JP4923803B2 - 内燃機関の燃料噴射制御システム - Google Patents

Description

本発明は、圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御技術に関する。

車両などに搭載される圧縮着火式内燃機関において、燃料の着火時期が所望の目標着火時期から懸け離れると、内燃機関の燃焼騒音が増大する可能性があった。これに対し、従来では、所望の目標着火時期と実際の着火時期との偏差に基づいて燃料の噴射時期を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００５−２９１００１号公報 特許第３６１７３４８号公報 特開２００６−５２６７６号公報

ところで、本願発明者の鋭意の実験及び検証の結果、目標着火時期と実際の着火時期との偏差のみを考慮して燃料噴射時期が制御されても、燃焼騒音が過大又は過小になることを回避しきれない場合があることを見出した。

本発明は、上記した知見に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮着火式内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、燃焼騒音を所望の大きさへ可及的に収束させることができる技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御システムは、燃料噴射時期の変更が燃焼騒音の大きさに反映される範囲において燃料噴射時期を調整することにより、内燃機関の燃焼騒音を所望の大きさに近似させるようにした。

本願発明者の鋭意の実験及び検証によると、燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係において、燃料噴射時期の変更が燃焼騒音の大きさに反映される燃料噴射時期の範囲（第１範囲）と、燃料噴射時期の変更が燃焼騒音の大きさに殆ど反映されない燃料噴射時期の範囲（第２範囲）があることが判明した。

そこで、本発明は、圧縮着火式内燃機関の燃焼騒音の大きさが所望の目標値に収束するように燃料噴射時期を調整する内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、前記内燃機関の燃焼騒音の大きさを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された燃焼騒音の大きさと前記目標値との差が所定値より大きい場合に、燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係において、燃料噴射時期の変化が燃焼騒音の大きさに反映される燃料噴射時期の範囲である第１範囲と該第１範囲に比して燃料噴射時期の変化が燃焼騒音の大きさに反映され難い第２範囲とを特定し、前記第１範囲内で燃料噴射時期を調整する調整手段とを備えるようにした。

かかる内燃機関の燃料噴射制御システムによれば、燃焼騒音の大きさが目標値から剥離している場合には、燃料噴射時期の変更が燃焼騒音の大きさに反映される燃料噴射時期の範囲（第１範囲）内において燃料噴射時期の調整が行われる。

その結果、燃焼騒音の大きさが可及的に目標値へ近似するようになる。更に、燃料噴射時期の変更が燃焼騒音の大きさに反映され難い噴射時期の範囲において燃料噴射時期の不要な調整が行われなくなるため、燃料噴射時期の変更に起因したスモークの発生量増加やトルクの増減が抑制される。

本発明にかかる第１範囲は、第２範囲より遅い燃料噴射時期の範囲である。これは、燃料噴射時期が所定時期より早い噴射時期の範囲（所定の時期より進角側の範囲）においては燃料噴射時期を変化させても燃焼騒音の大きさが殆ど変化せず、燃料噴射時期が前記所定時期より遅い噴射時期の範囲（所定の時期より遅角側の範囲）においては燃料噴射時期の変化が燃焼騒音の大きさに反映されるという本願発明者の知見に基づくものである。

ところで、第１範囲における燃料噴射時期の調整が行われても燃焼騒音の大きさと目標値との差が所定値以内に収束しない場合もあり得る。そのような場合には、調整手段は、燃料噴射時期を第２範囲における最進角時期へ進めるようにしてもよい。

その際、上記した最進角時期は排気エミッション（スモークの発生量）が最も少なく時期に定められてもよい。この場合、燃焼騒音を所望の大きさに近似させることは困難になるが、内燃機関の排気エミッションを良好にすることが可能となる。

但し、燃料噴射時期が過剰に進角させられると、燃料の過早着火が誘発されて内燃機関のトルクが低下する等の不具合を生じるため、それらを考慮したガード時期が設けられることが好ましい。従って、調整手段は、前記した最進角時期を前記ガード時期以降に制限するとよい。

本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御システムは、内燃機関の筒内酸素濃度を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された筒内酸素濃度に応じて前記第１範囲（或いは所定時期）を補正する補正手段と、を更に備えるようにしてもよい。

前述した燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係について本願発明者が更なる実験及び検証を行った結果、それらの相関関係は気筒内で燃焼に供されるガスの酸素濃度（
以下、「筒内酸素濃度」と称する）に依存することも判明した。つまり、筒内酸素濃度が変化すると、前記した第１範囲も変化することになる。

このため、燃焼騒音の大きさを所望の大きさに近似させるためには、筒内酸素濃度に応じて第１範囲（或いは所定時期）が補正されることが好適である。特に、内燃機関の過渡運転時は筒内酸素濃度も過渡状態になるため、筒内酸素濃度に応じて第１範囲（或いは所定時期）が補正されれば、燃焼騒音が過大又は過小となることを好適に抑制することが可能となる。

また、本願発明者の更なる実験及び検証により、１サイクル当たりの燃料噴射回数が変化すると、燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係も変化する場合があることも判明した。つまり、１サイクル当たりの燃料噴射回数が変化すると、筒内酸素濃度が同等であっても燃焼騒音の大きさと燃焼時期との相関関係が変化する場合がある。

そこで、補正手段は、１サイクル当たりの燃料噴射回数に応じて燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係を補正するようにしてもよい。この場合、１サイクル当たりの燃料噴射時回数が変化しても、燃焼騒音を所望の大きさに近似させることが可能となる。

一方、調整手段は、１サイクル当たりの燃料噴射回数に応じて燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係が変化することを積極的に利用することもできる。例えば、調整手段は、第１範囲内における燃料噴射時期の調整により燃焼騒音の大きさと目標値との差が所定値以内に収束しない場合は、１サイクル当たりの燃料噴射回数を変更するこ
とにより、燃焼騒音の大きさを目標値に近似させるようにしてもよい。

また、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御システムは、筒内酸素濃度を検出する検出手段と、検出手段により検出された筒内酸素濃度に応じて前記所定値を変更する変更手段とを更に備えるようにしてもよい。

これは、筒内酸素濃度と燃焼騒音の大きさとの相関が一律とはならない場合（すなわち、筒内酸素濃度の変化量に対する燃焼騒音の変化量が一様にならない場合）があるからである。このような場合に、前記所定値の大きさが筒内酸素濃度の大きさに応じて変更されれば、内燃機関の燃焼騒音を所望の大きさに近似させることが容易となる。

ところで、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて内燃機関の燃焼騒音が所望の大きさに近似するように燃料噴射時期が補正されると、内燃機関が要求トルクを発生できなくなる場合も想定される。そこで、本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御システムは、内燃機関の発生トルクが要求トルクに一致するようパイロット噴射量を制御するパイロット制御手段を更に備えるようにしてもよい。

かかる構成によれば、内燃機関の発生トルクを要求トルクから逸脱させることなく燃焼騒音を所望の大きさにすることが可能となる。

尚、以上のような内燃機関の燃料噴射制御システムは、拡散燃焼運転モードと予混合燃焼運転モードを切換可能な圧縮着火式内燃機関に好適である。

拡散燃焼運転時に気筒内へ吸入される空気量及びＥＧＲガス量と予混合燃焼運転時に気筒内へ吸入される空気量及びＥＧＲガス量とは大きく相違する。従って、拡散燃焼運転モードと予混合燃焼運転モードの切換時には、筒内酸素濃度が一方の運転モードに適した濃度から他方の運転モードに適した濃度へ変化するまでに応答遅れが生じる。

よって、上記した応答遅れ期間において調整手段による燃料噴射時期の調整が行われると、燃焼騒音が所望の大きさから大きく逸脱することを回避することが可能となる。

本発明にかかる内燃機関の燃料噴射制御システムによれば、圧縮着火式内燃機関の燃焼騒音を所望の大きさへ可及的に収束させることができる。

以下、本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図１２に基づいて説明する。

図１は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、予混合燃焼運転モードと拡散燃焼運転モードを適宜切り換え可能な圧縮着火式内燃機関（ディーゼルエンジン）である。

内燃機関１の各気筒２には、燃料噴射弁３が取り付けられている。燃料噴射弁３は、は、コモンレール３０において昇圧された燃料を気筒２内へ噴射する。

また、各気筒２には、吸気通路４が連通している。吸気通路４の途中には、ターボチャージャ５のコンプレッサハウジング５０とインタークーラ６が配置されている。コンプレ
ッサハウジング５０により過給された吸気は、インタークーラ６で冷却された後に各気筒２内へ導入される。各気筒２内へ導かれた吸気は、燃料噴射弁３から噴射された燃料とともに気筒２内で着火及び燃焼される。

各気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）は、排気通路７へ排出される。排気通路７へ排出された排気は、排気通路７の途中に配置されたタービンハウジング５１及び排気浄化触媒８を経由して大気中へ放出される。

前記した吸気通路４のインタークーラ６より下流の部位と排気通路７のタービンハウジング５１より上流の部位は、ＥＧＲ通路９により相互に接続されている。ＥＧＲ通路９の途中には、該ＥＧＲ通路９を流れる排気（以下、「ＥＧＲガス」と称する）の流量を調節するＥＧＲ弁１０と、該ＥＧＲ通路９を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ１１が配置されている。

ＥＧＲガスの量は、吸気通路４のインタークーラ６より下流且つＥＧＲ通路９の接続部より上流の部位に配置された吸気絞り弁１２の開度、および／またはＥＧＲ弁９の開度により調量されるようになっている。

上記した燃料噴射弁３、ＥＧＲ弁１０、及び、吸気絞り弁１２は、ＥＣＵ１３によって電気的に制御される。ＥＣＵ１３は、エアフローメータ１４、吸気温度センサ１５、吸気圧センサ１６、水温センサ１７、空燃比センサ１９、アクセルポジションセンサ２０、若しくはコモンレール圧センサ３１等の各種センサと電気的に接続され、それらセンサの測定値に基づいて燃料噴射弁３、ＥＧＲ弁１０、及び吸気絞り弁１２を制御する。

例えば、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の負荷（アクセルポジションセンサ２０の出力信号（アクセル開度））Ａｃｃｐ及び機関回転数Ｎｅから定まる機関運転状態に応じて内燃機関１の運転モードを切り換える。

図２は、機関運転状態と運転モードとの関係を規定したマップである。ＥＣＵ１３は、機関運転状態が図２の予混合燃焼運転領域にある時は、内燃機関１を予混合燃焼運転モードで運転させる。一方、機関運転状態が図２の拡散燃焼運転領域にある時は、ＥＣＵ１３は内燃機関１を拡散燃焼運転モードで運転させる。

内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転させられる場合には、ＥＣＵ１３は、図３に示すように、圧縮上死点より早い時期（圧縮行程の初期又は中期）に燃料噴射弁３から燃料噴射（予混合噴射）を行わせることにより、噴射燃料を気筒２内の吸気と混合させた後に圧縮自着火させる。

内燃機関１が拡散燃焼運転モードで運転させられる場合には、ＥＣＵ１３は、図４に示すように、圧縮上死点より早い時期に少量の燃料をパイロット噴射させるとともに圧縮上死点近傍において多量の燃料を噴射（メイン噴射）させて拡散燃焼を生起させる。

ところで、内燃機関１が予混合燃焼運転モードで運転される場合は、燃料噴射弁３から噴射された燃料が予混合気を形成する前に過早着火する可能性があった。これに対し、従来では予混合燃焼運転時に気筒２内へ導入されるＥＧＲガス量を拡散燃焼運転時に比して十分に多くすることにより、燃料の過早着火を抑制している。

しかしながら、予混合燃焼運転モードにおいて機関負荷が大きく増減する場合や拡散燃焼運転モードと予混合燃焼運転モードが切り換えられる場合等は、燃料噴射時期やパイロット噴射の実行／非実行を即座に切り換えることは可能であるが、気筒２内へ導入される
ＥＧＲガス量や空気量を即座に変更することは困難である。

このため、気筒２内に導入されるＥＧＲガス量に対して燃料噴射時期が不適当となり、燃料の着火時期や燃焼速度が急変して燃焼騒音の増大を招く可能性がある。

そこで、本実施例では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の燃焼騒音が所望の大きさに近似するように燃料噴射時期を調整する制御（以下、「噴射時期調整制御」と称する）を行うようにした。

本願発明者らの鋭意の実験及び検証によると、図５に示すように、燃料噴射時期が所定時期（以下、「変性タイミング」と称する）ａｉｎｊＴより早い噴射時期範囲（図５中のＡが示す範囲であって、本発明の第２範囲に相当）にある場合は燃料噴射時期を変化させても燃焼騒音の大きさが殆ど変化せず、燃料噴射時期が変性タイミングａｉｎｊＴより遅い噴射時期範囲（図５中のＢが示す範囲であって、本発明の第１範囲に相当）にある場合は燃料噴射時期が遅角されるほど燃焼騒音が小さくなるとともに燃料噴射時期が進角されるほど燃焼騒音が大きくなることが判明した。

更に、上記したような燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係は、気筒２内で燃焼に供されるガスの酸素濃度（筒内酸素濃度）に応じて変化することも判明した。例えば、図６に示すように、筒内酸素濃度が高くなるほど燃焼騒音が大きくなるとともに変性タイミングａｉｎｊＴが遅くなり、筒内酸素濃度が低くなるほど燃焼騒音が小さくなるとともに変性タイミングａｉｎｊＴが早くなる。

よって、上記した図６の相関関係に基づいて燃料噴射時期が調整されれば、燃焼騒音を所望の大きさに収束又は近似させることが可能となる。

以下、本実施例における噴射時期調整制御の実行手順について述べる。

先ず、ＥＣＵ１３は、各気筒２の筒内酸素濃度（以下、「実筒内酸素濃度」と称する）ｒｏｘｃｅを求める。実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅを求める方法としては、（１）吸入空気量（エアフローメータ１４の測定値）、過給圧（吸気圧センサ１６の測定値）、吸気温度（吸気温度センサ１５の測定値）、及びＥＧＲガスの輸送遅れ等から筒内酸素濃度を推定演算する方法、（２）実際のＥＧＲ率、吸入空気量（エアフローメータ１４の測定値）、及び目標燃料噴射量等から筒内酸素濃度を推定演算する方法、（３）インテークマニフォルド又は吸気ポートに取り付けられた酸素濃度センサにより筒内酸素濃度を直接測定する方法等を例示することができる。

ＥＣＵ１３は、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅに基づいて燃料が燃焼した際に発生する燃焼騒音の大きさｃｎｅを予測する（以下、燃焼騒音の大きさｃｎｅを「燃焼騒音予測値」と称する）。

ここで、燃焼騒音予測値ｃｎｅを予測する方法について述べる。ＥＣＵ１７は、先ず図７に示すマップを用いて基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅを特定する。

図７に示すマップは、燃料噴射時期が変性タイミングａｉｎｊＴより早い噴射時期範囲（図５中の噴射時期範囲Ａを参照。以下、この噴射時期範囲を「基準噴射時期範囲」と称する）にある時の筒内酸素濃度と燃焼騒音の大きさとの関係を示すマップである。

このマップは、筒内酸素濃度が取り得る最高値（例えば、大気中の酸素濃度と同等）ｒｏｘｃｍａｘであり且つ燃料噴射時期が基準噴射時期範囲内にある時の基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅｍａｘと、筒内酸素濃度が取り得る最低値ｒｏｘｃｍｉｎであり且つ燃料噴射時
期が基準噴射時期範囲内にある時の基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅｍｉｎとを予め実験的に求めておき、それら２つの点（図７中のｘ，ｙ）を比例補間したマップである。

ＥＣＵ１３は、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと図７のマップとに基づいて基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅを特定すると、基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅと現時点における目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅとを用いて燃焼騒音予測値ｃｎｅを予測する。

その際、燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係は筒内酸素濃度に応じて変化するため、ＥＣＵ１３は現時点における筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅに適した相関関係を特定する。

具体的には、図８に示すように、筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の相関関係を示す折線Ｌ１と筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の相関関係を示す折線Ｌ２と、前記基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅとに基づいて筒内酸素濃度がｒｏｘｃｅである時の相関関係を示す折線Ｌ３を特定する。

詳細には、ＥＣＵ１３は、先ず筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の変性タイミングａｉｎｊＴｍｉｎと、筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の変性タイミングａｉｎｊＴｍａｘとを比例補間して、筒内酸素濃度がｒｏｘｃｅである時の変性タイミングａｉｎｊＴを特定する。

続いて、ＥＣＵ１３は、折線Ｌ１の変性タイミングａｉｎｊＴｍｉｎ以降の傾き（図８中の点ｂと点ｄを結ぶ直線の傾き）と、折線Ｌ２の変性タイミングａｉｎｊＴｍａｘ以降の傾き（図８中の点ａと点ｃを結ぶ直線の傾き）を比例補間することにより、折線Ｌ３の変性タイミングａｉｎｊＴ以降の傾き（図８中の点ｅと点ｆを結ぶ直線の傾き）を求める。

このようにして折線Ｌ３が特定されると、ＥＣＵ１７は折線Ｌ３と前記目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅとから燃焼騒音予測値ｃｎｅを特定する。この場合、目標噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅが基準噴射時期範囲内にあるため、燃料騒音予測値ｃｎｅは基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅと等しくなる。

次に、ＥＣＵ１７は、目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇに基づいて目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇを求める。具体的には、ＥＣＵ１７は、先ず目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇと図７のマップとから基準目標燃焼騒音ｃｎｂａｓｅｔｒｇを求める。次いで、ＥＣＵ１７は、図８において、筒内酸素濃度が実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅである場合と同様の方法により、筒内酸素濃度が目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇである時の燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係を示す折線Ｌ４を特定する。

ＥＣＵ１７は、折線Ｌ４と前記目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅとから目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇを特定する。この場合、目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅが基準噴射時期範囲にあるため、目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇは基準目標燃焼騒音ｃｎｂａｓｅｔｒｇと等しくなる（図８中の直線Ｍ１を参照）。

尚、前記目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇは、内燃機関１の運転条件（目標ＥＧＲ率、目標吸入空気量、目標燃料噴射量等）から特定されるようにしてもよい。

このようにして燃焼騒音予測値ｃｎｅと目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇが特定されると、ＥＣＵ１７は、両者の差が所定値より大きいか否かを判別する。

ＥＣＵ１３は、燃焼騒音予測値ｃｎｅと目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇとの差が所定値以下である場合は、目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅに従って燃料噴射弁３を動作させる。一方、前記差が所定値より大きい場合は、ＥＣＵ１３は、前述した図６の相関関係に基づいて目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅを変更する。

（燃焼騒音予測値ｃｎｅが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇより大きい場合）
内燃機関１の運転モードが拡散燃焼運転モードから予混合燃焼運転モードへ移行する場合のように筒内酸素濃度を大幅に低下させる必要がある場合には、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅが目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇより高いにも関わらず、燃料噴射時期が拡散燃焼運転モード用の燃料噴射時期から予混合燃焼運転モード用の燃料噴射時期へ進角される可能性がある。

そのような場合は、前述した図８に示すように、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅとから定まる燃焼騒音予測値ｃｎｅ（＝ｃｎｅｂａｓｅ）が目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇと目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅとから定める目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇ（＝ｃｎｂａｓｅｔｒｇ）より大きくなる。

そこで、ＥＣＵ１７は、折線Ｌ３の変性タイミングａｉｎｊＴ以降の噴射時期範囲において、燃焼騒音の大きさが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇと等しくなる燃料噴射時期、言い換えれば図８における折線Ｌ３と直線Ｍ１との交点ｇの燃料噴射時期ａｉｎｊｇを求め、その燃料噴射時期ａｉｎｊｇを目標燃料噴射時期に設定する。

（燃焼騒音予測値ｃｎｅが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇより小さい場合）
次に、燃焼騒音予測値ｃｎｅと目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇとの差が所定値より大きく、且つ燃焼騒音予測値ｃｎｅが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇより小さい場合について述べる。

内燃機関１の運転モードが予混合燃焼運転モードから拡散燃焼運転モードへ移行する場合のように筒内酸素濃度を大幅に上昇させる必要がある場合には、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅが目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇより低いにも関わらず、燃料噴射時期が予混合燃焼運転モード用の燃料噴射時期から拡散燃焼運転モード用の燃料噴射時期へ遅角される可能性がある。

そのような場合は、図９に示すように、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅとから定まる燃焼騒音予測値ｃｎｅ（図９中の折線Ｌ３において燃料噴射時期が目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅである時の燃焼騒音）は、目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇと目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅとから定める目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇ（図９中の折線Ｌ４において燃料噴射時期が目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅである時の燃焼騒音）に比して小さくなる。

そこで、ＥＣＵ１７は、折線Ｌ３の変性タイミングａｉｎｊＴ以降の噴射時期範囲において、燃焼騒音の大きさが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇと等しくなる点、言い換えれば図９における折線Ｌ３と直線Ｍ２との交点ｇの燃料噴射時期ａｉｎｊｇを求め、その燃料噴射時期ａｉｎｊｇを目標燃料噴射時期に設定する。

ところで、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇが大きく懸け離れている場合等は、図１０に示すように、折線Ｌ３において燃焼騒音の大きさが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇと等しくなる点（燃料噴射時期）は存在しないため、ＥＣＵ１３は折線Ｌ３において燃焼騒音の大きさが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇに最も近似する点の燃料噴射時期を選択する。

但し、図１０の折線Ｌ３において燃焼騒音の大きさが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇに最も近似する点は、変性タイミングａｉｎｊＴ以前の期間（図１０中の点ｈから点ｅまでの期間）に無数に存在する。

これに対し、ＥＣＵ１３は、燃料噴射時期を変性タイミングａｉｎｊＴに設定することもできるが、変性タイミングａｉｎｊＴより早い時期まで進角させることにより燃料と吸気の予混合度を高め、以てスモークの発生量を減少させるようにしてもよい。

その際、スモークの発生量が最も少なくなる燃料噴射時期ａｉｎｊｇを予め実験的に求めておくようにしてもよい。尚、前記した燃料噴射時期ａｉｎｊｇは、本発明にかかる最進角時期の一例である。

以上述べた手順により燃料噴射時期が調整されると、予混合燃焼運転モードにおいて機関負荷が大きく増減する時、或いは拡散燃焼運転モードと予混合燃焼運転モードが切り換えられる時のように筒内酸素濃度が急速に変化する過渡運転時において、燃焼騒音の大きさを目標燃焼騒音に近似させることが可能となる。

尚、燃焼騒音を小さくするために燃料噴射時期が変性タイミングａｉｎｊＴ以降に遅角させられると、図１１に示すように内燃機関１の発生トルクが要求トルクより低下する可能性がある。

これに対し、メイン噴射の燃料噴射量を増量補正する方法も考えられるが、着火時期や燃焼速度の変化をもたらす可能性があるため好ましくない。そこで、本実施例においては、燃料噴射時期が変性タイミングａｉｎｊＴより遅角される場合に、メイン噴射の前にパイロット噴射が実行されるとともに内燃機関１の発生トルクが要求トルクと一致するようにパイロット噴射量が制御されるようにしている。

その際のパイロット噴射量は、パイロット噴射が行われない場合の内燃機関１の発生トルクと要求トルクとの差、機関回転数、及び機関負荷（アクセル開度又は目標燃料噴射量）等から特定することができる。

このようにパイロット噴射量が制御されると、内燃機関１の発生トルクを要求トルクから逸脱させることなく燃焼騒音を所望の大きさに近似させることが可能となる。

以下、本実施例における噴射時期制御について図１２に沿って説明する。図１２は、噴射時期制御ルーチンを示すフローチャートである。この噴射時期制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、ＥＣＵ１３によって所定期間毎に繰り返し実行される。

噴射時期制御ルーチンでは、ＥＣＵ１３は、先ずＳ１０１において実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇを演算する。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０１で演算された実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅ及び目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇに基づいて、燃焼騒音予測値ｃｎｅが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇから懸け離れているか否かを判別する。

尚、本実施例では燃焼騒音と筒内酸素濃度が線形関係にあることを前提にしているため、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０２において実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇとの差（＝｜ｒｏｘｃｔｒｇ−ｒｏｘｃｅ｜）が所定値αより大きいか否かを判別している。

また、前記した所定値αは、目標燃焼騒音と実際の燃焼騒音との許容誤差に基づいて定められる固定値であり、内燃機関１に要求される静音性などに基づいて定められる。

前記Ｓ１０２において否定判定された場合（｜ｒｏｘｃｔｒｇ−ｒｏｘｃｅ｜≦α）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０７において燃料噴射時期を通常の燃料噴射時期に設定して本ルーチンの実行を終了する。

一方、前記Ｓ１０２において肯定判定された場合（｜ｒｏｘｃｔｒｇ−ｒｏｘｃｅ｜＞α）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０３へ進む。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転モードが拡散燃焼運転モードであるか否かを判別する。Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３はＳ１０７へ進む。一方、Ｓ１０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転モードが予混合燃焼運転モード、若しくは予混合燃焼運転モードと拡散燃焼運転モードの切り換え状態にあるとみなして、Ｓ１０４へ進む。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ１３は、先ず前記Ｓ１０１で求められた実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇと図７のマップに基づいて、基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅ及び基準目標燃焼騒音ｃｎｂａｓｅｔｒｇを求める。

続いて、ＥＣＵ１３は、基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅ、基準目標燃焼騒音ｃｎｂａｓｅｔｒｇ、及び図６のマップに基づいて、前述した図８〜図１０の説明で述べた折線Ｌ３、折線Ｌ４を特定する。

ＥＣＵ１７は、目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅと折線Ｌ３に基づいて燃焼騒音予測値ｃｎｅを特定するとともに、目標燃料噴射時期ａｉｎｊｂａｓｅと折線Ｌ４に基づいて目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇを特定する。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０４で特定された折線Ｌ３と目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇとに基づいて、前述した図８〜図１０の説明で述べた点ｇの燃料噴射時期ａｉｎｊｇを特定する。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０５で特定された燃料噴射時期ａｉｎｊｇと、機関回転数と、機関負荷（アクセル開度又は目標燃料噴射量）と、前述した図１１のマップとに基づいてパイロット噴射量を演算する。

このようにＥＣＵ１３が図１２の噴射時期制御ルーチンを実行することにより、本発明にかかる取得手段、調整手段、検出手段、補正手段、及びパイロット制御手段が実現される。

その結果、予混合燃焼運転モードにおいて機関負荷が大きく増減する時、或いは拡散燃焼運転モードと予混合燃焼運転モードが切り換えられる時などのように筒内酸素濃度が急速に変化する過渡運転時において、実際の燃焼騒音を目標燃焼騒音に可及的に近似させることが可能となる。

更に、燃料噴射時期が変性タイミングａｉｎｊＴより遅角させられる場合は、メイン噴射の前にパイロット噴射が行われるとともに内燃機関１の発生トルクが要求トルクと一致するようにパイロット噴射量が制御されるため、内燃機関の発生トルクを要求トルクから逸脱させることなく燃焼騒音を所望の大きさに近似させることが可能となる。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図１３〜図１５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例では筒内酸素濃度と基準燃焼騒音との相関関係を規定するマップとして、筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅｍａｘと筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の基準燃焼騒音ｃｎｂａｓｅｍｉｎとの２点のみを比例補間したマップ（図７を参照）を用いた。このマップは、筒内酸素濃度の最高値ｒｏｘｃｍａｘと最低値ｒｏｘｃｍｉｎの差が小さい内燃機関に有効である。

しかしながら、筒内酸素濃度の最高値ｒｏｘｃｍａｘと最低値ｒｏｘｃｍｉｎの差が大きい内燃機関の場合は、筒内酸素濃度と基準燃焼騒音の相関関係が線形関係とならない場合がある。

そこで、本実施例の噴射時期制御では、前述した図７のマップの代わりに図１３に示すマップが用いられるようにした。図１３は、本実施例における筒内酸素濃度と基準燃焼騒音との相関関係を規定したマップを示す図である。

図１３に示すマップは、筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘ及び最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の２点に加え、前記最高値ｒｏｘｃｍａｘと前記最低値ｒｏｘｃｍｉｎとの間の複数の筒内酸素濃度（図１３中のｒｏｘｃ１，ｒｏｘｃ２，ｒｏｘｃ３）についても基準燃焼騒音（図１３中のｃｎｂａｓｅ１，ｃｎｂａｓｅ２，ｃｎｂａｓｅ３）を測定し、それら複数の点を２次曲線で近似したマップである。

このようなマップを用いて噴射時期制御が行われると、筒内酸素濃度の最高値ｒｏｘｃｍａｘと最低値ｒｏｘｃｍｉｎの差が比較的大きくなる内燃機関においても、燃焼騒音予測値ｃｎｅ及び目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇを正確に特定することが可能になる。

ところで、図１３に示すマップによれば、筒内酸素濃度と燃焼騒音との相関が一律にならないことが解る。

例えば、筒内酸素濃度が比較的低い領域では筒内酸素濃度の僅かな変化が燃焼騒音の大きさに反映されるが、筒内酸素濃度が比較的高い領域では筒内酸素濃度が多少変化しても燃焼騒音の大きさが殆ど変化しない。

よって、筒内酸素濃度が比較的低い場合は実筒内酸素濃度と目標筒内酸素濃度との差が僅かであっても実際の燃焼騒音と目標燃焼騒音との差が大きくなるが、筒内酸素濃度が比較的高い場合は実筒内酸素濃度と目標筒内酸素濃度との差が僅かであれば実際の燃焼騒音と目標燃焼騒音との差は極めて小さくなる。

このため、前述した噴射時期制御ルーチンのＳ１０２において噴射時期制御の実行の有無を判別する際に用いられる所定値αは、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅに応じて変更される可変値であることが好ましい。

その際、所定値αは、図１４に示すように、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅが低くなるほど小さくなり、実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅが高くなるほど大きくなるように定められることが好ましく、例えば燃焼騒音の変化量に対する実筒内酸素濃度の変化量の比に基づいて定められるようにしてもよい。

このように所定値αが実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅに応じて可変にされると、実際の燃焼騒音と目標燃焼騒音との差を小さくすることが可能となり、実際の燃焼騒音が目標燃焼騒音に可及的に近似するようになる。

以下、本実施例における噴射時期制御について図１５に沿って説明する。図１５は、本実施例における噴射時期制御ルーチンを示すフローチャートである。図１５において、前述した第１の実施例の噴射時期制御ルーチン（図１２を参照）と同様の処理については同一の符号を付している。

ＥＣＵ１３は、Ｓ１０１において実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅ及び目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇを算出すると、Ｓ２０１において所定値αを決定する。具体的には、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０１で算出された実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと図１４のマップに基づいて所定値αを決定する。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０１で算出された実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと目標筒内酸素濃度ｒｏｘｃｔｒｇとの差（＝｜ｒｏｘｃｔｒｇ−ｒｏｘｃｅ｜）が前記Ｓ２０１で決定された所定値αより大きいか否かを判別する。

前記Ｓ１０２で肯定判定されると、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０３〜Ｓ１０６において燃焼騒音予測値ｃｎｅが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇに近似するように燃料噴射時期を調整する。一方、前記Ｓ１０２で否定判定されると、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０７へ進み、燃料噴射時期を通常通りに設定する。

以上述べたようにＥＣＵ１３が図１５の噴射時期制御ルーチンを実行すると、本発明にかかる変更手段が実現される。

その結果、予混合燃焼運転モードにおいて機関負荷が大きく増減する時、或いは拡散燃焼運転モードと予混合燃焼運転モードが切り換えられる時のように筒内酸素濃度が急速に変化する過渡運転時において、燃焼騒音をより正確に目標燃焼騒音に近づけることが可能となる。

＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図１６〜図２０に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

本願発明者の実験及び検証によると、燃料噴射時期と燃焼騒音との相関関係、及び筒内酸素濃度と燃焼騒音との相関関係は、各気筒２の１サイクル当たりの燃料噴射回数によっても変化する場合があることも判明した。

例えば、パイロット噴射の実行時（１サイクル当たりの燃料噴射回数が２回の時）とパイロット噴射の非実行時（１サイクル当たりの燃料噴射回数が１回の時）とでは、燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係、及び筒内酸素濃度と燃焼騒音の大きさとの相関関係が異なる場合があることが判明した。

そこで、本実施例の内燃機関の燃料噴射制御システムは、燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係、及び筒内酸素濃度と燃焼騒音の大きさとの相関関係の各々について、パイロット噴射の非実行時におけるマップとパイロット噴射の実行時におけるマップを備えるようにした。

以下、本実施例における噴射時期制御について図１６に沿って説明する。図１６は、本実施例における噴射時期制御ルーチンを示すフローチャートである。図１６において、前述した第１の実施例の噴射時期制御ルーチン（図１２を参照）と同様の処理については同一の符号を付している。

図１６の燃料噴射時期制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３は、先ずＳ３０１で機関回転数や機関負荷（アクセル開度又は目標燃料噴射量）等の各種データを読み込む。

Ｓ３０２では、ＥＣＵ１３は、各気筒２の実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅを演算する。実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅの求め方は、前述した第１の実施例と同様である。

Ｓ３０３では、ＥＣＵ１３は、目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇを演算する。目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇは、前記Ｓ３０１で読み込まれた機関回転数や機関負荷（アクセル開度又は目標燃料噴射量）をパラメータとして演算される。

Ｓ３０４では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ３０２で求められた実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅから第１の燃焼騒音予測値ｃｎｅ１を求める。第１の燃焼騒音予測値ｃｎｅ１は、通常通りに燃料噴射が行われた場合（パイロット噴射が実行されず且つ燃料噴射時期の調整が行われない場合）に発生すると予想される燃焼騒音の大きさに相当する。

ここで第１の燃焼騒音予測値ｃｎｅを求める方法について図１７及び図１８を参照しつつ説明する。

ＥＣＵ１３は、先ず前記Ｓ３０２で求められた実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと図１７に示すマップとに基づいて第１の仮基準燃焼騒音ｐｃｎｂａｓｅ１を求める。

図１７は、パイロット噴射の非実行時における筒内酸素濃度と基準燃焼騒音との相関関係を定めたマップであり、図１７中のｃｎｂａｓｅｍａｘ１はパイロット噴射が実行されず且つ筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の基準燃焼騒音を示し、図１７中のｃｎｂａｓｅｍｉｎ１はパイロット噴射が実行されず且つ筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の基準燃焼騒音を示している。

次に、ＥＣＵ１３は、前記第１の仮基準燃焼騒音ｐｃｎｂａｓｅ１と図１８に示すマップとに基づいて、パイロット噴射が非実行状態にあり且つ筒内酸素濃度が前記実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと等しい時の燃焼騒音と燃料噴射時期との相関関係を特定する。

尚、図１８は、パイロット噴射非実行時における燃焼騒音と燃料噴射時期との相関関係を示すマップである。図１８中の折線Ｌ１１はパイロット噴射が実行されず且つ筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の相関関係を示し、図１８中の折線Ｌ２１はパイロット噴射が実行されず且つ筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の相関関係を示している。

ＥＣＵ１３は、筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の相関関係を示す折線Ｌ１１と筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の相関関係を示す折線Ｌ２１とから筒内酸素濃度が実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅである時の相関関係を示す折線Ｌ３１を特定する。

続いてＥＣＵ１３は、折線Ｌ３１において燃料噴射時期が通常の燃料噴射時期（目標燃料噴射時期）ａｉｎｊｂａｓｅに設定された時の燃焼騒音の大きさ（図１８中の点ｉにお
ける燃焼騒音の大きさ）を求め、その値を第１の燃焼騒音予測値ｃｎｅ１（＝ｐｃｎｂａｓｅ１）とする。

ここで図１６に戻り、ＥＣＵ１３は、Ｓ３０５において、前記Ｓ３０３で求められた目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇと前記Ｓ３０４で求められた第１の燃焼騒音予測値ｃｎｅ１との差（図１８中の△ｃｎ＝｜ｃｎｔｒｇ−ｃｎｅ１｜）が所定値βより大きいか否かを判別する。所定値βは、目標燃焼騒音と実際の燃焼騒音との許容誤差に基づいて定められる値である。

前記Ｓ３０５において否定判定された場合（｜ｃｎｔｒｇ−ｃｎｅ１｜≦β）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０７へ進む。

一方、前記Ｓ３０５において肯定判定された場合（｜ｃｎｔｒｇ−ｃｎｅ１｜＞β）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ３０６へ進む。Ｓ３０６では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転モードが拡散燃焼運転モードであるか否かを判別する。

前記Ｓ３０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３はＳ１０７へ進む。一方、前記Ｓ３０６において否定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、内燃機関１の運転モードが予混合燃焼運転モード、若しくは予混合燃焼運転モードと拡散燃焼運転モードの切り換え状態にあるとみなして、Ｓ３０７へ進む。

Ｓ３０７では、ＥＣＵ１３は、先ず前記Ｓ３０２で求められた実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと図１９に示すマップとに基づいて第２の仮基準燃焼騒音ｐｃｎｂａｓｅ２を求める。

図１９は、パイロット噴射の実行時における筒内酸素濃度と基準燃焼騒音との相関関係を定めたマップであり、図１９中のｃｎｂａｓｅｍａｘ２はパイロット噴射が実行され且つ筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の基準燃焼騒音を示し、図１９中のｃｎｂａｓｅｍｉｎ２はパイロット噴射が実行され且つ筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の基準燃焼騒音を示している。

次に、ＥＣＵ１３は、前記第２の仮基準燃焼騒音ｐｃｎｂａｓｅ２と図２０に示すマップとに基づいて、パイロット噴射が実行状態にあり且つ筒内酸素濃度が前記実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅと等しい場合における燃焼騒音と燃料噴射時期との相関関係を特定する。

尚、図２０は、パイロット噴射実行時における燃焼騒音と燃料噴射時期との相関関係を示すマップである。図２０中の折線Ｌ１２はパイロット噴射が実行され且つ筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の相関関係を示し、図２０中の折線Ｌ２２はパイロット噴射が実行され且つ筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の相関関係を示している。

ＥＣＵ１３は、筒内酸素濃度が最低値ｒｏｘｃｍｉｎである時の相関関係を示す折線Ｌ１２と筒内酸素濃度が最高値ｒｏｘｃｍａｘである時の相関関係を示す折線Ｌ２２とから筒内酸素濃度が実筒内酸素濃度ｒｏｘｃｅである時の相関関係を示す折線Ｌ３２を特定する。

このようにして折線Ｌ３２が特定されると、ＥＣＵ１３は図１６のＳ１０５へ進む。Ｓ１０５では、ＥＣＵ１３は、前記折線Ｌ３２において燃焼騒音の大きさが前記目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇと等しくなる点（図２０中の点ｊ）の燃料噴射時期ａｉｎｊｇを求める。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０５で特定された燃料噴射時期ａｉｎｊｇと、
機関回転数と、機関負荷（アクセル開度又は目標燃料噴射量）と、前述した図１１のマップとに基づいてパイロット噴射量を演算する。

以上述べた実施例によれば、噴射時期制御の実行に伴う１サイクル当たりの燃料噴射回数の増加により、燃料噴射時期と燃焼騒音との相関関係や筒内酸素濃度と燃焼騒音との相関関係が変化する場合であっても、燃焼騒音の大きさを所望の大きさに近似させることが可能となる。

尚、前記したＳ３０６において否定判定された場合に、ＥＣＵ１３は、前述した図１８の折線Ｌ３１において燃焼騒音の大きさが目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇと等しくなる点若しくは目標燃焼騒音ｃｎｔｒｇとの差が所定値β以内となる点が存在するか否かを判定し、否定判定された場合に限りＳ３０７以降の処理を行うようにしてもよい。

＜他の実施例＞
前述した第１〜第３の実施例において、実際の燃焼騒音を目標燃焼騒音へ近似させるために燃料噴射時期が通常の燃料噴射時期から変更された場合は、内燃機関１の発生トルクを要求トルクに維持するためにパイロット噴射を行っているが、燃料噴射時期が過剰に遅角されると、たとえパイロット噴射が実施されていても着火時期が遅延して内燃機関１の発生トルクが低下する可能性がある。

そこで、図２１に示すように、燃料噴射時期に遅角ガードが設けられるようにしてもよい。図２１に示す遅角ガードは、燃料噴射時期の遅角に起因したトルクの低下分をパイロット噴射によって補償し得る燃料噴射時期のうち最も遅い燃料噴射時期であり、予め実験的に求められている。

このような遅角ガードが設けられた場合は、ＥＣＵ１３は、前述した図１２、図１４、或いは図１６のＳ１０５で求められた燃料噴射時期ａｉｎｊｇが遅角ガードより早い時期であるか否かを判別し、肯定判定された場合は前記燃料噴射時期ａｉｎｊｇに従って燃料噴射弁３を動作させ、否定判定された場合は前記遅角ガードに従って燃料噴射弁３を動作させるようにするとよい。

この場合、内燃機関１の発生トルクを要求トルクに維持しつつ燃焼騒音を可及的に所望の大きさへ近似させることが可能となる。

また、実際の燃焼騒音を目標燃焼騒音へ近似させるために燃料噴射時期が通常の燃料噴射時期から過剰に進角された場合は、燃料が過早着火して内燃機関１のトルクが要求トルクより低下する可能性がある。

そこで、図２２に示すように、燃料噴射時期に進角ガードが設けられるようにしてもよい。図２２に示す進角ガードは、燃料噴射時期の進角に起因したトルクの低下分をパイロット噴射によって補償し得る燃料噴射時期のうち最も早い燃料噴射時期であり、予め実験的に求められている。

このような進角ガードが設けられた場合は、ＥＣＵ１３は、前述した図１２、図１４、或いは図１６のＳ１０５で求められた燃料噴射時期ａｉｎｊｇが進角ガードより遅い時期であるか否かを判別し、肯定判定された場合は前記燃料噴射時期ａｉｎｊｇに従って燃料噴射弁３を動作させ、否定判定された場合は前記進角ガードに従って燃料噴射弁３を動作させるようにするとよい。

この場合、内燃機関１の発生トルクを要求トルクに維持しつつ燃焼騒音を可及的に所望
の大きさへ近似させることが可能となる。

尚、図２３に示すように、燃料噴射時期に遅角ガードと進角ガードの双方が設けられてもよいことは勿論である。

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。 内燃機関の予混合燃焼運転領域と拡散燃焼運転領域を示す図である。 予混合燃焼運転時の燃料噴射方法を示すタイミングチャートである。 拡散燃焼運転時の燃料噴射方法を示すタイミングチャートである。 第１の実施例における燃料噴射時期と燃焼騒音との相関関係を示す図である。 燃焼噴射時期と燃焼騒音との相関関係が筒内酸素濃度に応じて変化する様子を示す図である。 第１の実施例における筒内酸素濃度と基準燃焼騒音との相関関係を示す図である。 燃焼騒音予測値が目標燃焼騒音より大きい場合に燃料噴射時期を決定する手順を示す図である。 燃焼騒音予測値が目標燃焼騒音より小さい場合に燃料噴射時期を決定する第１の手順を示す図である。 燃焼騒音予測値が目標燃焼騒音より小さい場合に燃料噴射時期を決定する第２の手順を示す図である。 燃料噴射時期とトルクとの相関関係を示す図である。 第１の実施例における噴射時期制御ルーチンを示すフローチャートである。 第２の実施例における筒内酸素濃度と燃焼騒音との相関関係を示す図である。 筒内酸素濃度と所定値αとの関係を示す図である。 第２の実施例における噴射時期制御ルーチンを示すフローチャートである。 第３の実施例における噴射時期制御ルーチンを示すフローチャートである。 第３の実施例においてパイロット噴射非実行時の筒内酸素濃度と燃焼騒音との相関関係を示す図である。 第３の実施例においてパイロット噴射非実行時の燃料噴射時期と燃焼騒音との相関関係を示す図である。 第３の実施例においてパイロット噴射実行時の筒内酸素濃度と燃焼騒音との相関関係を示す図である。 第３の実施例においてパイロット噴射実行時の燃料噴射時期と燃焼騒音との相関関係を示す図である。 遅角ガードが設けられた場合の燃料噴射時期と燃焼騒音との相関関係を示す図である。 進角ガードが設けられた場合の燃料噴射時期と燃焼騒音との相関関係を示す図である。 遅角ガード及び進角ガードが設けられた場合の燃料噴射時期と燃焼騒音との相関関係を示す図である。

符号の説明

１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
３・・・・・燃料噴射弁
９・・・・・ＥＧＲ通路
１０・・・・ＥＧＲ弁
１３・・・・ＥＣＵ
１４・・・・エアフローメータ
１５・・・・吸気温度センサ
１６・・・・吸気圧センサ
１７・・・・水温センサ
１８・・・・クランクポジションセンサ
１９・・・・空燃比センサ
２０・・・・アクセルポジションセンサ
３０・・・・コモンレール
３１・・・・コモンレール圧センサ

Claims (6)

1. 圧縮着火式内燃機関の燃焼騒音の大きさが所望の目標値に収束するように燃料噴射時期を調整する内燃機関の燃料噴射制御システムにおいて、
   前記内燃機関の燃焼騒音の大きさを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された燃焼騒音の大きさと前記目標値との差が所定値より大きい場合に、燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係において、燃料噴射時期が遅い時は速い時より燃焼騒音の大きさが小さくなる燃料噴射時期の範囲である第１範囲と、該第１範囲より早い燃料噴射時期の範囲であって燃料噴射時期の変化が燃焼騒音の大きさに反映され難い燃料噴射時期の範囲である第２範囲とを特定し、前記第１範囲内で燃料噴射時期を調整する調整手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。
2. 請求項１において、前記調整手段は、前記第１範囲内における燃料噴射時期の調整により燃焼騒音の大きさと前記目標値の差が前記所定値以内に収束しない場合は、燃料噴射時期を前記第２範囲においてスモークの発生量が最も少なく時期である最進角時期まで進角させる内燃機関の燃料噴射制御システム。
3. 請求項１又は２において、前記内燃機関の筒内酸素濃度を検出する検出手段と
   、
   前記検出手段により検出された筒内酸素濃度に応じて前記第１範囲を補正する補正手段と、
   を更に備える内燃機関の燃料噴射制御システム。
4. 請求項３において、前記補正手段は、１サイクル当たりの燃料噴射回数に応じて燃焼騒音の大きさと燃料噴射時期との相関関係を補正することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。
5. 請求項３又は４において、前記検出手段により検出された筒内酸素濃度に応じて前記所定値を変更する変更手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。
6. 請求項１〜５の何れか一において、前記調整手段により燃料噴射時期が調整される時に、前記内燃機関のトルクが要求トルクに一致するようパイロット噴射量を制御するパイロット制御手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御システム。

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