＡＣＴの目標値ＴＦＣＭＤを算出し、検出された燃焼状態パラメータＴＦＡＣＴが算出された目標値ＴＦＣＭＤになるように、メイン噴射時期補正値ＣＭＩを算出するとともに、算出されたメイン噴射時期補正値ＣＭＩに応じて、メイン噴射の時期ＴＭＩＣＭＤを補正し、算出されたメイン噴射時期補正値ＣＭＩに応じて、パイロット噴射による燃料量ＱＰＩＣＭＤを補正する。
【選択図】図７

Description

本発明は、パイロット噴射とメイン噴射が順次、行われることによって、燃料が気筒内に供給される内燃機関において、メイン噴射やパイロット噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

従来、この種の内燃機関の燃料噴射制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この燃料噴射制御装置（以下「第１燃料噴射制御装置」という）では、燃焼音を抑制するために、パイロット噴射による燃料量（以下「パイロット噴射量」という）が、次のようにして制御される。すなわち、パイロット噴射の停止中の燃焼音を、燃焼音基準値としてセンサで検出し、パイロット噴射中の燃焼音をセンサで検出するとともに、検出された燃焼音と燃焼音基準値との比に基づいて、燃焼音制御量を算出する。また、検出された内燃機関の運転状態に応じ、パイロット噴射量の基本値を算出するとともに、算出した基本値を、上記の燃焼音制御量が小さくなるように増減補正することによって、最終的なパイロット噴射量を算出する。そして、算出した最終的なパイロット噴射量に基づいて、パイロット噴射が制御される。

また、特許文献２に開示された燃料噴射制御装置（以下「第２燃料噴射制御装置」という）では、メイン噴射の開始時期（以下「メイン噴射時期」という）が、次のようにして制御される。すなわち、検出された内燃機関の運転状態に応じて、気筒内に供給される燃料の着火時期の目標値である目標着火時期を算出するとともに、検出された吸気管内の圧力に応じて、気筒内における燃料の実際の着火時期を算出する。また、算出した実際の着火時期が目標着火時期になるように、メイン噴射時期が制御される。以上により、第２燃料噴射制御装置では、最適なメイン噴射時期を得るようにしている。

一般に、パイロット噴射による燃料は、内燃機関の出力に直接、寄与しないため、パイロット噴射量が多いと、内燃機関の燃費が悪化する。また、パイロット噴射量が多いと、気筒内の温度が高くなりすぎることにより、メイン噴射による燃料が十分に気化しない状態で燃焼することによって、スモークの発生量が過大になり、内燃機関の排ガス特性が悪化する。上述した従来の第１燃料噴射制御装置では、燃焼音を抑制するために、パイロット噴射量を増減補正するにすぎないため、パイロット噴射量が多くなることによって、内燃機関の燃費の悪化や排ガス特性の悪化を招くおそれがある。このような不具合は、内燃機関の負荷が大きいときには、メイン噴射による燃料量がもともと大きいため、より顕著になってしまう。

また、燃料の性状やＥＧＲ装置のＥＧＲガスなどによる影響によって、気筒内において燃料が燃焼しにくいときには、パイロット噴射による燃料がすぐには燃焼せずに、遅れをもって燃焼する場合がある。その場合には、メイン噴射による燃料が急激に燃焼したり、燃焼せずに残ったパイロット噴射による燃料とメイン噴射による燃料の双方が一度に燃焼したりすることによって、燃焼音が過大になるとともに、燃料の燃焼状態が不安定になる。上述した従来の第２燃料噴射制御装置では、メイン噴射時期を補正するにすぎないため、上述したような燃焼音の過大化および燃焼状態の不安定化を招いてしまう。それに加え、燃料が燃焼しにくいことにより、メイン噴射時期が大幅に進角側に補正される場合があり、その場合には、内燃機関における失火の発生や、燃費および排ガス特性の悪化を招いてしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の良好な燃費および排ガス特性を確保しながら、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図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を目的とする。

特許第３４３８５９７号公報 特許第３９９４４６５号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、パイロット噴射とメイン噴射が順次、行われることによって燃料が気筒３ｂ内に供給される内燃機関３において、メイン噴射およびパイロット噴射を制御する内燃機関３の燃料噴射制御装置１であって、気筒３ｂ内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータ（実施形態における（以下、本項において同じ）実着火時期ＴＦＡＣＴ）を検出する燃焼状態パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、実着火時期算出部４４）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ３２、アクセル開度センサ３７、要求トルク算出部４１）と、検出された内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、要求トルクＰＭＣＭＤ）に応じて、燃焼状態パラメータの目標値（目標着火時期ＴＦＣＭＤ）を設定する目標燃焼状態パラメータ設定手段（ＥＣＵ２、目標着火時期算出部４５）と、検出された燃焼状態パラメータが設定された目標値になるように、メイン噴射時期補正値（Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩ）を算出するとともに、算出されたメイン噴射時期補正値に応じて、メイン噴射の時期（目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤ）を補正するメイン噴射時期補正手段（ＥＣＵ２、Ｆ／Ｂ補正値算出部４７、最終メイン噴射時期算出部４８）と、算出されたメイン噴射時期補正値に応じて、パイロット噴射による燃料量（目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤ）を補正するパイロット噴射量補正手段（ＥＣＵ２、補正値算出部５２、最終パイロット噴射量算出部５３）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータが、燃焼状態パラメータ検出手段によって検出されるとともに、内燃機関の運転状態が、運転状態検出手段によって検出される。また、検出された内燃機関の運転状態に応じ、燃焼状態パラメータの目標値が、目標燃焼状態パラメータ設定手段によって設定される。さらに、メイン噴射時期補正手段によって、検出された燃焼状態パラメータが設定された目標値になるように、メイン噴射時期補正値が算出されるとともに、算出されたメイン噴射時期補正値に応じ、メイン噴射の時期（以下「メイン噴射時期」という）が補正される。このようなメイン噴射時期の補正により、気筒内における燃焼状態が目標値で表されるような適正な燃焼状態に制御されるので、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。

また、気筒内において燃料が燃焼しにくく、燃焼状態が不安定になりやすくなるほど、メイン噴射時期補正値による補正量は、上述したメイン噴射時期補正値の算出手法から明らかなように、より大きくなる。このため、燃料が燃焼しにくいことでパイロット噴射による燃料がすぐには燃焼しなくなるという事象が発生するおそれがあるときには、メイン噴射時期補正値による補正量は、比較的大きくなる。以下、パイロット噴射による燃料がすぐには燃焼しないという事象を「パイロット失火」という。本発明によれば、メイン噴射時期補正値に応じ、パイロット噴射による燃料量（以下「パイロット噴射量」という）が、パイロット噴射量補正手段によって補正される。このため、メイン噴射時期補正値による補正量が大きいときに、メイン噴射時期の補正に加え、パイロット噴射量の補正を併せて行うことによって、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることができ、それにより、前述したパイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化を防止でき、その結果、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。

また、上記のようにパイロット噴射による燃料が良好に燃焼することによって、気筒内の温度が高められ、メイン噴射による燃料が燃焼しやすくなるので、メイン噴射時期が大幅に進角側に補正されるのを防止でき、したがって、そのようなメイン噴射時期の補正による内燃機関における失火の発生や、燃費および排ガス特性の悪化を防止することができる。さらに、メイン噴射時期補正値による補正量が小さいとき、すなわち、パイロット失火が発生するおそれがないときに、パイロット噴射量の補正を、その補正量を抑制しながら行うことによって、パイロット噴射量の過大化を防止でき、したがって、内燃機関の良好な燃費および排ガス特性を確保することができる。また、パイロット噴射量の補正に、メイン噴射時期を補正するために算出されたメイン噴射時期補正値を兼用できるので、パイロット噴射量の補正用に特別なパラメータを算出する必要がなく、したがって、その分、燃料噴射制御装置の演算負荷を軽減することができる。

前記目的を達成するため、請求項２に係る発明は、パイロット噴射とメイン噴射が順次、行われることによって燃料が気筒３ｂ内に供給される内燃機関３において、メイン噴射およびパイロット噴射を制御する内燃機関３の燃料噴射制御装置１Ａであって、気筒３ｂ内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータ（実施形態における（以下、本項において同じ）実着火時期ＴＦＡＣＴ）を検出する燃焼状態パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、実着火時期算出部４４）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ３２、アクセル開度センサ３７、要求トルク算出部４１）と、検出された内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、要求トルクＰＭＣＭＤ）に応じて、燃焼状態パラメータの目標値（目標着火時期ＴＦＣＭＤ）を設定する目標燃焼状態パラメータ設定手段（ＥＣＵ２、目標着火時期算出部４５）と、設定された目標値と検出された燃焼状態パラメータとの偏差である燃焼状態パラメータ偏差（着火時期偏差ＤＴＦ）を算出する燃焼状態パラメータ偏差算出手段（ＥＣＵ２、偏差算出部４６）と、算出された燃焼状態パラメータ偏差に応じて、燃焼状態パラメータが目標値になるように、メイン噴射の時期（目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤ）を補正するメイン噴射時期補正手段（ＥＣＵ２、Ｆ／Ｂ補正値算出部４７、最終メイン噴射時期算出部４８）と、燃焼状態パラメータ偏差に応じて、パイロット噴射による燃料量（目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤ）を補正するパイロット噴射量補正手段（ＥＣＵ２、補正値算出部６１、最終パイロット噴射量算出部５３）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１に係る燃料噴射制御装置と同様、検出された内燃機関の運転状態に応じて、気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータの目標値が設定される。また、設定された目標値と検出された燃焼状態パラメータとの偏差である燃焼状態パラメータ偏差が、燃焼状態パラメータ偏差算出手段によって算出されるとともに、算出された燃焼状態パラメータ偏差に応じ、燃焼状態パラメータが目標値になるように、メイン噴射時期が、メイン噴射時期補正手段によって補正される。これにより、請求項１に係る燃料噴射制御装置と同様、気筒内における燃焼状態が目標値で表されるような適正な燃焼状態に制御されるので、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。

また、気筒内において燃料が燃焼しにくく、燃焼状態が不安定になりやすくなるほど、目標値に対する燃焼状態パラメータの隔たりは大きくなり、その結果、燃焼状態パラメータ偏差はより大きくなる。このため、燃料が燃焼しにくいことでパイロット失火が発生するおそれがあるときには、燃焼状態パラメータ偏差は比較的大きくなる。本発明によれば、そのような燃焼状態パラメータ偏差に応じて、パイロット噴射量（パイロット噴射による燃料量）が、パイロット噴射量補正手段によって補正される。このため、燃焼状態パラメータ偏差が大きいとき、すなわち、パイロット失火が発生するおそれがあるときに、メイン噴射時期の補正に加え、パイロット噴射量の補正を併せて行うことによって、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることができる。したがって、前述したパイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化を防止でき、その結果、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。

また、上記のようにパイロット噴射による燃料が良好に燃焼することによって、気筒内の温度が高められ、メイン噴射による燃料が燃焼しやすくなるので、メイン噴射時期が大幅に進角側に補正されるのを防止でき、したがって、そのようなメイン噴射時期の補正による内燃機関における失火の発生や、燃費および排ガス特性の悪化を防止することができる。さらに、燃焼状態パラメータ偏差が小さいとき、すなわち、パイロット失火が発生するおそれがないときに、パイロット噴射量の補正を、その補正量を抑制しながら行うことによって、パイロット噴射量の過大化を防止でき、したがって、内燃機関の良好な燃費および排ガス特性を確保することができる。

前記目的を達成するため、請求項３に係る発明は、パイロット噴射とメイン噴射が順次、行われることによって燃料が気筒３ｂ内に供給される内燃機関３において、メイン噴射およびパイロット噴射を制御する内燃機関３の燃料噴射制御装置１Ｂであって、気筒３ｂ内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータ（実施形態における（以下、本項において同じ）実着火時期ＴＦＡＣＴ）を検出する燃焼状態パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、実着火時期算出部４４）と、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ３２、アクセル開度センサ３７、要求トルク算出部４１）と、検出された内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、要求トルクＰＭＣＭＤ）に応じて、燃焼状態パラメータの目標値（目標着火時期ＴＦＣＭＤ）を設定する目標燃焼状態パラメータ設定手段（ＥＣＵ２、目標着火時期算出部４５）と、検出された燃焼状態パラメータが設定された目標値になるように、メイン噴射の時期（目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤ）を補正するメイン噴射時期補正手段（ＥＣＵ２、Ｆ／Ｂ補正値算出部４７、最終メイン噴射時期算出部４８）と、気筒３ｂ内における燃料の燃焼状態に影響を及ぼす燃焼要因パラメータ（ＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴ）を検出する燃焼要因パラメータ検出手段（バルブリフト量センサ３５、排ガス流量センサ３６、ＥＣＵ２、実ＥＧＲガス量算出部７１）と、検出された燃焼要因パラメータと所定の基準値（目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤ）との比較結果に応じて、パイロット噴射による燃料量（目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤ）を補正するパイロット噴射量補正手段（ＥＣＵ２、第２補正値算出部７５、最終パイロット噴射量算出部７６）と、を備えることを特徴とする。

この内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、請求項１に係る内燃機関の燃料噴射制御装置と同様、検出された内燃機関の運転状態に応じて、気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータの目標値が設定される。また、検出された燃焼状態パラメータが設定された目標値になるように、メイン噴射時期が、メイン噴射時期補正手段によって補正される。これにより、請求項１に係る内燃機関の燃料噴射制御装置と同様、気筒内における燃焼状態が目標値で表されるような適正な燃焼状態に制御されるので、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。

また、気筒内における燃料の燃焼状態に影響を及ぼす燃焼要因パラメータが通常の基準状態と大きく異なっている場合には、気筒内における燃料が燃焼しにくくなり、前述したパイロット失火が発生しやすくなる。本発明によれば、燃焼要因パラメータが、燃焼要因パラメータ検出手段によって検出されるとともに、検出された燃焼要因パラメータと所定の基準値との比較結果に応じ、パイロット噴射による燃料量、すなわちパイロット噴射量が、パイロット噴射量補正手段によって補正される。このため、燃焼状態パラメータと基準値との比較結果に応じ、燃焼要因パラメータによる影響によりパイロット失火が発生するおそれがあると推定されるときに、メイン噴射時期の補正に加え、パイロット噴射量の補正を併せて行うことによって、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることができる。したがって、パイロット失火による燃焼音の過大化および燃焼状態の不安定化を防止することができ、その結果、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。

また、上記のようにパイロット噴射による燃料が良好に燃焼することによって、気筒内の温度が高められ、メイン噴射による燃料が燃焼しやすくなるので、メイン噴射時期が大幅に進角側に補正されるのを防止でき、したがって、そのようなメイン噴射時期の補正による内燃機関における失火の発生や、燃費および排ガス特性の悪化を防止することができる。さらに、燃焼要因パラメータによる影響によりパイロット失火が発生するおそれがないと推定されるときに、パイロット噴射量の補正を、その補正量を抑制しながら行うことによって、この補正によるパイロット噴射量の過大化を防止でき、したがって、内燃機関の良好な燃費および排ガス特性を確保することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置１、１Ａ、１Ｂにおいて、燃焼状態パラメータには、気筒３ｂ内に供給された燃料の着火時期（実着火時期ＴＦＡＣＴ）、メイン噴射の時期から着火時期までの着火遅れ期間、および、気筒３ｂ内の圧力の変化率の少なくとも１つが含まれることを特徴とする。

この構成によれば、気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータとして、気筒内に供給された燃料の着火時期、メイン噴射時期から着火時期までの着火遅れ期間、および、気筒内の圧力の変化率の少なくとも１つが用いられる。これらのパラメータはいずれも、気筒内における燃料の燃焼状態と密接な相関関係を有するので、燃焼状態パラメータに応じたメイン噴射時期の補正を適切に行うことができ、ひいては、燃焼音を確実に抑制できるとともに、安定した燃焼状態を確実に得ることができる。

請求項５に係る発明は、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置１Ｂにおいて、内燃機関３には、気筒３ｂ内における燃料の燃焼によって生成された既燃ガスの一部をＥＧＲガスとして気筒３ｂ内に存在させるＥＧＲ装置１４が設けられており、燃焼要因パラメータには、気筒３ｂ内に吸入される新気の量とＥＧＲガスの量との和に対するＥＧＲガスの量の比を表すＥＧＲ率パラメータ、ＥＧＲガスの温度、気筒３ｂ内に吸入される新気の温度、および、気筒３ｂ内に供給される燃料の性状の少なくとも１つが含まれることを特徴とする。

この構成によれば、燃焼要因パラメータとして、気筒内に吸入される新気の量とＥＧＲガスの量との和に対するＥＧＲガスの量の比を表すＥＧＲ率パラメータ、ＥＧＲガスの温度、気筒内に吸入される新気の温度、および、気筒内に供給される燃料の性状の少なくとも１つが用いられる。これらのパラメータは、気筒内における燃料の燃焼状態に大きな影響を及ぼすので、燃焼要因パラメータに応じたパイロット噴射量の補正を適切に行うことができ、ひいては、燃焼音を確実に抑制できるとともに、安定した燃焼状態を確実に得ることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１、１Ａ、１Ｂにおいて、パイロット噴射量補正手段は、メイン噴射時期補正手段によるメイン噴射の時期の進角側への補正量（Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩ、着火時期偏差ＤＴＦ）が所定量（所定値ＣＭＩＲＥＦ、所定値ＤＴＦＲＥＦ）よりも小さいときには、パイロット噴射による燃料量の補正を禁止することを特徴とする。

前述したように、メイン噴射時期は、メイン噴射時期補正手段によって、気筒内における燃料の燃焼状態が目標値で表されるような適正な燃焼状態になるように補正される。このため、メイン噴射時期は、気筒内において燃料が燃焼しにくいほど、より進角側に補正され、前述したパイロット失火が発生するおそれがあるときには、進角側への補正量は比較的大きくなる。本発明によれば、メイン噴射時期による進角側への補正量が所定量よりも小さいとき、すなわち、パイロット失火が発生するおそれがないときに、パイロット噴射量の補正が禁止される。したがって、パイロット噴射量の不要な補正を回避でき、それにより、内燃機関のより良好な燃費および排ガス特性を得ることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図２は、本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置１を概略的に示しており、同図に示すように、燃料噴射制御装置１は、後述するＥＣＵ２や各種のセンサを備えている。

また、図１は、燃料噴射制御装置１を適用した内燃機関３を概略的に示しており、この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）に駆動源として搭載されたディーゼルエンジンである。図１に示すように、エンジン３のシリンダヘッド３ａには、吸気管４および排気管５が接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６が、気筒３ｂ内のピストン３ｃに臨むように取り付けられている。

このインジェクタ６は、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク（いずれも図示せず）に順に接続されている。この高圧ポンプは、燃料タンクの燃料を、高圧に昇圧した後、コモンレールを介してインジェクタ６に送り、インジェクタ６はこの燃料を気筒３ｂ内に噴射する。エンジン３では、この燃料噴射として、エンジン３の吸気行程中から圧縮行程中の任意の期間に燃料を噴射するパイロット噴射と、圧縮行程中に燃料を噴射するメイン噴射の双方が、実行される。また、パイロット噴射用およびメイン噴射用の燃料噴射量および燃料噴射時期は、ＥＣＵ２によって制御される。以下、パイロット噴射用の燃料噴射量を「パイロット噴射量」といい、メイン噴射用の燃料噴射時期を「メイン噴射時期」という。

また、インジェクタ６には、筒内圧センサ３１が一体に取り付けられている。この筒内圧センサ３１は、リング状の圧電素子で構成されており、気筒３ｂ内の圧力の変化量（以下「筒内圧変化量」という）ＤＰＶを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この筒内圧変化量ＤＰＶに基づき、気筒３ｂ内の圧力（以下「筒内圧」という）を後述するようにして算出する。

さらに、エンジン３のクランクシャフト３ｄには、マグネットロータ３２ａが取り付けられており、このマグネットロータ３２ａとＭＲＥピックアップ３２ｂによって、クランク角センサ３２が構成されている。このクランク角センサ３２は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、ピストン３ｃが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号である。

また、吸気管４には、過給装置７が設けられており、過給装置７は、ターボチャージャで構成された過給機８と、これに連結されたアクチュエータ９と、ベーン開度制御弁１０を備えている。

過給機８は、吸気管４に設けられた回転自在のコンプレッサブレード８ａと、排気管５に設けられた回転自在のタービンブレード８ｂおよび複数の回動自在の可変ベーン８ｃ（２つのみ図示）と、これらのブレード８ａ，８ｂを一体に連結するシャフト８ｄとを有している。過給機８は、排気管５内の排ガスによりタービンブレード８ｂが回転駆動されるのに伴い、これと一体のコンプレッサブレード８ａが回転駆動されることによって、吸気管４内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。

アクチュエータ９は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、各可変ベーン８ｃに機械的に連結されている。アクチュエータ９には、負圧ポンプから負圧供給通路（いずれも図示せず）を介して負圧が供給され、この負圧供給通路の途中に、ベーン開度制御弁１０が設けられている。ベーン開度制御弁１０は、電磁弁で構成されており、その開度がＥＣＵ２からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ９への供給負圧が変化し、それに伴い、可変ベーン８ｃの開度が変化することにより、過給圧が制御される。

さらに、吸気管４の過給機８よりも下流側には、上流側から順に、水冷式のインタークーラ１１およびスロットル弁１２が設けられている。このインタークーラ１１は、過給装置７の過給動作により吸入空気の温度が上昇したときなどに、吸入空気を冷却するものである。スロットル弁１２には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ１２ａが接続されており、スロットル弁１２の開度は、このアクチュエータ１２ａに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって、制御される。

また、吸気管４には、過給機８よりも上流側にエアフローセンサ３３が、インタークーラ１１とスロットル弁１２の間に過給圧センサ３４が、それぞれ設けられている。このエアフローセンサ３３はエンジン３に吸入される新気の量（以下「新気量」という）ＱＡを検出し、過給圧センサ３４は吸気管４内の過給圧ＰＡＣＴを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。

さらに、エンジン３には、ＥＧＲ管１４ａおよびＥＧＲ制御弁１４ｂを有するＥＧＲ装置１４が設けられている。ＥＧＲ管１４ａは、吸気管４と排気管５の間に、具体的には、吸気管４のスロットル弁１２よりも下流側と排気管５の過給機８よりも上流側とをつなぐように接続されている。このＥＧＲ管１４ａを介して、エンジン３の排ガスの一部が吸気管４にＥＧＲガスとして還流し、それにより、気筒３ｂ内の燃焼温度が低下することによって、排ガス中のＮＯｘが低減される。

上記のＥＧＲ制御弁１４ｂは、ＥＧＲ管１４ａに取り付けられたリニア電磁弁で構成されており、そのバルブリフト量が、ＥＣＵ２からの駆動信号によってリニアに制御されることによって、ＥＧＲガスの量（以下「ＥＧＲガス量」という）が制御される。ＥＧＲ制御弁１４ｂのバルブリフト量ＬＡＣＴは、バルブリフト量センサ３５によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。

また、ＥＧＲ装置１４にはＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲ冷却装置１５が設けられており、このＥＧＲ冷却装置１５は、バイパス通路１５ａと、ＥＧＲ通路切換弁１５ｂと、ＥＧＲ管１４ａのＥＧＲ制御弁１４ｂよりも下流側に設けられたＥＧＲクーラ１５ｃを有している。バイパス通路１５ａは、ＥＧＲ管１４ａのＥＧＲ制御弁１４ｂよりも下流側に、ＥＧＲクーラ１５ｃをバイパスするように設けられており、ＥＧＲ通路切換弁１５ｂはバイパス通路１５ａの分岐部に取り付けられている。ＥＧＲ通路切換弁１５ｂは、ＥＣＵ２による制御によって、ＥＧＲ管１４ａのＥＧＲ通路切換弁１５ｂよりも下流側の部分を、ＥＧＲ管１４ａ側とバイパス通路１５ａ側に選択的に切り換える。

以上により、ＥＧＲ通路切換弁１５ｂがバイパス通路１５ａ側に切り換えられた場合には、ＥＧＲガスは、バイパス通路１５ａに通され、吸気管４に還流する。一方、逆側に切り換えられた場合には、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１５ｃで冷却された後、吸気管４に還流する。

また、排気管５には、排ガス流量センサ３６が設けられており、排ガス流量センサ３６は、排ガスの流量（以下「排ガス流量」という）ＱＥを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。さらに、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ３７から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ３１〜３７からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＥＣＵ２は、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、燃料噴射量、噴射時期やＥＧＲガス量の制御を含むエンジン３の制御を実行する。

次に、図３〜図５を参照しながら、燃料噴射制御装置１によるメイン噴射時期およびパイロット噴射量を含む燃料噴射制御の基本的な原理について説明する。図３は、前述したメイン噴射時期ＴＭＩおよびパイロット噴射量ＱＰＩをそれぞれ所定の一定値に制御した場合の、ＥＧＲ率ｒＥＧＲに対する筒内圧変化率ｄＰθ、メイン噴射時期ＴＭＩおよびパイロット噴射量ＱＰＩの関係を示している。ここで、ＥＧＲ率ｒＥＧＲは、ＥＧＲガス量と新気量ＱＡの和に対するＥＧＲガス量の比（ＥＧＲガス量／ＥＧＲガス量＋新気量ＱＡ）であり、筒内圧変化率ｄＰθは、単位クランク角度当たりの筒内圧の変化量である。この筒内圧変化率ｄＰθは、エンジン３の燃焼音と密接な相関関係にあり、筒内圧変化率ｄＰθが大きいほど、燃焼音はより大きくなる。

図３に示すように、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが所定値ｒＲＥＦよりも小さいときには、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが小さいほど、筒内圧変化率ｄＰθすなわち燃焼音は、より大きくなっている。これは、ＥＧＲ率ｒＥＧＲは、気筒３ｂ内における燃料の燃焼のしにくさと密接な相関関係にあり、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが小さいほど、気筒３ｂ内において燃料が燃焼しやすいのに対し、メイン噴射時期ＴＩＭが進角側であることにより、気筒３ｂ内における燃料の実際の着火時期（以下「実着火時期」という）が早くなりすぎることによって、筒内圧が急激に増大するためである。

一方、図３に示すように、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが所定値ｒＲＥＦ以上のときには、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが大きいほど、筒内圧変化率ｄＰθすなわち燃焼音は、より大きくなっている。これは、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが大きいほど、燃料がより燃焼しにくいため、パイロット噴射による燃料がすぐには燃焼しない、いわゆるパイロット失火が発生しやすいことによって、メイン噴射による燃料が急激に燃焼したり、燃焼せずに残ったパイロット噴射による燃料とメイン噴射による燃料の双方が一度に燃焼したりすることによって、燃焼音が大きくなるためである。

また、図４は、安定した燃焼状態が得られるように、メイン噴射時期ＴＭＩを補正（制御）するとともに、パイロット噴射量ＱＰＩを所定の一定値に制御した場合の、ＥＧＲ率ｒＥＧＲに対する図３と同じ３つのパラメータの関係を示している。図４に示すように、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが所定値ｒＲＥＦよりも小さいときには、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが大きいほど、燃料が燃焼しにくいため、メイン噴射時期ＴＭＩがより進角側に制御される。これにより、安定した燃焼状態が得られることによって、筒内圧変化率ｄＰθすなわち燃焼音は、比較的小さな値に保持される。

一方、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが所定値ｒＲＥＦ以上のときには、上述したように、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが大きいほど、パイロット失火が発生しやすくなり、パイロット失火の影響による燃料の急激な燃焼が発生しやすくなる。図４に示すように、ｒＥＧＲ≧ｒＲＥＦのときには、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが大きいほど、燃料が燃焼しにくいため、メイン噴射時期ＴＭＩがさらに進角側に補正される。しかし、そのようなメイン噴射時期ＴＭＩの補正だけでは、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させられないので、上述したパイロット失火の影響による燃料の急激な燃焼を防止できない。このため、図４に示すように、ｒＥＧＲ≧ｒＲＥＦのときには、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが大きいほど、筒内圧変化率ｄＰθすなわち燃焼音は、より大きくなっている。

また、図５は、安定した燃焼状態が得られるように、パイロット噴射量ＱＰＩを増大補正するとともに、メイン噴射時期ＴＭＩを所定の一定値に制御した場合の、ＥＧＲ率ｒＥＧＲに対する図３と同じ３つのパラメータの関係、およびＥＧＲ率ｒＥＧＲとパイロット噴射量ＱＰＩの関係を示している。図５に示すように、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが所定値ｒＲＥＦよりも小さいときには、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが小さいことから、燃料が燃焼しやすいため、パイロット噴射量ＱＰＩをほとんど増大補正しなくても、パイロット失火が発生しないので、筒内圧変化率ｄＰθすなわち燃焼音は、比較的小さな値に保持される。

一方、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが所定値ｒＲＥＦ以上のときには、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが大きいほど、燃料が燃焼しにくく、パイロット失火が発生しやすくなる。このため、図５に示すように、ｒＥＧＲ≧ｒＲＥＦのときには、ＥＧＲ率ｒＥＧＲが大きいほど、パイロット噴射量ＱＰＩがより増大側に制御される。これにより、パイロット噴射による燃料が良好に燃焼することによって、安定した燃焼状態が得られ、その結果、筒内圧変化率ｄＰθすなわち燃焼音は、比較的小さな値に保持される。

また、エンジン３の良好な燃費および排ガス特性を確保するという観点からは、パイロット噴射量ＱＰＩをできるだけ小さな値に制御するのが好ましい。

以上のような事象に着目し、燃料噴射制御装置１では、エンジン３の良好な燃費および排ガス特性を確保しながら、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図るために、気筒３ｂ内において燃料が燃焼しやすく、パイロット失火が発生するおそれがないときには、メイン噴射時期ＴＭＩのみが補正される一方、燃料が燃焼しにくく、パイロット失火が発生するおそれがあるときには、メイン噴射時期ＴＭＩに加え、パイロット噴射量ＱＰＩが併せて補正される。

具体的には、図６に示すように、燃料噴射制御装置１は、主としてメイン噴射時期ＴＭＩを制御するための、要求トルク算出部４１、目標メイン噴射時期算出部４２、熱発生率算出部４３、実着火時期算出部４４、目標着火時期算出部４５、偏差算出部４６、Ｆ／Ｂ補正値算出部４７、および最終メイン噴射時期算出部４８を備えている。これらの算出部４１〜４８はいずれも、ＥＣＵ２によって構成されている。

要求トルク算出部４１には、算出されたエンジン回転数ＮＥと検出されたアクセル開度ＡＰが入力される。要求トルク算出部４１は、入力されたエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、エンジン３に要求される要求トルクＰＭＣＭＤを算出し、目標メイン噴射時期算出部４２および目標着火時期算出部４５に出力する。目標メイン噴射時期算出部４２には、エンジン回転数ＮＥがさらに入力される。目標メイン噴射時期算出部４２は、入力されたエンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤを算出し、最終メイン噴射時期算出部４８に出力する。

熱発生率算出部４３には、検出されたＣＲＫ信号および筒内圧変化量ＤＰＶが入力される。熱発生率算出部４３は、入力されたＣＲＫ信号および筒内圧変化量ＤＰＶに応じ、気筒３ｂ内における、単位クランク角度当たりの熱発生率ｄＱθを、次式（１）によって算出し、実着火時期算出部４４に出力する。
ｄＱθ＝（κ・Ｐθ・1000・ｄＶθ＋ｄＰθ・1000・Ｖθ）／（κ−１） …（１）
ここで、κは所定の比熱比であり、例えば１．３４に設定されている。Ｐθは、前述した筒内圧であり、筒内圧変化量ＤＰＶに基づいて算出される。ｄＶθは、単位クランク角度当たりの気筒３ｂ内の容積（シリンダヘッド３ａとピストン３ｃで規定される気筒３ｂ内の容積）の変化率であり、ＣＲＫ信号に基づいて算出される。また、筒内圧変化率ｄＰθは、ＣＲＫ信号および筒内圧変化量ＤＰＶに応じて算出される。Ｖθは、そのときどきの気筒３ｂ内の容積であり、ＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号に基づいて算出される。

実着火時期算出部４４には、ＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号がさらに入力される。実着火時期算出部４４は、入力された熱発生率ｄＱθを積分することによって、気筒３ｂ内における熱発生量を算出するとともに、入力されたＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号に応じ、エンジン３の１燃焼サイクル中において、熱発生量が総熱発生量の１／２になったときのクランク角度位置を、前述した実着火時期（気筒３ｂ内における燃料の実際の着火時期）ＴＦＡＣＴとして算出する。また、実着火時期算出部４４は、算出した実着火時期ＴＦＡＣＴを、偏差算出部４６に出力する。

目標着火時期算出部４５には、要求トルクＰＭＣＭＤに加え、エンジン回転数ＮＥがさらに入力される。目標着火時期算出部４５は、入力されたエンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、実着火時期ＴＦＡＣＴの目標値である目標着火時期ＴＦＣＭＤを算出し、偏差算出部４６に出力する。このマップでは、目標着火時期ＴＦＣＭＤは、安定した燃焼状態が得られるような着火時期として設定されている。偏差算出部４６は、目標着火時期ＴＦＣＭＤと実着火時期ＴＦＡＣＴとの偏差（以下「着火時期偏差」という）ＤＴＦを算出し、Ｆ／Ｂ補正値算出部４７に出力する。

Ｆ／Ｂ補正値算出部４７は、入力された着火時期偏差ＤＴＦに応じ、所定のフィードバック制御アルゴリズムに基づいて、前述した目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤを補正するためのフィードバック補正値（以下「Ｆ／Ｂ補正値」という）ＣＭＩを算出する。これにより、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩは、実着火時期ＴＦＡＣＴが目標着火時期ＴＦＣＭＤに収束するように算出される。また、算出されたＦ／Ｂ補正値ＣＭＩは、最終メイン噴射時期算出部４８に出力される。なお、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩは、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤを進角側に補正する場合には正値として算出され、遅角側に補正する場合には負値として算出される。

最終メイン噴射時期算出部４８は、入力された目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤに、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩを加算することによって、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤを補正することで、最終メイン噴射時期ＴＭＩＯＵＴを算出するとともに、算出した最終メイン噴射時期ＴＭＩＯＵＴに基づく駆動信号を、インジェクタ６に出力する。以上により、メイン噴射時期ＴＭＩは、実着火時期ＴＦＡＣＴが目標着火時期ＴＦＣＭＤになるように制御される。なお、以上のメイン噴射時期ＴＭＩの制御では、気筒３ｂ内で燃料が燃焼しにくいほど、実着火時期ＴＦＡＣＴが目標着火時期ＴＦＣＭＤよりも遅くなるため、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤはより進角側に補正される。

また、図７に示すように、燃料噴射制御装置１は、主としてパイロット噴射量ＱＰＩを制御するための、目標パイロット噴射量算出部５１、補正値算出部５２および最終パイロット噴射量算出部５３を備えており、これらはいずれも、ＥＣＵ２によって構成されている。

目標パイロット噴射量算出部５１には、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤが入力される。目標パイロット噴射量算出部５１は、入力されたエンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、パイロット噴射量ＱＰＩの目標値である目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤを算出し、最終パイロット噴射量算出部５３に出力する。このマップでは、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤは、気筒３ｂ内の温度を適切に高め、それにより、メイン噴射による燃料を良好に燃焼させられるような値に設定されている。

補正値算出部５２には、前述したＦ／Ｂ補正値算出部４７で算出されたＦ／Ｂ補正値ＣＭＩが入力される。補正値算出部５２は、入力されたＦ／Ｂ補正値ＣＭＩに応じ、パイロット噴射量補正値ＣＰＩを算出し、最終パイロット噴射量算出部５３に出力する。このパイロット噴射量補正値ＣＰＩは、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤを増大補正するためのものであり、その算出手法については後述する。

最終パイロット噴射量算出部５３は、入力された目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤにパイロット噴射量補正値ＣＰＩを加算することによって、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤを補正することで、最終パイロット噴射量ＱＰＩＯＵＴを算出するとともに、算出した最終パイロット噴射量ＱＰＩＯＵＴに基づく駆動信号を、インジェクタ６に出力する。これにより、パイロット噴射量ＱＰＩが最終パイロット噴射量ＱＰＩＯＵＴになるように制御される。

次に、補正値算出部５２でのパイロット噴射量補正値ＣＰＩの算出について説明する。具体的には、入力されたＦ／Ｂ補正値ＣＭＩが所定値ＣＭＩＲＥＦよりも小さいときには、パイロット噴射量補正値ＣＰＩを値０に設定する。この所定値ＣＭＩＲＥＦは、気筒３ｂ内において燃料が燃焼しにくいことで前述したパイロット失火が発生するおそれがあるか否かを判別するためのものであり、あらかじめ行った実験によって求められている。

前述したように、気筒３ｂ内で燃料が燃焼しにくく、パイロット失火が発生しやすくなるほど、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤがより進角側に補正されるとともに、その際、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩは正値として算出されることから明らかなように、ＣＭＩ値がＣＭＩＲＥＦ値よりも小さいということは、パイロット失火が発生するおそれがないことを表している。したがって、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩ＜所定値ＣＭＩＲＥＦのときには、パイロット失火が発生するおそれがないとして、パイロット噴射量補正値ＣＰＩは値０に設定され、それにより、この補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が禁止される。

なお、気筒３ｂ内で燃料が燃焼しやすいことなどによって、実着火時期ＴＦＡＣＴが目標着火時期ＴＦＣＭＤよりも進角側にあることで、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩにより目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤが遅角側に補正されるときには、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが負値になる結果、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩ＜所定値ＣＭＩＲＥＦが成立するので、この場合にも、補正値ＣＰＩによる増大補正は禁止される。

一方、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが所定値ＣＭＩＲＥＦ以上のとき、すなわち、パイロット失火が発生するおそれがあるときには、パイロット噴射量補正値ＣＰＩを、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩに応じ、図８に示すＣＭＩ−ＣＰＩマップを検索することによって算出する。その結果、パイロット失火が発生するおそれがあるときには、パイロット噴射量補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が行われる。上記のＣＭＩ−ＣＰＩマップでは、パイロット噴射量補正値ＣＰＩは、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが大きいほど、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤの進角側への補正量が大きく、換言すれば、燃料が燃焼しにくく、パイロット失火が発生しやすいので、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤをより大きく補正することによって、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることで、パイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化を防止するためである。

また、ＣＭＩ−ＣＰＩマップにおいて、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが比較的大きい領域では、パイロット噴射量補正値ＣＰＩは、ほぼ一定値に設定されている。これは、パイロット噴射量補正値ＣＰＩの増大補正によるパイロット噴射量ＱＰＩの過大化を防止するためである。

なお、本実施形態は、請求項１、４および６に係る発明に対応するものであり、本実施形態における各種の要素と請求項１、４および６に係る発明の各種の要素との対応関係は、次の通りである。すなわち、クランク角センサ３２およびアクセル開度センサ３７が、運転状態検出手段に相当し、ＥＣＵ２が、燃焼状態パラメータ検出手段、運転状態検出手段、目標燃焼状態パラメータ設定手段、メイン噴射時期補正手段、パイロット噴射量補正手段に相当する。

また、要求トルク算出部４１が運転状態検出手段に、実着火時期算出部４４が燃焼状態パラメータ検出手段に、それぞれ相当する。さらに、目標着火時期算出部４５が、目標燃焼状態パラメータ設定手段に相当し、Ｆ／Ｂ補正値算出部４７および最終メイン噴射時期算出部４８が、メイン噴射時期補正手段に相当し、補正値算出部５２および最終パイロット噴射量算出部５３が、パイロット噴射量補正手段に相当する。また、実着火時期ＴＦＡＣＴが、燃焼状態パラメータに相当し、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤが、検出された内燃機関の運転状態に相当する。さらに、目標着火時期ＴＦＣＭＤが燃焼状態パラメータの目標値に、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤがメイン噴射の時期に、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤがパイロット噴射による燃料量に、それぞれ相当する。また、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが、メイン噴射時期補正値および補正量に相当し、所定値ＣＭＩＲＥＦが所定量に相当する。

以上のように、本実施形態によれば、実着火時期ＴＦＡＣＴが目標着火時期ＴＦＣＭＤになるように算出されたＦ／Ｂ補正値ＣＭＩに応じて、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤを補正するとともに、それにより算出した最終メイン噴射時期ＴＭＩＯＵＴに基づいて、メイン噴射時期ＴＭＩが制御される。これにより、実着火時期ＴＦＡＣＴが、安定した燃焼状態が得られるような着火時期として設定された目標着火時期ＴＦＣＭＤになるように制御されるので、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。また、上記のようなメイン噴射時期ＴＭＩの制御に、気筒３ｂ内における燃料の燃焼状態と密接な相関関係を有する実着火時期ＴＦＡＣＴを用いるので、燃焼音を確実に抑制できるとともに、安定した燃焼状態を確実に得ることができる。

さらに、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが所定値ＣＭＩＲＥＦ以上で、パイロット失火が発生するおそれがあるときには、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤの補正に加え、パイロット噴射量補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が、併せて行われる。これにより、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることができ、それにより、パイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化を防止でき、その結果、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。同じ理由により、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤが大幅に進角側に補正されるのを防止できるので、そのような目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤの補正による失火の発生や、燃費および排ガス特性の悪化を防止することができる。また、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが所定値ＣＭＩＲＥＦよりも小さく、パイロット失火が発生するおそれがないときには、パイロット噴射量補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が禁止される。これにより、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの不要な補正を回避でき、したがって、エンジン３の良好な燃費および排ガス特性を確保することができる。

さらに、パイロット噴射量補正値ＣＰＩを、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが大きいほど、すなわち、パイロット失火が発生しやすいほど、より大きな値に算出するので、パイロット失火による燃焼音の過大化などの防止と、エンジン３の良好な燃費および排ガス特性の確保とを両立させることができる。また、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの補正に、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤを補正するために算出されたＦ／Ｂ補正値ＣＭＩを兼用できるので、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの補正用に特別なパラメータを算出する必要がなく、したがって、その分、燃料噴射制御装置１の演算負荷を軽減することができる。

次に、図９を参照しながら、本発明の第２実施形態による燃料噴射制御装置１Ａについて説明する。この燃料噴射制御装置１Ａは、前述した第１実施形態による燃料噴射制御装置１と比較して、パイロット噴射量補正値ＣＰＩの算出手法のみが異なっており、メイン噴射時期ＴＭＩの制御については、第１実施形態と同様にして行われる。図９において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて示している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

補正値算出部６１には、第１実施形態と異なり、前述した偏差算出部４６で算出された着火時期偏差ＤＴＦが入力される。補正値算出部６１は、入力された着火時期偏差ＤＴＦに応じて、パイロット噴射量補正値ＣＰＩを算出し、前述した最終パイロット噴射量算出部５３に出力する。この算出は次のようにして行われる。具体的には、実着火時期ＴＦＡＣＴが目標着火時期ＴＦＣＭＤよりも遅角側にあり、かつ、入力された着火時期偏差ＤＴＦが所定値ＤＴＦＲＥＦよりも小さいときには、パイロット噴射量補正値ＣＰＩは値０に設定される。この所定値ＤＴＦＲＥＦは、パイロット失火が発生するおそれがあるか否かを判別するためのものであり、あらかじめ行った実験によって求められている。

また、燃料が燃焼しにくいときには、実着火時期ＴＦＡＣＴは、目標着火時期ＴＦＣＭＤよりも遅くなるため、燃料が燃焼しにくいほど、目標着火時期ＴＦＣＭＤと実着火時期ＴＦＡＣＴとの偏差である着火時期偏差ＤＴＦは、一時的により大きな正値になる。このことから明らかなように、着火時期偏差ＤＴＦが所定値ＤＴＦＲＥＦよりも小さいということは、パイロット失火が発生するおそれがないことを表している。したがって、着火時期偏差ＤＴＦ＜所定値ＤＴＦＲＥＦのときには、パイロット失火が発生するおそれがないとして、パイロット噴射量補正値ＣＰＩは値０に設定され、それにより、この補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が禁止される。

なお、気筒３ｂ内で燃料が燃焼しやすいことなどによって、実着火時期ＴＦＡＣＴが目標着火時期ＴＦＣＭＤよりも進角側にあることで、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩにより目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤが遅角側に補正されるときには、着火時期偏差ＤＴＦが負値になる結果、着火時期偏差ＤＴＦ＜所定値ＤＴＦＲＥＦが成立するので、この場合にも、補正値ＣＰＩによる増大補正は禁止される。

一方、着火時期偏差ＤＴＦが所定値ＤＴＦＲＥＦ以上のとき、すなわち、パイロット失火が発生するおそれがあるときには、パイロット噴射量補正値ＣＰＩを、着火時期偏差ＤＴＦに応じ、図１０に示すＤＴＦ−ＣＰＩマップを検索することによって算出する。その結果、第１実施形態と同様、パイロット失火が発生するおそれがあるときには、パイロット噴射量補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの補正が行われる。上記のＤＴＦ−ＣＰＩマップでは、パイロット噴射量補正値ＣＰＩは、着火時期偏差ＤＴＦが大きいほど、より大きな値に設定されている。これは、着火時期偏差ＤＴＦが大きいほど、目標着火時期ＴＦＣＭＤに対する実着火時期ＴＦＡＣＴの遅れが大きく、換言すれば、燃料が燃焼しにくく、パイロット失火が発生しやすいので、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤをより大きく補正することによって、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることで、パイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化を防止するためである。

また、ＤＴＦ−ＣＰＩマップにおいて、着火時期偏差ＤＴＦが比較的大きい領域では、パイロット噴射量補正値ＣＰＩは、ほぼ一定値に設定されている。これは、パイロット噴射量補正値ＣＰＩの増大補正によるパイロット噴射量ＱＰＩの過大化を防止するためである。

なお、本実施形態は、請求項２、４および６に係る発明に対応するものであり、本実施形態における各種の要素と請求項２、４および６に係る発明の各種の要素との対応関係は、つぎの通りである。すなわち、クランク角センサ３２およびアクセル開度センサ３７が、運転状態検出手段に相当し、ＥＣＵ２が、燃焼状態パラメータ検出手段、運転状態検出手段、目標燃焼状態パラメータ設定手段、燃焼状態パラメータ偏差算出手段、メイン噴射時期補正手段、およびパイロット噴射量補正手段に相当する。

また、要求トルク算出部４１が運転状態検出手段に、実着火時期算出部４４が燃焼状態パラメータ検出手段に、目標着火時期算出部４５が目標燃焼状態パラメータ設定手段に、それぞれ相当する。さらに、偏差算出部４６が、燃焼状態パラメータ偏差算出手段に相当し、Ｆ／Ｂ補正値算出部４７および最終メイン噴射時期算出部４８が、メイン噴射時期補正手段に相当し、補正値算出部６１および最終パイロット噴射量算出部５３が、パイロット噴射量補正手段に相当する。また、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤが、検出された内燃機関の運転状態に相当し、実着火時期ＴＦＡＣＴが燃焼状態パラメータに相当する。さらに、目標着火時期ＴＦＣＭＤが燃焼状態パラメータの目標値に、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤがメイン噴射の時期に、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤがパイロット噴射による燃料量に、それぞれ相当する。また、着火時期偏差ＤＴＦが、燃焼状態パラメータ偏差および補正量に相当し、所定値ＤＴＦＲＥＦが所定量に相当する。

以上のように、本実施形態によれば、メイン噴射時期ＴＭＩが、第１実施形態と同様にして制御される。したがって、燃焼音を確実に抑制できるとともに、安定した燃焼状態を確実に得ることができる。

また、着火時期偏差ＤＴＦが所定値ＤＴＦＲＥＦ以上で、パイロット失火が発生するおそれがあるときには、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤの補正に加え、パイロット噴射量補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が、併せて行われる。これにより、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることができ、それにより、パイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化を防止でき、その結果、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。同じ理由により、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤが大幅に進角側に補正されるのを防止できるので、そのような目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤの補正による失火の発生や、燃費および排ガス特性の悪化を防止することができる。さらに、着火時期偏差ＤＴＦが所定値ＤＴＦＲＥＦよりも小さく、パイロット失火が発生するおそれがないときには、パイロット噴射量補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が禁止される。これにより、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの不要な補正を回避でき、したがって、エンジン３の良好な燃費および排ガス特性を確保することができる。

さらに、パイロット噴射量補正値ＣＰＩを、着火時期偏差ＤＴＦが大きいほど、すなわち、パイロット失火が発生しやすいほど、より大きな値に算出するので、パイロット失火による燃焼音の過大化などの防止と、エンジン３の良好な燃費および排ガス特性の確保とを両立させることができる。

なお、第１および第２の実施形態では、パイロット失火が発生するおそれがないときに、パイロット噴射量補正値ＣＰＩによる目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正を禁止しているが、この増大補正を禁止せずに、その補正量を抑制しながら行うようにしてもよい。

次に、図１１を参照しながら、本発明の第３実施形態による燃料噴射制御装置１Ｂについて説明する。この燃料噴射制御装置１Ｂは、前述した第１実施形態による燃料噴射制御装置１と比較して、パイロット噴射量補正値ＣＰＩに代えて、第１パイロット噴射量補正値ＣＰＩ１および第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２を算出する点が主に異なっており、メイン噴射時期ＴＭＩの制御については、第１実施形態と同様にして行われる。図１１において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を用いて示している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図１１に示すように、燃料噴射制御装置１Ｂは、前述した目標パイロット噴射量算出部５１と、実ＥＧＲガス量算出部７１、目標ＥＧＲガス量算出部７２、偏差算出部７３、第１補正値算出部７４、第２補正値算出部７５、および最終パイロット噴射量算出部７６を備えており、これらはいずれも、ＥＣＵ２によって構成されている。

目標パイロット噴射量算出部５１は、前述したように目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤを算出し、最終パイロット噴射量算出部７６に出力する。第１補正値算出部７４には、前述したＦ／Ｂ補正値算出部４７で算出されたＦ／Ｂ補正値ＣＭＩが入力される。第１補正値算出部７４は、前述した補正値算出部５２によるパイロット噴射量補正値ＣＰＩの算出手法と同様にして、入力されたＦ／Ｂ補正値ＣＭＩに応じ、第１パイロット噴射量補正値ＣＰＩ１を算出し、最終パイロット噴射量算出部７６に出力する。

実ＥＧＲガス量算出部７１には、検出されたバルブリフト量ＬＡＣＴおよび排ガス流量ＱＥが入力される。実ＥＧＲガス量算出部７１は、入力されたバルブリフト量ＬＡＣＴおよび排ガス流量ＱＥに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、前述したＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴを算出し、偏差算出部７３に出力する。

目標ＥＧＲガス量算出部７２には、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤが入力される。目標ＥＧＲガス量算出部７２は、入力されたエンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤを算出し、偏差算出部７３に出力する。このマップでは、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤは、そのときのエンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに対して、エンジン３の安定した燃焼状態が得られるようなＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴに設定されている。

偏差算出部７３は、入力されたＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴと目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤとの偏差（以下「ＥＧＲガス量偏差」という）ＤＥＧＲ（ＥＧＲＡＣＴ−ＥＧＲＣＭＤ）を算出し、第２補正値算出部７５に出力する。第２補正値算出部７５は、入力されたＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲに応じ、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２を算出し、最終パイロット噴射量算出部７６に出力する。この第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２は、第１パイロット噴射量補正値ＣＰＩ１と同様、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤを増大補正するためのものであり、その算出手法については後述する。

最終パイロット噴射量算出部７６は、入力された目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤに、第１および第２のパイロット噴射量補正値ＣＰＩ１，ＣＰＩ２を加算することによって、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤを補正することで、最終パイロット噴射量ＱＰＩＯＵＴを算出するとともに、算出した最終パイロット噴射量ＱＰＩＯＵＴに基づく駆動信号を、インジェクタ６に出力する。

次に、第２補正値算出部７５での第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２の算出について説明する。具体的には、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲが所定値ＤＥＧＲＲＥＦよりも小さいときには、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２を値０に設定する。この所定値ＤＥＧＲＲＥＦは、パイロット失火が発生するおそれがあるか否かを判別するためのものであり、次のようにして設定されている。すなわち、パイロット失火が発生するおそれがあるときのＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲを、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤにより定まる領域ごとに、あらかじめ行った実験によって求めたものである。

ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲがＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴと目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤとの偏差（ＥＧＲＡＣＴ−ＥＧＲＣＭＤ）であることと、ＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴが大きいほど、燃料が燃焼しにくくなり、パイロット失火が発生しやすくなることから明らかなように、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲが所定値ＤＥＧＲＲＥＦよりも小さいということは、ＥＧＲガスの影響によってパイロット失火が発生するおそれがないことを表している。したがって、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲ＜所定値ＤＥＧＲＲＥＦのときには、ＥＧＲガス量の影響によってパイロット失火が発生するおそれがないとして、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２は値０に設定され、それにより、この第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２による目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が禁止される。

一方、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲが所定値ＤＥＧＲＲＥＦ以上のとき、すなわち、ＥＧＲガスの影響によりパイロット失火が発生するおそれがあるときには、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２を、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲに応じ、図１２に示すＤＥＧＲ−ＣＰＩ２マップを検索することによって算出する。このＤＥＧＲ−ＣＰＩ２マップでは、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２は、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲが大きいほど、すなわち、パイロット失火が発生しやすいほど、より大きな値に設定されている。これは、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤを増大補正することによって、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることで、パイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化を防止するためである。

また、ＤＥＧＲ−ＣＰＩマップにおいて、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲが比較的大きい領域では、パイロット噴射量補正値ＣＰＩは、ほぼ一定値に設定されている。これは、パイロット噴射量補正値ＣＰＩの増大補正によるパイロット噴射量ＱＰＩの過大化を防止するためである。

なお、本実施形態は、請求項３、４および５に係る発明に対応するものであり、本実施形態における各種の要素と請求項３、４および５に係る発明の各種の要素との対応関係は、次の通りである。すなわち、クランク角センサ３２およびアクセル開度センサ３７が、運転状態検出手段に相当し、バルブリフト量センサ３５および排ガス流量センサ３６が、燃焼要因パラメータ検出手段に相当し、ＥＣＵ２が、燃焼状態パラメータ検出手段、運転状態検出手段、目標燃焼状態パラメータ設定手段、メイン噴射時期補正手段、燃焼要因パラメータ検出手段、およびパイロット噴射量補正手段に相当する。

また、要求トルク算出部４１が運転状態検出手段に、実着火時期算出部４４が焼状態パラメータ検出手段に、目標着火時期算出部４５が目標燃焼状態パラメータ設定手段に、それぞれ相当する。さらに、Ｆ／Ｂ補正値算出部４７および最終メイン噴射時期算出部４８が、メイン噴射時期補正手段に相当し、実ＥＧＲガス量算出部７１が、燃焼要因パラメータ検出手段に相当し、第２補正値算出部７５および最終パイロット噴射量算出部７６が、パイロット噴射量補正手段に相当する。また、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤが、検出された内燃機関の運転状態に相当し、実着火時期ＴＦＡＣＴが燃焼状態パラメータに相当し、目標着火時期ＴＦＣＭＤが燃焼状態パラメータの目標値に相当する。さらに、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤがメイン噴射の時期に、ＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴが燃焼要因パラメータに、目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤが基準値に、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤがパイロット噴射による燃料量に、それぞれ相当する。

以上のように、本実施形態によれば、メイン噴射時期ＴＭＩが、第１実施形態と同様にして制御される。したがって、燃焼音を確実に抑制できるとともに、安定した燃焼状態を確実に得ることができる。

また、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲが所定値ＤＥＧＲＲＥＦ以上で、パイロット失火が発生するおそれがあるときには、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤの補正に加え、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２による目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が、併せて行われる。これにより、パイロット噴射による燃料を良好に燃焼させることができ、それにより、パイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化を防止でき、その結果、燃焼音の抑制と燃焼状態の安定化を図ることができる。同じ理由により、目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤが大幅に進角側に補正されるのを防止できるので、そのような目標メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤの補正による失火の発生や、燃費および排ガス特性の悪化を防止することができる。さらに、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲが所定値ＤＥＧＲＲＥＦよりも小さく、パイロット失火が発生するおそれがないときには、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２による目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正が禁止される。これにより、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの不要な補正を回避でき、したがって、エンジン３の良好な燃費および排ガス特性を確保することができる。

さらに、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２を、パイロット失火が発生しやすいほど、より大きな値に算出するので、パイロット失火による燃焼音の過大化などの防止と、エンジン３の良好な燃費および排ガス特性の確保とを両立させることができる。また、目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの増大補正を、第１および第２のパイロット噴射量補正値ＣＰＩ１，ＣＰＩ２の双方を用いて行うので、よりきめ細かく行うことができ、したがって、この増大補正に関する効果、すなわち、パイロット失火による燃焼音の過大化や燃焼状態の不安定化の防止などの効果を効果的に得ることができる。

なお、第３実施形態では、ＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴと目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤとの偏差であるＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲに応じて、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２を算出しているが、前者ＥＧＲＡＣＴと後者ＥＧＲＣＭＤとの比（ＥＧＲＡＣＴ／ＥＧＲＣＭＤ）に応じて、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２を算出してもよい。また、第３実施形態では、ＥＧＲガス量偏差ＤＥＧＲが所定値ＤＥＧＲＲＥＦ以下のときに、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２による増大補正を禁止しているが、この増大補正を禁止せずに、その補正量抑制しながら行うようにしてもよい。このことは、第１パイロット噴射量補正値ＣＰＩ１についても同様に当てはまる。

さらに、第３実施形態では、第１パイロット噴射量補正値ＣＰＩ１の算出を、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩに応じて行っているが、着火時期偏差ＤＴＦに応じて行ってもよい、また、第３実施形態では、Ｆ／Ｂ補正値ＣＭＩが所定値ＣＭＩＲＥＦ以下のときに、第２パイロット噴射量補正値ＣＰＩ２による増大補正のみを禁止しているが、それに加え、第１パイロット噴射量補正値ＣＰＩ１による増大補正を禁止してもよい。このことは、請求項６に係る発明において、メイン噴射の時期の進角側への補正量が所定量よりも小さいときに、パイロット噴射による燃料量の補正を禁止することに相当する。

さらに、第３実施形態では、燃焼要因パラメータとして、ＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴを用いているが、これに代えて、または、これとともに、気筒３ｂ内における燃料の燃焼状態に影響を及ぼすパラメータであれば、例えば、ＥＧＲ率ｒＥＧＲや、ＥＧＲガスの温度、新気量ＱＡ、気筒３ｂ内に吸入される新気の温度、燃料のセタン価、過給圧ＰＡＣＴなどを用いてもよい。それに加え、新気量ＱＡの目標値と新気量ＱＡとの偏差や、過給圧ＰＡＣＴの目標値と過給圧ＰＡＣＴとの偏差を用いてもよい。これらの目標値は、例えば、エンジン回転数ＮＥや要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出される。また、上記のＥＧＲガスの温度および新気の温度は、例えば、ＥＧＲ管１４ａおよび吸気管４に設けれらた温度センサによってそれぞれ検出される。さらに、燃料のセタン価は、例えば次のようにして算出される。

すなわち、セタン価が所定値である燃料をパイロット噴射を行わずにメイン噴射のみによって気筒３ｂ内に供給した場合の実着火時期ＴＦＡＣＴを、実験によりあらかじめ求め、基準着火時期として設定する。そして、燃料をメイン噴射のみによって気筒３ｂ内に供給し、その状態で、実着火時期ＴＦＡＣＴを算出し、算出した実着火時期ＴＦＡＣＴと上記の基準着火時期との比較結果に基づいて、セタン価を算出する。

さらに、第３実施形態では、ＥＧＲ装置１４は、ＥＧＲ管１４ａによってＥＧＲガスを吸気管４に還流させる、いわゆる外部ＥＧＲ装置であるが、既燃ガスの一部をＥＧＲガスとして気筒３ｂ内に存在させられるものであれば、他の装置でもよい。例えば、エンジン３の吸気弁や排気弁のバルブタイミングの制御により気筒３ｂ内に既燃ガスを残留させる、いわゆる内部ＥＧＲ装置でもよい。また、第３実施形態において、ＥＧＲガス量ＥＧＲＡＣＴおよび目標ＥＧＲガス量ＥＧＲＣＭＤに応じた目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの補正に代えて、または、これとともに、筒内圧変化率ｄＰθおよび目標筒内圧変化率に応じた目標パイロット噴射量ＱＰＩＣＭＤの補正を行ってもよい。

なお、本発明は、説明した第１〜第３の実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、本発明における燃焼状態パラメータとして、実着火時期ＴＦＡＣＴを用いているが、これに代えて、または、これとともに、気筒３ｂ内における燃料の燃焼状態を表すものであれば、例えば、最終メイン噴射時期ＴＭＩＣＭＤから実着火時期ＴＦＡＣＴまでの着火遅れ期間や、筒内圧変化率ｄＰθを用いてもよい。また、実施形態では、本発明における内燃機関としてのエンジン３は、車両を駆動するためのディーゼルエンジンであるが、気筒内に燃料が噴射されるとともに、ピストンによる圧縮によって燃料が自己着火するエンジンであれば、例えば、ガソリンエンジンや、液化石油ガスを燃料とするエンジン、クランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジン、その他、産業用の各種のエンジンでもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置を適用した内燃機関を概略的に示す図である。 本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置を示すブロック図である。 ＥＧＲ率と筒内圧変化率の関係、ＥＧＲ率とメイン噴射時期の関係、およびＥＧＲ率とパイロット噴射量の関係を、メイン噴射時期およびパイロット噴射量をそれぞれ所定の一定値に制御した場合について示す図である。 ＥＧＲ率と筒内圧変化率の関係、ＥＧＲ率とメイン噴射時期の関係、およびＥＧＲ率とパイロット噴射量の関係を、安定した燃焼状態が得られるようにメイン噴射時期を制御するとともに、パイロット噴射量を所定の一定値に制御した場合について示す図である。 ＥＧＲ率と筒内圧変化率の関係、ＥＧＲ率とメイン噴射時期の関係、およびＥＧＲ率とパイロット噴射量の関係を、安定した燃焼状態が得られるようにパイロット噴射量を増大補正するとともに、メイン噴射時期を所定の一定値に制御した場合について示す図である。 本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置のうち、主としてメイン噴射時期を制御する要素を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による燃料噴射制御装置のうち、主としてパイロット噴射量を制御する要素を示すブロック図である。 ＣＭＩ−ＣＰＩマップの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態による燃料噴射制御装置のうち、主としてパイロット噴射量を制御する要素を示すブロック図である。 ＤＴＦ−ＣＰＩマップの一例を示す図である。 本発明の第３実施形態による燃料噴射制御装置のうち、主としてパイロット噴射量を制御する要素を示すブロック図である。 ＤＥＧＲ−ＣＰＩ２マップの一例を示す図である。

符号の説明

１ 燃料噴射制御装置
１Ａ 燃料噴射制御装置
１Ｂ 燃料噴射制御装置
２ ＥＣＵ（燃焼状態パラメータ検出手段、運転状態検出手段、目標燃焼状態パラメ ータ設定手段、メイン噴射時期補正手段、パイロット噴射量補正手段、 燃焼状態パラメータ偏差検出手段、燃焼要因パラメータ検出手段）
３ エンジン
３ｂ 気筒
１４ ＥＧＲ装置
３２ クランク角センサ（運転状態検出手段）
３５ バルブリフト量センサ（燃焼要因パラメータ検出手段）
３６ 排ガス流量センサ（燃焼要因パラメータ検出手段）
３７ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
４１ 要求トルク算出部（運転状態検出手段）
４４ 実着火時期算出部（燃焼状態パラメータ検出手段）
４５ 目標着火時期算出部（目標燃焼状態パラメータ設定手段）
４６ 偏差算出部（燃焼状態パラメータ偏差算出手段）
４７ Ｆ／Ｂ補正値算出部（メイン噴射時期補正手段）
４８ 最終メイン噴射時期算出部（メイン噴射時期補正手段）
５２ 補正値算出部（パイロット噴射量補正手段）
５３ 最終パイロット噴射量算出部（パイロット噴射量補正手段）
６１ 補正値算出部（パイロット噴射量補正手段）
７１ 実ＥＧＲガス量算出部（燃焼要因パラメータ検出手段）
７５ 第２補正値算出部（パイロット噴射量補正手段）
７６ 最終パイロット噴射量算出部（パイロット噴射量補正手段）
ＮＥ エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＰＭＣＭＤ 要求トルク（内燃機関の運転状態）
ＴＭＩＣＭＤ 目標メイン噴射時期（メイン噴射の時期）
ＱＰＩＣＭＤ 目標パイロット噴射量（パイロット噴射による燃料量）
ＴＦＡＣＴ 実着火時期（燃料の着火時期、燃焼状態パラメータ）
ＴＦＣＭＤ 目標着火時期（燃焼状態パラメータの目標値）
ＣＭＩ Ｆ／Ｂ補正値（メイン噴射時期補正値、補正量）
ＤＴＦ 着火時期偏差（燃焼状態パラメータ偏差、補正量）
ＣＭＩＲＥＦ 所定値（所定量）
ＤＴＦＲＥＦ 所定値（所定量）
ＥＧＲＡＣＴ ＥＧＲガス量（燃焼要因パラメータ）
ＥＧＲＣＭＤ 目標ＥＧＲガス量（基準値）

Claims (6)

1. パイロット噴射とメイン噴射が順次、行われることによって燃料が気筒内に供給される内燃機関において、前記メイン噴射および前記パイロット噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータを検出する燃焼状態パラメータ検出手段と、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記燃焼状態パラメータの目標値を設定する目標燃焼状態パラメータ設定手段と、
   前記検出された燃焼状態パラメータが前記設定された目標値になるように、メイン噴射時期補正値を算出するとともに、当該算出されたメイン噴射時期補正値に応じて、前記メイン噴射の時期を補正するメイン噴射時期補正手段と、
   前記算出されたメイン噴射時期補正値に応じて、前記パイロット噴射による燃料量を補正するパイロット噴射量補正手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. パイロット噴射とメイン噴射が順次、行われることによって燃料が気筒内に供給される内燃機関において、前記メイン噴射および前記パイロット噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータを検出する燃焼状態パラメータ検出手段と、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記燃焼状態パラメータの目標値を設定する目標燃焼状態パラメータ設定手段と、
   当該設定された目標値と前記検出された燃焼状態パラメータとの偏差である燃焼状態パラメータ偏差を算出する燃焼状態パラメータ偏差算出手段と、
   当該算出された燃焼状態パラメータ偏差に応じて、前記燃焼状態パラメータが前記目標値になるように、前記メイン噴射の時期を補正するメイン噴射時期補正手段と、
   前記燃焼状態パラメータ偏差に応じて、前記パイロット噴射による燃料量を補正するパイロット噴射量補正手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. パイロット噴射とメイン噴射が順次、行われることによって燃料が気筒内に供給される内燃機関において、前記メイン噴射および前記パイロット噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
   前記気筒内における燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータを検出する燃焼状態パラメータ検出手段と、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
   当該検出された内燃機関の運転状態に応じて、前記燃焼状態パラメータの目標値を設定する目標燃焼状態パラメータ設定手段と、
   前記検出された燃焼状態パラメータが前記設定された目標値になるように、前記メイン噴射の時期を補正するメイン噴射時期補正手段と、
   前記気筒内における燃料の燃焼状態に影響を及ぼす燃焼要因パラメータを検出する燃焼要因パラメータ検出手段と、
   当該検出された燃焼要因パラメータと所定の基準値との比較結果に応じて、前記パイロット噴射による燃料量を補正するパイロット噴射量補正手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記燃焼状態パラメータには、前記気筒内に供給された燃料の着火時期、前記メイン噴射の時期から前記着火時期までの着火遅れ期間、および、前記気筒内の圧力の変化率の少なくとも１つが含まれることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記内燃機関には、前記気筒内における燃料の燃焼によって生成された既燃ガスの一部をＥＧＲガスとして前記気筒内に存在させるＥＧＲ装置が設けられており、
   前記燃焼要因パラメータには、前記気筒内に吸入される新気の量と前記ＥＧＲガスの量との和に対する前記ＥＧＲガスの量の比を表すＥＧＲ率パラメータ、前記ＥＧＲガスの温度、前記気筒内に吸入される新気の温度、および、前記気筒内に供給される燃料の性状の少なくとも１つが含まれることを特徴とする、請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
6. 前記パイロット噴射量補正手段は、前記メイン噴射時期補正手段による前記メイン噴射の時期の進角側への補正量が所定量よりも小さいときには、前記パイロット噴射による燃料量の前記補正を禁止することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

Images