JP2012197745A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディーゼルエンジンのメイン噴射に先立つ先行噴射を、広範囲に渡る運転領域で最適に制御する。
【解決手段】基本プレ噴射量設定部５１にてプレ噴射量のベース値である基本プレ噴射量Ｇpbaseを設定し、１サイクル毎に連続爆発しない異なる気筒を対象として、プレ噴射量調整部５２で基本プレ噴射量Ｇpbaseを順次減量補正する。そして、プレ噴射量の減量前後の燃焼状態の変化をプレ噴射量限界判定部５３で判定し、その判定結果に応じて減量分を調整する。これにより、広範囲に渡る運転領域でプレ噴射量を最適化する最適に制御することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ディーゼルエンジンのメイン噴射に先立つ燃料噴射を最適化する燃料噴射制御装置に関する。

一般に、ディーゼルエンジンにおける燃料噴射では、安定した燃焼状態を得るためや燃焼音を低減するため、メイン噴射に先立ってパイロット噴射やプレ噴射等の先行噴射を実施している。このメイン噴射に先立つ先行噴射の噴射量が多すぎると、燃費悪化や粒子状物質の排出増加につながるため、最小限の量にすることが望まれるが、逆に噴射量が少なくなり過ぎると、インジェクタの噴射特性バラツキや経時変化等により失火等が発生し、燃焼状態が悪化する。

このため、特許文献１には、アイドリング状態に移行したとき、パイロット噴射をｎ回に分割し、インジェクタからの燃料の噴射時期毎に分割パイロット噴射量を徐々に減量すしてゆき、気筒間での回転偏差が所定値より大きくなると、このときの分割パイロット噴射量をインジェクタから噴射可能な燃料の下限値として学習することで、インジェクタ毎の燃料噴射量の下限値の個体差、及び燃料噴射量の経時的な変化を取得し、パイロット噴射量を適正化する技術が開示されている。

特開２００９−３６０６７号公報

しかしながら、特許文献１に開示の技術は、インジェクタから噴射可能な燃料の下限値を学習するインジェクタ主体の噴射量最適化であり、学習条件を満足する運転領域以外では精度良い最適化を期待できない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ディーゼルエンジンのメイン噴射に先立つ先行噴射を、広範囲に渡る運転領域で最適に制御することのできる燃料噴射制御装置を提供することを目的としている。

本発明による燃料噴射制御装置は、ディーゼルエンジンの一回の燃焼行程中に燃焼の主たる燃料を噴射するメイン噴射に先立って、上記メイン噴射よりも少量の燃料を噴射する先行噴射を実施する燃料噴射制御装置であって、上記先行噴射の噴射量を１サイクル毎に連続爆発しない異なる気筒について所定の減量分だけ順次減量し、上記先行噴射の気筒毎の噴射量を調整する噴射量調整部と、上記先行噴射における噴射量減量前後のエンジンの燃焼状態の変化を検出し、該燃焼状態の変化が限界レベルを超えたか否かを判定する噴射量限界判定部とを備え、上記噴射量限界判定部で上記燃焼状態の変化が上記限界レベルを超えたと判定したとき、上記噴射量調整部における気筒別の減量調整分を更新するものである。

本発明によれば、ディーゼルエンジンのメイン噴射に先立つ先行噴射を、広範囲の運転領域で最適に制御することができ、常に良好な燃焼状態を維持して燃費及び排ガスエミッションの低減を図ることができる。

エンジン制御系の構成図 プレ噴射制御に係る機能ブロック図 プレ噴射量の変化を示す説明図 プレ噴射最適化ルーチンのフローチャート 気筒別プレ噴射最適化ルーチンのフローチャート

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１はエンジンであり、本実施の形態においては、ディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」と記載する）である。このエンジン１の燃焼室２に、吸気弁３，排気弁４を介して吸気通路５，排気通路６が連通されている。吸気通路５の上流側には吸気チャンバ４０が形成され、この吸気チャンバ４０の上流に、スロットル弁１０が介装されている。吸気チャンバ４０には、スロットル弁１０下流の空気圧を絶対圧で検出する吸気圧センサ３７、が臨まされている。

スロットル弁１０は、電子制御装置（ＥＣＵ５０）からの制御信号によってスロットル弁１０の開度を調整し、吸気量（新気量）を制御する吸気アクチュエータ１１に連設されている。また、スロットル弁１０の上流側には、インタークーラ１２が介装され、このインタークーラ１２の上流側に、ターボ過給機１３のコンプレッサ１３ａが介装されている。更に、ターボ過給機１３のコンプレッサ１３ａ上流側には、エアクリーナ１４が介装され、このエアクリーナ１４の下流側に、吸気温を検出する吸気温センサ１５を内蔵する吸入空気量センサ１６が介装されている。

一方、エンジン１の排気通路６には、ターボ過給機１３のタービン１３ｂが介装され、タービン１３ｂ上流側の排気通路６が排気ガス還流（ＥＧＲ）通路１７を介してスロットル弁１０下流側の吸気通路５にバイパス接続されている。ＥＧＲ通路１７には、ＥＣＵ５０からの制御信号によってＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁１８と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１９とが介装されている。

ターボ過給機１３は、本実施の形態においては、周知の可変ノズル式ターボ過給機（Variable Geometory Turbosupercharger：ＶＧＴ）であり、タービン１３ｂの周囲に設けられた可変ノズルのベーンがリンク機構（図示せず）を介して負圧作動式のアクチュエータ２０に連設されている。アクチュエータ２０の圧力導入管には、ＥＣＵ５０によって制御される負圧制御電磁弁２１が接続されており、図示しない負圧源からの負圧が負圧制御電磁弁２１で調圧されてアクチュエータ２０に導入される。

これにより、ターボ過給機１３の可変ノズルのベーン開度が可変されてタービン１３ｂに吹き付けられる排気ガスの流速が調整され、タービン回転数が可変されて過給圧が制御される。すなわち、アクチュエータ２０の動作により、可変ノズルのベーン開度が閉方向へ変化すると、排気ガス流速が速くなり、過給圧が上昇する。逆にベーン開度が開方向へ変化すると、排気ガス流速が遅くなり、過給圧が低下する。

タービン１３ｂ下流側の排気通路６は、主として排気ガス中の炭化水素（ＨＣ）と一酸化炭素（ＣＯ）を触媒反応により酸化させるディーゼル用酸化触媒（Diesel Oxidation Catalyst;DOC）２２に連通されている。また、ＤＯＣ２２の下流側には、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、還元浄化するＮＯｘ吸蔵還元型触媒（Lean NOx Trap catalyst;LNT）２３が配設され、更に、ＬＮＴ２３の下流側に、排気ガス中の煤やカーボンスート（Ｓｏｏｔ），可溶性有機成分（Soluble Organic Fraction;SOF），サルフェート（sulfate;SO4）等の粒子状物質（Particulate Matter;PM）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter;DPF）２４が配設されている。

タービン１３ｂを通過した排気は、ＤＯＣ２２，ＬＮＴ２３を通過する際に所定に浄化され、更に、ＤＰＦ２４の多孔性の隔壁を通過しながら下流側へ流れ、その間、排気ガス中のＰＭが捕集・堆積される。そして、最終的に浄化された排気ガスが排気マフラ（図示せず）を経て排出される。

このようなＤＯＣ２２，ＬＮＴ２３，ＤＰＦ２４には、排気ガスの状態を検出するためのセンサ類が配設されている。すなわち、ＤＯＣ２２の上流側に、ＤＯＣ２２に流入する排気ガスの温度を検出する温度センサ４１が臨まされ、ＤＯＣ２２とＬＮＴ２３との間に、排気ガスの空燃比を検出するリニア空燃比センサ４２が臨まされている。また、ＬＮＴ２３とＤＰＦ２４の間に、排気ガスの温度を検出する温度センサ４３と、排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘセンサ４４とが臨まされ、更に、ＤＰＦ２４の上下流に、ＤＰＦ２４の入口圧力と出口圧力との差圧を検出する差圧センサ４５が配設されている。

次に、エンジン１の燃料噴射系について説明する。このエンジン１は、周知のコモンレール式燃料噴射システムを採用しており、燃焼室２に、ＥＣＵ５０によって制御されるインジェクタ２５が臨まされている。また、燃焼室２のインジェクタ２５の噴射ノズル近傍には、グローコントローラ２７によって通電が制御されるグロープラグ２６が臨まされている。

インジェクタ２５は、各気筒に分岐配管される燃料配管２８を介してコモンレール２９に接続されており、コモンレール２９には、図示しない燃料タンクから燃料を吸い上げて加圧するサプライポンプ３０が接続されている。そして、サプライポンプ３０によって高圧に昇圧された燃料がコモンレール２９に蓄圧され、各気筒への燃料配管２８を介して各気筒のインジェクタ２５に高圧燃料が供給される。

サプライポンプ３０は、例えばインナカム式の圧送系と電磁弁による吸入量の調量方式を備えるものであり、吸入量を調整する吸入調量電磁弁３１、燃料温度を検出する燃料温度センサ３２が本体内に組込まれている。サプライポンプ３０の燃料温度センサ３２からの信号は、コモンレール２９内の燃料圧力（レール圧）を検出する燃料圧力センサ３３からの信号と共にＥＣＵ５０に入力され、他のセンサ類からの信号と共に処理される。そして、ＥＣＵ５０により、サプライポンプ３０の吐出圧すなわちコモンレール２９の燃料圧力が、例えばエンジン回転数と負荷とに応じた最適値に、吸入調量電磁弁３１を介してフィードバック制御される。

次に、ＥＣＵ５０を中心とする電子制御系について説明する。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏインターフェイス等からなるマイクロコンピュータを中心として、その他、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路等の周辺回路を含んで構成されている。

ＥＣＵ５０には、吸気温センサ１５、吸入空気量センサ１６、燃料温度センサ３２、燃料圧力センサ３３、エンジン１の冷却水通路に臨まされて冷却水温を検出する水温センサ３４、クランク軸１ａの回転位置を検出するクランク角センサ３５、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセルペダルセンサ３６、吸気チャンバ４０に臨まされている吸気圧センサ３７、大気圧を検出する大気圧センサ３８、排気系に介装された各センサ（温度センサ４１，４３、リニア空燃比センサ４２、ＮＯｘセンサ４４、差圧センサ４５）、その他、図示しない各種センサ類やスイッチ類からの信号が入力される。

尚、ＥＣＵ５０は、更に、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに基づく車内ネットワーク（図示せず）に接続されている。この車内ネットワークには、ＥＣＵ５０の他、変速機を制御するトランスミッションＥＣＵ、ブレーキを制御するブレーキＥＣＵ等の複数のＥＣＵが接続されており、互いにデータを送受信して各種情報を共有する。

ＥＣＵ５０は、エンジン運転状態を検出する上述の各種センサ類からの信号、車内ネットワークを介して入力される各種制御情報に基づいて、燃料圧力制御、燃料噴射制御、吸気制御、過給圧制御、ＥＧＲ制御等の各種エンジン制御を実行し、エンジン１の運転状態を最適状態に維持する。このエンジン制御においては、通常走行時、クランク角センサ３５からの信号に基づくエンジン回転数とアクセルペダルセンサ３６からの信号に基づくアクセル開度とに応じて、マップ参照等により燃料噴射量や噴射時期を決定し、ピストン上死点前後の多段噴射のパターン、例えば、プレ噴射→メイン噴射→アフター噴射のパターンでインジェクタ２５から高圧燃料を噴射させ、燃焼安定化及び排気エミッションの低減を図っている。

特に、燃料噴射制御においては、ＥＣＵ５０は、広範囲の運転領域においてメイン噴射に先立つ先行噴射の噴射量を最適に制御し、常に良好な燃焼状態を維持して燃費及び排ガスエミッションの低減を図るようにしている。尚、本実施の形態においては、メイン噴射に先立つ先行噴射を、パイロット噴射を含むプレ噴射として代表して記載する。

このため、ＥＣＵ５０は、プレ噴射制御に係る機能として、図２に示すように、基本プレ噴射量設定部５１、プレ噴射量調整部５２、プレ噴射量限界判定部５３を備えている。これらの機能部によるプレ噴射制御は、概略的には、基本プレ噴射量設定部５１にてプレ噴射量のベース値である基本プレ噴射量Ｇpbaseを設定し、１サイクル毎に連続爆発しない異なる気筒を対象として、プレ噴射量調整部５２で基本プレ噴射量Ｇpbaseを順次減量補正する制御であり、プレ噴射量の減量前後の燃焼状態の変化をプレ噴射量限界判定部５３で判定し、その判定結果に応じて減量分を調整することで、運転領域毎の燃焼状態を主体としてプレ噴射量を最適化する制御である。

プレ噴射量を減量する気筒の順番は、エンジン１が＃１〜＃４の４つの気筒を備える４気筒エンジンである場合、３爆発気筒毎若しくは５爆発気筒毎若しくは７爆発気筒毎若しくは９爆発気筒毎であり、例えば、＃１→＃３→＃２→＃４の爆発順（燃焼順）に設定されている場合、以下に示すように、●印の気筒がプレ噴射量を減量する気筒となる。尚、以下では、エンジン１を４気筒エンジンとして説明するが、６気筒エンジンである場合には、５爆発気筒毎、若しくは７爆発気筒毎、若しくは１１爆発気筒毎、若しくは１３爆発気筒毎とする。

○３爆発気筒毎
＃１気筒●→＃３気筒 →＃２気筒 →＃４気筒●→
＃１気筒 →＃３気筒 →＃２気筒●→＃４気筒 →
＃１気筒 →＃３気筒●→＃２気筒 →＃４気筒 →
＃１気筒●→＃３気筒 →＃２気筒 →＃４気筒●→
＃１気筒 →＃３気筒 →＃２気筒●→＃４気筒 →
・・・・・・・・

○５爆発気筒毎
＃１気筒●→＃３気筒 →＃２気筒 →＃４気筒 →
＃１気筒 →＃３気筒●→＃２気筒 →＃４気筒 →
＃１気筒 →＃３気筒 →＃２気筒●→＃４気筒 →
＃１気筒 →＃３気筒 →＃２気筒 →＃４気筒●→
＃１気筒 →＃３気筒 →＃２気筒 →＃４気筒 →
＃１気筒●→＃３気筒 →＃２気筒 →＃４気筒 →
・・・・・・・・

以上のような１サイクル毎に異なる気筒を対象として、基本プレ噴射量Ｇpbaseが減量補正され、実際に噴射される最終的なプレ噴射量Ｇpが設定される。この最終的なプレ噴射量Ｇpは、以下の（１）式に示すように、基本プレ噴射量Ｇpbaseから所定の気筒別の減量分（順次気筒別減量分）Ｇcyを減算した値を主として、気筒毎の燃焼状態の変化に応じた気筒別の減量調整分である気筒別補正量Ｇhによって調整される。本実施に形態においては、順次気筒別減量分Ｇcyに加えて、気筒毎に徐々に減量する微調整用の減量分である徐変減量分Ｇjを用いているが、徐変減量分Ｇjは省略することも可能である。
Ｇp＝Ｇpbase−Ｇcy−Ｇj＋Ｇh …（１）
但し、Ｇcy：順次気筒別減量分
Ｇj ：徐変減量分
Ｇh ：気筒別補正量

図３は、最適化処理開始後のプレ噴射量の変化を図式的に示すものである。ここでは、便宜上、最適化開始前のプレ噴射量（基本プレ噴射量）を１０という数値で表現し、最適化により＃１気筒からプレ噴射量の減量が開始され、図３中のバーグラフ表示の塗り潰し部分に示すように、３爆発気筒毎に、気筒別の減量補正が順次実行されるものとする。図３中の数値そのものには特に意味はなく、相対的な大きさの変化を示している。

この最適化制御における最初の＃１気筒では、基本プレ噴射量Ｇpbase＝１０から順次気筒別減量分Ｇcy＝２及び徐変減量分Ｇj＝０．０５が減算され、更に気筒別補正量Ｇh＝０が加算され、＃１気筒の最終的なプレ噴射量Ｇp＝７．９５が設定される。更に、３爆発毎の＃４気筒，＃２気筒，＃３気筒，＃１気筒，＃４気筒，＃２気筒，…に対して、基本プレ噴射量Ｇpから順次気筒別減量分Ｇcy及び徐変減量分Ｇjが減算され、減量補正が実施される。

尚、図３においては、プレ噴射量の減量によって燃焼状態が限界レベルまで変化しておらず、気筒別補正量Ｇhは０のままであるものとする。

このとき、徐変減量分Ｇjは、全ての気筒毎に０．０５ずつ順次大きくされ、最初に順次気筒別減量分Ｇcyによって大きく減量された＃１気筒の次の＃３気筒では、最終的なプレ噴射量Ｇpが９．９（Ｇpbase＝１０，Ｇcy＝０，Ｇj＝０．１,Ｇh＝０）、次の＃２気筒では、最終的なプレ噴射量Ｇpが９．８５（Ｇpbase＝１０，Ｇcy＝０，Ｇj＝０．１５,Ｇh＝０）に微調整される。そして、＃１気筒から３爆発後の＃４気筒で、最終的なプレ噴射量Ｇpが７．８（Ｇpbase＝１０，Ｇcy＝２，Ｇj＝０．２,Ｇh＝０）に再度大きく減量され、以後、同様にして、順次、プレ噴射量が減量調整される。

プレ噴射量の減量によるエンジンの燃焼状態の変化は、プレ噴射量限界判定部５３にて判定される。具体的には、プレ噴射量限界判定部５３は、プレ噴射量の減量前後のエンジンの燃焼状態を各気筒の筒内圧の変化や回転変動に基づいて判定する。すなわち、気筒毎に設置した筒内圧センサで検出した燃焼圧の値に基づいて、或いはクランク角センサ３５からの信号により計測した各気筒の燃焼後の所定クランク角度の回転時間に基づいて、エンジンの燃焼状態を判定する。

本実施の形態においては、クランク角センサ３５からの信号により所定クランク角度毎の回転時間を算出し、減量前後の回転時間の差による回転変動に基づいて、エンジンの燃焼状態が安定限界レベルに近いか否かを判定する。詳細には、プレ噴射量限界判定部５３は、クランク角センサ３５の信号入力間隔から所定クランク角度間の経過時間を計測し、エンジン半回転（１８０°ＣＡ）の経過時間（半回転時間）を算出する。

この半回転時間に基づく燃焼状態の判定は、以下の（ａ）の（２）式に示すように、全気筒についてのプレ噴射量減量前後の回転変動の所定サイクル数の平均値を判定閾値と比較する判定条件と、以下の（ｂ）の（３）式に示すように、各気筒毎のプレ噴射量減量前の回転変動の所定サイクル数の平均値を判定閾値とを比較する判定条件との２つの条件で判定される。
（ａ）全気筒についての回転変動判定
（ΣＴa#i）／Ｎ−（ΣＴ#i）／Ｎ＞Ｓ1 …（２）
但し、Ｔ#i ：＃ｉ気筒の減量前燃焼時半回転時間（i=1,3,2,4）
Ｔa#i：＃ｉ気筒の減量後燃焼時半回転時間（i=1,3,2,4）
Ｎ ：サイクル数
Ｓ1 ：運転領域毎の回転変動判定閾値（全気筒）
（ｂ）各気筒についての回転変動判定
（ΣＴa#i'）／３／Ｎ−（ΣＴa#i）／Ｎ＞Ｓ2 …（３）
但し、Ｔa#i'：＃ｉ気筒以外の減量後燃焼時半回転時間
（i=1→i'=3,2,4、i=3→i'=1,2,4、i=2→i'=1,3,4、i=4→i'=1,3,2）
Ｓ2 ：運転領域毎の回転変動判定閾値（気筒毎）

以上のプレ噴射量限界判定部５３における燃焼状態の判定結果は、基本プレ噴射量設定部５１及びプレ噴射量調整部５２に反映され、全気筒の回転変動平均値が運転領域毎に設定した目標値（判定閾値）になるようにプレ噴射量が更新されると共に、気筒毎の回転変動バラツキが所定範囲内に収まるように気筒毎のプレ噴射量の補正量が更新される。

詳細には、（２）式による判定条件が成立し、プレ噴射量限界判定部５３にて全体の回転変動が限界レベルに近づいたと判定されたとき、基本プレ噴射量設定部５１において、基本プレ噴射量Ｇpbaseが以下の（４）式に従って更新され、プレ噴射量が増量方向に補正される。
Ｇpbase＝Ｇpbase'−Ｇcy'−Ｇj'＋ΔＱ …（４）
但し、Ｇpbase'：限界判定時の基本プレ噴射量
Ｇcy' ：限界判定時の順次気筒別減量分
Ｇj' ：限界判定時の徐変減量分
ΔＱ ：所定のシフト量

また、（３）式による判定条件が成立し、プレ噴射量限界判定部５３にて気筒毎の回転変動が限界レベルに近づいたと判定されたとき、プレ噴射量調整部５２において、限界判定された＃ｉ気筒の気筒別補正量Ｇh#iが以下の（５）式に従って更新され、プレ噴射量が増量方向に補正される。尚、このとき、限界判定された＃ｉ気筒以外の気筒に対しては、以下の（６）式に従って気筒別補正量Ｇh#i'が更新される。
Ｇh#i＝Ｇh'#i＋Δｈ …（５）
Ｇh#i'＝Ｇh'#i'−Δｈ／３ …（６）
但し、Ｇh'#i ：限界判定時の＃ｉ気筒の気筒別補正量
Ｇh'#i'：限界判定時の＃ｉ気筒以外の気筒の気筒別補正量
Δｈ ：補正値

次に、以上のプレ噴射制御に係るプログラム処理について、図４に示すプレ噴射最適化ルーチンのフローチャート、図５に示す気筒別プレ噴射最適化ルーチンのフローチャートを用いて説明する。

図４のプレ噴射最適化ルーチンは、最適化制御のメインとなるルーチンであり、先ず最初のステップＳ１において、各種センサ類からの信号に基づくエンジンパラメータを検出し、ステップＳ２でプレ噴射量の最適化開始のタイミングか否かを調べる。最適化開始タイミングでない場合にはステップＳ２からルーチンを抜け、最適化開始タイミングである場合、ステップＳ２からステップＳ３へ進み、図５の気筒別プレ噴射最適化ルーチンによるプレ噴射量の調整処理を開始する。

その後、ステップＳ４へ進み、前述の（２）式による限界判定の判定条件が成立するか否かを調べる。（２）式の判定条件が成立せず、気筒全体の回転変動が判定閾値を超えていない場合には、ステップＳ４からステップＳ５へ進んでプレ噴射量の調整処理を継続する。一方、（２）式の判定条件が成立し、気筒全体の回転変動が判定閾値を超えて全気筒の回転変動が限界レベルに近づいたと判定された場合には、ステップＳ４からステップＳ６へ進み、前述の（４）式に従って、基本プレ噴射量を、現在の値から所定シフト量だけ増量する方向に更新する。

次に、図５の気筒別プレ噴射最適化ルーチンについて説明する。
この気筒別プレ噴射最適化ルーチンでは、最初のステップＳ１１で、同様に、各種センサ類からの信号に基づくエンジンパラメータを検出し、ステップＳ１２で気筒別プレ噴射量の最適化開始タイミングか否かを調べる。気筒別のプレ噴射量最適化開始タイミングでない場合にはステップＳ１２からルーチンを抜け、気筒別のプレ噴射量最適化開始タイミングである場合、ステップＳ１２からステップＳ１３へ進み、気筒別のプレ噴射量の調整処理を開始する。この気筒別のプレ噴射量の調整処理は、前述の（１）式に基づいて、基本プレ噴射量Ｇpbaseから順次気筒別減量分Ｇcy及び徐変減量分Ｇjを減算し、気筒別補正量Ｇhを加算することにより、最終的なプレ噴射量Ｇpに調整する処理である。

次に、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７で、それぞれ、＃１気筒のプレ噴射量限界、＃３気筒のプレ噴射量限界、＃２気筒のプレ噴射量限界、＃４気筒のプレ噴射量限界を、前述の（３）式による条件で判定する。そして、Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７の何れのステップにおいても、プレ噴射量限界に達していない場合には、ステップＳ１８で気筒別のプレ噴射量の調整処理を継続し、ルーチンを抜ける。

その後、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１７の何れかでプレ噴射量限界に達したと判定された場合、前述の（５）式に基づいて該当する気筒の気筒別補正量を更新する。すなわち、ステップＳ１４で＃１気筒の回転変動が限界レベルに近づいたと判定された場合には、ステップＳ１９で＃１気筒の気筒別補正量Ｇh#1を、限界判定時の気筒別補正量Ｇh'#1に補正値Δｈを加算した値に更新することにより、最終的なプレ噴射量Ｇpに対して加算項として作用する気筒別補正量を増量し、回転変動を解消する方向に補正する。尚、このとき、（６）式に基づいて、＃１気筒以外の＃３，＃２，＃４気筒に対する気筒別補正量も、限界判定時の気筒別補正量から補正値Δｈ／３を減算した値に更新する。

また、ステップＳ１５で＃３気筒の回転変動が限界レベルに近づいたと判定された場合には、ステップＳ２０で３気筒の気筒別補正量Ｇh#3を、限界判定時の気筒別補正量Ｇh'#3に補正値Δｈを加算した値に更新し、同様に、回転変動を解消する方向に補正する。尚、このときにおいても、＃３気筒以外の＃１，＃２，＃４気筒に対する気筒別補正量を、限界判定時の気筒別補正量から補正値Δｈ／３を減算した値に更新する。

また、ステップＳ１６で＃２気筒の回転変動が限界レベルに近づいたと判定された場合には、ステップＳ２１で＃２気筒の気筒別補正量Ｇh#2を、限界判定時の気筒別補正量Ｇh'#2に補正値Δｈを加算した値に更新し、同様に、回転変動を解消する方向に補正する。このときも、＃２気筒以外の＃１，＃３，＃４気筒に対する気筒別補正量を、限界判定時の気筒別補正量から補正値Δｈ／３を減算した値に更新する。

また、ステップＳ１７で＃４気筒の回転変動が限界レベルに近づいたと判定された場合には、ステップＳ２２で＃４気筒の気筒別補正量Ｇh#4を、限界判定時の気筒別補正量Ｇh'#4に補正値Δｈを加算した値に更新し、同様に、回転変動を解消する方向に補正する。このときも、＃４気筒以外の＃１，＃３，＃２気筒に対する気筒別補正量を、限界判定時の気筒別補正量から補正値Δｈ／３を減算した値に更新する。

このように、本実施の形態においては、目的とする燃焼形態のままプレ噴射量を低減していき、回転変動に影響を与えるようなポイントを探すことにより、プレ噴射量を最適化する。このとき、プレ噴射の低減量が大きくなるとトルク低下を招くため、４気筒エンジンの場合には、３気筒毎若しくは５気筒毎というように、プレ噴射量を減量する気筒を同一気筒で連続させず、且つ全気筒を順々にプレ噴射量が低減するように制御することで、ドライバビリティの低下を回避することができる。また、プレ噴射量の低減処理を数回転毎に行って回転変動成分や負荷変動成分の影響を除外することにより、定常運転状態だけでなく、緩加速、緩減速等を含めたより広範囲の運転領域でプレ噴射量を最適化することが可能になる。

１ ディーゼルエンジン
５０ 電子制御装置
５１ 基本プレ噴射量設定部
５２ プレ噴射量調整部
５３ プレ噴射量限界判定部
Ｇpbase 基本プレ噴射量
Ｇcy 順次気筒別減量分（所定の減量分）
Ｇh 気筒別補正量（気筒別の減量調整分）
Ｇj 徐変減量分（微調整用の減量分）
Ｇp プレ噴射量

Claims (6)

1. ディーゼルエンジンの一回の燃焼行程中に燃焼の主たる燃料を噴射するメイン噴射に先立って、上記メイン噴射よりも少量の燃料を噴射する先行噴射を実施する燃料噴射制御装置であって、
   上記先行噴射の噴射量を１サイクル毎に連続爆発しない異なる気筒について所定の減量分だけ順次減量し、上記先行噴射の気筒毎の噴射量を調整する噴射量調整部と、
   上記先行噴射における噴射量減量前後のエンジンの燃焼状態の変化を検出し、該燃焼状態の変化が限界レベルを超えたか否かを判定する噴射量限界判定部とを備え、
   上記噴射量限界判定部で上記燃焼状態の変化が上記限界レベルを超えたと判定したとき、上記噴射量調整部における気筒別の減量調整分を更新することを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 上記噴射量調整部は、更に、各気筒毎の上記先行噴射の噴射量を微調整用の減量分で徐々に減量することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
3. 上記噴射量調整部は、上記ディーゼルエンジンが４気筒エンジンである場合、３爆発気筒毎、５爆発気筒毎、７爆発気筒毎、９爆発気筒毎の何れかの気筒毎に、上記先行噴射の噴射量を順次減量することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
4. 上記噴射量調整部は、上記ディーゼルエンジンが６気筒エンジンである場合、５爆発気筒毎、７爆発気筒毎、１１爆発気筒毎、１３爆発気筒毎の何れかの気筒毎に、上記先行噴射の噴射量を減量補正することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
5. 上記噴射量限界判定部は、クランク角センサの信号により計測した各気筒の燃焼後の所定クランク角度の回転時間に基づいて、エンジンの燃焼状態を検出することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。
6. 上記噴射量限界判定部は、各気筒毎に設置した筒内圧センサからの信号に基づいて、エンジンの燃焼状態を検出することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射制御装置。

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