JP2011032949A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】副噴射タイミングを、筒内温度が燃焼可能温度より高くなり、発生トルクが許容範囲より低くなるような範囲に制御する。
【解決手段】基準副噴射タイミングが予め定められた進角量だけ進角せしめられた場合に基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには基準副噴射タイミングを進角させずに基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が所定温度範囲内の温度になるように基準主噴射タイミングを遅角させる。基準副噴射タイミングが予め定められた遅角量だけ遅角せしめられた場合に基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには基準副噴射タイミングを遅角させずに基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が所定温度範囲内の温度になるように基準主噴射タイミングを進角させる。
【選択図】図５

Description

本発明は内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。

特許文献１に排気通路に排気ガス中の窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」という）を浄化する排気浄化触媒を備えた圧縮自着火式の内燃機関、いわゆるディーゼル内燃機関が開示されている。そして、この内燃機関の排気浄化触媒は排気ガス中の硫黄酸化物（以下「ＳＯｘ」という）を捕捉する機能を有しているが排気浄化触媒がＳＯｘを捕捉してしまうと該排気浄化触媒が浄化することができるＮＯｘの量が少なくなってしまう。そこで、特許文献１に開示されている内燃機関では、排気浄化触媒に捕捉されているＳＯｘを該排気浄化触媒から除去するようにしている。

ところで、排気浄化触媒からＳＯｘを除去するためには排気浄化触媒の温度を該排気浄化触媒からＳＯｘを除去することができる温度（以下「ＳＯｘ除去可能温度」という）まで上昇させる必要がある。そこで、特許文献１に開示されている内燃機関では、排気浄化触媒からＳＯｘを除去する必要があるときには圧縮上死点近傍のタイミングで燃料を噴射する主噴射を実行すると共にその直後のタイミングでも燃料を噴射する副噴射を実行することによって燃焼室から排出される排気ガスの温度を上昇させ、これによって排気浄化触媒の温度を上昇させるようにしている。

特開２００６−１４４６５９号公報 特開２０００−０４５８２８号公報 特開２００２−１７４１３６号公報 特開２００２−２９５２９５号公報 特開２００８−１１１４２８号公報 特開２００２−２１３２８７号公報

ところで、特許文献１に開示されている内燃機関では、副噴射によって噴射された燃料（以下「副噴射燃料」という）を燃焼室において燃焼させることによって排気ガスの温度を上昇させている。云い方を換えれば、副噴射燃料が燃焼室において燃焼することを前提としている。しかしながら、副噴射が実行されるタイミング（以下「副噴射タイミング」という）における燃焼室内の温度（以下「筒内温度」という）が副噴射燃料を燃焼させることができる下限の温度（以下「副噴射燃料燃焼可能温度」という）よりも低い場合、副噴射燃料が燃焼室において燃焼せず、その結果、排気浄化触媒の温度がＳＯｘ除去可能温度まで上昇しないことになる。

そして、排気浄化触媒の温度をＳＯｘ除去可能温度まで上昇させる目的以外の様々な目的で主噴射が実行された後に副噴射が実行される場合があるが、こうした場合において筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも低い場合にも副噴射燃料が燃焼室において燃焼せず、その結果、所望の目的が達成されないことになる。

一方、副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高い場合、特に、副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも大幅に高い場合、副噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも大きく、その結果、内燃機関のトルク変動量が許容可能な量よりも大きくなってしまう可能性がある。

そして、排気浄化触媒の温度をＳＯｘ除去可能温度まで上昇させる目的以外の様々な目的で主噴射が実行された後に副噴射が実行される場合があるが、こうした場合において筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高い場合、特に、筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも大幅に高い場合にも副噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも大きく、その結果、内燃機関のトルク変動量が許容可能な値よりも大きくなってしまう可能性がある。

いずれにしても、所定の目的でもって主噴射が実行された後に副噴射が実行される場合において筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも低くても高くても不具合がある。したがって、所定の目的でもって主噴射が実行された後に副噴射が実行される場合において筒内温度は少なくとも副噴射燃料燃焼可能温度よりも高い温度であって副噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも小さくなる温度よりも低い温度、すなわち、副噴射燃料燃焼温度を下限の温度とすると共に副噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも小さくなる温度を上限温度とする所定の温度範囲に制御されることが好ましい。

そこで、本発明の目的は主噴射が実行された後に副噴射が実行される圧縮自着火式の内燃機関において副噴射タイミングにおける筒内温度を副噴射燃料燃焼温度を下限温度とすると共に副噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも小さくなる温度を上限温度とする所定の温度範囲内に制御することによって副噴射によって噴射される燃料を十分に燃焼させると共に副噴射によって噴射される燃料の燃焼によって発生するトルクを許容範囲内の値に抑制することにある。

１番目の発明では、圧縮上死点近傍のタイミングで燃料を噴射する主噴射が実行されると共に該主噴射の実行直後のタイミングで燃料を噴射する副噴射が実行される圧縮自着火式の内燃機関であって、主噴射が内燃機関の運転状態に応じて決定される基準主噴射タイミングで実行されると共に副噴射が内燃機関の運転状態に応じて決定される基準副噴射タイミングで実行され、副噴射によって噴射された燃料が燃焼することができる温度を下限温度とすると共に副噴射によって噴射された燃料の燃焼によって発生するトルクが許容範囲内の値になる温度を上限温度とする温度範囲を所定温度範囲とした場合、前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲の下限温度よりも低いときには副噴射が実行された時点の燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準副噴射タイミングが予め定められた進角量だけ進角せしめられ、或いは、前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲の上限温度よりも高いときには副噴射が実行された時点の燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準副噴射タイミングが予め定められた遅角量だけ遅角せしめられる内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記基準副噴射タイミングが前記予め定められた進角量だけ進角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには前記基準副噴射タイミングを進角させずに前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準主噴射タイミングを遅角させる第１噴射タイミング制御が実行され、或いは、前記基準副噴射タイミングが前記予め定められた遅角量だけ遅角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには前記基準副噴射タイミングを遅角させずに前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準主噴射タイミングを進角させる第２噴射タイミング制御が実行される。

２番目の発明では、圧縮上死点近傍のタイミングで燃料を噴射する主噴射が実行されると共に該主噴射の実行直後のタイミングで燃料を噴射する副噴射が実行される圧縮自着火式の内燃機関であって、主噴射が内燃機関の運転状態に応じて決定される基準主噴射タイミングで実行されると共に副噴射が内燃機関の運転状態に応じて決定される基準副噴射タイミングで実行され、副噴射によって噴射された燃料が燃焼することができる温度を下限温度とすると共に副噴射によって噴射された燃料の燃焼によって発生するトルクが許容範囲内の値になる温度を上限温度とする温度範囲を所定温度範囲とした場合、前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲の下限温度よりも低いときには副噴射が実行された時点の燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準副噴射タイミングが予め定められた進角量だけ進角せしめられ、或いは、前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲の上限温度よりも高いときには副噴射が実行された時点の燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準副噴射タイミングが予め定められた遅角量だけ遅角せしめられる内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記基準副噴射タイミングが前記予め定められた進角量だけ進角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで前記基準副噴射タイミングを進角させると共に該進角後の基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準主噴射タイミングを遅角させる第１噴射タイミング制御が実行され、或いは、前記基準副噴射タイミングが前記予め定められた遅角量だけ遅角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで前記基準副噴射タイミングを遅角させると共に該遅角後の基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準主噴射タイミングを進角させる第２噴射タイミング制御が実行される。

３番目の発明では、１または２番目の発明において、前記第１噴射タイミング制御または前記第２噴射タイミング制御が実行された場合に前記基準主噴射タイミングの影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには副噴射が実行されずに前記基準主噴射タイミングにおける主噴射のみが実行されると共に該主噴射によって噴射される燃料の量が増大せしめられる。

４番目の発明では、１または２番目の発明において、前記第１噴射タイミング制御または前記第２噴射タイミング制御が実行された場合に前記基準主噴射タイミングの影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで前記第１噴射タイミング制御において前記基準主噴射タイミングが遅角され或いは前記第２噴射タイミング制御において前記基準主噴射タイミングが進角される。

１番目の発明によれば、基準副噴射タイミングが予め定められた進角量だけ進角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには基準副噴射タイミングを進角させずに基準主噴射タイミングを遅角させることによって基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が所定温度範囲内の温度とされる。このため、基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度を所定温度範囲内の温度にすることができる。すなわち、基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ副噴射によって噴射される燃料を十分に燃焼させることができると共に副噴射によって噴射される燃料の燃焼によって発生するトルクを許容範囲内の値に抑制することができる。また、１番目の発明によれば、基準副噴射タイミングが予め定められた遅角量だけ遅角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには基準副噴射タイミングを遅角させずに基準主噴射タイミングを進角させることによって基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が所定温度範囲内の温度とされる。このため、基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度を所定温度範囲内の温度にすることができる。すなわち、基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ副噴射によって噴射される燃料を十分に燃焼させることができると共に副噴射によって噴射される燃料の燃焼によって発生するトルクを許容範囲内の値に抑制することができる。

２番目の発明によれば、基準副噴射タイミングが予め定められた進角量だけ進角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで基準副噴射タイミングを進角させると共に基準主噴射タイミングを遅角させることによって遅角後の基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が所定温度範囲内の温度とされる。このため、基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ進角後の基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度を所定温度範囲内の温度にすることができる。すなわち、基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ副噴射によって噴射される燃料を十分に燃焼させることができると共に副噴射によって噴射される燃料の燃焼によって発生するトルクを許容範囲内の値に抑制することができる。また、２番目の発明によれば、基準副噴射タイミングが予め定められた遅角量だけ遅角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで基準副噴射タイミングを遅角させると共に基準主噴射タイミングを進角させることによって遅角後の基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が所定温度範囲内の温度とされる。このため、基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ遅角後の基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度を所定温度範囲内の温度にすることができる。すなわち、基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ副噴射によって噴射される燃料を十分に燃焼させることができると共に副噴射によって噴射される燃料の燃焼によって発生するトルクを許容範囲内の値に抑制することができる。

３番目の発明によれば、第１噴射タイミング制御が実行された場合、すなわち、基準主噴射タイミングが遅角せしめられた場合、または、第２噴射タイミング制御が実行された場合、すなわち、基準主噴射タイミングが進角せしめられた場合に、基準主噴射タイミングの影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには副噴射を実行させずに基準主噴射タイミングにおける主噴射のみを実行させると共に該主噴射によって噴射される燃料の量を増大させる。これによれば、基準主噴射タイミングの影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ基準主噴射タイミングを遅角させ或いは進角させることができる。なお、この場合、副噴射が実行されないが副噴射が実行された場合の効果は主噴射によって得られる。

４番目の発明によれば、第１噴射タイミング制御が実行された場合、すなわち、基準主噴射タイミングが遅角せしめられた場合、または、第２噴射タイミング制御が実行された場合、すなわち、基準主噴射タイミングが進角せしめられた場合、基準主噴射タイミングの影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで前記第１噴射タイミング制御において基準主噴射タイミングが遅角され或いは前記第２噴射タイミング制御において基準主噴射タイミングが進角される。これによれば、基準主噴射タイミングの影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータを許容範囲内に収めつつ基準主噴射タイミングを遅角させ或いは進角させることができる。

本発明が適用される内燃機関の全体図である。 （Ａ）は第１実施形態において基準主噴射燃料量を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態において基準副噴射燃料量を決定するために利用されるマップを示した図である。 第１実施形態において基準主噴射タイミングを決定するために利用されるマップを示した図である。 第１実施形態において副噴射タイミングを決定するために利用されるマップを示した図である。 第１実施形態の主噴射タイミングおよび副噴射タイミングの制御を説明するための図である。 （Ａ）は第１実施形態において副噴射進角量を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態において副噴射進角量上限値を決定するために利用されるマップを示した図である。 （Ａ）は第１実施形態において主噴射遅角量を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態において主噴射遅角量上限値を決定するために利用されるマップを示した図である。 （Ａ）は第１実施形態において副噴射遅角量を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態において副噴射遅角量上限値を決定するために利用されるマップを示した図である。 （Ａ）は第１実施形態において主噴射進角量を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第１実施形態において主噴射進角量上限値を決定するために利用されるマップを示した図である。 第１実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第１実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第１実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第１実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第１実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第２実施形態の主噴射タイミングおよび副噴射タイミングの制御を説明するための図である。 （Ａ）は第２実施形態において主噴射遅角量を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第２実施形態において主噴射遅角量上限値を決定するために利用されるマップを示した図である。 （Ａ）は第２実施形態において主噴射進角量を決定するために利用されるマップを示した図であり、（Ｂ）は第２実施形態において主噴射進角量上限値を決定するためのマップを示した図である。 第２実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第２実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第２実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第２実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第２実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第３実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第３実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第３実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第３実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。 第３実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一部を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１において、１０は圧縮自着火式の内燃機関（以下単に「内燃機関」という）である。内燃機関１０はシリンダブロック、シリンダブロックロワケース、および、オイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、該シリンダブロック部２０上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０に空気を供給するための吸気通路４０と、シリンダブロック部２０からの排気ガスを外部に放出するための排気通路５０とを具備する。

シリンダブロック部２０はシリンダヘッド２１と、ピストン２２と、コンロッド２３と、クランクシャフト２４とを有する。ピストン２２はシリンダ２１内で往復動し、該ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランクシャフト２４に伝達され、これによってクランクシャフト２４が回転せしめられる。また、シリンダ２１の内壁面とピストン２２の上壁面とシリンダヘッド部３０の下壁面とによって燃焼室２５が形成されている。

シリンダヘッド部３０は燃焼室２５内に連通する吸気ポート３１と、該吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２と、該吸気弁３２を駆動する吸気弁駆動機構３２ａと、燃焼室２５に連通する排気ポート３３と、該排気ポート３３を開閉する排気弁３４と、該排気弁３４を駆動する排気弁駆動機構３４ａと、燃料を燃焼室２５内に噴射する燃料噴射弁３７と、該燃料噴射弁３７に燃料を高圧で供給する蓄圧室３７ａと、該蓄圧室３７ａに燃料を圧送する燃料ポンプ３７ｂとを有する。吸気弁駆動機構３２ａおよび排気弁駆動機構３４ａは駆動回路３８に接続されている。

吸気通路４０は吸気ポート３１に接続された吸気枝管４１と、該吸気枝管４１に接続されたサージタンク４２と、該サージタンク４２に接続された吸気ダクト４３とを有する。吸気ダクト４３にはその上流端から順にエアフィルタ４４と、スロットル弁４８とが配置されている。スロットル弁４８は吸気ダクト４３に回転可能に取り付けられており、スロットル弁駆動用アクチュエータ４８ａによって駆動される。

排気通路５０は排気ポート３３に接続された排気枝管４９と、該排気枝管４９に接続された排気管５１とを有する。排気管５１には排気ガス中の窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」と表記する）を浄化する排気浄化触媒５２が配置されている。

排気浄化触媒５２はそこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるとき、すなわち、排気ガス中の酸素濃度が高いときにはＮＯｘを吸収し、排気ガスの空燃比が理論空燃比または理論空燃比よりもリッチであるとき、すなわち、排気ガス中の酸素濃度が低いときには吸収したＮＯｘを放出し、放出されたＮＯｘを排気ガス中に含まれる未燃炭化水素や一酸化炭素によって還元浄化する。

さらに、内燃機関１０は吸気ダクト４３内を流れる空気の流量を検出するエアフローメータ６１と、クランクシャフト２４の回転位相、すなわち、クランク角度を検出するクランクポジションセンサ６２と、燃焼室２５内の圧力を検出する筒内圧センサ６３と、アクセルペダル６５の踏込量を検出するアクセル開度センサ６４と、電気制御装置（ＥＣＵ）７０とを具備する。クランクポジションセンサ６４はクランクシャフト２４が１°回転する毎に幅狭のパルスを出力すると共にクランクシャフト２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを出力する。クランクポジションセンサ６２が出力するパルスに基づいて内燃機関１０の回転数（以下「機関回転数」という）が算出可能である。

電気制御装置（ＥＣＵ）７０はマイクロコンピュータからなり、双方向性バスによって互いに接続されたＣＰＵ（マイクロプロセッサ）７１と、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）７２と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）７３と、バックアップＲＡＭ７４と、ＡＤ変換器を含むインターフェース７５とを有する。エアフローメータ６１、クランクポジションセンサ６２、筒内圧センサ６３、および、アクセル開度センサ６４はインターフェース７５に接続されている。

ところで、排気ガス中には硫黄酸化物（以下「ＳＯｘ」と表記する）が含まれており、このＳＯｘが排気浄化触媒５２に流入するとこのＳＯｘも排気浄化触媒５２に吸収される。そして、排気浄化触媒５２に吸収されるＳＯｘの量が多くなると排気浄化触媒５２が吸収することができるＮＯｘの量が少なくなり、結果として、排気浄化触媒５２が還元浄化することができるＮＯｘの量が少なくなってしまう。ここで、排気浄化触媒５２に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチとすると共に排気浄化触媒５２の温度（以下「触媒温度」という）を或る一定の温度よりも高くすればＳＯｘが排気浄化触媒５２から除去される。そこで、本実施形態（以下「第１実施形態」という）では、排気浄化触媒５２に吸収されているＳＯｘを除去する必要があると判断されたときには以下のようにして触媒温度を該排気浄化触媒５２からＳＯｘを除去することができる温度（以下「ＳＯｘ除去可能温度」という）まで上昇させると共に排気浄化触媒５２に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチとするリッチ燃焼が実行される。

すなわち、第１実施形態のリッチ燃焼では、触媒温度をＳＯｘ除去可能温度まで上昇させる必要があるときには、圧縮上死点ＴＤＣ近傍のタイミングで実行される燃料噴射弁３７からの燃料の噴射（以下「主噴射」という）に加えて、該主噴射が実行された直後のタイミングで燃料噴射弁３７からの燃料の噴射（以下「副噴射」という）が実行される。すなわち、主噴射によって噴射された燃料（以下「主噴射燃料」という）を燃焼室内で燃焼させることに加えて副噴射によって噴射された燃料（以下「副噴射燃料」という）を燃焼室内で燃焼させることによって燃焼室から排出される排気ガスの温度を上昇させれば、排気浄化触媒５２に流入する排気ガスの温度が高いことになる。第１実施形態では、これによって触媒温度がＳＯｘ除去可能温度まで上昇せしめられる。さらに、第１実施形態のリッチ燃焼では、主噴射によって燃料噴射弁から噴射される燃料の量（以下「主噴射燃料量」という）は主噴射のみが実行される通常燃焼における主噴射燃料量と同じ量に設定される。そして、副噴射によって燃料噴射弁から噴射される燃料の量（以下「副噴射燃料量」という）は燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとなる量に設定される。第１実施形態では、これによって排気浄化触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。

なお、第１実施形態では、内燃機関１０の運転状態、すなわち、機関回転数と機関負荷とに応じて適切な主噴射燃料量を実験等によって予め求め、この主噴射燃料量（以下「基準主噴射燃料量」という）Ｑｍｂを図２（Ａ）に示されているように機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。同様に、第１実施形態では、内燃機関１０の運転状態、すなわち、機関回転数と機関負荷とに応じて適切な副噴射燃料量を実験等によって予め求め、この副噴射燃料量（以下「基準副噴射燃料量」という）Ｑｓｂを図２（Ｂ）に示されているように機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。そして、触媒温度をＳＯｘ除去可能温度まで上昇させる必要があるとき、すなわち、リッチ燃焼を実行させる必要があるときには、これら図２（Ａ）および図２（Ｂ）のマップから機関回転数と機関負荷とに基づいて基準主噴射燃料量Ｑｍｂおよび基準副噴射燃料量Ｑｓｂが読み込まれる。一方、通常燃焼を実行させる必要があるときには、図２（Ａ）のマップから機関回転数と機関負荷とに基づいて基準主噴射燃料量Ｑｍｂが読み込まれ、基準副噴射燃料は零とされる。

ところで、第１実施形態のリッチ燃焼では、主噴射が実行されるタイミングおよび副噴射が実行されるタイミングは以下のようにして決定される。すなわち、内燃機関１０の運転状態、すなわち、機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに応じて主噴射を実行するのに適したタイミングを実験等によって予め求め、このタイミング（以下「基準主噴射タイミング」という）Ｔｍｂを図３に示されているように機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。同様に、第１実施形態では、内燃機関１０の運転状態、すなわち、機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに応じて副噴射を実行するのに適したタイミングを実験等によって予め求め、これらタイミング（以下「基準副噴射タイミング」という）Ｔｓｂを図４に示されているように機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。そして、触媒温度をＳＯｘ除去可能温度まで上昇させる必要があるとき、すなわち、リッチ燃焼を実行させる必要があるときには、これら図３および図４のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて基準主噴射タイミングＴｍｂおよび基準副噴射タイミングＴｓｂが読み込まれる。

ところで、第１実施形態のリッチ燃焼において、上述したように読み込まれた基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度（以下「筒内温度」という）が副噴射を燃焼させることができる下限の温度（以下「副噴射燃料燃焼可能温度」という）よりも低い場合、副噴射燃料が燃焼室内において完全には燃焼しないことになる。そして、この場合、燃焼室から排出される排気ガスの温度が十分に高い温度になっていない可能性がある。一方、基準副噴射タイミングで副噴射が実行されたときに、筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高い場合であってもその筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも大幅に高い場合、副噴射燃料が一気に燃焼することになる。そして、この場合、副噴射燃料の燃焼によって発生するトルク（以下「副噴射トルク」という）が大幅に大きくなり、その結果、内燃機関１０全体のトルク変動量が大幅に大きくなってしまう。

そこで、第１実施形態のリッチ燃焼では、上述したように読み込まれた基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高いか否か、および、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射トルクが許容可能な値よりも小さくなる温度よりも低いか否か、すなわち、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射トルクによって内燃機関１０全体のトルク変動量が許容可能な量よりも小さくなる温度（以下「副噴射トルク許容温度」という）よりも低いか否かが判別される。ここで、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高く且つ副噴射トルク許容温度よりも低いときには基準副噴射タイミングで副噴射が実行されたとしても副噴射燃料は確実に燃焼し、且つ、副噴射トルクは許容可能な値よりも小さく抑制される。そこで、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高く且つ副噴射トルク許容温度よりも低いとき、すなわち、副噴射燃料燃焼可能温度を下限温度すると共に副噴射トルク許容温度を上限温度とする温度範囲を所定温度範囲とした場合に基準副噴射タイミングにおける筒内温度が所定温度範囲内にあるときには、図５（Ａ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂで主噴射Ｉｍが実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に基準副噴射タイミングＴｓｂで副噴射Ｉｓが実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。これによれば、燃焼室から排出される排気ガスの温度が十分に上昇せしめられると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。

一方、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の下限温度、すなわち、副噴射燃料燃焼可能温度よりも低いときに基準副噴射タイミングが進角されてこの進角された基準副噴射タイミングで副噴射が実行されれば、副噴射が実行された時点の筒内温度は高くなる。しかしながら、基準副噴射タイミングの進角量が大きすぎると副噴射が蓄圧室３７ａから燃料噴射弁３７の燃料噴射孔までの燃料通路内に発生する燃料のうねり、すなわち、燃料の脈動の影響を受け、副噴射によって所望の量の燃料が噴射されないことになる。そこで、第１実施形態では、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに応じて筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度となっているタイミングまで基準副噴射タイミングを進角させる量（以下「副噴射進角量」という）を実験等によって予め求め、この副噴射進角量Ｋｓａを図６（Ａ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。一方、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに応じて副噴射が上記燃料の脈動の影響を受ける度合いが許容可能な度合いよりも大きくなってしまう副噴射進角量（以下「副噴射進角量上限値」という）も実験等によって予め求め、この副噴射進角量上限値Ｋｓａ（ｍａｘ）を図６（Ｂ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。そして、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の下限温度、すなわち、副噴射燃料燃焼可能温度よりも低いときには、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに基づいて図６（Ａ）のマップから副噴射進角量が読み込まれると共に図６（Ｂ）のマップから副噴射進角量上限値が読み込まれる。そして、副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも小さいときには、基準副噴射タイミングが副噴射進角量だけ進角せしめられ、図５（Ｂ）に示されているように主噴射Ｉｍが基準主噴射タイミングＴｍｂで実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓがこの進角後の基準副噴射タイミング（Ｔｍｓ−Ｋｓａ）で実行されて基準副噴射燃料量Ｑｍｓの燃料が噴射される。これによれば、燃焼室から排出される排気ガスの温度が十分に上昇せしめられると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。一方、副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも大きいときには、基準副噴射タイミングおよび基準主噴射タイミングが以下のように制御される。

すなわち、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の下限温度、すなわち、副噴射燃料燃焼可能温度よりも低いときに基準主噴射タイミングが遅角されてこの遅角された基準主噴射タイミングで主噴射が実行されれば、基準副噴射タイミングで副噴射が実行された時点の筒内温度は高くなる。しかしながら、基準主噴射タイミングの遅角量が大きすぎると主噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが所望のトルクよりも小さくなってしまう。そこで、基準主噴射燃料量と基準副噴射タイミングとに応じて基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度となるタイミングまで基準主噴射タイミングを遅角させる量（以下「主噴射遅角量」という）を実験等によって予め求め、この主噴射遅角量Ｋｍｄを図７（Ａ）に示されているように基準主噴射燃料量Ｑｍｂと基準副噴射タイミングＴｓｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。一方、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに応じて主噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも大きくなってしまう主噴射遅角量（以下「主噴射遅角量上限値」という）を実験等によって予め求め、この主噴射遅角量上限値Ｋｍｄ（ｍａｘ）を図７（Ｂ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。そして、副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射燃料量と基準副噴射タイミングとに基づいて図７（Ａ）のマップから主噴射遅角量が読み込まれると共に基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに基づいて図７（Ｂ）のマップから主噴射遅角量上限値が読み込まれる。そして、主噴射遅角量が主噴射遅角量上限値よりも小さいときには、基準主噴射タイミングが主噴射遅角量だけ遅角せしめられ、図５（Ｃ）に示されているように主噴射Ｉｍがこの遅角後の基準主噴射タイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ）で実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓが基準副噴射タイミングＴｓｂで実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。これによれば、燃焼室から排出される排気ガスの温度が十分に上昇せしめられると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。一方、主噴射遅角量が主噴射遅角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射タイミングが主噴射遅角量上限値だけ遅角せしめられ、図５（Ｄ）に示されているように主噴射Ｉｍがこの遅角後の基準主噴射タイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ（ｍａｘ））で実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓが基準副噴射タイミングＴｓｂで実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃焼室量が噴射される。これによれば、燃焼室から排出される排気ガスの温度が比較的十分に上昇せしめられると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。

一方、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の上限温度、すなわち、副噴射トルク許容温度よりも高いときに基準副噴射タイミングが遅角されてこの遅角された基準副噴射タイミングで副噴射が実行されれば、副噴射が実行された時点の筒内温度は低くなる。しかしながら、基準副噴射タイミングの遅角量が大きすぎると燃焼室内に流入して来る潤滑油によって副噴射燃料が希釈されてしまって十分に燃焼しないことになる。そこで、第１実施形態では、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに応じて筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度となっているタイミングまで基準副噴射タイミングを遅角させる量（以下「副噴射遅角量」という）を実験等によって予め求め、この副噴射遅角量Ｋｓｄを図８（Ａ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。一方、基準副噴射タイミングに応じて副噴射燃料が潤滑油によって希釈される度合いが許容可能な度合いよりも大きくなってしまう副噴射遅角量（以下「副噴射遅角量上限値」という）も実験等によって求め、この副噴射遅角量上限値Ｋｓｄ（ｍａｘ）を図８（Ｂ）に示されているように基準副噴射タイミングＴｓｂの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。そして、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の上限温度、すなわち、副噴射トルク許容温度よりも高いときには、基準主噴射タイミングと主噴射燃料量とに基づいて図８（Ａ）のマップから副噴射遅角量が読み込まれると共に図８（Ｂ）のマップから副噴射遅角量上限値が読み込まれる。そして、副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも小さいときには、基準副噴射タイミングが副噴射遅角量だけ遅角せしめられ、図５（Ｅ）に示されているように主噴射Ｉｍが基準主噴射タイミングＴｍｂで実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓがこの遅角後の基準副噴射タイミング（Ｔｓｂ＋Ｋｓｄ）で実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。これによれば、燃焼室から排出される排気ガスの温度が十分に上昇せしめられると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。一方、副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも大きいときには、基準副噴射タイミングおよび基準主噴射タイミングが以下のように制御される。

すなわち、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の上限温度、すなわち、副噴射トルク許容温度よりも高いときに基準主噴射タイミングが進角されてこの進角された基準主噴射タイミングで主噴射が実行されれば、基準副噴射タイミングで副噴射が実行された時点の筒内温度は低くなる。しかしながら、基準主噴射タイミングの進角量が大きすぎると主噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが所望のトルクよりも大きくなってしまう。そこで、基準主噴射燃料量と基準副噴射タイミングとに応じて基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射トルク許容温度となるタイミングまで基準主噴射タイミングを進角させる量（以下「主噴射進角量」という）を実験等によって予め求め、この主噴射進角量Ｋｍａを図９（Ａ）に示されているように基準主噴射燃料量Ｑｍｂと基準副噴射タイミングＴｓｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。一方、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに応じて主噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも大きくなってしまう主噴射進角量（以下「主噴射進角量上限値」という）を実験等によって予め求め、この主噴射進角量上限値Ｋｍａ（ｍａｘ）を図９（Ｂ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。そして、副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも大きいときには、主噴射燃料量と基準副噴射タイミングとに基づいて図９（Ａ）のマップから主噴射進角量が読み込まれると共に図９（Ｂ）のマップから主噴射進角量上限値が読み込まれる。そして、主噴射進角量が主噴射進角量上限値よりも小さいときには、基準主噴射タイミングが主噴射進角量だけ進角せしめられ、図５（Ｆ）に示されているように主噴射Ｉｍがこの進角後の基準主噴射タイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ）で実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射が基準副噴射タイミングＴｓｂで実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。これによれば、燃焼室から排出される排気ガスの温度が十分に上昇せしめられると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。一方、主噴射進角量が主噴射進角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射タイミングが主噴射進角量上限値だけ進角せしめられ、図５（Ｇ）に示されているように主噴射Ｉｍがこの進角後の基準主噴射タイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ（ｍａｘ））で実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓが基準副噴射タイミングＴｓｂで実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。これによれば、燃焼室から排出される排気ガスの温度が比較的十分に上昇せしめられると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。

次に、第１実施形態に従った燃料噴射制御を実行するフローチャートの一例について図１０〜図１４を参照して説明する。図１０〜図１４のルーチンが開始されると、始めに、ステップ１００において、リッチ燃焼の実行が要求されているか否かが判別される。ここで、リッチ燃焼の実行が要求されていないと判別されたとき、すなわち、通常燃焼の実行が要求されていると判別されたときには、ルーチンはステップ１０９以降のステップに進んで通常燃料が実行される。すなわち、ステップ１０９において、図２（Ａ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて基準主噴射燃料量Ｑｍｂが読み込まれる。次いで、ステップ１１０において、図３のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて基準主噴射タイミングＴｍｂが読み込まれる。次いで、ステップ１１１において、ステップ１０９で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ１１３において、副噴射燃料量Ｑｓに零が入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ１００において、リッチ燃焼の実行が要求されていると判別されたときには、ステップ１０１において、吸気圧力Ｐａが取得され、次いで、ステップ１０２において、１回の機関サイクルにおいて燃焼室に吸入されるガスの量（筒内ガス量）Ｇｃが取得され、次いで、ステップ１０３において、１回の機関サイクルにおいて燃焼室に吸入される酸素の量（筒内酸素量）Ｇｏｃが取得される。次いで、ステップ１０４において、図２（Ａ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて基準主噴射燃料量Ｑｍｂが読み込まれ、次いで、ステップ１０５において、図３のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて基準主噴射タイミングＴｍｂが読み込まれる。次いで、ステップ１０６およびステップ１０７において、ステップ１０１〜ステップ１０３で取得された吸気圧力、筒内ガス量、および、筒内酸素量等に基づいて今回の機関サイクルにおける燃焼室内の最大圧力（最大筒内圧）Ｐｃ（ｍａｘ）が推定されると共に今回の機関サイクルにおける燃料室内の最大温度（最大筒内温度）ＴＥＭＰ（ｍａｘ）が推定される。次いで、ステップ１０８において、圧縮上死点における燃焼室内の温度（圧縮端温度）に対する燃焼室内の酸素濃度（筒内酸素濃度）のマップが取得される。

次いで、図１１のステップ１１４において、図２（Ｂ）のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて基準副噴射燃料量Ｑｓｂが読み込まれる。次いで、ステップ１１５において、図４のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて基準副噴射タイミングＴｓｂが読み込まれる。次いで、ステップ１１６において、ステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂで副噴射が実行された場合の筒内温度（副噴射時筒内温度）ＴＥＭＰｓｂが推定される。次いで、ステップ１１７〜ステップ１１９において、今回の機関サイクルにおいて目標とすべき吸気圧力（目標吸気圧力）ＴＰａ、目標とすべき燃焼室内のガスの量（目標筒内ガス量）、および、目標とすべき燃焼室内の酸素の量（目標筒内酸素量）が読み込まれる。次いで、ステップ１２０において、副噴射燃料燃焼可能温度ＴＥＭＰＬが推定される。次いで、ステップ１２１において、副噴射トルク許容温度ＴＥＭＰＨが推定される。

次いで、ステップ１２２において、ステップ１１６で推定された副噴射時筒内温度ＴＥＭＰｓｂがステップ１２０で推定された副噴射燃料燃焼可能温度ＴＥＭＰＬ以上である（ＴＥＭＰｓｂ≧ＴＥＭＰＬ）か否かが判別される。ここで、ＴＥＭＰｓｂ≧ＴＥＭＰＬであると判別されたときには、ルーチンはステップ１２３に進む。ステップ１２３では、ステップ１１６で推定された副噴射時筒内温度ＴＥＭＰｓｂがステップ１２１で推定された副噴射トルク許容温度ＴＥＭＰＨよりも低い（ＴＥＭＰｓｂ＜ＴＥＭＰＨ）か否かが判別される。ここで、ＴＥＭＰｓｂ＜ＴＥＭＰＨであると判別されたときには、ルーチンは図１２のステップ１２８以降のステップに進む。すなわち、副噴射時筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度以上であって且つ副噴射トルク許容温度よりも低いときに、ルーチンはステップ１２８以降のステップに進む。ステップ１２８では、ステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ１２９において、ステップ１１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ１３０において、ステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂが主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ１３１において、ステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂが副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、図１１のステップ１２２において、ＴＥＭＰｓｂ＜ＴＥＭＰＬであると判別されたときには、ルーチンはステップ１２４以降のステップに進む。ステップ１２４では、図６（Ａ）のマップから基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとに基づいて副噴射進角量Ｋｓａが読み込まれ、次いで、ステップ１２５において、図６（Ｂ）のマップから基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとに基づいて副噴射進角量上限値Ｋｓａ（ｍａｘ）が読み込まれる。次いで、図１３のステップ１３２において、ステップ１２４で読み込まれた副噴射進角量Ｋｓａがステップ１２５で読み込まれた副噴射進角量上限値Ｋｓａ（ｍａｘ）よりも小さい（Ｋｓａ＜Ｋｓａ（ｍａｘ））か否かが判別される。ここで、Ｋｓａ＜Ｋｓａ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ１３３に進んで、ステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ１３４において、ステップ１１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ１３５において、ステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂが主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ１３６において、基準副噴射タイミングＴｓｂを副噴射進角量Ｋｓａだけ進角せしめたタイミング（Ｔｓｂ−Ｋｓａ）が副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ１３２において、Ｋｓａ≧Ｋｓａ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ１３７以降のステップに進む。ステップ１３７では、図７（Ａ）のマップからステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂとステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂとに基づいて主噴射遅角量Ｋｍｄが読み込まれ、次いで、ステップ１３８において、図７（Ｂ）のマップからステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂとステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂとに基づいて主噴射遅角量上限値Ｋｍｄ（ｍａｘ）が読み込まれる。次いで、ステップ１３９において、ステップ１３７で読み込まれた主噴射遅角量Ｋｍｄがステップ１３８で読み込まれた主噴射遅角量上限値Ｋｍｄ（ｍａｘ）よりも小さい（Ｋｍｄ＜Ｋｍｄ（ｍａｘ））か否かが判別される。ここで、Ｋｍｄ＜Ｋｍｄ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ１４０以降のステップに進む。ステップ１４０では、ステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ１４１において、ステップ１１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ１４２において、ステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ１３７で読み込まれた主噴射遅角量Ｋｍｄだけ遅角されたタイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ）が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ１４３において、ステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂが副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ１３９において、Ｋｍｄ≧Ｋｍｄ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ１４４以降のステップに進む。ステップ１４４では、ステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ１４５において、ステップ１１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ１４６において、ステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ１３８で読み込まれた主噴射遅角量上限値Ｋｍｄ（ｍａｘ）だけ遅角されたタイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ（ｍａｘ））が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ１４７において、ステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂが副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

ところで、図１１のステップ１２３において、ＴＥＭＰｓｂ≧ＴＥＭＰＨであると判別されたときには、ルーチンはステップ１２６以降のステップに進む。ステップ１２６では、図８（Ａ）のマップからステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂとステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂとに基づいて副噴射遅角量Ｋｓｄが読み込まれ、次いで、ステップ１２７において、図８（Ｂ）のマップからステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂに基づいて副噴射遅角量上限値Ｋｓｄ（ｍａｘ）が読み込まれる。次いで、図１４のステップ１４８において、ステップ１２６で読み込まれた副噴射遅角量Ｋｓｄがステップ１２７で読み込まれた副噴射遅角量上限値Ｋｓｄ（ｍａｘ）よりも小さい（Ｋｓｄ＜Ｋｓｄ（ｍａｘ））か否かが判別される。ここで、Ｋｓｄ＜Ｋｓｄ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ１４９以降のステップに進む。ステップ１４９では、ステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ１５０において、ステップ１１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ１５１において、ステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂが主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ１５２において、ステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂがステップ１２６で読み込まれた副噴射遅角量Ｋｓｄだけ遅角されたタイミング（Ｔｓｂ＋Ｋｓｄ）が副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ１４８において、Ｋｓｄ≧Ｋｓｄ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ１５３以降のステップに進む。ステップ１５３では、図９（Ａ）のマップからステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂとステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂとに基づいて主噴射進角量Ｋｍａが読み込まれ、次いで、ステップ１５４において、ステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂとステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂとに基づいて主噴射進角量上限値Ｋｍａ（ｍａｘ）が読み込まれる。次いで、ステップ１５５において、ステップ１５３で読み込まれた主噴射進角量Ｋｍａがステップ１５４で読み込まれた主噴射進角量上限値Ｋｍａ（ｍａｘ）よりも小さい（Ｋｍａ＜Ｋｍａ（ｍａｘ））か否かが判別される。ここで、Ｋｍａ＜Ｋｍａ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ１５６以降のステップに進む。ステップ１５６では、ステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ１５７において、ステップ１１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ１５８において、ステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ１５３で読み込まれた主噴射進角量Ｋｍａだけ進角されたタイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ）が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ１５９において、ステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂが副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ１５５において、Ｋｍａ≧Ｋｍａ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ１６０以降のステップに進む。ステップ１６０では、ステップ１０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ１６１において、ステップ１１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ１６２において、ステップ１０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ１５４で読み込まれた主噴射進角量上限値Ｋｍａ（ｍａｘ）だけ進角されたタイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ（ｍａｘ））が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ１６３において、ステップ１１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂが副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

ところで、第１実施形態のリッチ燃焼では、基準副噴射タイミングに対する副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも大きいときには、基準副噴射タイミングが進角されずに基準主噴射タイミングが遅角される。しかしながら、副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも大きい場合に基準副噴射タイミングが副噴射進角量上限値だけ進角されたとしても副噴射が受ける燃料の脈動の影響の度合いは許容可能な度合いに収まる。すなわち、副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも大きい場合に基準副噴射タイミングが副噴射進角量上限値まで進角されたとしても副噴射が受ける燃料の脈動の影響の度合いの観点からは問題ない。また、第１実施形態のリッチ燃焼では、基準副噴射タイミングに対する副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも大きいときには、基準副噴射タイミングが遅角されずに基準主噴射タイミングが進角される。しかしながら、副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも大きい場合に基準副噴射タイミングが副噴射遅角量上限値だけ遅角されたとしても副噴射燃料が潤滑油によって希釈される度合いは許容可能な度合いに収まる。すなわち、副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも大きい場合に基準副噴射タイミングが副噴射遅角量上限値まで遅角されたとしても副噴射燃料が潤滑油によって希釈される度合いの観点からは問題ない。そこで、リッチ燃焼が実行されるときに以下のようにして副噴射タイミングおよび主噴射タイミングを制御するようにしてもよい。

すなわち、本実施形態（以下「第２実施形態」という）のリッチ燃焼では、第１実施形態のリッチ燃焼と同様に、触媒温度をＳＯｘ除去可能温度まで上昇させる必要があるときには、主噴射に加えて副噴射が実行される。そして、第２実施形態のリッチ燃焼では、第１実施形態のリッチ燃焼と同様に、主噴射燃料量は主噴射のみが実行される通常燃焼における主噴射燃料量と同じ量に設定され、副噴射燃料量は燃焼室から排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチとなる量に設定される。

なお、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、リッチ燃焼を実行させる必要があるときには、図２（Ａ）および図２（Ｂ）のマップから機関回転数と機関負荷とに基づいて基準主噴射燃料量Ｑｍｂおよび基準副噴射燃料量Ｑｓｂが読み込まれ、通常燃焼を実行させる必要があるときには、図２（Ａ）のマップから機関回転数と機関負荷とに基づいて基準主噴射燃料量Ｑｍｂが読み込まれ、基準副噴射燃料量は零とされる。

さて、第２実施形態のリッチ燃焼では、主噴射が実行されるタイミングおよび副噴射が実行されるタイミングは以下のようにして決定される。すなわち、第１実施形態のリッチ燃焼と同様に、リッチ燃焼を実行させる必要があるときには、図３および図４のマップから機関回転数Ｎと機関負荷Ｌとに基づいて基準主噴射タイミングＴｍｂおよび基準副噴射タイミングＴｓｂが読み込まれる。

そして、第２実施形態のリッチ燃焼では、第１実施形態のリッチ燃焼と同様に、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高いか否か、および、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射トルク許容温度よりも低いか否かが判別される。そして、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高く且つ副噴射トルク許容温度よりも低いとき、すなわち、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲内にあるときには、第１実施形態と同様に、図１５（Ａ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂで主噴射Ｉｍが実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に基準副噴射タイミングＴｓｂで副噴射Ｉｓが実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。

一方、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の下限温度、すなわち、副噴射燃料燃焼可能温度よりも低いときには、第１実施形態と同様に、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに基づいて図６（Ａ）のマップから副噴射進角量が読み込まれると共に図６（Ｂ）のマップから副噴射進角量上限値が読み込まれる。そして、副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも小さいときには、第１実施形態と同様に、基準副噴射タイミングが副噴射進角量だけ進角せしめられ、図１５（Ｂ）に示されているように主噴射Ｉｍが基準主噴射タイミングＴｍｂで実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓがこの進角後の基準副噴射タイミング（Ｔｓｂ−Ｋｓａ）で実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。一方、副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも大きいときには、基準副噴射タイミングおよび基準主噴射タイミングが以下のように制御される。

すなわち、第２実施形態のリッチ燃焼では、基準主噴射燃料量と進角後の基準副噴射タイミングとに応じて進角後の基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度となるタイミングまで基準主噴射タイミングを遅角させる量（以下「主噴射遅角量」という）を実験等によって予め求め、この主噴射遅角量Ｋｍｄを図１６（Ａ）に示されているように基準主噴射燃料量Ｑｍｂと進角後の基準副噴射タイミングＴｓａとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。一方、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに応じて主噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも大きくなってしまう主噴射遅角量、すなわち、主噴射遅角量上限値を実験等によって予め求め、この主噴射遅角量上限値Ｋｍｄ（ｍａｘ）を図１６（Ｂ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。そして、副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射燃料量と進角後の基準副噴射タイミングとに基づいて図１６（Ａ）のマップから主噴射遅角量が読み込まれると共に基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに基づいて図１６（Ｂ）のマップから主噴射遅角量上限値が読み込まれる。そして、主噴射遅角量が主噴射遅角量上限値よりも小さいときには、基準主噴射タイミングが主噴射遅角量だけ遅角せしめられると共に基準副噴射タイミングが副噴射進角量上限値だけ進角せしめられ、図１５（Ｃ）に示されているように主噴射Ｉｍが遅角後の基準主噴射タイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ）で実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓが進角後の基準副噴射タイミング（Ｔｓｂ−Ｋｓａ（ｍａｘ））で実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。一方、主噴射遅角量が主噴射遅角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射タイミングが主噴射遅角量上限値だけ遅角せしめられると共に基準副噴射タイミングが副噴射進角量上限値だけ進角せしめられ、図１５（Ｄ）に示されているように主噴射Ｉｍが遅角後の基準主噴射タイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ（ｍａｘ））で実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓが進角後の基準副噴射タイミング（Ｔｓｂ−Ｋｓａ（ｍａｘ））で実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。

一方、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の上限温度、すなわち、副噴射トルク許容温度よりも高いときには、第１実施形態と同様に、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに基づいて図８（Ａ）のマップから副噴射遅角量が読み込まれると共に基準副噴射タイミングに基づいて図８（Ｂ）のマップから副噴射遅角量上限値が読み込まれる。そして、副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも小さいときには、第１実施形態と同様に、基準副噴射タイミングが副噴射遅角量だけ遅角せしめられ、図１５（Ｅ）に示されているように主噴射Ｉｍが基準主タイミングＴｍｂで実行されて基準主燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓが遅角後の基準副噴射タイミング（Ｔｓｂ＋Ｋｓｄ）で実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。一方、副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも大きいときには、基準副噴射タイミングおよび基準主噴射タイミングが以下のように制御される。

すなわち、第２実施形態のリッチ燃焼では、基準主噴射燃料量と遅角後の基準副噴射タイミングとに応じて遅角後の基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射トルク許容温度となるタイミングまで基準主噴射タイミングを進角させる量（以下「主噴射進角量」という）を実験等によって予め求め、この主噴射進角量Ｋｍａを図１７（Ａ）に示されているように基準主噴射燃料量Ｑｍｂと遅角後の基準副噴射タイミングＴｓｄとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。一方、基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに応じて主噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも大きくなってしまう主噴射進角量、すなわち、主噴射進角量上限値を実験等によって予め求め、この主噴射進角量上限値Ｋｍａ（ｍａｘ）を図１７（Ｂ）に示されているように基準主噴射タイミングＴｍｂと基準主噴射燃料量Ｑｍｂとの関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶させておく。そして、副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射燃料量と遅角後の基準副噴射タイミングとに基づいて図１７（Ａ）のマップから主噴射進角量が読み込まれると共に基準主噴射タイミングと基準主噴射燃料量とに基づいて図１７（Ｂ）のマップから主噴射進角量上限値が読み込まれる。そして、主噴射進角量が主噴射進角量上限値よりも小さいときには、基準主噴射タイミングが主噴射進角量だけ進角せしめられると共に基準副噴射タイミングが副噴射遅角量上限値だけ遅角せしめられ、図１５（Ｆ）に示されているように主噴射Ｉｍが進角後の基準主噴射タイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ）で実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓが遅角後の基準副噴射タイミング（Ｔｓｂ＋Ｋｓｄ（ｍａｘ））で実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。一方、主噴射進角量が主噴射進角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射タイミングが主噴射進角量上限値だけ進角せしめられると共に基準副噴射タイミングが副噴射遅角量上限値だけ遅角せしめられ、図１５（Ｇ）に示されているように主噴射Ｉｍが進角後の基準主噴射タイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ（ｍａｘ））で実行されて基準主噴射燃料量Ｑｍｂの燃料が噴射されると共に副噴射Ｉｓが遅角後の基準副噴射タイミング（Ｔｓｂ＋Ｋｍｄ（ｍａｘ））で実行されて基準副噴射燃料量Ｑｓｂの燃料が噴射される。

次に、第２実施形態に従って燃料噴射制御を実行するフローチャートの一例について図１８〜図２２を参照して説明する。なお、図１８〜図２２のステップ２００〜ステップ２３８は図１０〜図１４のステップ１００〜ステップ１３８に対応し、図１８〜図２２のステップ２４４〜ステップ２５４は図１０〜図１４のステップ１４４〜ステップ１５４に対応しているのでこれらのステップの説明は省略し、図１８〜図２２のステップ２３９〜ステップ２４３およびステップ２５５〜ステップ２６３について説明する。

図２１のステップ２３９では、ステップ２３７で読み込まれた主噴射遅角量Ｋｍｄがステップ２３８で読み込まれた主噴射遅角量上限値Ｋｍｄ（ｍａｘ）よりも小さい（Ｋｍｄ＜Ｋｍｄ（ｍａｘ））か否かが判別される。ここで、Ｋｍｄ＜Ｋｍｄ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ２４０以降のステップに進む。ステップ２４０では、ステップ２０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ２４１において、ステップ２１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ２４２において、ステップ２０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ２３７で読み込まれた主噴射遅角量Ｋｍｄだけ遅角されたタイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ）が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ２４３において、ステップ２１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂがステップ２２５で読み込まれた副噴射進角量上限値Ｋｓａ（ｍａｘ）だけ進角されたタイミング（Ｔｓｂ−Ｋｓａ（ｍａｘ））が副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ２３９において、Ｋｍｄ≧Ｋｍｄ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ２４４以降のステップに進む。ステップ２４４では、ステップ２０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ２４５において、ステップ２１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ２４６において、ステップ２０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ２３８で読み込まれた主噴射遅角量上限値Ｋｍｄ（ｍａｘ）だけ遅角されたタイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ（ｍａｘ））が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ２４７において、ステップ２１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂがステップ２２５で読み込まれた副噴射進角量上限値Ｋｓａ（ｍａｘ）だけ進角されたタイミング（Ｔｓｂ−Ｋｓａ（ｍａｘ））が副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、図２２のステップ２５５では、ステップ２５３で読み込まれた主噴射進角量Ｋｍａがステップ２５４で読み込まれた主噴射進角量上限値Ｋｍａ（ｍａｘ）よりも小さい（Ｋｍａ＜Ｋｍａ（ｍａｘ））か否かが判別される。ここで、Ｋｍａ＜Ｋｍａ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ２５６以降のステップに進む。ステップ２５６では、ステップ２０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ２５７において、ステップ２１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ２５８において、ステップ２０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ２５３で読み込まれた主噴射進角量Ｋｍａだけ進角されたタイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ）が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ２５９において、ステップ２２５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂがステップ２２７で読み込まれた副噴射遅角量上限値Ｋｓｄ（ｍａｘ）だけ遅角されたタイミング（Ｔｓｂ＋Ｋｓｄ（ｍａｘ））が副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ２５５において、Ｋｍａ≧Ｋｍａ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ２６０以降のステップに進む。ステップ２６０では、ステップ２０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ２６１において、ステップ２１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ２６２において、ステップ２０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ２５４で読み込まれた主噴射進角量上限値Ｋｍａ（ｍａｘ）だけ進角されたタイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ（ｍａｘ））が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ２６３において、ステップ２１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂがステップ２２７で読み込まれた副噴射遅角量上限値Ｋｓｄ（ｍａｘ）だけ遅角されたタイミング（Ｔｓｂ＋Ｋｍｄ（ｍａｘ））が副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

ところで、上述した第１実施形態および第２実施形態のリッチ燃焼では、基準主噴射タイミングに対する主噴射遅角量が主噴射遅角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射タイミングが主噴射遅角量上限値だけ遅角される。しかしながら、これによっても副噴射が実行された時点の筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度に十分に達していない可能性がある。これに対し、副噴射を実行しなくても主噴射燃料量を基準主噴射燃料量よりも増大させて主噴射を実行すれば燃焼室から排出される排気ガスの温度を十分に上昇させることができると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチにすることができる。一方、上述した第１実施形態および第２実施形態のリッチ燃焼では、基準主噴射タイミングに対する主噴射進角量が主噴射進角量上限値よりも大きいときには、基準主噴射タイミングが主噴射進角量上限値だけ進角される。しかしながら、これによっても副噴射が実行された時点の筒内温度が副噴射トルク許容温度よりも低くなっていない可能性がある。これに対し、副噴射を実行せずに主噴射燃料量を基準主噴射燃料量よりも増大させて主噴射を実行すれば内燃機関全体のトルク変動量を許容可能な量に抑制しつつ燃焼室から排出される排気ガスの温度を十分に上昇させることができると共に燃焼室から排出される排気ガスの空燃比を理論空燃比よりもリッチにすることができる。そこで、リッチ燃焼が実行されるときに以下のようにして燃料噴射を制御するようにしてもよい。

すなわち、本実施形態（以下「第３実施形態」という）のリッチ燃焼では、第１実施形態または第２実施形態のリッチ燃焼において、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の下限温度、すなわち、副噴射燃料燃焼可能温度よりも低いときに副噴射進角量が副噴射進角量上限値よりも大きく且つ主噴射遅角量が主噴射遅角量上限値よりも大きいときには、副噴射が実行されずに基準主噴射燃料量が増大せしめられて基準主噴射タイミングで主噴射が実行される。なお、この場合に基準主噴射燃料量の増大量は内燃機関のトルク変動量が許容可能な量に収まる量に設定される。

同様に、第１実施形態または第２実施形態のリッチ燃焼において、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が上記所定温度範囲の上限温度、すなわち、副噴射トルク許容温度よりも高いときに副噴射遅角量が副噴射遅角量上限値よりも大きく且つ主噴射進角量が主噴射進角量上限値よりも大きいときには、副噴射が実行されずに基準主噴射燃料量が増大せしめられて基準主噴射タイミングで主噴射が実行される。なお、この場合に基準主噴射燃料量の増大量は内燃機関のトルク変動量が許容可能な量に収まる量に設定される。

次に、第３実施形態に従って燃料噴射制御を実行するフローチャートの一例について図２３〜図２７を参照して説明する。なお、図２３〜図２７のステップ３００〜ステップ３３８は図１０〜図１４のステップ１００〜ステップ１３８に対応し、図２３〜図２７のステップ３４４〜ステップ３５４は図１０〜図１４のステップ１４４〜ステップ１５４に対応しているのでこれらのステップの説明は省略し、図２３〜図２７のステップ３３９〜ステップ３４３およびステップ３５５〜ステップ３６３について説明する。

図２６のステップ３３９では、ステップ３３７で読み込まれた主噴射遅角量Ｋｍｄがステップ３３８で読み込まれた主噴射遅角量上限値Ｋｍｄ（ｍａｘ）よりも小さい（Ｋｍｄ＜Ｋｍｄ（ｍａｘ））か否かが判別される。ここで、Ｋｍｄ＜Ｋｍｄ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ３４０以降のステップに進む。ステップ３４０では、ステップ３０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ３４１において、ステップ３１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ３４２において、ステップ３０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ３３７で読み込まれた主噴射遅角量Ｋｍｄだけ遅角されたタイミング（Ｔｍｂ＋Ｋｍｄ）が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ３４３において、ステップ３１５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂがステップ３２５で読み込まれた副噴射進角量上限値Ｋｓａ（ｍａｘ）だけ進角されたタイミング（Ｔｓｂ−Ｋｓａ（ｍａｘ））が副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ３３９において、Ｋｍｄ≧Ｋｍｄ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ３４４以降のステップに進む。ステップ３４４では、ステップ２０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが所定の量ΔＱだけ増大せしめられた量（Ｑｍｂ＋ΔＱ）が主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ３４５において、副噴射燃料量Ｑｓに零が入力される。次いで、ステップ３４６において、ステップ２０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂが主噴射タイミングＴｍに入力され、ルーチンが終了する。この場合、副噴射は実行されない。

一方、図２７のステップ３５５では、ステップ３５３で読み込まれた主噴射進角量Ｋｍａがステップ３５４で読み込まれた主噴射進角量上限値Ｋｍａ（ｍａｘ）よりも小さい（Ｋｍａ＜Ｋｍａ（ｍａｘ））か否かが判別される。ここで、Ｋｍａ＜Ｋｍａ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ３５６以降のステップに進む。ステップ３５６では、ステップ３０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ３５７において、ステップ３１４で読み込まれた基準副噴射燃料量Ｑｓｂが副噴射燃料量Ｑｓに入力される。次いで、ステップ３５８において、ステップ３０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂがステップ３５３で読み込まれた主噴射進角量Ｋｍａだけ進角されたタイミング（Ｔｍｂ−Ｋｍａ）が主噴射タイミングＴｍに入力され、次いで、ステップ３５９において、ステップ２２５で読み込まれた基準副噴射タイミングＴｓｂがステップ３２７で読み込まれた副噴射遅角量上限値Ｋｓｄ（ｍａｘ）だけ遅角されたタイミング（Ｔｓｂ＋Ｋｓｄ（ｍａｘ））が副噴射タイミングＴｓに入力され、ルーチンが終了する。

一方、ステップ３５５において、Ｋｍａ≧Ｋｍａ（ｍａｘ）であると判別されたときには、ルーチンはステップ３６０以降のステップに進む。ステップ３６０では、ステップ３０４で読み込まれた基準主噴射燃料量Ｑｍｂが所定の量ΔＱだけ増大せしめられた量（Ｑｍｂ＋ΔＱ）が主噴射燃料量Ｑｍに入力され、次いで、ステップ３６１において、副噴射燃料量Ｑｓに零が入力される。次いで、ステップ３６２において、ステップ３０５で読み込まれた基準主噴射タイミングＴｍｂが主噴射タイミングＴｍに入力され、ルーチンが終了する。この場合、副噴射は実行されない。

なお、上述した実施形態では、基準副噴射タイミングを進角させる場合、基準副噴射タイミングを副噴射進角量だけ進角させるか否かを判断するパラメータとして、基準副噴射タイミングを進角させたときに蓄圧室から燃料噴射弁の燃料噴射孔までの間の燃料通路内に発生する燃料のうねり、すなわち、燃料の脈動が副噴射に対して影響する度合いが採用されている。しかしながら、このパラメータ以外にも基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連するパラメータであって考慮すべきパラメータがあれば該パラメータが採用されてもよい。したがって、広義には、上述した実施形態において基準副噴射タイミングを副噴射進角量だけ進角させるか否かを判断するパラメータとして、基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連するパラメータであって考慮すべきパラメータが採用されればよいと言える。

また、上述した実施形態では、基準副噴射タイミングを遅角させる場合、基準副噴射タイミングを副噴射遅角量だけ遅角させるか否かを判断するパラメータとして、基準副噴射タイミングを副噴射遅角量だけ遅角させたときに副噴射燃料が燃焼室内の潤滑油によって希釈される度合いが採用されている。しかしながら、このパラメータ以外にも基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連するパラメータであって考慮すべきパラメータがあれば該パラメータが採用されてもよい。したがって、広義には、上述した実施形態において基準副噴射タイミングを副噴射遅角量だけ遅角させるか否かを判断するパラメータとして、基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連するパラメータであって考慮すべきパラメータが採用されればよいと言える。

また、上述した実施形態では、基準主噴射タイミングを遅角させる場合、基準主噴射タイミングを主噴射遅角量だけ遅角させるか否かを判断するパラメータとして、基準主噴射タイミングを遅角させたときに主噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが減少する度合いが採用されている。しかしながら、このパラメータ以外にも基準主噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連するパラメータであって考慮すべきパラメータ、例えば、主噴射燃料の失火が生じるか否か、或いは、主噴射燃料の燃焼によって生成されるスモーク、すなわち、煤の量、或いは、セタン価が変化してしまうか否か、が採用されてもよい。したがって、広義には、上述した実施形態において基準主噴射タイミングを主噴射遅角量だけ遅角させるか否かを判断するパラメータとして、基準主噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連するパラメータであって考慮すべきパラメータが採用されればよいと言える。

また、上述した実施形態では、基準主噴射タイミングを進角させる場合、基準主噴射タイミングを主噴射進角量だけ進角させるか否かを判断するパラメータとして、基準主噴射タイミングを進角させたときに主噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが増加する度合いが採用されている。しかしながら、このパラメータ以外にも基準主噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連するパラメータであって考慮すべきパラメータが採用されてもよい。したがって、広義には、上述した実施形態において基準主噴射タイミングを主噴射進角量だけ進角させるか否かを判断するパラメータとして、基準主噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連するパラメータであって考慮すべきパラメータが採用されればよいと言える。

また、上述した実施形態では、副噴射燃料燃焼可能温度を下限温度とすると共に副噴射トルク許容温度を上限温度とする温度範囲を所定温度範囲とし、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が所定温度範囲の下限温度よりも低いときには副噴射が実行されずに基準主噴射タイミングにおいて主噴射が実行されると共に主噴射燃料量が増大せしめられる場合、すなわち、第３実施形態のリッチ燃焼を除き、副噴射が実行された時点の筒内温度が所定温度範囲内の温度になるように基準副噴射タイミングが進角せしめられ、或いは、基準主噴射タイミングが遅角せしめられ、或いは、基準副噴射タイミングが進角せしめられると共に基準主噴射タイミングが遅角せしめられる。しかしながら、副噴射が実行された時点の筒内温度が所定温度範囲の下限温度、すなわち、副噴射燃料燃焼可能温度になっていれば副噴射燃料が確実に燃焼せしめられると共に副噴射トルクが許容可能な値よりも小さくなっていることを考慮すれば、副噴射が実行された時点の筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度になっていればよい。したがって、広義には、上述した実施形態において基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも低いときに副噴射が実行された時点の筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度になるように基準副噴射タイミングが進角せしめられ、或いは、基準主噴射タイミングが遅角せしめられ、或いは、基準副噴射タイミングが進角せしめられると共に基準主噴射タイミングが遅角せしめられるようにしてもよいと言える。すなわち、上記所定温度範囲の上限温度がその下限温度に一致させられていてもよい。

同様に、上述した実施形態では、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が所定温度範囲の上限温度よりも高いときには副噴射が実行されずに基準主噴射タイミングにおいて主噴射が実行されると共に主噴射燃料量が増大せしめられる場合を除き、副噴射が実行された時点の筒内温度が所定温度範囲内の温度になるように基準副噴射タイミングが遅角せしめられ、或いは、基準主噴射タイミングが進角せしめられ、或いは、基準副噴射タイミングが遅角せしめられると共に基準主噴射タイミングが進角せしめられる。しかしながら、副噴射が実行された時点の筒内温度が所定温度範囲の下限温度、すなわち、副噴射燃料燃焼可能温度になっていれば副噴射燃料の燃焼によって発生するトルクが許容可能な値よりも小さくなっていると共に副噴射燃料が確実に燃焼せしめられることを考慮すれば、副噴射が実行された時点の筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度になっていればよい。したがって、広義には、上述した実施形態において基準副噴射タイミングにおける筒内温度が副噴射燃料燃焼可能温度よりも高いときに副噴射が実行された時点の筒内温度が副噴射燃料可能温度になるように基準副噴射タイミングが遅角せしめられ、或いは、基準主噴射タイミングが進角せしめられ、或いは、基準副噴射タイミングが遅角せしめられると共に基準主噴射タイミングが進角せしめられるようにしてもよいと言える。すなわち、上記所定温度範囲の上限温度がその下限温度に一致させられていてもよい。

また、上述した実施形態は、排気ガス中のＮＯｘを浄化する排気浄化触媒の温度をＳＯｘ除去可能温度まで上昇させる場合に本発明を適用した実施形態である。しかしながら、排気ガス中のＮＯｘを浄化する排気浄化触媒の温度をＳＯｘ除去可能温度まで上昇させる目的以外の目的で主噴射を実行すると共に副噴射を実行する場合もあり、この場合にも本発明は適用可能である。したがって、広義には、上述した実施形態は或る特定の目的で主噴射が実行されると共に副噴射が実行される場合において、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が所定温度範囲の下限温度よりも低いときに副噴射が実行された時点の筒内温度が所定温度範囲内の温度になるように基準副噴射タイミングが進角せしめられ、或いは、基準主噴射タイミングが遅角せしめられ、或いは、基準副噴射タイミングが進角せしめられると共に基準主噴射タイミングが遅角せしめられ、或いは、副噴射が実行されずに基準主噴射タイミングにおいて主噴射が実行されると共に主噴射燃料量が増大せしめられるものとも言える。

同様に、広義には、上述した実施形態は或る特定の目的で主噴射が実行されると共に副噴射が実行される場合において、基準副噴射タイミングにおける筒内温度が所定温度範囲の上限温度よりも高いときに副噴射が実行された時点の筒内温度が所定温度範囲内の温度になるように基準副噴射タイミングが遅角せしめられ、或いは、基準主噴射タイミングが進角せしめられ、或いは、基準副噴射タイミングが遅角せしめられると共に基準主噴射タイミングが進角せしめられ、或いは、副噴射が実行されずに基準主噴射タイミングにおいて主噴射が実行されると共に主噴射燃料量が増大せしめられるものとも言える。

また、上述した実施形態では、通常燃焼が実行されるときには主噴射のみが実行され、リッチ燃焼が実行されるときには主噴射および副噴射が実行される。しかしながら、上述した実施形態において、通常燃焼またはリッチ燃焼が実行されるときに主噴射が実行される直前のタイミングで燃料噴射弁から少量の燃料を噴射するいわゆるパイロット噴射が実行されてもよい。

１０…内燃機関、２５…燃焼室、３７…燃料噴射弁、３７ａ…蓄圧室

Claims (4)

1. 圧縮上死点近傍のタイミングで燃料を噴射する主噴射が実行されると共に該主噴射の実行直後のタイミングで燃料を噴射する副噴射が実行される圧縮自着火式の内燃機関であって、主噴射が内燃機関の運転状態に応じて決定される基準主噴射タイミングで実行されると共に副噴射が内燃機関の運転状態に応じて決定される基準副噴射タイミングで実行され、副噴射によって噴射された燃料が燃焼することができる温度を下限温度とすると共に副噴射によって噴射された燃料の燃焼によって発生するトルクが許容範囲内の値になる温度を上限温度とする温度範囲を所定温度範囲とした場合、前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲の下限温度よりも低いときには副噴射が実行された時点の燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準副噴射タイミングが予め定められた進角量だけ進角せしめられ、或いは、前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲の上限温度よりも高いときには副噴射が実行された時点の燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準副噴射タイミングが予め定められた遅角量だけ遅角せしめられる内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記基準副噴射タイミングが前記予め定められた進角量だけ進角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには前記基準副噴射タイミングを進角させずに前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準主噴射タイミングを遅角させる第１噴射タイミング制御が実行され、或いは、前記基準副噴射タイミングが前記予め定められた遅角量だけ遅角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには前記基準副噴射タイミングを遅角させずに前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準主噴射タイミングを進角させる第２噴射タイミング制御が実行されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 圧縮上死点近傍のタイミングで燃料を噴射する主噴射が実行されると共に該主噴射の実行直後のタイミングで燃料を噴射する副噴射が実行される圧縮自着火式の内燃機関であって、主噴射が内燃機関の運転状態に応じて決定される基準主噴射タイミングで実行されると共に副噴射が内燃機関の運転状態に応じて決定される基準副噴射タイミングで実行され、副噴射によって噴射された燃料が燃焼することができる温度を下限温度とすると共に副噴射によって噴射された燃料の燃焼によって発生するトルクが許容範囲内の値になる温度を上限温度とする温度範囲を所定温度範囲とした場合、前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲の下限温度よりも低いときには副噴射が実行された時点の燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準副噴射タイミングが予め定められた進角量だけ進角せしめられ、或いは、前記基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲の上限温度よりも高いときには副噴射が実行された時点の燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準副噴射タイミングが予め定められた遅角量だけ遅角せしめられる内燃機関の燃料噴射制御装置において、前記基準副噴射タイミングが前記予め定められた進角量だけ進角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの進角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで前記基準副噴射タイミングを進角させると共に該進角後の基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準主噴射タイミングを遅角させる第１噴射タイミング制御が実行され、或いは、前記基準副噴射タイミングが前記予め定められた遅角量だけ遅角せしめられた場合に該基準副噴射タイミングの遅角の影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで前記基準副噴射タイミングを遅角させると共に該遅角後の基準副噴射タイミングにおける燃焼室内の温度が前記所定温度範囲内の温度になるように前記基準主噴射タイミングを進角させる第２噴射タイミング制御が実行されることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
3. 前記第１噴射タイミング制御または前記第２噴射タイミング制御が実行された場合に前記基準主噴射タイミングの影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには副噴射が実行されずに前記基準主噴射タイミングにおける主噴射のみが実行されると共に該主噴射によって噴射される燃料の量が増大せしめられることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記第１噴射タイミング制御または前記第２噴射タイミング制御が実行された場合に前記基準主噴射タイミングの影響を受ける内燃機関に関連する特定のパラメータが許容範囲を超えてしまうときには該特定のパラメータが許容範囲内に収まるタイミングまで前記第１噴射タイミング制御において前記基準主噴射タイミングが遅角され或いは前記第２噴射タイミング制御において前記基準主噴射タイミングが進角されることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。

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