JP6477457B2 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射制御技術に関する。

ディーゼルエンジンは、燃料噴射弁から噴射された燃料を燃焼室の圧縮により自着火させるため、ガソリンエンジンに比べて圧縮比が高く、燃料の燃焼により発生する燃焼室内の筒内圧のピークが高くなる。筒内圧のピーク（以下、最大筒内圧Ｐｍａｘと呼称）がその許容上限圧を超えると、エンジンの信頼性が低下する懸念がある。このため、エンジンの強度を向上させることにより許容上限圧を高くすることも考えられる。しかしながら、エンジンの強度を向上させると、エンジンの重量及びコストが増加する懸念がある。

そこで、特許文献１に見られるように、最大筒内圧Ｐｍａｘが高くなる高負荷側の運転領域において、燃料噴射率が徐々に高くなる尻上がりの噴射パターンを実行する燃料噴射制御を行う。これにより、膨張行程における燃焼室容積の拡大に併せて筒内圧を徐々に上昇させることができ、最大筒内圧Ｐｍａｘを低下させることが可能となる。

特開２００９−８５１１７号公報

しかし、特許文献１のように燃料噴射率を尻上がりに高くする場合、筒内圧が最大筒内圧Ｐｍａｘに到達するまでの時間が長くなり、熱効率が低下することとなる。その結果、ディーゼルエンジンの出力も低下することとなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、燃料噴射量が多くても燃焼室内の圧力のピークが許容上限圧を超えて高くなることを抑制することができ、また、ディーゼルエンジンの熱効率及び出力が低下することを抑制することが可能な燃料噴射制御装置を提供することにある。

本発明は、燃料噴射制御装置であり、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃料の燃焼状態を検出する状態検出部と、を備えるディーゼルエンジンに適用され、前記ディーゼルエンジンの負荷が所定の高負荷域にある場合に、前記燃料噴射弁により第一噴射と第二噴射とを含む燃料噴射を実行させる燃料噴射制御装置であって、前記第二噴射での噴射率よりも高い噴射率で前記第一噴射を実行させて、前記燃焼室内の圧力を所定の許容上限圧まで上昇させる第一噴射部と、前記第一噴射の後に、時間経過に伴って上昇する噴射率で前記第二噴射を実行させて、前記燃焼室内の圧力を前記許容上限圧で維持する第二噴射部と、前記状態検出部により検出される前記燃焼状態が所定の許容状態となるように、前記第一噴射及び前記第二噴射の少なくとも一方の噴射状態を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本燃料噴射制御装置では、ディーゼルエンジンの負荷が所定の高負荷域にある場合に、少なくとも第一噴射及び第二噴射を実行させる。このうち、第一噴射の噴射率は第二噴射の噴射率よりも高く設定されており、その高い噴射率で第一噴射を実行させることで、燃焼室内の圧力を所定の許容上限圧まで上昇させる。これにより、ディーゼルエンジンは気筒に損傷を与えない範囲で、早期に筒内圧を許容上限圧まで上昇させることができる。そして、第一噴射の実行後、第二噴射を実行させる。第二噴射の噴射率は時間経過に伴って上昇するように設定されており、これにより、膨張行程で燃焼室内の容積が時間の経過に伴い増加していっても、燃焼室内の圧力を許容上限圧で維持することが可能となる。つまり、ディーゼルエンジンの熱効率及び出力が低下することを抑制することが可能となる。更に、燃料の燃焼状態が所定の許容状態となるように、第一噴射及び第二噴射の少なくとも一方の噴射状態を制御することで、例えばＰＭの生成量やディーゼルエンジンに生じる振動などを所定の許容状態から逸脱しないように制御することが可能となる。

本実施形態に係るディーゼルエンジンの概略構成図である。 第一噴射又は第二噴射を実施するタイミング（上図）と、第一噴射又は第二噴射による燃料の燃焼が与える筒内圧への影響（下図）を示したグラフである。 本実施形態に係るＥＣＵが実行する処理のフローチャートである。 図３に記載のステップＳ１２０のサブルーチン処理のフローチャートである。 図４に記載のフローチャートの別例である。 図４に記載のフローチャートの別例である。 図３に記載のフローチャートの別例である。 図４に記載のフローチャートの別例である。 図４に記載のフローチャートの別例である。 図８に記載のフローチャートの別例である。 図９に記載のフローチャートの別例である。 図４に記載のフローチャートの別例である。

以下、本発明に係る燃料噴射制御装置をコモンレール式燃料噴射装置が備えられる多気筒ディーゼルエンジンに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態において、図１に示すエンジン１０は、車載主機として車両に搭載されている。エンジン１０の吸気通路１１には、上流側から順に、吸入される空気量を検出するエアフローメータ１２、後述するターボチャージャ１６によって過給された吸気を冷却するインタークーラ１３、更にはスロットルバルブ装置１４が設けられている。スロットルバルブ装置１４は、ＤＣモータ等のアクチュエータにより、スロットルバルブ１４ａの開度を調節する。

吸気通路１１においてスロットルバルブ装置１４の下流側には、サージタンク１５を介してエンジン１０の各気筒の燃焼室１０ａが接続されている。燃焼室１０ａは、エンジン１０のシリンダブロック１０ｂ及びピストン１７にて区画されている。このシリンダブロック１０ｂには振動検出センサ３８が設けられ、エンジン１０の振動（加速度振動）の度合いが検出される。本実施形態において、振動検出センサ３８は振動検出部及び加速度センサに該当する。

エンジン１０には、燃焼室１０ａ内に先端部が突出した燃料噴射弁１８が設けられている。燃料噴射弁１８には、蓄圧容器としてのコモンレール１９から高圧の燃料（具体的には軽油）が供給される。コモンレール１９には、燃料ポンプ２０から燃料が圧送される。なお、図１では、１つの気筒のみを示している。

燃料噴射弁１８は、エンジン１０の各気筒に搭載され、コモンレール１９が蓄圧している燃料を噴孔から気筒内に噴射する。燃料噴射弁１８は、エンジン１０の運転状態に基づいて、１回の燃焼サイクルにおいてメイン噴射の前後にパイロット噴射およびアフタ噴射を含む多段噴射を行う。この燃料噴射弁１８は、ニードルと、燃料を噴射する噴孔が先端部に複数形成され、内部にニードルが収容されるボディとを備えている。ボディの内面とニードルの外面との間には、ボディの軸方向に延びてかつコモンレール１９から供給された燃料が通過する環状の燃料通路が形成されている。ボディ先端部の内面には、ニードルの先端部が着座する着座面が形成されている。ボディのうち着座面よりも先端側には、上記燃料通路において環状に分布する燃料を集合させて噴孔と連通させるサック室が形成されている。この構成において、ニードルを着座面に着座させることにより、上記燃料通路と噴孔との間が遮断され、燃料噴射が停止される。一方、通電操作によってニードルを着座面から離座させることにより、上記燃料通路と噴孔との間が連通される。その結果、燃料通路の燃料は、サック室を介して噴孔から燃焼室１０ａへと直接噴射供給される。

先の図１の説明に戻り、エンジン１０の各気筒の吸気ポート及び排気ポートのそれぞれは、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２のそれぞれにより開閉される。ここでは、吸気バルブ２１の開弁によってインタークーラ１３で冷却された吸気が燃焼室１０ａに導入される。吸気等が導入された状態で燃料噴射弁１８から燃焼室１０ａに燃料が噴射されると、燃焼室１０ａの圧縮によって燃料が自己着火し、燃焼によってエネルギが発生する。このエネルギは、ピストン１７を介して、エンジン１０のクランク軸２３の回転エネルギとして取り出される。燃焼に供されたガスは、排気バルブ２２の開弁によって、排気通路２４に排気として排出される。なお、クランク軸２３付近には、クランク軸２３の回転角度を検出するクランク角度センサ２５が設けられている。

車両には、ターボチャージャ１６が設けられている。ターボチャージャ１６は、吸気通路１１に設けられた吸気コンプレッサ１６ａと、排気通路２４に設けられた排気タービン１６ｂと、これらを連結する回転軸１６ｃとを備えている。詳しくは、排気通路２４を流れる排気のエネルギによって排気タービン１６ｂが回転し、その回転エネルギが回転軸１６ｃを介して吸気コンプレッサ１６ａに伝達され、吸気コンプレッサ１６ａによって吸気が圧縮される。すなわち、ターボチャージャ１６によって吸気が過給される。

排気通路２４のうちターボチャージャ１６の下流側には、排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化する三元触媒やＮＯｘ触媒などの排気浄化装置２６が配置されている。また、排気浄化装置２６の下流側には、排気浄化装置２６から流出する排気の温度を検出する排気温度検出センサ（温度検出部に該当）３３が設けられている。

エンジンシステムを制御対象とする電子制御装置であるＥＣＵ３０は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ３０には、吸気圧センサ３１、吸気温センサ３２、排気温度検出センサ３３、筒内圧センサ３４、燃圧センサ３５、水温センサ３６、アクセルセンサ３７、振動検出センサ３８、エアフローメータ１２、及びクランク角度センサ２５の検出値が入力される。吸気圧センサ３１は、サージタンク１５内の圧力を検出し、吸気温センサ３２は、サージタンク１５内の吸気温度を検出し、筒内圧センサ３４は、燃焼室１０ａ内の圧力（以下、筒内圧と呼称）を検出する。燃圧センサ３５は、コモンレール１９内の燃料圧力を検出し、水温センサ３６は、エンジン１０の冷却水温を検出する。アクセルセンサ３７は、ドライバのアクセル操作部材のアクセル操作量（より具体的には、アクセルペダルの踏み込み量）を検出する。このうち、排気温度検出センサ３３、筒内圧センサ３４、及び振動検出センサ３８は状態検出部に該当する。

ＥＣＵ３０は、上述した各種センサの検出値に基づいて、燃料噴射弁１８の燃料噴射制御、燃料ポンプ２０の駆動制御、及びターボチャージャ１６による過給圧制御を含むエンジン１０の燃焼制御を行う。このＥＣＵ３０は、第一噴射部と、第二噴射部と、制御部とに該当する。

このような構成のエンジン１０において、運転領域が高負荷領域である場合を想定する。この場合、要求される燃料噴射量が多くなるため、１燃焼サイクルにおいて燃料噴射量が最大であるメイン噴射の燃料噴射量もまた多くなる。したがって、運転領域が高負荷領域である場合に、メイン噴射により噴射された燃料が燃焼することで上昇する筒内圧のピーク（最大筒内圧Ｐｍａｘ）は、エンジン１０が耐えられる許容上限圧を超えて大きくなるおそれがある。

この対策として、従来では、許容上限圧を超えないように最大筒内圧Ｐｍａｘを低くする制御を実行している。例えば燃料噴射率が徐々に高くなる尻上がりの噴射パターンを実行し、膨張行程における燃焼室容積の拡大に併せて筒内圧を徐々に上昇させることで、最大筒内圧Ｐｍａｘを低下させる制御を実行している。しかし、この制御では、筒内圧が最大筒内圧Ｐｍａｘに到達するまでの時間が長くなり、その分、エンジン１０は熱効率が低下することになる。その結果、エンジン１０の出力も低下することとなる。

よって、本実施形態に係るＥＣＵ３０では、現在のエンジン１０の運転領域が高負荷領域である場合に、メイン噴射時の噴射量を分割し、二回に分けて燃料を噴射する。具体的には図２上図に記載されるように、ピストン１７が圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）に達するときには一回目の噴射（以降、第一噴射と呼称）が終了するように第一噴射を実行し、そして、ピストン１７がＴＤＣに到達した場合に二回目の噴射（以下、第二噴射と呼称）を実行する。したがって、第一噴射が終了した直後に第二噴射を実行することになる。よって、第二噴射により噴射された燃料は、第一噴射により噴射された燃料が燃焼（以下、第一燃焼と呼称）することで生じる火炎により、燃焼が生じる（以下、第二燃焼と呼称）。そして、膨張行程において第二噴射による燃料の噴射と燃料の燃焼が持続することになる。

第一噴射の噴射率は、第二噴射の最大噴射率よりも大きく、且つ、第一燃焼により生じる最大筒内圧Ｐｍａｘが許容上限圧と略一致するように制御する（図２下図参照）。また、第二噴射の噴射率は、筒内圧が許容上限圧に維持されるように、膨張行程における燃焼室容積の拡大に併せて徐々に上昇させる。このとき、許容上限圧とは、エンジン１０の信頼性を維持可能な筒内圧の上限値として設定される。

本制御を実行する際には、噴射された燃料の燃焼状態が配慮される。後述の処理を実行することで、噴射された燃料の燃焼状態（例えば、第一燃焼により上昇する筒内圧の上昇率や、第一燃焼により生じるエンジン１０の振動や、第二燃焼により生じる排気の温度など）が所定の許容状態となるように、第一噴射及び第二噴射の両方の噴射状態（噴射率や、噴霧の広がり角度、噴射期間に該当）を制御する。

この制御により、筒内圧が許容上限圧を超えて高くなることを抑制することができる。また、第一燃焼により筒内圧を許容上限圧にまで上昇させるため、エンジン１０の出力を早期に高めることができる。更に、第二噴射を実行することで、許容上限圧にまで高めた筒内圧を維持させることで、熱効率が低下することを抑制することが可能となる。

本実施形態では、ＥＣＵ３０により後述する図３に記載の分割噴射処理を実行する。図３に示す分割噴射処理は、ＥＣＵ３０が電源オンしている期間中にＥＣＵ３０によって所定周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１００にて、エンジン１０の現在の運転領域が高負荷領域であるか否かを判定する。具体的には、エンジン負荷（例えば吸気圧や、アクセル操作量）が所定負荷よりも高い場合に、エンジン１０の現在の運転領域が高負荷領域であると判定する。エンジン１０の現在の運転領域が高負荷領域ではないと判定した場合には（Ｓ１００：ＮＯ）、本制御を終了する。エンジン１０の現在の運転領域が高負荷領域であると判定した場合には（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、メイン噴射の噴射量を分割する。本実施形態では、等分割を想定しているが、噴射量の分割方法は等分割に限る必要はない。そして、ステップＳ１２０にて、燃料噴射弁１８に分割噴射を実行させ、本制御を終了する。

次に、図４を参照してＥＣＵ３０により実行される分割噴射の噴射処理を説明する。当該処理は、図３に記載のステップＳ１２０に相当するサブルーチン処理である。

まず、ステップＳ２００にて、現時点が燃料噴射弁１８に第一噴射を実行させるべきタイミングであるか否かを判定する。本実施形態では、クランク角度センサ２５により検出された回転角度が圧縮ＴＤＣよりも前に設定された所定角度（例えばＢＴＤＣ３０°ＣＡ）に略一致する場合に、燃料噴射弁１８に第一噴射を実行させるべきタイミングであると判定する。現時点が燃料噴射弁１８に第一噴射を実行させるべきタイミングであると判定した場合に（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ステップＳ２１０に進み、燃料噴射弁１８に第一噴射を実行させる。第一噴射の噴射状態は、前回の第一噴射後に補正された噴射状態にされる。これにより、燃焼室１０ａ内に第一燃焼が生じる。

ステップＳ２２０では、筒内圧センサ３４に筒内圧を検出させ、ステップＳ２３０で、検出させた筒内圧のピークが許容上限圧と略一致したか否かを判定する。検出させた筒内圧のピークが許容上限圧と略一致していないと判定した場合には（Ｓ２３０：ＮＯ）、ステップＳ２８０に進み、検出させた筒内圧のピークが許容上限圧よりも小さいか否かを判定する。検出させた筒内圧のピークが許容上限圧よりも小さいと判定した場合には（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、後述のステップＳ３１０に進む。検出させた筒内圧のピークが許容上限圧よりも大きいと判定した場合には（Ｓ２８０：ＮＯ）、後述のステップＳ３２０に進む。

検出させた筒内圧のピークが許容上限圧と略一致したと判定した場合には（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、ステップＳ２４０に進み、第一燃焼により上昇する筒内圧の上昇率を算出する。具体的には、図２下図に記載の燃焼室１０ａの体積が一定である期間（等積燃焼期間）に許容上限圧にまで上昇する筒内圧の上昇率を算出する。そして、ステップＳ２５０にて、算出した筒内圧の上昇率が許容最大上昇率と略一致したか否かを判定する。第一燃焼により、エンジン１０に例えば振動や騒音が生じるが、この振動や騒音の度合いは、筒内圧の上昇率が増加することに伴って大きくなる傾向がある。したがって、許容最大上昇率は、燃料の燃焼に伴って生じる振動や騒音などを考慮して設定される。筒内圧の上昇率が許容最大上昇率と略一致していないと判定した場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、ステップＳ２９０に進み、筒内圧の上昇率が許容最大上昇率よりも小さいか否かを判定する。筒内圧の上昇率が許容最大上昇率よりも小さいと判定した場合には（Ｓ２９０：ＹＥＳ）、後述のステップＳ３１０に進む。筒内圧の上昇率が許容最大上昇率よりも大きいと判定した場合には（Ｓ２９０：ＮＯ）、後述のステップＳ３２０に進む。

筒内圧の上昇率が所定の許容最大上昇率と略一致したと判定した場合には、（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、ステップＳ２６０に進み、振動検出センサ３８にエンジン１０の振動の度合いを検出させ、ステップＳ２７０にて、検出させた振動の度合いのピークが許容最大度合いと略一致したか否かを判定する。振動の度合いのピークが許容最大度合いと略一致していないと判定した場合には（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、本制御を終了する。振動の度合いのピークが許容最大度合いと略一致していないと判定した場合には（Ｓ２７０：ＮＯ）、ステップＳ３００に進み、振動の度合いのピークが許容最大度合いよりも小さいか否かを判定する。振動の度合いのピークが許容最大度合いよりも小さいと判定した場合には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、ステップＳ３１０に進み、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の噴射率を増加調整し、本制御を終了する。振動の度合いのピークが許容最大度合いよりも大きいと判定した場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、ステップＳ３２０に進み、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の噴射率を減少調整し、本制御を終了する。

現時点が燃料噴射弁１８に第一噴射を実行すべきタイミングではないと判定した場合に（Ｓ２００：ＮＯ）、ステップＳ３３０に進み、現時点が燃料噴射弁１８に第二噴射を実行させるべきタイミングであるか否かを判定する。本実施形態では、クランク角度センサ２５により検出された回転角度が圧縮ＴＤＣに到達した場合に、燃料噴射弁１８に第二噴射を実行させるべきタイミングであると判定する。現時点が燃料噴射弁１８に第二噴射を実行させるべきタイミングではないと判定した場合には（Ｓ３３０：ＮＯ）、本制御を終了する。現時点が燃料噴射弁１８に第二噴射を実行させるべきタイミングであると判定した場合には（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、ステップＳ３４０に進む。

ステップＳ３４０では、燃料噴射弁１８に第二噴射を実行させる。この第二噴射は、膨張行程時に実行されるものである。この膨張行程では、時間の経過にしたがい燃焼室１０ａ内の容積が増加するため、一般に燃焼室１０ａ内の容積増加に伴って筒内圧は減少することになる。本実施形態では、膨張行程における筒内圧の減少を抑制する為、ステップＳ３５０にて、燃焼室１０ａ内の容積増加に伴って第二噴射の噴射率が徐々に増加するように制御する（図２上図参照）。

ステップＳ３６０では、排気温度検出センサ３３に排気温度を検出させ、ステップＳ３７０にて、検出させた排気温度が許容最高温度に略一致したか否かを判定する。許容最高温度は、排気浄化装置２６を構成する三元触媒やＮＯｘ触媒を熱損傷させるおそれのない排気の温度の上限として設定される。排気温度が許容最高温度に略一致したと判定した場合には（Ｓ３７０：ＹＥＳ）、本制御を終了する。排気温度が許容最高温度に略一致していないと判定した場合には（Ｓ３７０：ＮＯ）、ステップＳ３８０に進み、排気温度が許容最高温度よりも小さいか否かを判定する。排気温度が許容最高温度よりも小さいと判定した場合には（Ｓ３８０：ＹＥＳ）、ステップＳ３９０に進み、次回の燃焼サイクルにおける第二噴射の噴射期間を延長調整し、本制御を終了する。排気温度が許容最高温度よりも大きいと判定した場合には（Ｓ３８０：ＮＯ）、ステップＳ４００に進み、次回の燃焼サイクルにおける第二噴射の噴射期間を短縮調整し、本制御を終了する。

上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。

・第一噴射の噴射率は第二噴射の噴射率よりも高く設定されており、その高い噴射率で第一噴射を実行させることで、燃焼室１０ａ内の圧力を許容上限圧まで上昇させる。これにより、エンジン１０は気筒に損傷を与えない範囲で、早期に筒内圧を許容上限圧まで上昇させることができる。そして、第一噴射の実行後、第二噴射を実行させる。第二噴射の噴射率は時間経過に伴って上昇するように制御することで、膨張行程で燃焼室１０ａ内の容積が時間の経過に伴い増加していっても、燃焼室１０ａ内の圧力を許容上限圧で維持することが可能となる。つまり、エンジン１０の熱効率及び出力が低下することを抑制することが可能となる。

・排気温度検出センサ３３により検出された排気の温度が許容最大温度になるように、第二噴射の噴射期間が制御される。これにより、触媒を熱損傷させることを抑制した状態で、燃焼室１０ａ内の圧力を許容上限圧に維持する期間を可能な限り延長することができ、ひいては、エンジン１０の熱効率が高い状態を最大限保つことができる。

・第一燃焼により生じる燃焼室１０ａ内の圧力の上昇率が許容最大上昇率となるように、第一噴射の噴射率が制御される。これにより、燃料の燃焼に伴って生じる振動や騒音などが過剰に大きくならない範囲で、エンジン１０は早期に高い出力を得ることが可能となる。

・振動検出センサ３８により検出される振動の度合いが許容最大度合いとなるように第一噴射の噴射率が制御される。これにより、燃料の燃焼に伴って生じる振動の大きさをより正確に把握でき、過剰に振動が大きくならない範囲でエンジン１０は早期に高い出力を得ることが可能となる。

上記実施形態を、以下のように変更して実行することもできる。

・上記実施形態において、許容上限圧は、エンジン１０の信頼性を維持可能な筒内圧の上限値として設定されていた。この許容上限圧について、例えばエンジン１０が耐えられる筒内圧の上限値として設定してもよいし、エンジン１０の出力上限により制限される筒内圧の上限値に設定されてもよい。

・上記実施形態では、現在のエンジン１０の運転領域が高負荷領域にある場合に、メイン噴射の噴射量を２つに分割して、燃料噴射弁１８に分割噴射を実行させていた。このことについて、必ずしもメイン噴射の噴射量を２つに分割しなくてはならない訳ではなく、例えば、メイン噴射の噴射量を３つに分割してもよい。この場合、分割された３つの噴射の内噴射量の多い噴射２つについて、先に実行した燃料噴射を第一噴射とし、後に実行した燃料噴射を第二噴射とする。または、メイン噴射の噴射量を分割することなくメイン噴射（第一噴射に該当）を実行し、クランク角度センサ２５により検出された回転角度がＴＤＣに到達した場合にメイン噴射とは別の補助噴射（第二噴射に該当）を実行してもよい。

・上記実施形態では、エンジン１０の振動の度合いを振動検出センサ３８が検出していた。このことについて、必ずしもエンジン１０の振動の度合いを振動検出センサ３８が検出する必要はない。エンジン１０の振動は、エンジン１０の回転速度の変動が大きくなるにつれ大きくなる。したがって、クランク角度センサ２５にエンジン１０の回転速度を検出させ、検出させた回転速度の変動を算出して、エンジン１０の振動の度合いを算出してもよい。この場合、振動検出センサ３８をシリンダブロック１０ｂに設ける必要がなくなるため、エンジン１０の構成の簡略化を図ることが可能となる。本別例に係るクランク角度センサ２５は、状態検出部と、振動検出部と、回転角センサとに該当する。

・上記実施形態では、筒内圧が許容上限圧と略一致しない場合、筒内圧の上昇率が許容最大上昇率と略一致しない場合、エンジン１０の振動度合いの最大ピークが許容最大度合いと略一致しない場合、のいずれかに該当する場合に、第一噴射の噴射率を適宜調整していた。このことについて、必ずしも噴射率を調整する必要はない。例えば、第一噴射の噴射率を増加調整する代わりに、第一噴射の噴射期間を延長調整する、あるいは、第一噴射の噴射率を減少調整する代わりに第一噴射の噴射期間を短縮調整するなど、第一噴射の噴射期間を調整してもよい。

・上記実施形態では、第二燃焼により生じた排気の温度が許容最高温度に略一致するように第二噴射の噴射期間を制御していた。この制御は、必ずしも実行する必要はない。具体的には図４のフローチャートにおいて、ステップＳ３６０〜ステップＳ４００は省略してもよい。すなわち、第一噴射の噴射状態のみを補正してもよい。

・上記実施形態では、筒内圧や筒内圧の上昇率、エンジン１０の振動の度合いを考慮して、第一噴射の噴射率を補正していた。このことについて、第一噴射の噴射率を最大噴射率で固定して、第二噴射の噴射状態のみを補正してもよい。

・上記実施形態では、筒内圧や筒内圧の上昇率、エンジン１０の振動の度合いを考慮して、第一噴射の噴射率を補正していた。このうち、エンジン１０の振動の度合いに代えて、燃焼室１０ａ内で燃料が燃焼した際に生じる音（以下、燃焼音と呼称）の大きさを考慮して、第一噴射の噴射率を補正してもよい。燃焼音が大きいことで、エンジン１０の過度な騒音の懸念がある。したがって、燃焼音が許容最大音量と略一致するように、第一噴射の噴射率を制御する。具体的には、燃焼音が許容最大音量よりも小さい場合には、第一噴射の噴射率を増加調整し、燃焼音が許容最大音量よりも大きい場合には、第一噴射の噴射率を減少調整する。これにより、燃料の燃焼に伴って生じる燃焼音が過剰に大きくならない範囲で、ディーゼルエンジンは高い出力を得ることが可能となる。なお、本別例において、燃焼音は、振動検出センサ３８により検出されるエンジン１０の振動の度合いから推測される。このため、振動検出センサ３８は燃焼音検出部に該当する。もちろん、燃焼音の推測方法はそれに限らず、排気温度検出センサ３３により検出される排気温度の高さから推測してもよいし、筒内圧センサ３４により検出される筒内圧の高さから推測してもよい。あるいは、排気の圧力を検出する圧力センサを設け、検出される排気の圧力から推測してもよいし、エンジン１０近くにマイクを設置し、直接エンジン１０から発せられる音を検出してもよい。

・上記実施形態では、第一燃焼により生じた筒内圧の上昇率が許容最大上昇率に略一致するように第一噴射の噴射率を制御していた（図４におけるステップＳ２４０、２５０、及び２９０に該当）。また、第一燃焼により生じたエンジン１０の振動の度合いが許容最大度合いに略一致するよう第一噴射の噴射率を制御していた（図４におけるステップＳ２６０、２７０、及び３００に該当）。これら二つの制御は、ともに必ず実行される必要はなく、両方実行しなくてもよいし、二つの制御の内一つの制御だけを実行してもよい。

・エンジン１０が排気に含まれているＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ、粒子状物質）の量を検出するＰＭセンサを備えている場合には、第一燃焼により生じたＰＭ量を配慮した第一噴射の噴射率制御を実施してもよい。燃料の噴射率が低い場合に、燃焼室１０ａ中心に燃料の濃度が高い混合気が形成され、この混合気が不完全燃焼を生じることでＰＭが増加する。よって、燃料の噴射率を増加調整することで、噴射燃料の貫徹力を大きくし、燃焼室１０ａ中心に燃料の濃度が高い混合気が形成されることを抑制する。しかし、一方で、燃料の噴射率が過剰に高いと、燃焼室１０ａ壁面近傍で燃焼が生じることになる。この場合、燃焼時に生じた熱エネルギが壁面に伝わり、エンジン１０を循環する冷却水に熱エネルギが捨てられる損失（冷却損失）が大きくなる。このため、第一燃焼により生じるＰＭ量が許容上限量となるように第一噴射の噴射率を制御することで、ＰＭの過剰生成と冷却損失の増大をともに抑制する。

本別例に係る制御の一例を、図５を用いて説明する。図５は、図４のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、図４におけるステップＳ２６０、ステップＳ２７０、及びステップＳ３００は削除される。また、ステップＳ２４０に該当する筒内圧の上昇率を算出する処理に代えて、ステップＳ５４０では、ＰＭセンサに排気内に含まれるＰＭ量を検出させる。このＰＭセンサは、排気浄化装置２６よりも排気通路２４の下流側に配設される従来のＰＭセンサを想定している。ステップＳ２５０に該当する筒内圧の上昇率が許容最大上昇率に略一致するか否かの判定に代えて、ステップＳ５５０では、ＰＭセンサに検出させたＰＭ量が許容上限量に略一致するか否かを判定する。ステップＳ２９０に該当する筒内圧の上昇率が許容最大上昇率よりも小さいか否かの判定に代えて、ステップＳ５９０では、ＰＭセンサに検出させたＰＭ量が許容上限量よりも大きいか否かを判定する。

上記変更した箇所の具体的な処理内容を説明する。

ステップＳ５４０にて、ＰＭセンサにＰＭ量を検出させ、ステップＳ５５０に進む。ステップＳ５５０では、ＰＭセンサに検出させたＰＭ量が許容上限量に略一致するか否かを判定する。検出させたＰＭ量が許容上限量に略一致する場合には（Ｓ５５０：ＹＥＳ）、本制御を終了する。検出させたＰＭ量が許容上限量に略一致しない場合には（Ｓ５５０：ＮＯ）、ステップＳ５９０に進む。ステップＳ５９０では、検出させたＰＭ量が許容上限量よりも大きいか否かを判定する。検出させたＰＭ量が許容上限量よりも大きいと判定した場合には（Ｓ５９０：ＹＥＳ）、ステップＳ６１０に進む。検出させたＰＭ量が許容上限量よりも小さいと判定した場合には（Ｓ５９０：ＮＯ）、ステップＳ６２０に進む。

それ以外のステップについて、図４の各ステップＳ２００，２１０，２２０，２３０，２８０，３１０，３２０，３３０，３４０，３５０，３６０，３７０，３８０，３９０，及び４００の処理は、それぞれ、図２の各ステップＳ５００，５１０，５２０，５３０，５８０，６１０，６２０，６３０，６４０，６５０，６６０，６７０，６８０，６９０，及び７００の処理と同一である。

上記制御により、第一燃焼により生じるＰＭ量が所定の許容上限量となるように、第一噴射の噴射率が制御される。これにより、ＰＭの生成量を許容上限量よりも少なくしつつ、冷却損失を最小とすることが可能となる。

本別例では、ＰＭセンサにより検出されたＰＭ量が許容上限量に略一致するように、第一噴射の噴射率を制御していた。このことについて、第一噴射の噴射率に限らず、例えば、第一噴射における燃料噴霧の広がり角度又は第一噴射の噴射期間を制御することで、ＰＭ量が許容上限量に略一致するように制御してもよい。

第一噴射における燃料噴霧の広がり角度を制御することで、ＰＭ量が許容上限量に略一致するように制御する場合を想定する。ＰＭ量が許容上限量よりも多い場合、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の燃料噴霧の広がり角度を拡張調整する。つまり、図５に記載のステップＳ６１０に該当する第一噴射の噴射率増加調整に代えて、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の燃料噴霧の広がり角度を拡張調整する。燃料噴霧の広がり角度は、噴孔径の異なる複数の噴孔を有する燃料噴射弁１８において、噴射に使用する噴孔を切り替える等により調整することができる。これにより、燃焼室１０ａ中心以外の方向にも燃料を噴射することになるため、燃焼室１０ａ中心に燃料の濃度が高い混合気が形成されることを抑制することができる。一方で、燃料噴霧の広がり角度が過剰に大きいと、燃焼室１０ａ壁面方向にも燃料を噴霧することになり、壁面近傍で燃焼が生じるおそれがある。この場合、冷却損失が大きくなる。よって、ＰＭ量が許容上限量よりも少ないならば、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の燃料噴霧の広がり角度を縮小調整する。つまり、図５に記載のステップＳ６２０に該当する第一噴射の噴射率減少調整に代えて、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の燃料噴霧の広がり角度を縮小調整する。これによって、ＰＭ量が許容上限量に収まる範囲内で、冷却損失を最大限抑制できる。

第一噴射の噴射期間を制御することで、ＰＭ量が許容上限量に略一致するように制御する場合を想定する。ＰＭ量が許容上限量よりも多い場合には、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の噴射期間を縮小調整する。つまり、図５に記載のステップＳ６１０に該当する第一噴射の噴射率増加調整に代えて、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の噴射期間を縮小調整する。これにより、第一噴射により噴射される燃料噴射量は少なくなるため、燃焼室１０ａ中心に形成される混合気の濃度を低くすることができるため、ＰＭの生成を抑制することが可能となる。一方で、第一噴射の噴射期間が過剰に縮小すると、第一燃焼により生じる最大筒内圧Ｐｍａｘが許容上限圧に届かなくなり、エンジン１０の出力が低くなる。この場合は、補正された第一噴射の噴射期間はそのままに、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の噴射率を増加させてもよい。また、ＰＭ量が許容上限量よりも少ない場合には、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の噴射期間を延長調整する。つまり、図５に記載のステップＳ６２０に該当する第一噴射の噴射減少調整に代えて、次回の燃焼サイクルにおける第一噴射の噴射期間を延長調整する。

・図４に記載の分割噴射の噴射処理において、ステップＳ３１０及びステップＳ３２０にて第一噴射の噴射率を調整していた。このことについて、特にステップＳ２９０に該当する筒内圧の上昇率が許容最大上昇率よりも小さいか否かの判定、又はステップＳ３００に該当する振動の度合いのピークが許容最大度合いよりも小さいか否かの判定を受けて実行するステップＳ３１０又はステップＳ３２０について想定する。この場合、筒内圧が許容上限圧と略一致した状態で、第一噴射の噴射率が調整されるため、次回の燃焼サイクルにおいて、再度分割噴射の噴射処理を実施した際に、ステップＳ２３０にて筒内圧が許容上限圧に略一致しないと判定されることが懸念される。したがって、ステップＳ２９０、又はステップＳ３００の判定処理を受けて実行するステップＳ３１０又はステップＳ３２０では、第一噴射の噴射率を調整すると共に、許容上限圧を変更してもよい。

具体的には、ステップＳ３１０にて第一噴射の噴射率を増加調整した場合には、噴射率を増加調整することで上昇が見込まれる筒内圧の変化量だけ許容上限圧を増加補正する。また、ステップＳ３２０にて第一噴射の噴射率を減少調整した場合には、噴射率を減少調整することで減少が見込まれる筒内圧の変化量だけ許容上限圧を減少補正する。これにより、筒内圧を許容上限圧に略一致させた状態で、筒内圧の上昇率を許容最大上昇率に略一致させることと、振動度合いの最大ピークを許容最大度合いに略一致させることを、より確実に両立することが可能となる。なお、本別例における制御を実施する場合、許容上限圧は予めエンジン１０の信頼性を維持可能な筒内圧の上限値よりも低い値に設定される。これにより、ステップＳ３１０にて第一噴射の噴射率を増加調整し、それに伴って許容上限圧を増加補正しても、エンジン１０の信頼性を維持可能な筒内圧の上限値よりも高く許容上限圧が設定されることを抑制する事ができる。

・図４に記載の分割噴射の噴射処理では、第一噴射を実行した後、まず筒内圧が許容上限圧と略一致しているか否かを判定していた。このことについて、筒内圧が許容上限圧と略一致しているか否かの判定を最初に行う必要はない。図６にその一例が記載されている。図６では、ステップＳ２７０に該当する振動の度合いの最大ピークが許容最大度合いと略一致するか否かの判定において、ＹＥＳ判定となった場合に、ステップＳ２３０に該当する筒内圧が許容上限圧に略一致しているか否かの判定を実施する。また、筒内圧が許容上限圧と略一致していないと判定した場合（Ｓ２３０：ＮＯ）に実行するステップＳ２８０に該当する筒内圧が許容上限圧よりも低いか否かの判定処理は、ステップＳ２９０又はステップＳ３００の判定処理においてＹＥＳ判定となった場合に実行するように設置される。これにより、仮に筒内圧の上昇率が許容最大上昇率よりも小さかったとしても、あるいは、振動の度合いの最大ピークが許容最大度合いよりも小さかったとしても、第一噴射の噴射率の増加調整処理を実施する前に、必ず筒内圧が許容上限圧よりも小さいか否かが判定される。したがって、ステップＳ３１０に該当する第一噴射の噴射率の増加調整処理は、筒内圧が許容上限圧よりも高くなる事の無い範囲で実施されることが可能となる。

［別例１］上記実施形態では、現在のエンジン１０の運転領域が高負荷領域にある場合に、燃料噴射弁１８に分割噴射を実行させていた。このとき、分割噴射の噴射処理は、スロットル開度の開度量に関係なく一律に図４に記載のフローチャートの手順に沿った制御を実施していた。このことについて、スロットルバルブ１４ａの開度量を検出するスロットル開度検出センサ４０をエンジン１０が備える構成ならば、スロットル開度検出センサ４０により検出されたスロットル開度の開度量が最大開度量であるか否かで、分割噴射の噴射処理の内容を変更してもよい。別例１において、スロットル開度検出センサ４０は、スロットル開度量取得部に該当する。

別例１に係る制御の一例を、図７を用いて説明する。図７は、図３のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ１１０に該当するステップＳ５１０と、ステップＳ１２０に該当するステップＳ５２０との間に、ステップＳ５１５を挿入する。このステップＳ５１５では、スロットルバルブ１４ａの開度が最大開度量（ＷＯＴ：Ｗｉｄｅ Ｏｐｅｎ Ｔｈｒｏｔｔｌｅ）であるか否かを判定する。スロットルバルブ１４ａの開度がＷＯＴであると判定した場合には（Ｓ５１５：ＹＥＳ）、ステップＳ５２０に進み、分割噴射の第一処理を実行し、本制御を終了する。スロットルバルブ１４ａの開度がＷＯＴではないと判定した場合には（Ｓ５１５：ＮＯ）、ステップＳ５３０に進み、分割噴射の第二処理を実行し、本制御を終了する。なお、図７のステップＳ５００は、図３のステップＳ１００の処理と同一である。

次に、図８を参照してＥＣＵ３０により実行される分割噴射の第一処理を説明する。当該処理は、図７に記載のステップＳ５２０に相当するサブルーチン処理である。

図８は、図４のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ３２０に該当するステップＳ７２０の処理を実行した後に、新規ステップであるステップＳ７２５を実行する。ステップＳ７２５では、第二噴射の噴射期間を最大限延長補正する。これにより、筒内圧が許容上限圧よりも高くならないように制御する一方で、筒内圧を許容上限圧に制御する期間を延長できるため、エンジン１０の出力が高く維持される期間を延長することが可能となる。

それ以外のステップについて、図８のステップＳ７２０以外の各ステップは、それぞれ、図４のステップＳ３２０以外の各ステップの処理と同一である。

次に、図９を参照してＥＣＵ３０により実行される分割噴射の第二処理を説明する。当該処理は、図７に記載のステップＳ５３０に相当するサブルーチン処理である。

図９は、図４のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ３１０に該当するステップＳ１０１０の処理を実行した後に、新規ステップであるステップＳ１０１５を実行する。ステップＳ１０１５では、ステップＳ１０１０で実行した第一噴射の噴射率の増加調整により増加した燃料噴射量の分だけ第二噴射の噴射量が減少するように、第二噴射の噴射期間を短縮補正する。ステップＳ３２０に該当するステップＳ１０２０の処理を実行した後に、新規ステップであるステップＳ１０２５を実行する。ステップＳ１０２５では、ステップＳ１０２０で実行した第一噴射の噴射率の減少調整により減少した燃料噴射量の分だけ第二噴射の噴射量が増加するように、第二噴射の噴射期間を延長補正する。ステップＳ３９０に該当するステップＳ１０９０の処理を実行した後に、新規ステップであるステップＳ１０９５を実行する。ステップＳ１０９５では、ステップＳ１０９０で実行した第二噴射の噴射期間の延長調整により増加した燃料噴射量の分だけ第一噴射の噴射量が減少するように、第一噴射の噴射率を減少補正する。ステップＳ４００に該当するステップＳ１１００の処理を実行した後に、新規ステップであるステップＳ１１０５を実行する。ステップＳ１１０５では、ステップＳ１１００で実行した第二噴射の噴射期間の短縮調整により減少した燃料噴射量の分だけ第一噴射の噴射量が増加するように、第一噴射の噴射率を増加補正する。

それ以外のステップについて、図９のステップＳ１０１０，１０２０，１０９０，及び１１００以外の各ステップは、それぞれ、図４のステップＳ３１０，３２０，３９０，及び４００以外の各ステップの処理と同一である。

スロットルバルブ１４ａの開度量がＷＯＴではない場合に、例えば第一噴射と第二噴射とで噴射される燃料噴射量の総量が増えるように、第一噴射及び第二噴射の一方の噴射状態を制御すると、エンジン１０の出力がドライバが想定する出力よりも高くなるおそれがある。したがって、スロットルバルブ１４ａの開度量がＷＯＴではない場合において、第一噴射の噴射状態を制御した際には、第一噴射と第二噴射とで噴射される合計の噴射量が変化しないように第二噴射の噴射期間が制御される。あるいは、第二噴射の噴射状態を制御した際には、第一噴射と第二噴射とで噴射される合計の噴射量が変化しないように第一噴射の噴射率が制御される。これにより、エンジン１０にドライバが想定する出力を発生させることが可能となる。

別例１では、筒内圧や筒内圧の上昇率、エンジン１０の振動の度合い、排気温度を考慮して、第一噴射の噴射率又は第二噴射の噴射期間を補正していた。このことについて、燃料が燃焼することで生成される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量も考慮の対象としてもよい。燃料の燃焼時の温度（以下、燃焼温度と呼称）が高いほど、ＮＯｘが多く生成される。したがって、別例１に適用される本別例において、ＮＯｘの量は、排気温度検出センサ３３により検出される排気温度から推測される。具体的には、排気温度とＮＯｘの生成量との関係を示すマップを予め記憶しておき、排気温度検出センサ３３により検出される排気温度に基づいてマップから排気に含まれるＮＯｘの量を取得する。このため、本別例において、排気温度検出センサ３３及びＥＣＵ３０は、ＮＯｘ排出量検出部に該当する。もちろん、ＮＯｘの量の推測方法はそれに限らず、筒内圧センサ３４により検出される筒内圧の高さから推測してもよいし、排気の圧力を検出する圧力センサを設け、検出される排気の圧力から推測してもよい。また、排気浄化装置２６よりも下流側に設置されるＮＯｘセンサを設置し、排気に含まれるＮＯｘの量を直接検出してもよい。

具体的に、図１０及び図１１を参照して、排気に含まれるＮＯｘの量を考慮した噴射処理を説明する。まず、図１０において、スロットルバルブ１４ａの開度量がＷＯＴであるときの分割噴射の第一処理を説明する。

図１０は、図８のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ７７０に該当するステップＳ１３７０の判定処理にて、ＹＥＳ判定だった場合に、新規ステップであるステップＳ１３７２及びステップＳ１３７４が実行される。ステップＳ１３７２では、排気温度検出センサ３３により検出される排気温度に基づいて、マップから排気に含まれるＮＯｘの量を取得する。そして、ステップＳ１３７４において、取得したＮＯｘ量が第一許容最大排出量と略一致しているか否かを判定する。ＮＯｘ量が第一許容最大排出量と略一致していると判定した場合には（Ｓ１３７４：ＹＥＳ）、本制御を終了する。ＮＯｘ量が第一許容最大排出量と略一致していないと判定した場合には（Ｓ１３７４：ＮＯ）、新規ステップであるステップＳ１３７６に進む。ステップＳ１３７６では、ＮＯｘ量が第一許容最大排出量よりも少ないか否かを判定する。ＮＯｘ量が第一許容最大排出量よりも少ないと判定した場合には（Ｓ１３７６：ＹＥＳ）、ステップＳ７９０に該当するステップＳ１３９０に進む。ＮＯｘ量が第一許容最大排出量よりも多いと判定した場合には（Ｓ１３７６：ＮＯ）、ステップＳ８００に該当するステップＳ１４００に進む。

それ以外のステップについて、図１０のステップＳ１３７０，１３９０，及び１４００以外の各ステップは、それぞれ、図８のステップＳ７７０，７９０，及び８００以外の各ステップの処理と同一である。

スロットルバルブ１４ａの開度量がＷＯＴである状態は、筒内圧が許容上限圧を超えて高くなる可能性が最も高い。この状態で、例えばＮＯｘの排出量が第一許容最大排出量よりも低いことを受けて第一噴射の噴射率を増大制御すると、筒内圧が許容上限圧を超えて高くなるおそれがある。したがって、スロットルバルブ１４ａの開度量がＷＯＴである場合には、第一噴射の噴射状態は変化させずに、第二噴射の噴射期間が制御される。これにより、筒内圧が許容上限圧を超えて高くなることを抑制しつつ、ＮＯｘの排出量もまた過剰に多くならないように制御することが可能となる。

図１０について、ＮＯｘ量が第一許容最大排出量と略一致していない場合に、第二噴射の噴射期間を適宜調整していた。このことについて、第二噴射の噴射期間を適宜調整する代わりに、第二噴射の噴射率を適宜調整してもよい。

次に、図１１において、スロットルバルブ１４ａの開度量がＷＯＴではないときの分割噴射の第二処理を説明する。図１１は、図９のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ９７０に該当するステップＳ１５７０の判定処理にて、ＹＥＳ判定だった場合に、新規ステップであるステップＳ１５７２及びステップＳ１５７４が実行される。これらステップＳ１５７２及びステップＳ１５７４は図１０に記載のステップＳ１３７２及びステップＳ１３７４の処理と同一である。ステップＳ１５７４の判定処理にて、ＹＥＳ判定であった場合には、新規ステップであるステップＳ１５７６が実行される。このステップＳ１５７６もまた、図１０に記載のステップＳ１３７６の処理に準じた処理である。ステップＳ１５７６でＹＥＳ判定となった場合にはステップＳ１０１０に該当するステップＳ１６１０に進む。ステップＳ１５７６でＮＯ判定となった場合には、ステップＳ１０２０に該当するステップＳ１６２０に進む。

それ以外のステップについて、図１１のステップＳ１５７０，１６１０，及び１６２０以外の各ステップは、それぞれ、図９のステップＳ９７０，１０１０，及び１０２０以外の各ステップの処理と同一である。

スロットルバルブ１４ａの開度量がＷＯＴではない場合には、燃料噴射弁１８に要求される要求噴射量も相対的に少なく、筒内圧が許容上限圧を超えて高くなる可能性は低い。したがって、スロットルバルブ１４ａの開度量がＷＯＴではない場合には、第一噴射の噴射率が制御される。これにより、燃料の燃焼温度の最大ピークが過剰に大きくならないように制御することができ、ＮＯｘの排出量をより効果的に抑制する事ができる。

・上記実施形態では、筒内圧や筒内圧の上昇率、エンジン１０の振動の度合いを考慮して、第一噴射の噴射率を補正していた。このことについて、更に、排気に含まれる未燃燃料（ＨＣ）の量を考慮の対象としてもよい。燃焼室１０ａ内の壁面近傍で燃料の噴霧が冷却されると、一部の燃料が燃えることなく排出されるおそれがある。排気に含まれるＨＣは、燃焼温度が低いほど、量が多くなる傾向がある。したがって、本別例において、ＨＣの量は、排気温度検出センサ３３により検出される排気温度から推測される。具体的には、排気温度とＨＣの生成量との関係を示すマップを予め記憶しておき、排気温度検出センサ３３により検出される排気温度に基づいてマップから排気に含まれるＨＣの量を取得する。このため、本別例において、排気温度検出センサ３３及びＥＣＵ３０は、未燃燃料排出量検出部に該当する。もちろん、ＨＣの量の推測方法はそれに限らず、筒内圧センサ３４により検出される筒内圧の高さから推測してもよいし、排気の圧力を検出する圧力センサを設け、検出される排気の圧力から推測してもよい。また、排気浄化装置２６よりも下流側に設置されるＨＣ検出センサを設置し、排気に含まれるＨＣの量を直接検出してもよい。

具体的に、図１２を参照して、排気に含まれるＨＣの量を考慮した噴射処理を説明する。図１２は、図４のフローチャートの一部を変容したものである。すなわち、ステップＳ２７０に該当するステップＳ１８７０の判定処理にて、ＹＥＳ判定だった場合に、新規ステップであるステップＳ１８７２及びステップＳ１８７４が実行される。ステップＳ１８７２では、排気温度検出センサ３３により検出される排気温度に基づいて、マップから排気に含まれるＨＣの量を取得する。そして、ステップＳ１８７４において、取得されたＨＣの量が第二許容最大排出量と略一致しているか否かを判定する。ＨＣの量が第二許容最大排出量と略一致していると判定した場合には（Ｓ１８７４：ＹＥＳ）、本制御を終了する。ＨＣの量が第二許容最大排出量と略一致していないと判定した場合には（Ｓ１８７４：ＮＯ）、新規ステップであるステップＳ１８７６に進む。ステップＳ１８７６では、ＨＣの量が第二許容最大排出量よりも少ないか否かを判定する。ＨＣの量が第二許容最大排出量よりも少ないと判定した場合には（Ｓ１８７６：ＹＥＳ）、ステップＳ３１０に該当するステップＳ１９１０に進む。ＨＣの量が第二許容最大排出量よりも多いと判定した場合には（Ｓ１８７６：ＮＯ）、ステップＳ３２０に該当するステップＳ１９２０に進む。

これにより、排気に混入される未燃燃料の量が過剰に多くならない範囲で、ディーゼルエンジンは高い出力を得ることができる。

別例１に記載の第一噴射と第二噴射との合計噴射量を変化しないようにする制御を、実施形態や他の別例に適用してもよい。

・図１０で排気温度に関する処理を省略したり、図１１で筒内圧の上昇率に関する処理を省略したり、図１２で筒内圧の上昇率に関する処理を省略したりしてもよい。また、第一噴射について未燃燃料を抑制する処理（図１２のＳ１８７２〜１８７６）を実行し、第二噴射についてＮＯｘを抑制する処理（Ｓ１３７４〜Ｓ１３７６）を実行してもよい。すなわち、上述した第一噴射に関する処理と第二噴射に関する処理とを、適宜組み合わせて実行してもよい。

１０…エンジン、１０ａ…燃焼室、１８…燃料噴射弁、２５…クランク角度センサ、３０…ＥＣＵ、３３…排気温度検出センサ、３４…筒内圧センサ、３８…振動検出センサ。

Claims (15)

1. 燃焼室（１０ａ）内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（１８）と、
   前記燃料の燃焼状態を検出する状態検出部（２５、３３、３４、３８）と、
   を備えるディーゼルエンジン（１０）に適用され、
   前記ディーゼルエンジンの負荷が所定の高負荷域にある場合に、前記燃料噴射弁により第一噴射と第二噴射とを含む燃料噴射を実行させる燃料噴射制御装置（３０）であって、
   前記第二噴射での噴射率よりも高い噴射率で前記第一噴射を実行させて、前記燃焼室内の圧力を所定の許容上限圧まで上昇させる第一噴射部と、
   前記第一噴射の後に、時間経過に伴って上昇する噴射率で前記第二噴射を実行させて、前記燃焼室内の圧力を前記許容上限圧で維持する第二噴射部と、
   前記状態検出部により検出される前記燃焼状態が所定の許容状態となるように、前記第一噴射及び前記第二噴射の少なくとも一方の噴射状態を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. 前記ディーゼルエンジンは、前記燃焼室から排出される排気が流入する排気通路（２４）を備え、
   前記排気通路は、前記排気を浄化するための触媒（２６）を備え、
   前記状態検出部は、前記触媒よりも下流側の排気温度を検出する温度検出部（３３）を含み、
   前記制御部は、前記温度検出部により検出された前記排気温度が所定の許容最高温度となるように、前記第二噴射の噴射期間を制御することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 前記制御部は、前記第一噴射部により前記第一噴射が実行されることで上昇する前記燃焼室内の圧力の上昇率が所定の許容最大上昇率となるように、前記第一噴射の噴射率を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置。
4. 前記状態検出部は、前記燃焼室内で生じた燃料の燃焼が招く振動の度合いを検出する振動検出部（２５、３８）を備え、
   前記制御部は、前記振動検出部により検出される前記振動の度合いが所定の許容最大度合いとなるように、前記第一噴射の噴射率を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
5. 前記振動検出部として、前記ディーゼルエンジンの振動による加速度を検出する加速度センサ（３８）が前記ディーゼルエンジンに取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射制御装置。
6. 前記振動検出部として、前記ディーゼルエンジンは、前記ディーゼルエンジンの出力軸の回転速度を検出する回転角センサ（２５）を備え、
   前記制御部は、前記回転角センサにより検出される前記回転速度に基づいて、前記振動の度合いを算出することを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射制御装置。
7. 前記状態検出部は、前記燃焼室内で生じる燃料の燃焼音の大きさを検出する燃焼音検出部（３３、３４、３８）を備え、
   前記制御部は、前記燃焼音検出部により検出される前記燃焼音の大きさが所定の許容最大音量となるように、前記第一噴射の噴射率を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
8. 前記状態検出部は、燃料の燃焼時に生じるＮＯｘの排出量を検出するＮＯｘ排出量検出部（３０、３３、３４、３８）を備え、
   前記制御部は、前記ＮＯｘ排出量検出部により検出される前記ＮＯｘの排出量が所定の第一許容最大排出量となるように、前記第一噴射及び前記第二噴射の少なくとも一方の前記噴射状態を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
9. 前記ディーゼルエンジンは、スロットルバルブの開度量を取得するスロットル開度量取得部（４０）を備え、
   前記制御部は、前記スロットル開度量取得部により取得された前記スロットルバルブの開度量が最大開度量である場合に、前記ＮＯｘ排出量検出部により検出される前記ＮＯｘの排出量が前記第一許容最大排出量となるように、前記第二噴射の噴射期間を制御し、前記スロットル開度量取得部により取得された前記スロットルバルブの開度量が前記最大開度量よりも少ない場合に、前記ＮＯｘ排出量検出部により検出される前記ＮＯｘの排出量が前記第一許容最大排出量となるように、前記第一噴射の噴射率を制御することを特徴とする請求項８に記載の燃料噴射制御装置。
10. 前記状態検出部は、前記燃焼室内に噴射される燃料のうち燃焼されずに排出される未燃燃料の排出量を検出する未燃燃料排出量検出部（３０、３３、３４）を備え、
    前記制御部は、前記未燃燃料排出量検出部により検出される前記未燃燃料の排出量が所定の第二許容最大排出量となるように、前記第一噴射の噴射率を制御することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
11. 前記制御部は、前記燃焼室内で生じた排気中に含まれるＰＭ量が所定の許容上限量となるように、前記第一噴射の噴射率を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置。
12. 前記制御部は、前記燃焼室内で生じた排気中に含まれるＰＭ量が所定の許容上限量となるように、前記第一噴射における燃料噴霧の広がり角度を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置。
13. 前記制御部は、前記燃焼室内で生じた排気中に含まれるＰＭ量が所定の許容上限量となるように、前記第一噴射の噴射期間を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射制御装置。
14. 前記第一噴射及び前記第二噴射は、１燃焼サイクル内で実行する燃料噴射の中で最も噴射量の多い２つの噴射であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。
15. 前記ディーゼルエンジンは、スロットルバルブの開度量を取得するスロットル開度量取得部を備え、
    前記制御部は、前記スロットル開度量取得部により取得された前記スロットルバルブの開度量が最大開度量よりも少ない状態で、前記第一噴射及び前記第二噴射の一方の前記噴射状態を制御した場合に、前記第一噴射と前記第二噴射とで噴射される合計の噴射量が変化しないように、前記第一噴射及び前記第二噴射の他方の前記噴射状態を制御することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の燃料噴射制御装置。

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