WO2012127569A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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灘　光博
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device for a compression ignition type internal combustion engine represented by a diesel engine.
  • the present invention relates to an improvement in a method for determining whether or not the combustion state in the combustion chamber has deteriorated, and a countermeasure for improving the combustion state when the combustion state deteriorates.
  • Patent Document 1 Whether a diesel engine (hereinafter sometimes simply referred to as an engine) used as an automobile engine or the like has adequately obtained combustion stability, generated torque, fuel consumption rate, etc. in the combustion chamber. In order to determine the above, it has been proposed to evaluate the combustion state (Patent Document 1 and Patent Document 2 below).
  • this combustion state evaluation method includes a heat generation rate waveform that is a change in the heat generation rate (heat generation amount per unit rotation angle of the crankshaft) in the combustion chamber, and a fuel injection rate (unit of crankshaft).
  • the fuel injection rate waveform which is a change in the fuel injection amount per rotation angle), was used to evaluate the combustion state in the combustion chamber by determining whether these waveforms were ideal waveforms. .
  • Patent Document 1 a heat generation rate associated with combustion in a combustion chamber is calculated based on an output signal of an in-cylinder pressure sensor, and a heat generation rate waveform that indicates a change in the heat generation rate is used. It is disclosed that the combustion state is evaluated by obtaining the peak value of. Further, in Patent Document 2, from the heat generation rate sequentially obtained based on the pressure in the combustion chamber, the ignition timing of the fuel, the peak value of the heat generation rate, and the integral value of the heat generation rate (the absolute amount obtained by accumulating the generated heat amount). It is disclosed that the combustion state is evaluated by obtaining the above. When it is determined that the combustion state has deteriorated, the combustion state is improved by correcting the fuel injection mode.
  • JP 2006-183466 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-173201
  • the heat generation rate waveform or the like is used to sequentially monitor the combustion state in the combustion chamber, that is, the amount of heat generated in the combustion chamber (the absolute amount of heat generated in the combustion chamber).
  • the combustion state was evaluated while monitoring. That is, since the heat generation rate waveform was created and the combustion state was evaluated by comparison (pattern matching) with the ideal heat generation rate waveform created in advance, the man-hour required for this combustion state evaluation was great. .
  • the actual heat generation rate waveform is compared with the actual heat generation rate waveform.
  • criteria such as how the occurrence rate waveform is different, it can be determined that the combustion state is deteriorating, but when comparing waveforms, set the criterion It is difficult to do this, and it is necessary to set the determination criteria while analyzing various combustion patterns. Therefore, a great deal of labor is required to create the determination criteria.
  • the present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to easily evaluate the combustion state in a compression ignition type internal combustion engine and to deteriorate the combustion state based on the evaluation. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine capable of improving the combustion state when it is determined that the combustion is determined.
  • the solution principle of the present invention taken in order to achieve the above object is that the maximum value of the amount of heat generated per unit volume of the fuel during the inspection period when ideal combustion is performed in the combustion chamber (hereinafter referred to as the maximum value) , Sometimes referred to as the standard heat generation efficiency), and the amount of heat generated per unit volume of fuel when the fuel is actually combusting in the combustion chamber during the inspection period (hereinafter referred to as the actual heat generation efficiency). If the actual heat generation efficiency is low with respect to the reference heat generation efficiency and the deviation amount is equal to or greater than the predetermined amount, it is judged that the combustion state has deteriorated and the fuel injection amount is increased. The correction operation is executed. On the other hand, when the actual heat generation efficiency is higher than the reference heat generation efficiency, it is determined that the amount of fuel actually injected has increased with respect to the fuel injection amount command value, and the fuel injection amount reduction correction is performed. I am doing so.
  • the present invention is premised on a control device for a compression self-ignition internal combustion engine that performs combustion by self-ignition of fuel injected from a fuel injection valve into a combustion chamber in accordance with a fuel injection amount command value.
  • a reference heat generation efficiency which is a maximum value of the amount of heat generated per unit volume of fuel in a predetermined inspection period including at least a part of the combustion period of the injected fuel for the control device of the internal combustion engine, and the inspection
  • the actual heat generation efficiency which is a value obtained by dividing the actual heat generation amount in the target period by the fuel injection amount commanded by the fuel injection amount command value
  • the amount of deviation of the actual heat generation efficiency from this reference heat generation efficiency Is provided with combustion deterioration determining means for determining the presence or absence of combustion deterioration in the combustion chamber.
  • the “predetermined inspection period including at least a part of the combustion period of the injected fuel” means, for example, when one fuel injection is executed, from the start of combustion of the injected fuel to the end of combustion.
  • one of the periods from the start of combustion of the injected fuel to the end of combustion is compared to the reference heat generation efficiency when the entire period from the start of combustion of the injected fuel to the end of combustion is set as the inspection target period.
  • the reference heat generation efficiency when the period of the section is set as the inspection target period is set smaller.
  • the amount of heat generated per unit volume of fuel during the inspection target period is the maximum value (reference heat generation efficiency), and the maximum value depends on the fuel injection amount and fuel injection timing. Even if they are different, they remain unchanged if the amount of fuel combusted in the inspection period is constant. For this reason, the amount of heat generated per unit volume of fuel in actual combustion in this inspection target period (a value obtained by dividing the amount of heat actually generated in the inspection target period by the fuel injection amount commanded by the fuel injection amount command value) is obtained. By determining how far the actual heat generation efficiency is different from the reference heat generation efficiency, it is possible to determine whether or not the combustion state in the combustion chamber has deteriorated.
  • the inspection target period may be set as the entire period of the combustion period, or may be set as a part of the combustion period.
  • the reference heat generation efficiency is set to the maximum value of the generated heat amount per unit volume of the fuel in the entire period of the combustion period, while The heat generation efficiency is a value obtained by dividing the amount of heat actually generated in the entire combustion period by the fuel injection amount commanded by the fuel injection amount command value.
  • the reference heat generation efficiency is predetermined with respect to the maximum value of the generated heat amount per unit volume of the fuel in the entire period of the combustion period.
  • the actual heat generation efficiency is set to a value obtained by dividing the amount of heat actually generated in the inspection target period by the fuel injection amount commanded by the fuel injection amount command value.
  • the inspection target period when the inspection target period is set as a part of the combustion period, the calculation of the actual heat generation efficiency is performed for a part of the combustion period, so that the calculation can be simplified.
  • the inspection target period is set to a relatively early period of the combustion period, the acquisition timing of the actual heat generation efficiency can be obtained early, and the determination of the presence or absence of combustion deterioration in the combustion chamber can be made early. It becomes possible to do.
  • Examples of the configuration for improving the combustion state when it is determined that the combustion state in the combustion chamber is deteriorated include the following.
  • the actual heat generation efficiency is small with respect to the reference heat generation efficiency, and the amount of deviation exceeds a predetermined threshold value.
  • the fuel injection amount is corrected to be increased.
  • the correction means is configured to correct the decrease in the fuel injection amount.
  • the temperature condition in the combustion chamber is deteriorated (combustion chamber temperature not achieved, etc.). It may be the cause.
  • an increase correction of the fuel injection amount is performed to improve the combustion state. Even if this fuel injection amount increase correction is performed, the combustion state does not improve, that is, if the actual heat generation efficiency is smaller than the reference heat generation efficiency, the gas conditions in the combustion chamber deteriorate (insufficient oxygen amount). Is likely to be the cause. For this reason, in this case, a decrease correction is performed on the increased fuel injection amount, and an increase correction of the amount of oxygen introduced into the combustion chamber is performed. Thereby, the environmental conditions in the combustion chamber are improved (deficiency of oxygen amount is eliminated), and the combustion state can be improved.
  • the actual heat generation efficiency is larger than the reference heat generation efficiency, it is determined that the amount of fuel actually injected is larger than the fuel injection amount commanded by the fuel injection amount command value, and the fuel injection Perform volume reduction correction. That is, when the amount of fuel actually injected with respect to the fuel injection amount command value is small, the actual heat generation efficiency becomes smaller than the reference heat generation efficiency. Further, even when an appropriate amount of fuel corresponding to the fuel injection amount command value is injected, if the environmental conditions in the combustion chamber are deteriorated, the actual heat generation efficiency with respect to the reference heat generation efficiency becomes smaller.
  • the fuel injection amount is decreased and corrected so that the fuel injection amount approaches an appropriate amount.
  • Various periods can be set as the inspection period.
  • At least a main injection (second injection) and a sub-injection (first injection) performed prior to the main injection are executed as fuel injection from the fuel injection valve into the combustion chamber.
  • the inspection target period may be set as a period from the combustion start time of the fuel injected by the sub-injection to the combustion end time of the fuel injected by the main injection, or a part of this period. .
  • the inspection target period is determined by the sub-injection.
  • this sub-injection starts from the start of combustion of the fuel injected by the sub-injection. It may be set as a period until the amount of heat generated by the combustion of the fuel injected by the injection becomes “0” or as a part of this period.
  • the inspection target period is determined by the sub-injection.
  • the main injection from the start of combustion of the fuel injected by the main injection in a situation where the amount of heat generated by the combustion of the fuel injected by the main injection occurs after the amount of heat generated by the combustion of the injected fuel becomes “0”. May be set as a period until the amount of heat generated by the combustion of the fuel injected by “0” becomes “0” or as a part of this period.
  • the amount of heat generated by the combustion of the fuel injected by the sub-injection once becomes “0”, and then the amount of heat generated by the combustion of the fuel injected by the main injection is When it occurs, it becomes possible to evaluate each combustion state individually. That is, it is possible to perform the evaluation of the preheating amount by the combustion of the fuel injected by the sub-injection and the evaluation of the generated torque by the combustion of the fuel injected by the main injection during the same combustion stroke.
  • the “reference value” defined by the maximum value of the heat generation amount per unit volume of the target fuel in the inspection target period and the heat amount actually generated in the inspection target period are commanded by the fuel injection amount command value.
  • the presence or absence of deterioration of combustion in the combustion chamber is determined by comparing the “actual value” obtained by the value divided by the fuel injection amount. For this reason, it is no longer necessary to individually define the evaluation criteria for the combustion state for each type of internal combustion engine and for each fuel injection amount, and systematic combustion state evaluation criteria common to various internal combustion engines and each fuel injection amount. Can be established. Further, the combustion state can be evaluated by a relatively simple calculation compared to the case where the combustion state is evaluated by comparison (pattern matching) between the heat release rate waveforms.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an engine and a control system thereof according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a combustion chamber of a diesel engine and its peripheral part.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a control system such as an ECU.
  • FIG. 4 is a waveform diagram showing changes in the heat generation rate (heat generation amount per unit rotation angle of the crankshaft) and changes in the fuel injection rate (fuel injection amount per unit rotation angle of the crankshaft) during the combustion stroke. It is.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a heat release rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a combustion state evaluation method.
  • FIG. 6 shows the experimental results when combustion is performed in the combustion chamber with various fuel injection amounts.
  • FIG. 6A shows the heat generation rate waveform and the fuel injection rate waveform for each fuel injection amount.
  • FIG. 6B is a diagram showing the relationship between the fuel injection amount and the heat generation efficiency (the amount of heat generated per unit volume of fuel).
  • FIG. 7 shows experimental results when combustion is performed in the combustion chamber at various fuel injection pressures.
  • FIG. 7A shows a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for each fuel injection pressure.
  • FIG. 7B is a diagram showing the relationship between the fuel injection pressure and the heat generation efficiency.
  • FIG. 8 shows the experimental results when combustion is performed in the combustion chamber at various fuel injection timings.
  • FIG. 8A shows the heat release rate waveform and the fuel injection rate waveform at each fuel injection timing.
  • FIG. 8B is a diagram showing the relationship between the fuel injection timing and the heat generation efficiency.
  • FIG. 9 shows the experimental results when combustion is performed in the combustion chamber at various oxygen excess rates.
  • FIG. 9A shows the heat release rate waveform and the fuel injection rate waveform for each oxygen excess rate.
  • FIG. 9B is a graph showing the relationship between the oxygen excess rate and the heat generation efficiency.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the procedure of the combustion state improving operation according to the evaluation of the combustion state.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a heat release rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a combustion state evaluation method in the inspection target period according to the first modification.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a heat release rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a combustion state evaluation method in an inspection target period according to the second modification.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a combustion state evaluation method in an inspection target period according to the third modification.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a heat release rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a method for evaluating a combustion state in an inspection target period according to Modification 4.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a heat release rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a combustion state evaluation method in an inspection target period according to Modification 5.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a heat release rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a method for evaluating a combustion state in an inspection target period according to Modification 6.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine 1 and its control system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is sectional drawing which shows the combustion chamber 3 of a diesel engine, and its peripheral part.
  • the engine 1 is configured as a diesel engine system having a fuel supply system 2, a combustion chamber 3, an intake system 6, an exhaust system 7 and the like as main parts.
  • the fuel supply system 2 includes a supply pump 21, a common rail 22, an injector (fuel injection valve) 23, a shutoff valve 24, a fuel addition valve 26, an engine fuel passage 27, an addition fuel passage 28, and the like.
  • the supply pump 21 pumps fuel from the fuel tank, makes the pumped fuel high pressure, and supplies it to the common rail 22 via the engine fuel passage 27.
  • the common rail 22 has a function as a pressure accumulation chamber that holds (accumulates) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 21 at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to the injectors 23.
  • the injector 23 includes a piezoelectric element (piezo element) therein, and is configured by a piezo injector that is appropriately opened to supply fuel into the combustion chamber 3. Details of the fuel injection control from the injector 23 will be described later.
  • the supply pump 21 supplies a part of the fuel pumped up from the fuel tank to the fuel addition valve 26 via the addition fuel passage 28.
  • the added fuel passage 28 is provided with the shutoff valve 24 for shutting off the added fuel passage 28 and stopping fuel addition in an emergency.
  • the fuel addition valve 26 is configured so that the fuel addition amount to the exhaust system 7 becomes a target addition amount (addition amount at which the exhaust A / F becomes the target A / F) by the addition control operation by the ECU 100.
  • the valve opening timing is controlled so that the fuel addition timing becomes a predetermined timing. That is, a desired fuel is injected and supplied from the fuel addition valve 26 to the exhaust system 7 (from the exhaust port 71 to the exhaust manifold 72) at an appropriate timing.
  • the intake system 6 includes an intake manifold 63 connected to an intake port 15a formed in the cylinder head 15 (see FIG. 2), and an intake pipe 64 constituting an intake passage is connected to the intake manifold 63. Further, an air cleaner 65, an air flow meter 43, and a throttle valve (intake throttle valve) 62 are arranged in this intake passage in order from the upstream side.
  • the air flow meter 43 outputs an electrical signal corresponding to the amount of air flowing into the intake passage via the air cleaner 65.
  • the intake system 6 is provided with a swirl control valve (swirl speed variable mechanism) 66 for making the swirl flow (horizontal swirl flow) in the combustion chamber 3 variable (see FIG. 2).
  • a swirl control valve swirl speed variable mechanism
  • the intake port 15a two systems of a normal port and a swirl port are provided for each cylinder, and a normal valve 15a shown in FIG.
  • a swirl control valve 66 is disposed.
  • An actuator (not shown) is connected to the swirl control valve 66, and the flow rate of air passing through the normal port 15a can be changed according to the opening of the swirl control valve 66 adjusted by driving the actuator. Yes.
  • the larger the opening of the swirl control valve 66 the greater the amount of air taken into the cylinder from the normal port 15a.
  • the swirl generated by the swirl port becomes relatively weak, and the inside of the cylinder becomes low swirl (a state where the swirl speed is low).
  • the smaller the opening of the swirl control valve 66 the smaller the amount of air drawn into the cylinder from the normal port 15a. For this reason, the swirl generated by the swirl port is relatively strengthened, and the inside of the cylinder becomes a high swirl (a state where the swirl speed is high).
  • the exhaust system 7 includes an exhaust manifold 72 connected to the exhaust port 71 formed in the cylinder head 15, and exhaust pipes 73 and 74 constituting an exhaust passage are connected to the exhaust manifold 72. Further, a maniverter (exhaust gas purification device) 77 provided with a NOx storage catalyst (NSR catalyst: NOx Storage Reduction catalyst) 75 and a DPNR catalyst (Diesel Particle-NOx Reduction catalyst) 76 is disposed in the exhaust passage.
  • NSR catalyst NOx Storage Reduction catalyst
  • DPNR catalyst Diesel Particle-NOx Reduction catalyst
  • the NSR catalyst 75 is an NOx storage reduction catalyst.
  • alumina Al 2 O 3
  • Alkali metal such as barium (Ba), alkaline earth such as calcium (Ca), rare earth such as lanthanum (La) and yttrium (Y), and noble metal such as platinum (Pt) were supported. It has a configuration.
  • the NSR catalyst 75 occludes NOx in a state where a large amount of oxygen is present in the exhaust gas, has a low oxygen concentration in the exhaust gas, and a large amount of reducing component (for example, an unburned component (HC) of the fuel).
  • reducing component for example, an unburned component (HC) of the fuel.
  • NOx is reduced to NO 2 or NO and released.
  • NO NOx released as NO 2 or NO the N 2 is further reduced due to quickly reacting with HC or CO in the exhaust.
  • HC and CO are oxidized to H 2 O and CO 2 by reducing NO 2 and NO. That is, by appropriately adjusting the oxygen concentration and HC component in the exhaust gas introduced into the NSR catalyst 75, HC, CO, and NOx in the exhaust gas can be purified.
  • the oxygen concentration and HC component in the exhaust gas can be adjusted by the fuel addition operation from the fuel addition valve 26.
  • the DPNR catalyst 76 is, for example, a NOx occlusion reduction catalyst supported on a porous ceramic structure, and PM in the exhaust gas is collected when passing through the porous wall. Further, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, NOx in the exhaust gas is stored in the NOx storage reduction catalyst, and when the air-fuel ratio becomes rich, the stored NOx is reduced and released. Further, the DPNR catalyst 76 carries a catalyst that oxidizes and burns the collected PM (for example, an oxidation catalyst mainly composed of a noble metal such as platinum).
  • a cylinder block 11 constituting a part of the engine body is formed with a cylindrical cylinder bore 12 for each cylinder (four cylinders), and a piston 13 is formed inside each cylinder bore 12. Is accommodated so as to be slidable in the vertical direction.
  • the combustion chamber 3 is formed above the top surface 13 a of the piston 13. That is, the combustion chamber 3 is defined by the lower surface of the cylinder head 15 attached to the upper part of the cylinder block 11 via the gasket 14, the inner wall surface of the cylinder bore 12, and the top surface 13 a of the piston 13.
  • a cavity (concave portion) 13 b is formed in a substantially central portion of the top surface 13 a of the piston 13, and this cavity 13 b also constitutes a part of the combustion chamber 3.
  • the concave dimension is small in the central portion (on the cylinder center line P), and the concave dimension is increased toward the outer peripheral side. That is, as shown in FIG. 2, when the piston 13 is in the vicinity of the compression top dead center, the combustion chamber 3 formed by the cavity 13b is a narrow space having a relatively small volume at the center portion, and is directed toward the outer peripheral side. Thus, the space is gradually enlarged (expanded space).
  • the piston 13 has a small end portion 18a of a connecting rod 18 connected by a piston pin 13c, and a large end portion of the connecting rod 18 is connected to a crankshaft which is an engine output shaft.
  • a glow plug 19 is disposed toward the combustion chamber 3.
  • the glow plug 19 functions as a start-up assisting device that is heated red when an electric current is applied immediately before the engine 1 is started and a part of the fuel spray is blown onto the glow plug 19 to promote ignition and combustion.
  • the cylinder head 15 is formed with the intake port 15a for introducing air into the combustion chamber 3 and the exhaust port 71 for exhausting exhaust gas from the combustion chamber 3, and intake air for opening and closing the intake port 15a.
  • An exhaust valve 17 that opens and closes the valve 16 and the exhaust port 71 is provided.
  • the intake valve 16 and the exhaust valve 17 are disposed to face each other with the cylinder center line P interposed therebetween. That is, the engine 1 is configured as a cross flow type.
  • the cylinder head 15 is provided with the injector 23 that directly injects fuel into the combustion chamber 3.
  • the injector 23 is disposed at a substantially upper center of the combustion chamber 3 in a standing posture along the cylinder center line P, and injects fuel introduced from the common rail 22 toward the combustion chamber 3 at a predetermined timing. It has become.
  • the engine 1 is provided with a supercharger (turbocharger) 5.
  • the turbocharger 5 includes a turbine wheel 52 and a compressor wheel 53 that are connected via a turbine shaft 51.
  • the compressor wheel 53 is disposed facing the intake pipe 64, and the turbine wheel 52 is disposed facing the exhaust pipe 73.
  • the turbocharger 5 performs a so-called supercharging operation in which the compressor wheel 53 is rotated using the exhaust flow (exhaust pressure) received by the turbine wheel 52 to increase the intake pressure.
  • the turbocharger 5 in the present embodiment is a variable nozzle type turbocharger, and a variable nozzle vane mechanism (not shown) is provided on the turbine wheel 52 side. By adjusting the opening of the variable nozzle vane mechanism, the engine 1 supercharging pressure can be adjusted.
  • the intake pipe 64 of the intake system 6 is provided with an intercooler 61 for forcibly cooling the intake air whose temperature has been raised by supercharging in the turbocharger 5.
  • the throttle valve 62 provided further downstream than the intercooler 61 is an electronically controlled on-off valve whose opening degree can be adjusted steplessly. It has a function of narrowing down the area and adjusting (reducing) the supply amount of the intake air.
  • the engine 1 is provided with an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 8 that connects the intake system 6 and the exhaust system 7.
  • the EGR passage 8 is configured to reduce the combustion temperature by recirculating a part of the exhaust gas to the intake system 6 and supplying it again to the combustion chamber 3, thereby reducing the amount of NOx generated.
  • the EGR passage 8 is opened and closed steplessly by electronic control, and the exhaust gas passing through the EGR passage 8 (recirculating) is cooled by an EGR valve 81 that can freely adjust the exhaust flow rate flowing through the passage.
  • An EGR cooler 82 is provided.
  • the EGR passage 8, the EGR valve 81, the EGR cooler 82, and the like constitute an EGR device (exhaust gas recirculation device).
  • the air flow meter 43 outputs a detection signal corresponding to the flow rate (intake air amount) of the intake air upstream of the throttle valve 62 in the intake system 6.
  • the intake air temperature sensor 49 is disposed in the intake manifold 63 and outputs a detection signal corresponding to the temperature of the intake air.
  • the intake pressure sensor 48 is disposed in the intake manifold 63 and outputs a detection signal corresponding to the intake air pressure.
  • the A / F (air-fuel ratio) sensor 44 outputs a detection signal that continuously changes in accordance with the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the manipulator 77 of the exhaust system 7.
  • the exhaust temperature sensor 45 outputs a detection signal corresponding to the temperature of the exhaust gas (exhaust temperature) downstream of the manipulator 77 of the exhaust system 7.
  • the rail pressure sensor 41 outputs a detection signal corresponding to the fuel pressure stored in the common rail 22.
  • the throttle opening sensor 42 detects the opening of the throttle valve 62.
  • the ECU 100 includes a CPU 101, a ROM 102, a RAM 103, a backup RAM 104, and the like.
  • the ROM 102 stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like.
  • the CPU 101 executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM 102.
  • the RAM 103 is a memory that temporarily stores calculation results in the CPU 101, data input from each sensor, and the like.
  • the backup RAM 104 is a non-volatile memory that stores data to be saved when the engine 1 is stopped, for example.
  • the CPU 101, the ROM 102, the RAM 103, and the backup RAM 104 are connected to each other via the bus 107 and to the input interface 105 and the output interface 106.
  • the input interface 105 is connected to the rail pressure sensor 41, the throttle opening sensor 42, the air flow meter 43, the A / F sensor 44, the exhaust temperature sensor 45, the intake pressure sensor 48, and the intake temperature sensor 49. Further, the input interface 105 includes a water temperature sensor 46 that outputs a detection signal corresponding to the cooling water temperature of the engine 1, an accelerator opening sensor 47 that outputs a detection signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal, and an output shaft of the engine 1. Connected are a crank position sensor 40 that outputs a detection signal (pulse) every time the (crankshaft) rotates by a certain angle, an external air pressure sensor 4A that detects the pressure of outside air, an in-cylinder pressure sensor 4B that detects in-cylinder pressure, and the like. Has been.
  • the supply interface 21, the injector 23, the fuel addition valve 26, the throttle valve 62, the swirl control valve 66, the EGR valve 81, and the like are connected to the output interface 106.
  • an actuator (not shown) provided in the variable nozzle vane mechanism of the turbocharger 5 is also connected to the output interface 106.
  • the ECU 100 executes various controls of the engine 1 based on outputs from the various sensors described above, calculated values obtained by arithmetic expressions using the output values, or various maps stored in the ROM 102. .
  • the ECU 100 executes pilot injection (sub-injection) and main injection (main injection) as the fuel injection control of the injector 23.
  • the pilot injection is an operation for injecting a small amount of fuel in advance prior to the main injection from the injector 23.
  • the pilot injection is an injection operation for suppressing the ignition delay of fuel due to the main injection and leading to stable diffusion combustion, and is also referred to as sub-injection.
  • the pilot injection in the present embodiment has not only a function of suppressing the initial combustion speed by the main injection described above but also a preheating function of increasing the in-cylinder temperature. That is, after the pilot injection is performed, the fuel injection is temporarily interrupted, and the compressed gas temperature (in-cylinder temperature) is sufficiently increased until the main injection is started to reach the fuel self-ignition temperature (for example, 1000 K). In this way, the ignitability of the fuel injected by the main injection is ensured satisfactorily.
  • the main injection is an injection operation (torque generation fuel supply operation) for generating torque of the engine 1.
  • the injection amount in the main injection is basically determined so as to obtain the required torque according to the operation state such as the engine speed, the accelerator operation amount, the coolant temperature, the intake air temperature, and the like. For example, the higher the engine speed (the engine speed calculated based on the detection value of the crank position sensor 40), the larger the accelerator operation amount (the accelerator pedal depression amount detected by the accelerator opening sensor 47). As the accelerator opening becomes larger, the required torque value of the engine 1 is higher, and accordingly, the fuel injection amount in the main injection is also set higher.
  • the fuel injected by the main injection is immediately exposed to a temperature environment equal to or higher than the auto-ignition temperature, and the thermal decomposition proceeds. Will start burning immediately.
  • fuel ignition delay in a diesel engine includes physical ignition delay and chemical ignition delay.
  • the physical ignition delay is the time required for evaporation / mixing of the fuel droplets and depends on the gas temperature of the combustion field.
  • chemical ignition delay is the time required for chemical bonding and decomposition of fuel vapor and oxidation heat generation.
  • the physical ignition delay can be minimized, and as a result, the ignition delay can be minimized. Therefore, as a combustion mode of the fuel injected by the main injection, premixed combustion is hardly performed, and most of it is diffusion combustion.
  • controlling the injection timing of the main injection is substantially equivalent to controlling the start timing of diffusion combustion as it is, and the controllability of combustion can be greatly improved. That is, by controlling the ignition timing and heat generation amount by controlling the fuel injection timing and fuel injection amount in the main injection by minimizing the proportion of premixed combustion of the fuel injected in the main injection, Controllability can be greatly improved.
  • After injection is an injection operation for increasing the exhaust gas temperature. Specifically, after injection is performed at a timing at which most of the combustion energy of the supplied fuel is obtained as thermal energy of the exhaust gas without being converted into torque of the engine 1.
  • the post-injection is an injection operation for directly introducing fuel into the exhaust system 7 to increase the temperature of the manipulator 77. For example, when the accumulated amount of PM trapped in the DPNR catalyst 76 exceeds a predetermined amount (for example, detected by detecting a differential pressure before and after the manipulator 77), post injection is performed. .
  • the ECU 100 controls the opening degree of the EGR valve 81 according to the operating state of the engine 1 and adjusts the exhaust gas recirculation amount (EGR amount) toward the intake manifold 63.
  • the EGR amount is set according to an EGR map stored in advance in the ROM 102.
  • this EGR map is a map for determining the EGR amount (EGR rate) using the engine speed and the engine load as parameters.
  • This EGR map is created in advance by experiments, simulations, or the like. That is, by applying the engine speed calculated based on the detection value of the crank position sensor 40 and the opening of the throttle valve 62 (corresponding to the engine load) detected by the throttle opening sensor 42 to the EGR map. An EGR amount (opening degree of the EGR valve 81) is obtained.
  • the ECU 100 executes the opening degree control of the swirl control valve 66.
  • the opening degree of the swirl control valve 66 the amount of movement of the fuel spray injected into the combustion chamber 3 per unit time (or per unit crank rotation angle) in the circumferential direction in the cylinder is changed. Is called.
  • the fuel injection pressure when executing the fuel injection is determined by the internal pressure of the common rail 22.
  • the target value of the fuel pressure supplied from the common rail 22 to the injector 23, that is, the target rail pressure increases as the engine load (engine load) increases and the engine speed (engine speed) increases. It will be expensive. That is, when the engine load is high, the amount of air sucked into the combustion chamber 3 is large. Therefore, a large amount of fuel must be injected from the injector 23 into the combustion chamber 3, and therefore the injection from the injector 23 is performed.
  • the pressure needs to be high.
  • the target rail pressure is generally set based on the engine load and the engine speed.
  • the target rail pressure is set according to a fuel pressure setting map stored in the ROM 102, for example. That is, by determining the fuel pressure according to this fuel pressure setting map, the valve opening period (injection rate waveform) of the injector 23 is controlled, and the fuel injection amount during the valve opening period can be defined.
  • the fuel pressure is adjusted between 30 MPa and 200 MPa according to the engine load and the like.
  • the optimum values vary depending on the temperature conditions of the engine 1 and the intake air.
  • the ECU 100 adjusts the fuel discharge amount of the supply pump 21 so that the common rail pressure becomes equal to the target rail pressure set based on the engine operating state, that is, the fuel injection pressure matches the target injection pressure. To measure. Further, the ECU 100 determines the fuel injection amount and the fuel injection form based on the engine operating state. Specifically, the ECU 100 calculates the engine rotation speed based on the detection value of the crank position sensor 40, obtains the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) based on the detection value of the accelerator opening sensor 47, The total fuel injection amount (the sum of the injection amount in pilot injection and the injection amount in main injection) is determined based on the engine speed and the accelerator opening.
  • the solid line of the waveforms shown in the upper part of FIG. 4 shows an ideal heat generation rate waveform related to the combustion of fuel injected in pilot injection and main injection, with the horizontal axis representing the crank angle and the vertical axis representing the heat generation rate.
  • TDC in the figure indicates the crank angle position corresponding to the compression top dead center of the piston 13.
  • the waveform shown in the lower part of FIG. 4 shows the waveform of the injection rate of fuel injected from the injector 23 (fuel injection amount per unit rotation angle of the crankshaft).
  • the heat release rate waveform for example, combustion of fuel injected by main injection is started from the vicinity of the compression top dead center (TDC) of the piston 13, and a predetermined piston position after the compression top dead center of the piston 13 (for example, The heat generation rate reaches a maximum value (peak value) at 10 degrees after compression top dead center (ATDC 10 °), and a predetermined piston position after compression top dead center (for example, 25 degrees after compression top dead center ( At the time of ATDC 25 °), the combustion of the fuel injected in the main injection ends.
  • the combustion center of gravity is 10 degrees after compression top dead center (ATDC 10 °)
  • about 50% of the total heat generation amount in the expansion stroke is generated by ATDC 10 °, and the engine 1 is operated with high thermal efficiency. Is possible.
  • crank angle and the fuel injection rate waveform when the combustion center of gravity is reached is the period from when the fuel injection stop signal is transmitted to the injector 23 until the fuel injection is completely stopped (see FIG. 4, the combustion center of gravity is located in the period T).
  • the cylinder is sufficiently preheated by pilot injection, and the fuel injected in the main injection is immediately self-ignited by this preheating.
  • the thermal decomposition proceeds due to exposure to a temperature environment higher than the temperature, and combustion starts immediately after injection.
  • the waveform indicated by the two-dot chain line ⁇ in FIG. 4 is a heat generation rate waveform when the fuel injection pressure is set higher than the appropriate value, and both the combustion rate and the peak value of the heat generation rate are too high. Therefore, there is a concern about an increase in combustion noise and an increase in the amount of NOx generated.
  • a waveform indicated by a two-dot chain line ⁇ in FIG. 4 is a heat generation rate waveform when the fuel injection pressure is set lower than an appropriate value, and the timing at which the combustion rate is low and the peak of the heat generation rate appears. There is a concern that sufficient engine torque cannot be secured due to the large shift to the retard side.
  • combustion state evaluation method combustion state deterioration determination method
  • the amount of heat generated per unit volume of the fuel during the combustion period when the fuel is actually burning in the combustion chamber 3 substantially matches the maximum value if the combustion is good, while If the combustion state is deteriorated due to the cause, the amount of heat generated per unit volume of the fuel deviates from the maximum value (for example, smaller than the maximum value).
  • the presence or absence of deterioration of the combustion state is determined by utilizing this principle.
  • a preset inspection target period a predetermined inspection target period including at least a part of the fuel combustion period
  • reference heat generation efficiency the maximum amount of heat generated per unit volume of fuel
  • actual heat generation efficiency the amount of heat generated per unit volume of the actual fuel
  • the amount of heat generated per unit volume of fuel here refers to the amount of fuel injected from the injector 23 (fuel injected according to the fuel injection amount command value) before the end of the inspection target period. This is a value obtained by dividing the amount of heat generated by combustion by the amount of fuel corresponding to the fuel injection amount command value. In other words, it is the average value of the amount of heat generated per unit volume of fuel in the inspection target period. Further, in order to calculate the amount of heat generated per unit volume of the fuel, it is necessary to determine the amount of fuel corresponding to the fuel injection amount command value. That is, it is necessary that the fuel injection with this fuel amount be completed. For this reason, the end of the inspection target period is set as a timing after the point in time when the fuel injection operation for performing combustion in the inspection target period is completed.
  • the inspection target period is defined as the one fuel injection.
  • the combustion state evaluation method in the case where the period from the combustion start time to the combustion end time of the fuel injected by the above is set will be described. It should be noted that the end point of the inspection target period is set to a predetermined crank angle position instead of the above combustion end point, the pilot injection and the main injection are executed, or the inspection target period is changed from the combustion start point to the combustion end point.
  • the evaluation method of the combustion state in the case where it is set as a part of the period up to (the entire period of combustion) will be described later.
  • FIG. 5 is a diagram showing a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a combustion state evaluation method.
  • the combustion of the fuel is started with a slight delay (ignition delay) after the start of the injection (timing T1 in FIG. 5), and reaches the combustion center of gravity. During this period, the heat generation rate gradually increases. Then, after reaching the combustion center of gravity, the heat generation rate gradually decreases, and when the combustion of most of the fuel is completed, the heat generation rate becomes “0” (timing T2 in FIG. 5).
  • the entire combustion period the period from timing T1 to timing T2 in FIG.
  • the combustion state is evaluated by determining whether or not the actual heat generation efficiency is within a predetermined range (within a preset allowable range based on the reference heat generation efficiency).
  • Timing T1 and the combustion end timing are performed based on the change in the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 4B. Further, the ignition delay period after fuel injection may be calculated from the in-cylinder environment (sensing values of various sensors), thereby obtaining the combustion start timing (timing T1).
  • the amount of heat generated per unit volume of the fuel over the entire combustion period becomes the maximum value. That is, the oxygen concentration and oxygen excess rate in the combustion chamber 3 are sufficiently ensured, the in-cylinder temperature has reached the self-ignition temperature of the fuel, and an appropriate amount of fuel corresponding to the fuel injection amount command value is obtained.
  • the amount of heat generated per unit volume of fuel during this combustion period becomes the maximum value. That is, the reference heat generation efficiency is obtained.
  • the maximum value of heat generated per unit volume of fuel is 30 J / mm 3 .
  • This value is an experimentally obtained value.
  • the calorific value per unit mass of light oil is 42.94 kJ / g and the density of light oil is 0.834 ⁇ 10 ⁇ 3 g / mm 3
  • the maximum value of generated heat per unit volume is theoretically Although the above is 35.8 J / mm 3
  • the reference heat generation efficiency can be defined as described above, the amount of generated heat (the maximum value of the generated heat amount) when ideal combustion is performed is obtained based on the reference heat generation efficiency and the fuel injection amount.
  • Maximum value of heat generation (J) reference heat generation efficiency (J / mm 3 ) ⁇ fuel injection amount (mm 3 )). Therefore, based on the maximum value of this generated heat amount (the generated heat amount obtained from the reference heat generation efficiency and the fuel injection amount; hereinafter referred to as the reference heat generation amount), the actual heat generation amount relative to this reference heat generation amount It is also possible to determine the presence or absence of combustion deterioration in the combustion chamber 3 based on the amount of deviation, and the present invention includes such a determination method within the scope of the technical idea.
  • the inventor of the present invention conducted an experiment to confirm that the reference heat generation efficiency was 30 J / mm 3 .
  • FIG. 6 shows that ideal combustion (oxygen concentration and excess oxygen ratio in the combustion chamber 3 is sufficiently ensured in the combustion chamber 3 by varying the fuel injection amounts (injection amounts of pilot injection and main injection).
  • the experiment results when the in-cylinder temperature reaches the self-ignition temperature of the fuel and combustion is performed when an amount of fuel corresponding to the fuel injection amount command value is injected from the injector 23 are shown.
  • FIG. 6A shows a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for each fuel injection
  • FIG. 6B shows a fuel injection amount (fuel injection amount in pilot injection) and heat generation efficiency (injected by pilot injection). The relationship between the combustion period of the fuel and the combustion period of the fuel injected in the main injection in the whole fuel) is shown.
  • the pilot injection amount is 16 mm 3 and the main injection amount is 19 mm 3
  • the broken line indicates the case where the pilot injection amount is 12 mm 3 and the main injection amount is 23 mm 3
  • the alternate long and short dash line indicates the pilot injection amount Is 8 mm 3 and the main injection amount is 27 mm 3 .
  • the amount of heat generated per unit volume (reference heat generation efficiency) when ideal combustion is performed is about 30 J / It is mm 3 .
  • FIG. 7 shows experimental results when ideal combustion is performed in the combustion chamber 3 at various fuel injection pressures (rail pressures).
  • FIG. 7A shows a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for each fuel injection pressure
  • FIG. 7B shows a relationship between the fuel injection pressure and the heat generation efficiency.
  • FIG. 7A shows the experimental results when the fuel injection pressure is set higher in the order of the one-dot chain line, the broken line, and the solid line.
  • the amount of heat generated per unit volume of fuel (reference heat generation efficiency) when ideal combustion is performed is about 30 J / mm 3 . It has become.
  • FIG. 8 shows an experiment in which ideal combustion is performed in the combustion chamber 3 by varying the fuel injection timing (injection timing of the second pilot injection when two pilot injections are executed). Results are shown.
  • FIG. 8A shows a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for each fuel injection timing
  • FIG. 8B shows a relationship between the fuel injection timing and the heat generation efficiency.
  • FIG. 8A shows an experimental result when the injection timing of the second pilot injection is advanced in the order of the one-dot chain line, the broken line, and the solid line.
  • the amount of heat generated per unit volume of fuel reference heat generation efficiency
  • FIG. 9 shows experimental results when ideal combustion is performed in the combustion chamber 3 at various oxygen excess rates.
  • FIG. 9A shows a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for each oxygen excess rate
  • FIG. 9B shows a relationship between the oxygen excess rate and the heat generation efficiency.
  • FIG. 9A shows the experimental results when the oxygen excess rate is increased in the order of the one-dot chain line, the broken line, and the solid line.
  • the standard heat generation efficiency is about 30 J / mm 3 .
  • the maximum value of the amount of heat generated per unit volume of fuel over the entire combustion period is about 30 J / mm 3 . That is, if the amount of heat generated per unit volume of the fuel over the entire period from the start of combustion to the end of combustion in the actual combustion of fuel in the combustion chamber 3 is about 30 J / mm 3 , the combustion is injected. It can be determined that the most part of the fuel is an ideal combustion.
  • the actual heat generation efficiency is within a preset allowable range with respect to the reference heat generation efficiency (30 J / mm 3 ) (hereinafter, simply referred to as “within allowable range”).
  • the combustion state is evaluated based on whether or not the fuel is present (whether or not the deviation from the reference heat generation efficiency is within an allowable range).
  • the allowable range when the reference heat generation efficiency is 30 J / mm 3 , for example, a range of “25 J / mm 3 ⁇ actual heat generation efficiency ⁇ 30 J / mm 3 ” is set.
  • the threshold value of the deviation amount of the actual heat generation efficiency from the reference heat generation efficiency is “0 J / mm 3 ” on the positive side and “ ⁇ 5 J / mm 3 ” on the negative side.
  • FIG. 5 is a diagram showing a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a combustion state evaluation method.
  • the period from the start of combustion to the end of combustion is the period from timing T1 to timing T2 in the figure.
  • the total amount of heat generated by the combustion of the fuel during this period is detected, and the detected total amount of generated heat is divided by the amount of fuel corresponding to the fuel injection amount command value (commanded fuel injection amount).
  • the generation efficiency is calculated.
  • the total amount of generated heat is obtained based on the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 4B.
  • the combustion chamber 3 when the actual heat generation efficiency is lower than the allowable range (when the deviation amount of the actual heat generation efficiency from the reference heat generation efficiency exceeds the lower threshold value 5 J / mm 3 ), the combustion chamber 3, it is determined that an appropriate amount of heat has not been obtained and the combustion state has deteriorated. Further, when the actual heat generation efficiency is higher than the allowable range (higher than the reference heat generation efficiency), an excessive amount of the fuel amount corresponding to the fuel injection amount command value (commanded fuel injection amount) is exceeded. It is determined that the fuel is injected from the injector 23, and in this case also, it is determined that an appropriate amount of heat is not obtained in the combustion chamber 3 and the combustion state is deteriorated. When it is determined that the combustion state has deteriorated in this way, the fuel injection mode is corrected to improve the combustion state (fuel injection mode correction operation by the correction means). This will be specifically described below.
  • the reference heat generation efficiency is 30 J / mm 3
  • the actual heat generation efficiency is 24 J / mm 3
  • the fuel injection amount increase correction is performed. That is, it is determined that the environmental conditions in the combustion chamber 3 have deteriorated (insufficient oxygen amount or combustion chamber temperature has not been reached), or that the amount of fuel actually injected is small relative to the fuel injection amount command value. Perform volume increase correction.
  • the actual heat generation efficiency is not improved (improved so that the actual heat generation efficiency approaches the reference heat generation efficiency) despite the increase correction of the fuel injection amount, the actual heat generation efficiency is It is determined that the cause of being lower than the allowable range is an abnormality in the intake system 6, and a correction operation for increasing the amount of oxygen introduced into the combustion chamber 3 is performed.
  • the supercharging amount is increased by reducing the EGR gas amount by reducing the opening degree of the EGR valve 81 or by controlling the variable nozzle vane mechanism of the supercharger 5 (decreasing the opening degree of the nozzle vane).
  • the reference heat generation efficiency is 30 J / mm 3
  • the fuel injection amount command value is set. On the other hand, it is determined that the amount of fuel actually injected is excessive, and the fuel injection amount is reduced.
  • step ST1 it is determined whether or not the actual heat generation efficiency is within an allowable range (for example, 25 J / mm 3 ⁇ actual heat generation efficiency ⁇ 30 J / mm 3 ). If the actual heat generation efficiency is within the allowable range and the determination in step ST1 is YES, it is assumed that the combustion state in the combustion chamber 3 is good, and the fuel injection mode and the like are corrected. Returned without.
  • an allowable range for example, 25 J / mm 3 ⁇ actual heat generation efficiency ⁇ 30 J / mm 3
  • step ST1 determines whether or not the actual heat generation efficiency is lower than the allowable range, that is, the combustion chamber. It is determined whether the amount of heat generated within 3 is insufficient.
  • step ST2 If the actual heat generation efficiency is lower than the allowable range and YES is determined in step ST2, the process proceeds to step ST3, and an increase correction amount for correcting the increase in fuel injection amount is calculated.
  • an arithmetic expression for calculating the increase correction amount in accordance with the deviation of the actual heat generation efficiency from the reference heat generation efficiency is stored in advance in the ROM 102, and the current deviation is included in the calculation expression.
  • the increase correction amount is calculated by substituting (deviation of the actual heat generation efficiency with respect to the reference heat generation efficiency). As an example, there is the following calculation formula (1).
  • Fuel increase correction amount (current command fuel injection amount x reference heat generation efficiency / actual heat generation efficiency) -Current command fuel injection amount (1)
  • the process proceeds to step ST4, where the fuel injection amount is increased by the calculated increase correction amount, and fuel injection is executed.
  • the fuel injection with the fuel injection amount corrected to be increased is executed for the cylinder that reaches the next combustion stroke.
  • fuel injection may be executed with the fuel injection amount corrected for increase in the next combustion stroke in the same cylinder.
  • step ST5 it is again determined whether the actual heat generation efficiency is lower than the allowable range, that is, whether the amount of heat generated in the combustion chamber 3 is insufficient.
  • step ST5 If the actual heat generation efficiency has risen to the above allowable range and NO is determined in step ST5, the process returns with the combustion state in the combustion chamber 3 being good.
  • step ST5 the actual heat generation efficiency is lower than the allowable range. This is because the amount of fuel injected into the combustion chamber 3 is not insufficient (that is, an abnormality has occurred in the fuel injection system), and the amount of oxygen in the combustion chamber 3 is low.
  • step ST6 the fuel injection amount that has been increased is decreased (corrected to the fuel injection amount before the increase correction). At the same time, an increase in the amount of oxygen introduced into the combustion chamber 3 is corrected.
  • the opening degree of the EGR valve 81 is reduced, or the EGR valve 81 is fully closed and introduced into the combustion chamber 3.
  • Perform oxygen amount increase correction is Alternatively, an increase in the amount of oxygen introduced into the combustion chamber 3 is corrected by controlling an actuator provided in the variable nozzle vane mechanism of the turbocharger 5 and increasing the supercharging pressure.
  • step ST7 After the increase correction of the amount of oxygen introduced into the combustion chamber 3 is performed in this way, the process proceeds to step ST7, where again whether or not the actual heat generation efficiency is lower than the allowable range, that is, in the combustion chamber 3 It is determined whether or not the amount of generated heat is insufficient.
  • step ST7 When the actual heat generation efficiency has risen to the above allowable range and NO is determined in step ST7, it is returned that the combustion state in the combustion chamber 3 becomes good.
  • step ST2 the actual heat generation efficiency is higher than the allowable range (higher than the reference heat generation efficiency). If NO is determined in step ST2, the process proceeds to step ST9. Then, a reduction correction amount for correcting the fuel injection amount reduction is calculated.
  • the following calculation formula (2) is given as an example of the calculation formula for the reduction correction amount.
  • Fuel reduction amount correction current command fuel injection amount ⁇ (current command fuel injection amount ⁇ reference heat generation efficiency / actual heat generation efficiency) (2) After calculating the fuel reduction correction amount in this way, the process proceeds to step ST10, where the fuel injection amount is reduced by this calculated reduction correction amount, and fuel injection is executed. Also in this case, for the combustion stroke in which the actual heat generation efficiency is higher than the allowable range, the fuel injection with the fuel injection amount corrected for reduction is executed for the cylinder that reaches the next combustion stroke. . In addition, fuel injection may be executed with the fuel injection amount corrected for reduction in the next combustion stroke in the same cylinder.
  • step ST11 whether or not the actual heat generation efficiency is higher than the reference heat generation efficiency, that is, whether or not the situation in which the amount of fuel actually injected with respect to the fuel injection amount command value is still large continues. Determine.
  • step ST11 When the situation where the actual heat generation efficiency is higher than the reference heat generation efficiency is resolved and NO is determined in step ST11, the process is returned assuming that the combustion state in the combustion chamber 3 is good.
  • the actual heat generation efficiency is still higher than the reference heat generation efficiency, and if it is determined YES in step ST11, some sort of failure has occurred, Assuming that it is impossible to lower the actual heat generation efficiency to the above allowable range, the MIL on the meter panel in the passenger compartment is turned on to prompt the driver to perform inspection and maintenance.
  • the presence or absence of deterioration of the combustion state is determined by comparing the reference heat generation efficiency and the actual heat generation efficiency in the inspection target period.
  • These reference heat generation efficiency and actual heat generation efficiency can be obtained quantitatively even if the type of engine and the fuel injection amount are different.
  • combustion conditions can be evaluated by relatively simple calculations, compared to those that evaluate combustion conditions by comparing each other (pattern matching), and determination criteria for determining the presence or absence of deterioration of combustion conditions can be set easily. Become.
  • the reference heat generation efficiency and the actual heat generation efficiency are obtained as an average value of the amount of heat generated per unit volume of fuel in the inspection target period, and thus are obtained as a small error value. It is possible to obtain high determination accuracy for the presence or absence of deterioration.
  • the inspection target period in the present modification is set to a predetermined crank angle position at the end point thereof.
  • the time point 25 degrees after compression top dead center (ATDC 25 °) is set as the end point of the inspection target period with respect to the combustion period of the fuel injected in the main injection.
  • the start time of the inspection target period is defined as the combustion start time of fuel injected by main injection (timing T1 in FIG. 11; for example, compression top dead center (TDC) of the piston 13).
  • timing T1 in FIG. 11 for example, compression top dead center (TDC) of the piston 13.
  • TDC compression top dead center
  • the actual heat generation efficiency (actual heat generation efficiency in the combustion period from the combustion start time to 25 degrees after compression top dead center) is the reference heat generation It is obtained as a value substantially corresponding to the efficiency (30 J / mm 3 ).
  • the ignition delay exceeds the allowable range, the combustion of the fuel continues after 25 degrees after the compression top dead center. In this case, the compression starts from the combustion start time.
  • the actual heat generation efficiency in the combustion period up to 25 degrees after the top dead center is smaller than the reference heat generation efficiency (30 J / mm 3 ). For example, it is 24 J / mm 3 .
  • crank angle position (ATDC 25 °) at which the combustion of the fuel injected in the main injection is to be completed as the end point of the inspection target period, the combustion of the fuel injected in the main injection is good. It is possible to determine whether there is any ignition delay.
  • the method for determining whether or not the combustion state has deteriorated by setting the end point of the inspection target period to a predetermined crank angle position is not only for combustion in main injection but also for combustion in pilot injection. Is also applicable.
  • the inspection target period in this modification is a case where pilot injection and main injection are executed, and when the heat generation rate waveform in pilot injection and the heat generation rate waveform in main injection overlap, that is, pilot injection
  • pilot injection When the combustion of the fuel injected by the main injection is started before the combustion of the fuel injected by the fuel injection is completed, the combustion of the fuel injected by the main injection ends from the start of the combustion of the fuel injected by the pilot injection. It is set to the period until the time.
  • FIG. 12 is a diagram showing a heat release rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining the combustion state evaluation method when the inspection target period is set in this way.
  • the period from timing T3 (the time when combustion of fuel injected by pilot injection starts) to timing T4 (the time when combustion of fuel injected by main injection ends) in FIG. 12 is set as the inspection target period.
  • the combustion of the fuel injected by pilot injection and the combustion of the fuel injected by main injection are treated as one continuous combustion, and the fuel injected by pilot injection is injected by main injection from the start of combustion.
  • the reference heat generation efficiency is defined using the period until the end of fuel combustion as the inspection target period, the actual heat generation efficiency is calculated, and the combustion state is evaluated by comparing these.
  • the reference heat generation efficiency in this case is also defined as 30 J / mm 3 .
  • the inspection target period in this modification is when pilot injection and main injection are executed, and when the heat generation rate waveform in pilot injection and the heat generation rate waveform in main injection are independent of each other, pilot injection
  • the period from the start of combustion of the fuel injected at the start to the end of combustion is set as the inspection target period for pilot injection, and the period from the start of combustion of the fuel injected by the main injection to the end of combustion is set as the inspection target period for the main injection. Is set as
  • FIG. 13 is a diagram showing a heat generation rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining the combustion state evaluation method when the inspection target period is set in this way.
  • a period from timing T5 (combustion start time of fuel injected by pilot injection) to timing T6 (combustion end time of fuel injected by pilot injection) in FIG. 13 is set as a test target period for pilot injection.
  • timing T6 combustion start time of fuel injected by main injection; in this case, the combustion end time of fuel injected by pilot injection coincides with the combustion start time of fuel injected by main injection
  • To timing T7 (the time point when the combustion of the fuel injected in the main injection ends) is set as the inspection target period for the main injection.
  • the reference heat generation efficiency in each of the inspection period for pilot injection and the inspection period for main injection is also defined as 30 J / mm 3 .
  • the actual heat generation efficiency in the inspection target period for pilot injection is the amount of heat generated during the combustion period of fuel injected by pilot injection (during the period from timing T5 to timing T6). It is a value divided by the amount of fuel corresponding to the command value.
  • the actual heat generation efficiency in the inspection target period for main injection is the amount of heat generated during the combustion period of fuel injected by main injection (during the period from timing T6 to timing T7). It is a value divided by the amount of fuel corresponding to the command value.
  • the inspection target period in this modification is a case where the end point is set to a predetermined crank angle position, and the reference heat generation efficiency is set to a value smaller than 30 J / mm 3 .
  • a time point 18 degrees after compression top dead center (ATDC 18 °) with respect to the combustion period of the fuel injected in the main injection is set as the end time point of the inspection target period.
  • the start point of the inspection target period is the combustion start point of fuel injected by main injection (timing T1 in FIG. 14), and the end point of the inspection target period is 18 degrees after compression top dead center (ATDC 18 °;
  • FIG. 14 is a diagram showing a heat release rate waveform and a fuel injection rate waveform for explaining a combustion state evaluation method in the case of timing T8) in FIG.
  • the maximum value of the heat generation amount per unit volume of the fuel is 30 J / mm 3 (reference heat generation when the entire combustion period is the inspection target period (the inspection target period shown in FIG. 5)). It is set as a value lower than (efficiency). This is because the heat generation efficiency can be obtained by dividing the amount of heat generated during the inspection target period by the amount of fuel corresponding to the fuel injection amount command value.
  • the maximum value of heat generated per unit volume of fuel (reference heat generation efficiency) is 30 J / mm
  • the value is lower than 3 . For example, it is set as 25 J / mm 3 .
  • This value is set by multiplying the reference heat generation efficiency (30 J / mm 3 ) when the entire period of the combustion period is the inspection target period by a predetermined ratio. For example, it is obtained by multiplying the ratio of the heat generation amount in the inspection target period to the heat generation amount in the entire combustion period when ideal combustion is performed. Further, it may be obtained by experiments or simulations.
  • the reference heat generation efficiency at the time when 18 degrees after the compression top dead center is reached is obtained in advance.
  • the reference heat generation efficiency is compared with the actual heat generation efficiency, and the actual heat generation efficiency is within a preset allowable range for 25 J / mm 3 (for example, 20 J / mm 3 ⁇ actual heat generation efficiency ⁇ 25 J / mm If it is 3 ), it can be judged that the combustion is an ideal combustion. In other words, the combustion state is evaluated based on whether or not the actual heat generation efficiency is within this allowable range (whether or not the deviation from the reference heat generation efficiency is within the allowable range). Become.
  • the fuel injection amount increase correction is performed, and this fuel injection amount increase correction is performed.
  • the fuel injection amount is decreased and the introduced oxygen amount is increased.
  • the fuel injection amount reduction correction is performed.
  • the acquisition timing of the actual heat generation efficiency can be obtained at an early stage, and the presence or absence of combustion deterioration in the combustion chamber 3 It is possible to make an early determination.
  • the method for determining whether or not the combustion state has deteriorated by setting the end point of the inspection target period to a predetermined crank angle position is not only for combustion in main injection but also for combustion in pilot injection. Is also applicable.
  • the inspection target period in this modification is a case where the start time is set to a predetermined crank angle position, and the reference heat generation efficiency is set to a value smaller than 30 J / mm 3 .
  • a time point 8 degrees after compression top dead center (ATDC 8 °) with respect to the combustion period of the fuel injected in the main injection is set as the start time point of the inspection target period.
  • the maximum value (reference heat generation efficiency) of the heat generation amount per unit volume of fuel in the inspection target period in this case is set as a value lower than 30 J / mm 3 .
  • this value is also set by multiplying the reference heat generation efficiency (30 J / mm 3 ) when a whole period of the combustion period is the inspection target period by a predetermined ratio. For example, it is obtained by multiplying the ratio of the heat generation amount in the inspection target period to the heat generation amount in the entire combustion period when ideal combustion is performed. Further, it may be obtained by experiments or simulations.
  • the method of determining the presence or absence of deterioration of the combustion state by setting the start point of the inspection target period to a predetermined crank angle position in this way is not only for combustion in main injection but also for combustion in pilot injection. Is also applicable.
  • the inspection target period in this modification is a case where the start time point and the end time point are set to predetermined crank angle positions, and the reference heat generation efficiency is set to a value smaller than 30 J / mm 3. .
  • the time point of 8 degrees after compression top dead center (ATDC 8 °) is set as the start point of the inspection target period, and 18 degrees after compression top dead center.
  • the time point (ATDC 18 °) is set as the end point of the inspection target period.
  • the start time of the examination target period is 8 degrees after compression top dead center (ATDC 8 °; timing T9 in FIG. 16), and the end time of the examination target period is 18 degrees after compression top dead center (ATDC 18 °; FIG. 16).
  • the maximum amount of heat generated per unit volume of fuel Is set as a value lower than 30 J / mm 3 .
  • the reference heat generation efficiency 30 J / mm 3
  • This value is also set by multiplying the reference heat generation efficiency (30 J / mm 3 ) when the entire combustion period is the inspection target period by a predetermined ratio. For example, it is obtained by multiplying the ratio of the heat generation amount in the inspection target period to the heat generation amount in the entire combustion period when ideal combustion is performed. Further, it may be obtained by experiments or simulations.
  • the reference heat generation efficiency in the inspection target period is obtained in advance, and the reference heat generation efficiency is compared with the actual heat generation efficiency. If the actual heat generation efficiency is within a preset allowable range for 20 J / mm 3 (for example, 15 J / mm 3 ⁇ actual heat generation efficiency ⁇ 20 J / mm 3 ), the combustion is ideal. It can be judged that it is combustion. In other words, the combustion state is evaluated based on whether or not the actual heat generation efficiency is within this allowable range (whether or not the deviation from the reference heat generation efficiency is within the allowable range). Become.
  • the method of determining the presence or absence of deterioration of the combustion state by setting the start time point and the end time point of the inspection target period to the predetermined crank angle position in this way is not only in the combustion in the main injection but also in the pilot injection. It can also be applied to combustion.
  • the maximum value of the amount of generated heat per unit volume of fuel in the inspection target period is set as the reference heat generation efficiency, and this is set as the reference value for evaluating the combustion state.
  • the actual amount of heat generated per unit volume of fuel during the inspection target period was defined as the actual heat generation efficiency, and this was the actual value for evaluating the combustion state.
  • the “reference heat generation amount” obtained by multiplying the reference heat generation efficiency by the fuel injection amount commanded by the fuel injection amount command value is used to evaluate the combustion state. It is defined as a reference value, and the combustion state is evaluated by comparing the reference heat generation amount with the heat amount actually generated in the inspection target period (actual heat generation amount).
  • the reference heat generation amount is calculated based on the reference heat generation efficiency, it is calculated as a quantitative value corresponding to the fuel injection amount regardless of the type of engine. For this reason, it is not necessary to prescribe the combustion condition evaluation criteria individually for each type of engine and each fuel injection amount, and systematic combustion state evaluation criteria common to various engines and various fuel injection amounts are not required. It becomes possible to establish.
  • the start time of the inspection target period is defined as the start time of the combustion period.
  • the present invention is not limited to this, and the fuel injection start time may be defined as the start time of the inspection target period.
  • the timing T0 in FIG. 5 is defined as the start time of the inspection target period.
  • NSR catalyst 75 and the DPNR catalyst 76 are provided as the manipulator 77 in the embodiment and the modification described above, the NSR catalyst 75 and a DPF (Diesel Particle Filter) may be provided.
  • DPF Diesel Particle Filter
  • the presence or absence of combustion deterioration is determined based on the amount of heat generated per unit volume of fuel.
  • the present invention can be applied to combustion control for optimizing the amount of heat generated in a combustion chamber in a common rail in-cylinder direct injection multi-cylinder diesel engine mounted on an automobile.

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Abstract

燃焼室（３）内において理想的な燃焼が行われている際におけるその燃焼期間での燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値である基準熱発生効率と、その燃焼期間において実際に燃焼室（３）内で燃料が燃焼している場合の燃料の単位体積当たりの発生熱量である実熱発生効率とを比較する。基準熱発生効率に対して実熱発生効率が低くその乖離量が所定量以上である場合には燃焼状態が悪化していると判断して燃料噴射量の増量補正を行う。基準熱発生効率に対して実熱発生効率が高い場合には燃料噴射量指令値に対して実際に噴射された燃料量が多くなっていると判断して燃料噴射量の減量補正を行う。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は、ディーゼルエンジンに代表される圧縮自着火式の内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明は、燃焼室内での燃焼状態の悪化の有無を判定する手法の改良、及び、燃焼状態悪化時に燃焼状態の改善を図るための対策に関する。
　従来、自動車用エンジン等として使用されるディーゼルエンジン（以下、単にエンジンと呼ぶ場合もある）において、燃焼室内での燃焼の安定性、発生トルク、燃料消費率等が適正に得られているか否かを判断するために、燃焼状態の評価を行うことが提案されている（下記の特許文献１及び特許文献２）。
　この燃焼状態の評価手法として具体的には、燃焼室内での熱発生率（クランク軸の単位回転角度当たりの熱発生量）の変化である熱発生率波形や、燃料噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）の変化である燃料噴射率波形を用い、これら波形が理想的な波形となっているか否かを判断することで燃焼室内での燃焼状態を評価するようにしていた。
　例えば、特許文献１には、筒内圧センサの出力信号に基づいて燃焼室内での燃焼に伴う熱発生率を計算し、この熱発生率の変化を示す熱発生率波形を利用して熱発生率のピーク値を求めることで、燃焼状態の評価を行うことが開示されている。また、特許文献２には、燃焼室内の圧力に基づいて逐次求められる熱発生率から、燃料の着火時期、熱発生率のピーク値、熱発生率積分値（発生した熱量を累積した絶対量）を求めることで、燃焼状態の評価を行うことが開示されている。そして、燃焼状態の悪化が生じていると判断された場合には、燃料噴射形態を補正することにより燃焼状態の改善を図るようにしている。
特開２００６－１８３４６６号公報 特開平１１－１７３２０１号公報
　このように、従来では、熱発生率波形等を用い、燃焼室内での燃焼状態を逐次モニタしながら、つまり、燃焼室内での熱発生量（燃焼室内で発生している熱の絶対量）をモニタしながら燃焼状態を評価していた。即ち、熱発生率波形を作成し、予め作成した理想的な熱発生率波形との対比（パターンマッチング）により燃焼状態を評価していたため、この燃焼状態の評価に要する工数が多大となっていた。
　また、理想的な熱発生率波形と実際の熱発生率波形とを対比して燃焼状態が悪化しているか否かを判断するためには、理想的な熱発生率波形に対して実際の熱発生率波形がどのように相違しておれば燃焼状態が悪化していると判定できるのかといった判定基準を予め規定しておく必要があるが、波形同士を対比する場合に、その判定基準を設定することは難しく、様々な燃焼パターンを解析しながら、その判定基準を設定していく必要があるため、この判定基準の作成にも多大な労力が必要であった。
　更には、エンジンの種類毎及び燃料噴射量毎に個別に燃焼状態の評価基準を規定しておく必要がある。言い換えると、エンジンの種類毎及び燃料噴射量毎に個別に理想的な熱発生率波形を設定し、この理想的な熱発生率波形に対して実際の熱発生率波形がどのように相違しておれば燃焼状態が悪化していると判定できるのかといった判定基準をエンジンの種類毎及び燃料噴射量毎に規定しておく必要がある。このように、これまで、種々のエンジン及び各燃料噴射量に共通した体系的な燃焼状態の評価基準については未だ確立されておらず、この体系的な燃焼状態の評価基準（燃焼状態の評価を行うために定量化された指標）の提案が求められていた。つまり、燃焼状態を評価するための基準値の定量化が求められていた。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮自着火式の内燃機関における燃焼状態の評価が容易に行えると共に、その評価に基づいて燃焼状態が悪化していると判定された場合にはその燃焼状態の改善を図ることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
　－課題の解決原理－
　上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、燃焼室内において理想的な燃焼が行われている場合における検査対象期間での燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値（以下、基準熱発生効率と呼ぶ場合もある）と、その検査対象期間において実際に燃焼室内で燃料が燃焼している場合の燃料の単位体積当たりの発生熱量（以下、実熱発生効率と呼ぶ場合もある）とを比較し、基準熱発生効率に対して実熱発生効率が低くその乖離量が所定量以上である場合には燃焼状態が悪化していると判断して燃料噴射量の増量補正等の補正動作を実行する。一方、基準熱発生効率に対して実熱発生効率が高い場合には燃料噴射量指令値に対して実際に噴射された燃料量が多くなっていると判断して燃料噴射量の減量補正を行うようにしている。
　－解決手段－
　具体的に、本発明は、燃料噴射量指令値に従って燃料噴射弁から燃焼室内に向けて噴射された燃料の自着火による燃焼を行う圧縮自着火式の内燃機関の制御装置を前提とする。この内燃機関の制御装置に対し、上記噴射された燃料の燃焼期間の少なくとも一部を含む所定の検査対象期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値である基準熱発生効率と、上記検査対象期間において実際に発生した熱量を上記燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量で除算した値である実熱発生効率とを比較し、この基準熱発生効率に対する実熱発生効率の乖離量に基づいて燃焼室内での燃焼悪化の有無を判定する燃焼悪化判定手段を設けている。
　ここで、「噴射された燃料の燃焼期間の少なくとも一部を含む所定の検査対象期間」とは、例えば１回の燃料噴射が実行された場合に、この噴射された燃料の燃焼開始から燃焼終了までの全期間を検査対象期間として設定する場合や、この燃料の燃焼開始から燃焼終了までの期間のうちの一部の期間を検査対象期間として設定する場合の両方を含む概念である。この場合、噴射された燃料の燃焼開始から燃焼終了までの全期間を検査対象期間として設定した場合の基準熱発生効率に対し、噴射された燃料の燃焼開始から燃焼終了までの期間のうちの一部の期間を検査対象期間として設定した場合の基準熱発生効率の方が小さく設定されることになる。
　燃焼室内において理想的な燃焼が行われている場合、検査対象期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量は最大値（基準熱発生効率）となり、その最大値は、燃料噴射量や燃料噴射タイミングが異なっても上記検査対象期間で燃焼する燃料量が一定であれば不変である。このため、この検査対象期間における実際の燃焼における燃料の単位体積当たりの発生熱量（検査対象期間において実際に発生した熱量を燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量で除算した値）により得られた実熱発生効率が、上記基準熱発生効率からどの程度乖離しているかを判断することにより、燃焼室内での燃焼状態の悪化の有無が判定できる。このような判定手法によれば、内燃機関の種類毎及び燃料噴射量毎に個別に燃焼状態の評価基準を規定しておく必要がなくなり、種々の内燃機関及び各燃料噴射量に共通した体系的な燃焼状態の評価基準を確立することが可能となる。このため、燃焼状態の評価基準の定量化を図ることができて、評価動作の簡素化を図ることができる。
　また、基準熱発生効率と実熱発生効率との比較（数値同士の比較）により燃焼室内での燃焼状態の悪化の有無を判定することができるため、従来の熱発生率波形同士の比較（パターンマッチング）によって燃焼状態を評価するものに対して、比較的簡単な演算により燃焼状態の評価が可能になり、また、燃焼状態の悪化の有無を判定する判定基準の設定も容易である。
　また、上記検査対象期間としては、上記燃焼期間の全期間として設定してもよいし、燃焼期間の一部の期間として設定してもよい。
　そして、上記検査対象期間を、上記燃焼期間の全期間として設定する場合、上記基準熱発生効率を、上記燃焼期間の全期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値とする一方、上記実熱発生効率を、上記燃焼期間の全期間において実際に発生した熱量を上記燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量で除算した値とする。
　一方、上記検査対象期間を、上記燃焼期間の一部の期間として設定する場合、上記基準熱発生効率を、上記燃焼期間の全期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値に対して所定の比率を乗算した値として規定する一方、上記実熱発生効率を、上記検査対象期間において実際に発生した熱量を上記燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量で除算した値とする。
　このように検査対象期間を上記燃焼期間の一部の期間として設定する場合、燃焼期間の一部の期間を対象として上記実熱発生効率の算出が行われるため、演算の簡素化が図れる。また、検査対象期間を燃焼期間の比較的早期の期間に設定した場合には、実熱発生効率の取得時期を早期に得ることができて、燃焼室内での燃焼悪化の有無の判定を早期に行うことが可能になる。
　燃焼室内での燃焼状態が悪化していると判定された場合の燃焼状態の改善を行う構成としては以下のものが挙げられる。
　上記基準熱発生効率に対する実熱発生効率の乖離量が所定の閾値を超えており、上記燃焼悪化判定手段が、燃焼室内での燃焼状態が悪化していると判定した場合、燃料噴射形態の補正を行う補正手段を設けている。
　この補正手段の具体構成としては、上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が小さく、その乖離量が所定の閾値を超えていることで上記燃焼悪化判定手段が、燃焼室内での燃焼状態が悪化していると判定した場合には、燃料噴射量の増量補正を行うようにしている。
　また、上記燃料噴射量の増量補正を行っても燃焼状態の悪化が改善されない場合、上記増量した燃料噴射量に対して減量補正を行うと共に、燃焼室内への導入酸素量の増量補正を行う構成としている。
　一方、補正手段は、上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が大きい場合には、燃料噴射量の減量補正を行う構成としている。
　先ず、上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が小さく、その乖離量が所定の閾値を超えている場合には、燃焼室内での温度条件の悪化（燃焼室内温度の未達成等）が原因である可能性がある。このため、この場合には、先ず、燃料噴射量の増量補正を行って燃焼状態の改善を図る。この燃料噴射量の増量補正を行っても燃焼状態が改善しない、つまり、基準熱発生効率に対して実熱発生効率が小さい場合には、燃焼室内でのガス条件の悪化（酸素量の不足）が原因である可能性が高い。このため、この場合には、上記増量した燃料噴射量に対して減量補正を行うと共に、燃焼室内への導入酸素量の増量補正を行う。これにより、燃焼室内の環境条件が改善され（酸素量の不足が解消され）燃焼状態の改善が図れることになる。
　一方、上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が大きい場合には、燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量に対して実際に噴射された燃料量が多いと判断し、燃料噴射量の減量補正を行う。つまり、燃料噴射量指令値に対して実際に噴射された燃料量が少ない場合には上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が小さくなる。また、燃料噴射量指令値に応じた適正な量の燃料が噴射された場合であっても燃焼室内での環境条件が悪化している場合には上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が小さくなる。つまり、上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が大きくなっている状況は、燃料噴射量指令値に対して実際に噴射された燃料量が多くなっている可能性が高い。このため、この場合には、燃料噴射量の減量補正を行い、燃料噴射量を適正な量に近付けるようにする。
　上記検査対象期間としては種々の期間が設定可能である。
　先ず、上記燃料噴射弁から燃焼室内に向けての燃料噴射として、少なくとも、主噴射（第２噴射）と、この主噴射に先立って行われる副噴射（第１噴射）とが実行される場合において、上記検査対象期間を、副噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点から主噴射によって噴射された燃料の燃焼終了時点までの期間、または、この期間の一部の期間として設定することが挙げられる。
　このように複数回の噴射が行われる場合であっても、燃焼室内において理想的な燃焼が行われている場合には、副噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点から主噴射によって噴射された燃料の燃焼終了時点までの期間、または、この期間の一部の期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量は最大値となり、この最大値は、燃料噴射量や燃料噴射タイミングが異なっても不変である。このため、この場合にも上記実熱発生効率が基準熱発生効率からどの程度乖離しているかを判断することにより、燃焼室内での燃焼状態の悪化の有無が判定可能である。
　また、上記燃料噴射弁から燃焼室内に向けての燃料噴射として、少なくとも、主噴射と、この主噴射に先立って行われる副噴射とが実行される場合において、上記検査対象期間を、副噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となった後に主噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が生じる状況において、副噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点からこの副噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となるまでの期間、または、この期間の一部の期間として設定することが挙げられる。
　また、上記燃料噴射弁から燃焼室内に向けての燃料噴射として、少なくとも、主噴射と、この主噴射に先立って行われる副噴射とが実行される場合において、上記検査対象期間を、副噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となった後に主噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が生じる状況において主噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点からこの主噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となるまでの期間、または、この期間の一部の期間として設定することが挙げられる。
　このように複数回の噴射が行われる際に、副噴射で噴射された燃料の燃焼による熱発生量が一旦「０」となった後に、主噴射で噴射された燃料の燃焼による熱発生量が生じる場合には、それぞれの燃焼状態を個別に評価することが可能になる。つまり、副噴射で噴射された燃料の燃焼による予熱量の評価と、主噴射で噴射された燃料の燃焼による発生トルクの評価とを同一の燃焼行程中に行うことが可能になる。
　本発明では、検査対象期間において目標とする燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値により規定された「基準値」と、上記検査対象期間において実際に発生した熱量を燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量で除算した値により得られた「実値」とを比較することで燃焼室内での燃焼悪化の有無を判定するようにしている。このため、内燃機関の種類毎及び燃料噴射量毎に個別に燃焼状態の評価基準を規定しておく必要がなくなり、種々の内燃機関及び各燃料噴射量に共通した体系的な燃焼状態の評価基準を確立することが可能となる。また、熱発生率波形同士の比較（パターンマッチング）によって燃焼状態を評価するものに対し、比較的簡単な演算により燃焼状態の評価が可能になる。
図１は、実施形態に係るエンジン及びその制御系統の概略構成を示す図である。 図２は、ディーゼルエンジンの燃焼室及びその周辺部を示す断面図である。 図３は、ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 図４は、燃焼行程時の熱発生率（クランク軸の単位回転角度当たりの熱発生量）の変化及び燃料噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）の変化をそれぞれ示す波形図である。 図５は、燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形の一例を示す図である。 図６は、種々の燃料噴射量で燃焼室内において燃焼を行わせた場合の実験結果を示しており、図６（ａ）は各燃料噴射量毎の熱発生率波形及び燃料噴射率波形を、図６（ｂ）は燃料噴射量と熱発生効率（燃料の単位体積当たりの発生熱量）との関係をそれぞれ示す図である。 図７は、種々の燃料噴射圧力で燃焼室内において燃焼を行わせた場合の実験結果を示しており、図７（ａ）は各燃料噴射圧力毎の熱発生率波形及び燃料噴射率波形を、図７（ｂ）は燃料噴射圧力と熱発生効率との関係をそれぞれ示す図である。 図８は、種々の燃料噴射タイミングで燃焼室内において燃焼を行わせた場合の実験結果を示しており、図８（ａ）は各燃料噴射タイミング毎の熱発生率波形及び燃料噴射率波形を、図８（ｂ）は燃料噴射タイミングと熱発生効率との関係をそれぞれ示す図である。 図９は、種々の酸素過剰率で燃焼室内において燃焼を行わせた場合の実験結果を示しており、図９（ａ）は各酸素過剰率毎の熱発生率波形及び燃料噴射率波形を、図９（ｂ）は酸素過剰率と熱発生効率との関係をそれぞれ示す図である。 図１０は、燃焼状態の評価に応じた燃焼状態改善動作の手順を示すフローチャート図である。 図１１は、変形例１に係る検査対象期間での燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形の一例を示す図である。 図１２は、変形例２に係る検査対象期間での燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形の一例を示す図である。 図１３は、変形例３に係る検査対象期間での燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形の一例を示す図である。 図１４は、変形例４に係る検査対象期間での燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形の一例を示す図である。 図１５は、変形例５に係る検査対象期間での燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形の一例を示す図である。 図１６は、変形例６に係る検査対象期間での燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形の一例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒（例えば直列４気筒）ディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。
　－エンジンの構成－
　先ず、本実施形態に係るディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の概略構成について説明する。図１は本実施形態に係るエンジン１及びその制御系統の概略構成図である。また、図２は、ディーゼルエンジンの燃焼室３及びその周辺部を示す断面図である。
　図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、燃料供給系２、燃焼室３、吸気系６、排気系７等を主要部とするディーゼルエンジンシステムとして構成されている。
　燃料供給系２は、サプライポンプ２１、コモンレール２２、インジェクタ（燃料噴射弁）２３、遮断弁２４、燃料添加弁２６、機関燃料通路２７、添加燃料通路２８等を備えて構成されている。
　上記サプライポンプ２１は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした後、機関燃料通路２７を介してコモンレール２２に供給する。コモンレール２２は、サプライポンプ２１から供給された高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各インジェクタ２３に分配する。インジェクタ２３は、その内部に圧電素子（ピエゾ素子）を備え、適宜開弁して燃焼室３内に燃料を噴射供給するピエゾインジェクタにより構成されている。このインジェクタ２３からの燃料噴射制御の詳細については後述する。
　また、上記サプライポンプ２１は、燃料タンクから汲み上げた燃料の一部を、添加燃料通路２８を介して燃料添加弁２６に供給する。添加燃料通路２８には、緊急時において添加燃料通路２８を遮断して燃料添加を停止するための上記遮断弁２４が備えられている。
　また、上記燃料添加弁２６は、ＥＣＵ１００による添加制御動作によって排気系７への燃料添加量が目標添加量（排気Ａ／Ｆが目標Ａ／Ｆとなるような添加量）となるように、また、燃料添加タイミングが所定タイミングとなるように開弁時期が制御される電子制御式の開閉弁により構成されている。つまり、この燃料添加弁２６から所望の燃料が適宜のタイミングで排気系７（排気ポート７１から排気マニホールド７２）に噴射供給される構成となっている。
　吸気系６は、シリンダヘッド１５（図２参照）に形成された吸気ポート１５ａに接続される吸気マニホールド６３を備え、この吸気マニホールド６３に、吸気通路を構成する吸気管６４が接続されている。また、この吸気通路には、上流側から順にエアクリーナ６５、エアフローメータ４３、スロットルバルブ（吸気絞り弁）６２が配設されている。上記エアフローメータ４３は、エアクリーナ６５を介して吸気通路に流入される空気量に応じた電気信号を出力するようになっている。
　また、この吸気系６には、燃焼室３内でのスワール流（水平方向の旋回流）を可変とするためのスワールコントロールバルブ（スワール速度可変機構）６６が備えられている（図２参照）。具体的に、上記吸気ポート１５ａとしては、ノーマルポート及びスワールポートの２系統が各気筒毎に備えられており、そのうち図２に示されているノーマルポート１５ａに、開度調整可能なバタフライバルブで成るスワールコントロールバルブ６６が配置されている。このスワールコントロールバルブ６６には図示しないアクチュエータが連繋されており、このアクチュエータの駆動によって調整されるスワールコントロールバルブ６６の開度に応じてノーマルポート１５ａを通過する空気の流量が変更できるようになっている。そして、スワールコントロールバルブ６６の開度が大きいほど、ノーマルポート１５ａから気筒内に吸入される空気量が増加する。このため、スワールポート（図２では図示省略）により発生したスワールは相対的に弱まり、気筒内は低スワール（スワール速度が低い状態）となる。逆に、スワールコントロールバルブ６６の開度が小さいほど、ノーマルポート１５ａから気筒内に吸入される空気量が減少する。このため、スワールポートにより発生したスワールは相対的に強められ、気筒内は高スワール（スワール速度が高い状態）となる。
　排気系７は、シリンダヘッド１５に形成された上記排気ポート７１に接続される排気マニホールド７２を備え、この排気マニホールド７２に対して、排気通路を構成する排気管７３，７４が接続されている。また、この排気通路には、ＮＯｘ吸蔵触媒（ＮＳＲ触媒：ＮＯｘ　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ触媒）７５及びＤＰＮＲ触媒（Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ－ＮＯｘ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ触媒）７６を備えたマニバータ（排気浄化装置）７７が配設されている。以下、これらＮＳＲ触媒７５及びＤＰＮＲ触媒７６について説明する。
　ＮＳＲ触媒７５は、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒であって、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を担体とし、この担体上に例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）のようなアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）のようなアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のような希土類と、白金（Ｐｔ）のような貴金属とが担持された構成となっている。
　このＮＳＲ触媒７５は、排気中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸蔵し、排気中の酸素濃度が低く、かつ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ2若しくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ2やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ2となる。また、ＨＣやＣＯは、ＮＯ2やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ2ＯやＣＯ2となる。即ち、ＮＳＲ触媒７５に導入される排気中の酸素濃度やＨＣ成分を適宜調整することにより、排気中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを浄化することができるようになっている。本実施形態のものでは、この排気中の酸素濃度やＨＣ成分の調整を上記燃料添加弁２６からの燃料添加動作によって行うことが可能となっている。
　一方、ＤＰＮＲ触媒７６は、例えば多孔質セラミック構造体にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持させたものであり、排気ガス中のＰＭは多孔質の壁を通過する際に捕集される。また、排気ガスの空燃比がリーンの場合、排気ガス中のＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵され、空燃比がリッチになると、吸蔵したＮＯｘは還元・放出される。さらに、ＤＰＮＲ触媒７６には、捕集したＰＭを酸化・燃焼する触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とする酸化触媒）が担持されている。
　ここで、ディーゼルエンジンの燃焼室３及びその周辺部の構成について、図２を用いて説明する。この図２に示すように、エンジン本体の一部を構成するシリンダブロック１１には、各気筒（４気筒）毎に円筒状のシリンダボア１２が形成されており、各シリンダボア１２の内部にはピストン１３が上下方向に摺動可能に収容されている。
　ピストン１３の頂面１３ａの上側には上記燃焼室３が形成されている。つまり、この燃焼室３は、シリンダブロック１１の上部にガスケット１４を介して取り付けられたシリンダヘッド１５の下面と、シリンダボア１２の内壁面と、ピストン１３の頂面１３ａとにより区画形成されている。そして、ピストン１３の頂面１３ａの略中央部には、キャビティ（凹陥部）１３ｂが凹設されており、このキャビティ１３ｂも燃焼室３の一部を構成している。
　尚、このキャビティ１３ｂの形状としては、その中央部分（シリンダ中心線Ｐ上）では凹陥寸法が小さく、外周側に向かうに従って凹陥寸法が大きくなっている。つまり、図２に示すようにピストン１３が圧縮上死点付近にある際、このキャビティ１３ｂによって形成される燃焼室３としては、中央部分では比較的容積の小さい狭小空間とされ、外周側に向かって次第に空間が拡大される（拡大空間とされる）構成となっている。
　上記ピストン１３は、コネクティングロッド１８の小端部１８ａがピストンピン１３ｃにより連結されており、このコネクティングロッド１８の大端部はエンジン出力軸であるクランクシャフトに連結されている。これにより、シリンダボア１２内でのピストン１３の往復移動がコネクティングロッド１８を介してクランクシャフトに伝達され、このクランクシャフトが回転することでエンジン出力が得られるようになっている。また、燃焼室３に向けてグロープラグ１９が配設されている。このグロープラグ１９は、エンジン１の始動直前に電流が流されることにより赤熱し、これに燃料噴霧の一部が吹きつけられることで着火・燃焼が促進される始動補助装置として機能する。
　上記シリンダヘッド１５には、燃焼室３へ空気を導入する上記吸気ポート１５ａと、燃焼室３から排気ガスを排出する上記排気ポート７１とがそれぞれ形成されていると共に、吸気ポート１５ａを開閉する吸気バルブ１６及び排気ポート７１を開閉する排気バルブ１７が配設されている。これら吸気バルブ１６及び排気バルブ１７はシリンダ中心線Ｐを挟んで対向配置されている。つまり、本エンジン１はクロスフロータイプとして構成されている。また、シリンダヘッド１５には、燃焼室３の内部へ直接的に燃料を噴射する上記インジェクタ２３が取り付けられている。このインジェクタ２３は、シリンダ中心線Ｐに沿う起立姿勢で燃焼室３の略中央上部に配設されており、上記コモンレール２２から導入される燃料を燃焼室３に向けて所定のタイミングで噴射するようになっている。
　更に、図１に示す如く、このエンジン１には、過給機（ターボチャージャ）５が設けられている。このターボチャージャ５は、タービンシャフト５１を介して連結されたタービンホイール５２及びコンプレッサホイール５３を備えている。コンプレッサホイール５３は吸気管６４内部に臨んで配置され、タービンホイール５２は排気管７３内部に臨んで配置されている。このためターボチャージャ５は、タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといった所謂過給動作を行うようになっている。本実施形態におけるターボチャージャ５は、可変ノズル式ターボチャージャであって、タービンホイール５２側に可変ノズルベーン機構（図示省略）が設けられており、この可変ノズルベーン機構の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。
　吸気系６の吸気管６４には、ターボチャージャ５での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ６１が設けられている。
　このインタークーラ６１よりも更に下流側に設けられた上記スロットルバルブ６２は、その開度を無段階に調整することができる電子制御式の開閉弁であり、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整（低減）する機能を有している。
　また、エンジン１には、吸気系６と排気系７とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）８が設けられている。このＥＧＲ通路８は、排気の一部を適宜吸気系６に還流させて燃焼室３へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるものである。また、このＥＧＲ通路８には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲバルブ８１と、ＥＧＲ通路８を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ８２とが設けられている。これらＥＧＲ通路８、ＥＧＲバルブ８１、ＥＧＲクーラ８２等によってＥＧＲ装置（排気還流装置）が構成されている。
　－センサ類－
　エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。
　例えば、上記エアフローメータ４３は、吸気系６内のスロットルバルブ６２上流において吸入空気の流量（吸入空気量）に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ４９は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。吸気圧センサ４８は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆ（空燃比）センサ４４は、排気系７のマニバータ７７の下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ４５は、同じく排気系７のマニバータ７７の下流において排気ガスの温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ４１はコモンレール２２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ４２はスロットルバルブ６２の開度を検出する。
　－ＥＣＵ－
　ＥＣＵ１００は、図３に示すように、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップＲＡＭ１０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
　以上のＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及びバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５及び出力インターフェース１０６と接続されている。
　入力インターフェース１０５には、上記レール圧センサ４１、スロットル開度センサ４２、エアフローメータ４３、Ａ／Ｆセンサ４４、排気温センサ４５、吸気圧センサ４８、吸気温センサ４９が接続されている。さらに、この入力インターフェース１０５には、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号を出力する水温センサ４６、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ４７、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力するクランクポジションセンサ４０、外気の圧力を検出する外気圧センサ４Ａ、及び、筒内圧力を検出する筒内圧センサ４Ｂなどが接続されている。
　一方、出力インターフェース１０６には、上記サプライポンプ２１、インジェクタ２３、燃料添加弁２６、スロットルバルブ６２、スワールコントロールバルブ６６、及び、ＥＧＲバルブ８１などが接続されている。また、出力インターフェース１０６には、その他に、上記ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構に備えられたアクチュエータ（図示省略）も接続されている。
　そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサからの出力、その出力値を利用する演算式により求められた演算値、または、上記ＲＯＭ１０２に記憶された各種マップに基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。
　例えば、ＥＣＵ１００は、インジェクタ２３の燃料噴射制御として、パイロット噴射（副噴射）とメイン噴射（主噴射）とを実行する。
　上記パイロット噴射は、インジェクタ２３からのメイン噴射に先立ち、予め少量の燃料を噴射する動作である。また、このパイロット噴射は、メイン噴射による燃料の着火遅れを抑制し、安定した拡散燃焼に導くための噴射動作であって、副噴射とも呼ばれる。また、本実施形態におけるパイロット噴射は、上述したメイン噴射による初期燃焼速度を抑制する機能ばかりでなく、気筒内温度を高める予熱機能をも有するものとなっている。つまり、このパイロット噴射の実行後、燃料噴射を一旦中断し、メイン噴射が開始されるまでの間に圧縮ガス温度（気筒内温度）を十分に高めて燃料の自着火温度（例えば１０００Ｋ）に到達させるようにし、これによってメイン噴射で噴射される燃料の着火性を良好に確保するようにしている。
　上記メイン噴射は、エンジン１のトルク発生のための噴射動作（トルク発生用燃料の供給動作）である。このメイン噴射での噴射量は、基本的には、エンジン回転数、アクセル操作量、冷却水温度、吸気温度等の運転状態に応じ、要求トルクが得られるように決定される。例えば、エンジン回転数（クランクポジションセンサ４０の検出値に基づいて算出されるエンジン回転数）が高いほど、また、アクセル操作量（アクセル開度センサ４７により検出されるアクセルペダルの踏み込み量）が大きいほど（アクセル開度が大きいほど）エンジン１のトルク要求値としては高く得られ、それに応じてメイン噴射での燃料噴射量としても多く設定されることになる。また、上記パイロット噴射によって気筒内の予熱が十分に行われている場合には、メイン噴射で噴射された燃料は、直ちに自着火温度以上の温度環境下に晒されて熱分解が進み、噴射後は直ちに燃焼が開始されることになる。
　具体的に、ディーゼルエンジンにおける燃料の着火遅れとしては、物理的着火遅れと化学的着火遅れとがある。物理的着火遅れは、燃料液滴の蒸発・混合に要する時間であり、燃焼場のガス温度に左右される。一方、化学的着火遅れは、燃料蒸気の化学的結合・分解かつ酸化発熱に要する時間である。そして、上述した如く気筒内の予熱が十分になされている状況では上記物理的着火遅れを最小限に抑えることができ、その結果、着火遅れも最小限に抑えられることになる。従って、メイン噴射によって噴射された燃料の燃焼形態としては、予混合燃焼が殆ど行われないことになり、大部分が拡散燃焼となる。その結果、メイン噴射の噴射タイミングを制御することがそのまま拡散燃焼の開始タイミングを制御することに略等しくなり、燃焼の制御性を大幅に改善することができる。つまり、メイン噴射で噴射された燃料の予混合燃焼の割合を最小限に抑えることで、メイン噴射での燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を制御することによる着火時期及び熱発生量の制御によって燃焼の制御性を大幅に改善することが可能になる。
　尚、上述したパイロット噴射及びメイン噴射の他に、アフタ噴射やポスト噴射が必要に応じて行われる。アフタ噴射は、排気ガス温度を上昇させるための噴射動作である。具体的には、供給された燃料の燃焼エネルギがエンジン１のトルクに変換されることなく、その大部分が排気の熱エネルギとして得られるタイミングでアフタ噴射は実行される。また、ポスト噴射は、排気系７に燃料を直接的に導入して上記マニバータ７７の昇温を図るための噴射動作である。例えば、ＤＰＮＲ触媒７６に捕集されているＰＭの堆積量が所定量を超えた場合（例えばマニバータ７７の前後の差圧を検出することにより検知）、ポスト噴射が実行されるようになっている。
　また、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲバルブ８１の開度を制御し、吸気マニホールド６３に向けての排気還流量（ＥＧＲ量）を調整する。このＥＧＲ量は、上記ＲＯＭ１０２に予め記憶されたＥＧＲマップに従って設定される。具体的に、このＥＧＲマップは、エンジン回転数及びエンジン負荷をパラメータとしてＥＧＲ量（ＥＧＲ率）を決定するためのマップである。尚、このＥＧＲマップは、予め実験やシミュレーション等によって作成されたものとなっている。つまり、上記クランクポジションセンサ４０の検出値に基づいて算出されたエンジン回転数及びスロットル開度センサ４２によって検出されたスロットルバルブ６２の開度（エンジン負荷に相当）とをＥＧＲマップに当て嵌めることでＥＧＲ量（ＥＧＲバルブ８１の開度）が得られるようになっている。
　更に、ＥＣＵ１００は、上記スワールコントロールバルブ６６の開度制御を実行する。このスワールコントロールバルブ６６の開度制御としては、燃焼室３内に噴射された燃料の噴霧の単位時間当たり（または単位クランク回転角度当たり）における気筒内の周方向の移動量を変更するように行われる。
　－燃料噴射圧－
　燃料噴射を実行する際の燃料噴射圧は、コモンレール２２の内圧により決定される。このコモンレール内圧として、一般に、コモンレール２２からインジェクタ２３へ供給される燃料圧力の目標値、即ち目標レール圧は、エンジン負荷（機関負荷）が高くなるほど、及び、エンジン回転数（機関回転数）が高くなるほど高いものとされる。即ち、エンジン負荷が高い場合には燃焼室３内に吸入される空気量が多いため、インジェクタ２３から燃焼室３内に向けて多量の燃料を噴射しなければならず、よってインジェクタ２３からの噴射圧力を高いものとする必要がある。また、エンジン回転数が高い場合には噴射可能な期間が短いため、単位時間当たりに噴射される燃料量を多くしなければならず、よってインジェクタ２３からの噴射圧力を高いものとする必要がある。このように、目標レール圧は一般にエンジン負荷及びエンジン回転数に基づいて設定される。尚、この目標レール圧は例えば上記ＲＯＭ１０２に記憶された燃圧設定マップに従って設定される。つまり、この燃圧設定マップに従って燃料圧力を決定することで、インジェクタ２３の開弁期間（噴射率波形）が制御され、その開弁期間中における燃料噴射量を規定することが可能になる。
　尚、本実施形態では、エンジン負荷等に応じて燃料圧力が３０ＭＰａ～２００ＭＰａの間で調整されるようになっている。
　上記パイロット噴射やメイン噴射などの燃料噴射パラメータについて、その最適値はエンジン１や吸入空気等の温度条件によって異なるものとなる。
　例えば、上記ＥＣＵ１００は、コモンレール圧がエンジン運転状態に基づいて設定される目標レール圧と等しくなるように、即ち燃料噴射圧が目標噴射圧と一致するように、サプライポンプ２１の燃料吐出量を調量する。また、ＥＣＵ１００はエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量及び燃料噴射形態を決定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ４０の検出値に基づいてエンジン回転速度を算出するとともに、アクセル開度センサ４７の検出値に基づいてアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を求め、このエンジン回転速度及びアクセル開度に基づいて総燃料噴射量（パイロット噴射での噴射量とメイン噴射での噴射量との和）を決定する。
　－目標燃料圧力の設定－
　次に、上記目標燃料圧力の設定手法について説明する。ディーゼルエンジン１においては、ＮＯｘ発生量やスモーク発生量を削減することによる排気エミッションの改善、燃焼行程時の燃焼音の低減、エンジントルクの十分な確保といった各要求を連立することが重要である。これら要求を連立するための手法として、燃焼行程時における気筒内での熱発生率の変化状態（熱発生率波形で表される変化状態）を適切にコントロールすることが有効である。
　図４の上段に示す波形のうちの実線は、横軸をクランク角度、縦軸を熱発生率とし、パイロット噴射及びメイン噴射で噴射された燃料の燃焼に係る理想的な熱発生率波形を示している。図中のＴＤＣはピストン１３の圧縮上死点に対応したクランク角度位置を示している。また、図４の下段に示す波形は、インジェクタ２３から噴射される燃料の噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）波形を示している。
　上記熱発生率波形としては、例えば、ピストン１３の圧縮上死点（ＴＤＣ）付近からメイン噴射で噴射された燃料の燃焼が開始され、ピストン１３の圧縮上死点後の所定ピストン位置（例えば、圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点）で熱発生率が極大値（ピーク値）に達し、更に、圧縮上死点後の所定ピストン位置（例えば、圧縮上死点後２５度（ＡＴＤＣ２５°）の時点）で上記メイン噴射において噴射された燃料の燃焼が終了するようになっている。このような熱発生率の変化状態で混合気の燃焼を行わせるようにすれば、例えば圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点で気筒内の混合気のうちの５０％が燃焼を完了した状況となる。つまり、圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点が燃焼重心となって、膨張行程における総熱発生量の約５０％がＡＴＤＣ１０°までに発生し、高い熱効率でエンジン１を運転させることが可能となる。
　また、この燃焼重心に到達した時点でのクランク角度と燃料噴射率波形との関係としては、インジェクタ２３に対して燃料噴射停止信号を送信した時点から燃料噴射が完全に停止するまでの期間（図４における期間Ｔ）に燃焼重心が位置することになる。
　このような理想的な熱発生率波形による燃焼が行われる状況にあっては、パイロット噴射によって気筒内の予熱が十分に行われ、この予熱により、メイン噴射で噴射された燃料は、直ちに自着火温度以上の温度環境下に晒されて熱分解が進み、噴射後は直ちに燃焼が開始されることになる。
　また、図４に二点鎖線αで示す波形は、燃料噴射圧力が、適正値よりも高く設定された場合の熱発生率波形であり、燃焼速度及び熱発生率のピーク値が共に高くなりすぎており、燃焼音の増大やＮＯｘ発生量の増加が懸念される状態である。一方、図４に二点鎖線βで示す波形は、燃料噴射圧力が、適正値よりも低く設定された場合の熱発生率波形であり、燃焼速度が低く且つ熱発生率のピークの現れるタイミングが大きく遅角側に移行していることで十分なエンジントルクが確保できないことが懸念される状態である。
　－燃焼状態の評価手法－
　次に、本実施形態の特徴である燃焼状態の評価手法（燃焼状態悪化の判定手法）について説明する。
　（評価手法の原理説明）
　燃焼室３内に向けて燃料噴射を行い、その燃料の大部分が良好に燃焼して熱量を発生した場合、つまり、燃焼室３内の酸素濃度及び酸素過剰率が十分に確保されており（例えば、酸素濃度が１７％以上で、酸素過剰率が１．５以上であり）、筒内温度が燃料の自着火温度（例えば、１０００Ｋ）に達しており、且つＥＣＵ１００からの燃料噴射量指令値に応じた適切な量の燃料がインジェクタ２３から噴射されている場合には、その燃料の燃焼期間全体における燃料の単位体積当たりの発生熱量は常に一定（燃料噴射量や燃料噴射タイミング等が異なっても一定）の値となる。つまり、その燃焼期間全体における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値（良好な燃焼が行われている場合、燃料の大部分が熱量発生に寄与することになるので、この場合、単位体積当たりの発生熱量は最大となる）は常に一定の値となる。
　そして、実際に燃焼室３内で燃料が燃焼している場合の上記燃焼期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量は、その燃焼が良好であれば上記最大値に略一致するのに対し、何らかの原因で燃焼状態が悪化しておれば、その燃料の単位体積当たりの発生熱量は、上記最大値から乖離することになる（例えば、上記最大値よりも小さくなる）。本発明では、この原理を利用することによって燃焼状態の悪化の有無を判定するようにしている。
　具体的には、予め設定された検査対象期間（燃料の燃焼期間の少なくとも一部を含む所定の検査対象期間）において、燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値（以下、「基準熱発生効率」と呼ぶ）と、実際の燃料の単位体積当たりの発生熱量（以下、「実熱発生効率」と呼ぶ）とを比較し、これらの差（上記基準熱発生効率に対する実熱発生効率の乖離量）に基づいて燃焼室３内での燃焼状態の悪化の有無を判定するようにしている（燃焼悪化判定手段による燃焼悪化の有無の判定動作）。
　ここでいう燃料の単位体積当たりの発生熱量とは、上記検査対象期間の終了時点までにインジェクタ２３から噴射された燃料（燃料噴射量指令値に従って噴射された燃料）が上記検査対象期間中での燃焼によって発生した場合の熱量を、上記燃料噴射量指令値に応じた燃料量で除算した値である。言い換えると、上記検査対象期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量の平均値である。また、この燃料の単位体積当たりの発生熱量を算出するためには上記燃料噴射量指令値に応じた燃料量が確定している必要がある。つまり、この燃料量での燃料噴射が完了している必要がある。このため、上記検査対象期間の終期は、この検査対象期間で燃焼を行う燃料の噴射動作が完了している時点以降のタイミングとして設定されることになる。
　以下の説明では、本願発明の理解を容易にするために、１回の燃料噴射（例えば１回のメイン噴射）が実行された場合であって、上記検査対象期間を、この１回の燃料噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点から燃焼終了時点までの期間として設定した場合における燃焼状態の評価手法について説明する。尚、検査対象期間の終了時点を上記燃焼終了時点に代えて所定のクランク角度位置に設定する場合や、パイロット噴射及びメイン噴射が実行される場合や、検査対象期間を燃焼開始時点から燃焼終了時点までの期間（燃焼の全期間）の一部の期間として設定する場合のそれぞれにおける燃焼状態の評価手法については後述する。
　図５は、燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形を示す図である。この図５に示すように、１回の燃料噴射が実行されると、その噴射開始後、僅かな遅れ（着火遅れ）をもって燃料の燃焼が開始され（図５におけるタイミングＴ１）、燃焼重心に達するまでの期間にあっては熱発生率は次第に上昇していく。そして、燃焼重心に達した後、熱発生率は次第に低下していき、大部分の燃料の燃焼が完了すると、熱発生率は「０」となる（図５におけるタイミングＴ２）。このような燃焼における燃焼状態を評価するに際し、燃焼期間全体（図５におけるタイミングＴ１からタイミングＴ２の期間）を検査対象期間として設定し、この検査対象期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量（上記実熱発生効率）が所定範囲内（上記基準熱発生効率に基づいて予め設定された許容範囲内）に存在しているか否かを判断することにより燃焼状態を評価するようにしている。
　尚、上記燃焼開始タイミング（タイミングＴ１）及び燃焼終了タイミング（タイミングＴ２）の取得は、上記筒内圧センサ４Ｂによって検出された筒内圧力の変化に基づいて行われる。また、燃料噴射後の着火遅れ期間を筒内環境（各種センサのセンシング値）から算出し、それによって燃焼開始タイミング（タイミングＴ１）を取得するようにしてもよい。
　上述した如く、理想的な燃焼が行われている場合には、燃焼期間全体（図５に示すものでは検査対象期間）に亘る燃料の単位体積当たりの発生熱量は最大値となる。つまり、燃焼室３内の酸素濃度及び酸素過剰率が十分に確保されており、筒内温度が燃料の自着火温度に達しており、且つ燃料噴射量指令値に応じた適切な量の燃料がインジェクタ２３から噴射されている場合には、噴射された燃料の大部分が良好に燃焼する。このため、この燃焼期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量は最大値となる。つまり、上記基準熱発生効率となる。
　具体的な値として、軽油の場合、燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値（基準熱発生効率）は３０Ｊ／ｍｍ3となる。この値は実験的に求められた値である。尚、軽油の単位質量当たりの発熱量は４２．９４ｋＪ／ｇであり、軽油の密度は０．８３４×１０-3ｇ／ｍｍ3であるため、単位体積当たりの発生熱量の最大値は、理論上では３５．８Ｊ／ｍｍ3となるが、実際の燃料（軽油）では、燃焼室３内での燃焼行程における熱発生に寄与しない燃料（例えば排気行程において燃焼を行う燃料や、排気系７において燃焼を行う燃料）が存在するため、実際の燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値（基準熱発生効率）は３０Ｊ／ｍｍ3となる。つまり、一般的なエンジン１は実行率が８３．８％（＝３０／３５．８）で稼働している。
　ちなみに、上述の如く基準熱発生効率が規定できることから、この基準熱発生効率と燃料噴射量とに基づき、理想的な燃焼が行われている場合の発生熱量（発生熱量の最大値）を求めることもできる（発生熱量の最大値（Ｊ）＝基準熱発生効率（Ｊ／ｍｍ3）×燃料噴射量（ｍｍ3））。このため、この発生熱量の最大値（基準熱発生効率と燃料噴射量とから求められる発生熱量；以下、基準熱発生量と呼ぶ）を基準とし、この基準熱発生量に対する実際の熱発生量の乖離量に基づいて燃焼室３内での燃焼悪化の有無を判定することも可能であり、本発明は、このような判定手法も技術的思想の範疇に含まれる。つまり、「基準熱発生効率と実熱発生効率とを比較し、これらの乖離量に基づいて燃焼室内での燃焼悪化の有無を判定すること（請求項の記載）」は、「基準熱発生効率に燃料噴射量を乗算した値（基準熱発生量）と実熱発生効率に燃料噴射量を乗算した値（実熱発生量）とを比較し、これらの乖離量に基づいて燃焼室内での燃焼悪化の有無を判定すること」と同義である。具体的に、燃料噴射量が２０ｍｍ3であった場合、基準熱発生量は６００Ｊとなり、この基準熱発生量に対する実際の熱発生量の乖離量に基づいて燃焼室３内での燃焼悪化の有無を判定することになる。
　本発明の発明者は、上記基準熱発生効率が３０Ｊ／ｍｍ3であることを確認するために実験を行った。
　図６は、燃料噴射量（パイロット噴射及びメイン噴射それぞれの噴射量）を異ならせて燃焼室３内で理想的な燃焼（燃焼室３内の酸素濃度及び酸素過剰率が十分に確保されており、筒内温度が燃料の自着火温度に達しており、燃料噴射量指令値に応じた量の燃料がインジェクタ２３から噴射されている場合の燃焼）を行わせた場合の実験結果を示している。図６（ａ）は各燃料噴射毎の熱発生率波形及び燃料噴射率波形を、図６（ｂ）は燃料噴射量（パイロット噴射での燃料噴射量）と熱発生効率（パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼期間とメイン噴射で噴射された燃料の燃焼期間との全体における燃料の単位体積当たりの発生熱量）との関係をそれぞれ示している。この図６における実線はパイロット噴射量が１６ｍｍ3でメイン噴射量が１９ｍｍ3である場合を、破線はパイロット噴射量が１２ｍｍ3でメイン噴射量が２３ｍｍ3である場合を、一点鎖線はパイロット噴射量が８ｍｍ3でメイン噴射量が２７ｍｍ3である場合をそれぞれ示している。図６（ｂ）から明らかなように、各噴射の燃料噴射量が異なったとしても理想的な燃焼が行われた場合の燃料の単位体積当たりの発生熱量（基準熱発生効率）は約３０Ｊ／ｍｍ3となっている。
　図７は、種々の燃料噴射圧力（レール圧）において燃焼室３内で理想的な燃焼を行わせた場合の実験結果を示している。図７（ａ）は各燃料噴射圧力毎の熱発生率波形及び燃料噴射率波形を、図７（ｂ）は燃料噴射圧力と熱発生効率との関係をそれぞれ示している。この図７（ａ）は、一点鎖線、破線、実線の順で燃料噴射圧力を高く設定していった場合の実験結果を示している。図７（ｂ）から明らかなように、燃料噴射圧力が異なったとしても理想的な燃焼が行われた場合の燃料の単位体積当たりの発生熱量（基準熱発生効率）は約３０Ｊ／ｍｍ3となっている。
　また、図８は、燃料噴射タイミング（２回のパイロット噴射を実行する場合に第２回目のパイロット噴射の噴射タイミング）を異ならせて燃焼室３内で理想的な燃焼を行わせた場合の実験結果を示している。図８（ａ）は各燃料噴射タイミング毎の熱発生率波形及び燃料噴射率波形を、図８（ｂ）は燃料噴射タイミングと熱発生効率との関係をそれぞれ示している。この図８（ａ）は、一点鎖線、破線、実線の順で第２回目のパイロット噴射の噴射タイミングを進角させていった場合の実験結果を示している。図８（ｂ）から明らかなように、燃料噴射タイミングが異なったとしても理想的な燃焼が行われた場合の燃料の単位体積当たりの発生熱量（基準熱発生効率）は約３０Ｊ／ｍｍ3となっている。
　更に、図９は、種々の酸素過剰率において燃焼室３内で理想的な燃焼を行わせた場合の実験結果を示している。図９（ａ）は各酸素過剰率毎の熱発生率波形及び燃料噴射率波形を、図９（ｂ）は酸素過剰率と熱発生効率との関係をそれぞれ示している。この図９（ａ）は、一点鎖線、破線、実線の順で酸素過剰率を高めていった場合の実験結果を示している。図９（ｂ）から明らかなように、酸素過剰率が異なったとしても、その酸素過剰率が適正な範囲にあって理想的な燃焼が行われた場合の燃料の単位体積当たりの発生熱量（基準熱発生効率）は約３０Ｊ／ｍｍ3となっている。
　このように、軽油の場合、燃焼期間全体に亘る燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値は約３０Ｊ／ｍｍ3となる。つまり、燃焼室３内での実際の燃料の燃焼における燃焼開始から燃焼終了までの期間全体に亘る燃料の単位体積当たりの発生熱量が約３０Ｊ／ｍｍ3となっておれば、その燃焼は、噴射燃料の大部分が燃焼された理想的な燃焼であると判断できることになる。
　この原理を利用し、本実施形態では、上記実熱発生効率が、基準熱発生効率（３０Ｊ／ｍｍ3）に対して予め設定された許容範囲内（以下、単に「許容範囲内」と呼ぶ）に存在しているか否か（基準熱発生効率からの乖離量が許容範囲内に存在しているか否か）によって燃焼状態を評価するようにしている。この許容範囲としては、上記基準熱発生効率が３０Ｊ／ｍｍ3である場合、例えば「２５Ｊ／ｍｍ3≦実熱発生効率≦３０Ｊ／ｍｍ3」の範囲として設定される。この場合、基準熱発生効率に対する実熱発生効率の乖離量の閾値としては、正側には「０Ｊ／ｍｍ3」であり、負側には「－５Ｊ／ｍｍ3」となっている。
　上述した如く、図５は、燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形を示す図である。この場合、燃焼開始から燃焼終了までの期間は、図中のタイミングＴ１からタイミングＴ２の期間である。この期間での燃料の燃焼による総発生熱量を検出し、この検出された総発生熱量を、燃料噴射量指令値に応じた燃料量（指令した燃料噴射量）で除算することで、上記実熱発生効率が算出されることになる。上記総発生熱量は、上記筒内圧センサ４Ｂによって検出された筒内圧力に基づいて求められる。
　－燃焼状態の評価結果に応じた補正動作－
　このようにして算出された実熱発生効率が上記許容範囲内（２５Ｊ／ｍｍ3≦実熱発生効率≦３０Ｊ／ｍｍ3）に存在している場合には、燃焼室３内では理想的な燃焼が行われており、燃料噴射形態を補正する必要はないと判断する。
　これに対し、上記実熱発生効率が上記許容範囲よりも低い場合（基準熱発生効率に対する実熱発生効率の乖離量が下側の閾値５Ｊ／ｍｍ3を超えている場合）には、燃焼室３内で適正な熱量が得られておらず燃焼状態が悪化していると判定する。また、実熱発生効率が許容範囲よりも高い（基準熱発生効率よりも高い）場合には、上記燃料噴射量指令値に応じた燃料量（指令した燃料噴射量）に対して過剰な量の燃料がインジェクタ２３から噴射されていると判断し、この場合にも燃焼室３内で適正な熱量が得られておらず燃焼状態が悪化していると判定する。このように燃焼状態が悪化していると判定された場合には、燃料噴射形態を補正するなどして、燃焼状態の改善を図るようにする（補正手段による燃料噴射形態の補正動作）。以下、具体的に説明する。
　（実熱発生効率が許容範囲よりも低い場合）
　上記実熱発生効率が許容範囲よりも低い場合、例えば基準熱発生効率が３０Ｊ／ｍｍ3であるのに対し、実熱発生効率が２４Ｊ／ｍｍ3である場合には、上記検査対象期間での熱発生量が不足していると判断し、燃料噴射量の増量補正を行う。つまり、燃焼室３内の環境条件の悪化（酸素量の不足や燃焼室内温度の未達）、または、燃料噴射量指令値に対して実際に噴射された燃料量が少ないと判断し、燃料噴射量の増量補正を行う。
　また、この燃料噴射量の増量補正を行ったにも拘わらず、実熱発生効率が改善（実熱発生効率が基準熱発生効率に近付くように改善）されない場合には、上記実熱発生効率が許容範囲よりも低くなっていた原因は、吸気系６の異常にあると判断し、燃焼室３内への導入酸素量を増量する補正動作を行う。例えばＥＧＲバルブ８１の開度を小さくしてＥＧＲガス量を減少させたり、過給機５の可変ノズルベーン機構を制御する（ノズルベーンの開度を小さくする）ことで過給量の増量を行う。
　（実熱発生効率が許容範囲よりも高い場合）
　上記実熱発生効率が許容範囲よりも高い場合、例えば基準熱発生効率が３０Ｊ／ｍｍ3であるのに対し、実熱発生効率が３２Ｊ／ｍｍ3である場合には、燃料噴射量指令値に対して実際に噴射された燃料量が過剰であると判断し、燃料噴射量の減量補正を行う。
　（燃焼状態の改善動作）
　次に、上述した燃焼状態の改善を図るための具体的な動作について図１０のフローチャートに沿って説明する。この図１０に示すフローチャートは、エンジン１の始動後、燃焼室３内での燃焼行程が行われる毎に実行される。
　先ず、ステップＳＴ１において、実熱発生効率が許容範囲内（例えば、２５Ｊ／ｍｍ3≦実熱発生効率≦３０Ｊ／ｍｍ3）に存在しているか否かを判定する。この実熱発生効率が、許容範囲内に存在しており、ステップＳＴ１でＹＥＳ判定された場合には、燃焼室３内での燃焼状態は良好であるとして、燃料噴射形態等の補正を行うことなくリターンされる。
　一方、実熱発生効率が許容範囲内に存在していない場合にはステップＳＴ１でＮＯ判定されてステップＳＴ２に移り、実熱発生効率が、上記許容範囲よりも低いか否か、つまり、燃焼室３内での発生熱量が不足しているか否かを判定する。
　実熱発生効率が上記許容範囲よりも低くなっており、ステップＳＴ２でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ３に移り、燃料噴射量の増量補正を行うための増量補正量を算出する。この増量補正量の算出動作としては、上記基準熱発生効率に対する実熱発生効率の偏差に応じて増量補正量を算出する演算式が予め上記ＲＯＭ１０２に記憶されており、この演算式に現在の偏差（基準熱発生効率に対する実熱発生効率の偏差）を代入することで増量補正量を算出することになる。一例としては以下の算出式（１）が挙げられる。
　燃料の増量補正量＝（現在の指令燃料噴射量×基準熱発生効率／実熱発生効率）
　　　　　　　　－現在の指令燃料噴射量　　　…（１）
　このようにして燃料の増量補正量を算出した後、ステップＳＴ４に移り、この算出した増量補正量だけ燃料噴射量を増量して燃料噴射を実行する。この場合、実熱発生効率が許容範囲よりも低くなっていた燃焼行程に対し、次に燃焼行程を迎える気筒に対して増量補正された燃料噴射量での燃料噴射が実行されることになる。また、同一気筒における次回の燃焼行程において増量補正された燃料噴射量での燃料噴射を実行するようにしてもよい。
　そして、ステップＳＴ５において、再び、実熱発生効率が、上記許容範囲よりも低いか否か、つまり、燃焼室３内での発生熱量が不足しているか否かを判定する。
　実熱発生効率が上記許容範囲内まで上昇しており、ステップＳＴ５でＮＯ判定された場合には、燃焼室３内での燃焼状態が良好になったとしてリターンされる。
　一方、上記燃料噴射量の増量補正を行ったにも拘わらず、未だ実熱発生効率が上記許容範囲よりも低く、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定された場合には、実熱発生効率が上記許容範囲よりも低くなっていた原因は、燃焼室３内への燃料噴射量が不足していたのではなく（つまり、燃料噴射系に異常が生じていたのではなく）、燃焼室３内の酸素量が不足していた（つまり、吸気系６に異常が生じていた）ためであると判断し、ステップＳＴ６において、上記増量していた燃料噴射量を減量補正する（増量補正する前の燃料噴射量に戻す）と共に、燃焼室３内への導入酸素量の増量補正を行う。例えば、ＥＧＲバルブ８１が開放されており、ＥＧＲガスが吸気系６に導入されていた場合には、このＥＧＲバルブ８１の開度を小さくするか、または、全閉として燃焼室３内への導入酸素量の増量補正を行う。または、上記ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構に備えられたアクチュエータを制御し、過給圧を高めることで燃焼室３内への導入酸素量の増量補正を行う。
　このようにして燃焼室３内への導入酸素量の増量補正を行った後、ステップＳＴ７に移り、再び、実熱発生効率が、上記許容範囲よりも低いか否か、つまり、燃焼室３内での発生熱量が不足しているか否かを判定する。
　実熱発生効率が上記許容範囲内まで上昇しており、ステップＳＴ７でＮＯ判定された場合には、燃焼室３内での燃焼状態が良好になったとしてリターンされる。
　一方、上記燃焼室３内への導入酸素量の増量補正を行ったにも拘わらず、未だ実熱発生効率が上記許容範囲よりも低く、ステップＳＴ７でＹＥＳ判定された場合には、何らかの故障が生じており、実熱発生効率を上記許容範囲にまで上昇させることは不可能であるとして、車室内のメータパネル上のＭＩＬ（Ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ　Ｌａｍｐ）を点灯させ、ドライバに点検整備を促す。
　一方、上記ステップＳＴ２において、実熱発生効率が上記許容範囲よりも高くなっており（上記基準熱発生効率よりも高くなっており）、ステップＳＴ２でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ９に移り、燃料噴射量の減量補正を行うための減量補正量を算出する。減量補正量の算出式の一例としては以下の算出式（２）が挙げられる。
　燃料の減量補正量＝現在の指令燃料噴射量
　　　　－（現在の指令燃料噴射量×基準熱発生効率／実熱発生効率）　　　…（２）
　このようにして燃料の減量補正量を算出した後、ステップＳＴ１０に移り、この算出した減量補正量だけ燃料噴射量を減量して燃料噴射を実行する。この場合も、実熱発生効率が許容範囲よりも高くなっていた燃焼行程に対し、次に燃焼行程を迎える気筒に対して減量補正された燃料噴射量での燃料噴射が実行されることになる。また、同一気筒における次回の燃焼行程において減量補正された燃料噴射量での燃料噴射を実行するようにしてもよい。
　そして、ステップＳＴ１１において、実熱発生効率が基準熱発生効率よりも高いか否か、つまり、燃料噴射量指令値に対して実際に噴射された燃料量が多い状況が未だ継続しているか否かを判定する。
　実熱発生効率が基準熱発生効率よりも高くなっている状況が解消され、ステップＳＴ１１でＮＯ判定された場合には、燃焼室３内での燃焼状態が良好になったとしてリターンされる。
　一方、上記燃料の減量補正を行ったにも拘わらず、未だ実熱発生効率が基準熱発生効率よりも高くなっており、ステップＳＴ１１でＹＥＳ判定された場合には、何らかの故障が生じており、実熱発生効率を上記許容範囲にまで下降させることは不可能であるとして、車室内のメータパネル上のＭＩＬを点灯させ、ドライバに点検整備を促す。
　以上の如く、本実施形態では、検査対象期間における基準熱発生効率と実熱発生効率とを対比することにより燃焼状態の悪化の有無を判定するようにしている。そして、これら基準熱発生効率及び実熱発生効率は、エンジンの種類や燃料噴射量が異なったとしても定量的に得ることができるものである。このため、本実施形態では、エンジンの種類毎及び燃料噴射量毎に個別に燃焼状態の評価基準を規定しておく必要はなく、種々のエンジン及び種々の燃料噴射量に共通した体系的な燃焼状態の評価基準を確立することが可能となる。その結果、燃焼状態の評価基準の定量化を図ることができて、評価動作の簡素化を図ることができる。
　また、基準熱発生効率と実熱発生効率とを比較（数値同士を比較）することにより燃焼室３内での燃焼状態の悪化の有無を判定するようにしているため、従来の熱発生率波形同士の比較（パターンマッチング）によって燃焼状態を評価するものに対し、比較的簡単な演算により燃焼状態の評価が可能になり、また、燃焼状態の悪化の有無を判定する判定基準の設定も容易になる。
　また、上記基準熱発生効率及び実熱発生効率は、検査対象期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量の平均値として得られているため、誤差の小さな値として取得され、その結果、燃焼状態の悪化の有無の判定精度を高く得ることができる。
　－検査対象期間の変形例－
　上述した実施形態では、１回の燃料噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点から燃焼終了時点までの期間を検査対象期間とした場合について説明した。以下、この検査対象期間の変形例について説明する。
　（検査対象期間の変形例１）
　本変形例における検査対象期間は、その終了時点を所定のクランク角度位置に設定したものである。例えば、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼期間に対して圧縮上死点後２５度（ＡＴＤＣ２５°）の時点を検査対象期間の終了時点として設定したものである。
　図１１は、検査対象期間の開始時点をメイン噴射で噴射された燃料の燃焼開始時点（図１１におけるタイミングＴ１；例えばピストン１３の圧縮上死点（ＴＤＣ））とし、検査対象期間の終了時点を圧縮上死点後２５度（ＡＴＤＣ２５°）とした場合における燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形を示す図である。
　燃焼室３内での燃焼状態が良好であり、着火遅れが許容範囲内であった場合には、メイン噴射で噴射された燃料の大部分が圧縮上死点後２５度までに燃焼を完了するため（図４を用いて説明した理想的な熱発生率波形を参照）、実熱発生効率（燃焼開始時点から圧縮上死点後２５度までの燃焼期間における実熱発生効率）は基準熱発生効率（３０Ｊ／ｍｍ3）に略一致した値として得られることになる。これに対し、図１１に示すように、着火遅れが許容範囲を超えている場合には、圧縮上死点後２５度以降も燃料の燃焼が継続しており、この場合、燃焼開始時点から圧縮上死点後２５度までの燃焼期間における実熱発生効率は基準熱発生効率（３０Ｊ／ｍｍ3）よりも小さくなっている。例えば２４Ｊ／ｍｍ3となっている。
　このように、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼が完了されるべきクランク角度位置（ＡＴＤＣ２５°）を検査対象期間の終了時点として設定することで、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼が良好であるか（着火遅れが生じていないか）を判断することが可能である。
　そして、本例の場合、実熱発生効率が上記許容範囲よりも低い場合には、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼に着火遅れが生じており、パイロット噴射での予熱量が不足していると判断して、パイロット噴射の増量補正を行うことになる。一方、実熱発生効率が基準熱発生効率を上回っている場合には、燃料噴射量の減量補正を行うことになる。
　尚、このように検査対象期間の終了時点を所定のクランク角度位置に設定して燃焼状態の悪化の有無を判定する手法は、メイン噴射での燃焼だけでなく、パイロット噴射での燃焼に対しても適用が可能である。
　（検査対象期間の変形例２）
　本変形例における検査対象期間は、パイロット噴射及びメイン噴射が実行される場合であって、パイロット噴射での熱発生率波形とメイン噴射での熱発生率波形とが重畳する場合、つまり、パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼が終了するまでにメイン噴射で噴射された燃料の燃焼が開始される場合において、パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼開始時点からメイン噴射で噴射された燃料の燃焼終了時点までの期間に設定されている。
　図１２は、このように検査対象期間を設定した場合における燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形を示す図である。この図１２におけるタイミングＴ３（パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼開始時点）からタイミングＴ４（メイン噴射で噴射された燃料の燃焼終了時点）までが検査対象期間として設定されている。
　この場合、パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼とメイン噴射で噴射された燃料の燃焼とを連続した１つの燃焼として扱い、パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼開始時点からメイン噴射で噴射された燃料の燃焼終了時点までの期間を検査対象期間として、上記基準熱発生効率を規定すると共に、実熱発生効率を算出し、これらを対比して燃焼状態を評価することになる。この場合の基準熱発生効率も３０Ｊ／ｍｍ3として規定される。
　本例における評価手法及び評価後の燃焼改善動作は上述した実施形態の場合と同様である。
　（検査対象期間の変形例３）
　本変形例における検査対象期間は、パイロット噴射及びメイン噴射が実行される場合であって、パイロット噴射での熱発生率波形とメイン噴射での熱発生率波形とが互いに独立する場合に、パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼開始から燃焼終了までの期間をパイロット噴射用の検査対象期間として設定し、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼開始から燃焼終了までの期間をメイン噴射用の検査対象期間として設定するものである。
　つまり、パイロット噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となった後にメイン噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が生じる状況であれば、それぞれの燃焼を個別の燃焼として扱うことができるため、それぞれの燃焼に対して個別に検査対象期間を設定して燃焼状態の評価が可能になる。
　図１３は、このように検査対象期間を設定した場合における燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形を示す図である。この図１３におけるタイミングＴ５（パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼開始時点）からタイミングＴ６（パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼終了時点）までがパイロット噴射用の検査対象期間として設定されている。また、タイミングＴ６（メイン噴射で噴射された燃料の燃焼開始時点；この場合、パイロット噴射で噴射された燃料の燃焼終了時点と、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼開始時点とが一致している）からタイミングＴ７（メイン噴射で噴射された燃料の燃焼終了時点）までがメイン噴射用の検査対象期間として設定されている。
　この場合、パイロット噴射用の検査対象期間及びメイン噴射用の検査対象期間それぞれにおける基準熱発生効率も３０Ｊ／ｍｍ3として規定される。また、パイロット噴射用の検査対象期間における実熱発生効率は、パイロット噴射によって噴射された燃料の燃焼期間中（タイミングＴ５からタイミングＴ６までの期間中）に発生した熱量をパイロット噴射での燃料噴射量指令値に応じた燃料量で除算した値である。また、メイン噴射用の検査対象期間における実熱発生効率は、メイン噴射によって噴射された燃料の燃焼期間中（タイミングＴ６からタイミングＴ７までの期間中）に発生した熱量をメイン噴射での燃料噴射量指令値に応じた燃料量で除算した値である。
　本例における評価手法及び評価後の燃焼改善動作も上述した実施形態の場合と同様である。
　（検査対象期間の変形例４）
　本変形例における検査対象期間は、その終了時点を所定のクランク角度位置に設定した場合であって、基準熱発生効率を上記３０Ｊ／ｍｍ3よりも小さな値として設定するものである。例えば、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼期間に対して圧縮上死点後１８度（ＡＴＤＣ１８°）の時点を検査対象期間の終了時点として設定するものである。
　図１４は、検査対象期間の開始時点をメイン噴射で噴射された燃料の燃焼開始時点（図１４におけるタイミングＴ１）とし、検査対象期間の終了時点を圧縮上死点後１８度（ＡＴＤＣ１８°；図１４におけるタイミングＴ８）とした場合における燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形を示す図である。
　燃焼室３内で良好な燃焼が行われている場合（図１４に示す熱発生率波形を参照）であっても、検査対象期間の終了時点以降（タイミングＴ８以降）では未だ燃料の燃焼は継続されるため、この場合における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値は３０Ｊ／ｍｍ3（燃焼期間の全期間を検査対象期間（図５で示した検査対象期間）とした場合の基準熱発生効率）よりも低い値として設定されることになる。何故なら、熱発生効率は、検査対象期間での発生熱量を、燃料噴射量指令値に応じた燃料量で除算することで求められるが、上記の場合、検査対象期間での発生熱量は、燃料噴射量指令値に応じた燃料量の全量が燃焼したものではなく、その一部が燃焼したものであるため、燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値（基準熱発生効率）は３０Ｊ／ｍｍ3よりも低い値となる。例えば２５Ｊ／ｍｍ3として設定される。この値は、燃焼期間の全期間を検査対象期間とした場合の基準熱発生効率（３０Ｊ／ｍｍ3）に対して所定の比率を乗算することにより設定される。例えば、理想的な燃焼が行われている場合の燃焼期間の全期間における熱発生量に対する上記検査対象期間での発生熱量の比率を乗算することにより求められる。また、実験やシミュレーション等により求めるようにしてもよい。
　つまり、燃焼室３内で理想的な燃焼（燃焼室３内の酸素濃度及び酸素過剰率が十分に確保されており、筒内温度が燃料の自着火温度に達しており、燃料噴射量指令値に応じた量の燃料がインジェクタ２３から噴射されている場合の燃焼）を行わせた場合に、上記圧縮上死点後１８度に達した時点での基準熱発生効率を予め求めておき、この基準熱発生効率と実熱発生効率とを比較し、この実熱発生効率が２５Ｊ／ｍｍ3に対して予め設定された許容範囲内（例えば、２０Ｊ／ｍｍ3≦実熱発生効率≦２５Ｊ／ｍｍ3）となっておれば、その燃焼は、理想的な燃焼であると判断できることになる。つまり、上記実熱発生効率が、この許容範囲内に存在しているか否か（基準熱発生効率からの乖離量が許容範囲内に存在しているか否か）によって燃焼状態が評価されることになる。
　そして、上述した実施形態の場合と同様に、実熱発生効率が上記許容範囲よりも下回っている場合には、先ず、燃料噴射量の増量補正を行い、この燃料噴射量の増量補正を行っても実熱発生効率が上記許容範囲よりも下回る状況が継続する場合には、燃料噴射量の減量補正を行うと共に、導入酸素量の増量補正を行う。一方、実熱発生効率が上記許容範囲を上回っている場合には、燃料噴射量の減量補正を行うことになる。
　本例の場合、タイミングＴ８に達した時点で実熱発生効率の算出を開始できるため、この実熱発生効率の取得時期を早期に得ることができて、燃焼室３内での燃焼悪化の有無の判定を早期に行うことが可能になる。
　尚、このように検査対象期間の終了時点を所定のクランク角度位置に設定して燃焼状態の悪化の有無を判定する手法は、メイン噴射での燃焼だけでなく、パイロット噴射での燃焼に対しても適用が可能である。
　（検査対象期間の変形例５）
　本変形例における検査対象期間は、その開始時点を所定のクランク角度位置に設定した場合であって、基準熱発生効率を上記３０Ｊ／ｍｍ3よりも小さな値として設定するものである。例えば、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼期間に対して圧縮上死点後８度（ＡＴＤＣ８°）の時点を検査対象期間の開始時点として設定するものである。
　図１５は、例えば、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼が圧縮上死点（ＴＤＣ）から開始される場合において、検査対象期間の開始時点を圧縮上死点後８度（ＡＴＤＣ８°；図１５におけるタイミングＴ９）とし、検査対象期間の終了時点をメイン噴射で噴射された燃料の燃焼終了時点（図１５におけるタイミングＴ２）とした場合における燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形を示す図である。
　この場合、燃焼室３内で良好な燃焼が行われている場合（図１５に示す熱発生率波形を参照）であっても、検査対象期間の開始時点以前（タイミングＴ９以前）に既に燃料の燃焼は開始されているため、この場合における検査対象期間での燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値（基準熱発生効率）は３０Ｊ／ｍｍ3よりも低い値として設定されることになる。例えば２５Ｊ／ｍｍ3として設定される。この値も、燃焼期間の全期間を検査対象期間とした場合の基準熱発生効率（３０Ｊ／ｍｍ3）に対して所定の比率を乗算することにより設定される。例えば、理想的な燃焼が行われている場合の燃焼期間の全期間における熱発生量に対する上記検査対象期間での発生熱量の比率を乗算することにより求められる。また、実験やシミュレーション等により求めるようにしてもよい。
　つまり、燃焼室３内で理想的な燃焼（燃焼室３内の酸素濃度及び酸素過剰率が十分に確保されており、筒内温度が燃料の自着火温度に達しており、燃料噴射量指令値に応じた量の燃料がインジェクタ２３から噴射されている場合の燃焼）を行わせた場合に、上記検査対象期間での基準熱発生効率を予め求めておき、この基準熱発生効率と実熱発生効率とを比較し、この実熱発生効率が２５Ｊ／ｍｍ3に対して予め設定された許容範囲内（例えば、２０Ｊ／ｍｍ3≦実熱発生効率≦２５Ｊ／ｍｍ3）となっておれば、その燃焼は、理想的な燃焼であると判断できることになる。つまり、上記実熱発生効率が、この許容範囲内に存在しているか否か（基準熱発生効率からの乖離量が許容範囲内に存在しているか否か）によって燃焼状態が評価されることになる。
　本例における評価手法及び評価後の燃焼改善動作も上述した実施形態の場合と同様である。
　尚、このように検査対象期間の開始時点を所定のクランク角度位置に設定して燃焼状態の悪化の有無を判定する手法は、メイン噴射での燃焼だけでなく、パイロット噴射での燃焼に対しても適用が可能である。
　（検査対象期間の変形例６）
　本変形例における検査対象期間は、その開始時点及び終了時点それぞれを所定のクランク角度位置に設定した場合であって、基準熱発生効率を上記３０Ｊ／ｍｍ3よりも小さな値として設定するものである。例えば、メイン噴射で噴射された燃料の燃焼期間（全燃焼期間）に対して、圧縮上死点後８度（ＡＴＤＣ８°）の時点を検査対象期間の開始時点とし、圧縮上死点後１８度（ＡＴＤＣ１８°）の時点を検査対象期間の終了時点として設定するものである。
　図１６は、検査対象期間の開始時点を圧縮上死点後８度（ＡＴＤＣ８°；図１６におけるタイミングＴ９）とし、検査対象期間の終了時点を圧縮上死点後１８度（ＡＴＤＣ１８°；図１６におけるタイミングＴ８）とした場合における燃焼状態の評価手法を説明するための熱発生率波形及び燃料噴射率波形を示す図である。
　この場合、燃焼室３内で良好な燃焼が行われている場合（図１６に示す熱発生率波形を参照）であっても、検査対象期間の開始時点以前（タイミングＴ９以前）に既に燃料の燃焼は開始されており、且つ検査対象期間の終了時点以降（タイミングＴ８以降）では未だ燃料の燃焼は継続されるため、この場合における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値（基準熱発生効率）は３０Ｊ／ｍｍ3よりも低い値として設定されることになる。例えば２０Ｊ／ｍｍ3として設定される。この値も、燃焼期間の全期間を検査対象期間とした場合の基準熱発生効率（３０Ｊ／ｍｍ3）に対して所定の比率を乗算することにより設定される。例えば、理想的な燃焼が行われている場合の燃焼期間の全期間における熱発生量に対する上記検査対象期間での発生熱量の比率を乗算することにより求められる。また、実験やシミュレーション等により求めるようにしてもよい。
　つまり、燃焼室３内で理想的な燃焼を行わせた場合に、上記検査対象期間での基準熱発生効率を予め求めておき、この基準熱発生効率と実熱発生効率とを比較し、この実熱発生効率が２０Ｊ／ｍｍ3に対して予め設定された許容範囲内（例えば、１５Ｊ／ｍｍ3≦実熱発生効率≦２０Ｊ／ｍｍ3）となっておれば、その燃焼は、理想的な燃焼であると判断できることになる。つまり、上記実熱発生効率が、この許容範囲内に存在しているか否か（基準熱発生効率からの乖離量が許容範囲内に存在しているか否か）によって燃焼状態が評価されることになる。
　本例における評価手法及び評価後の燃焼改善動作も上述した実施形態の場合と同様である。
　尚、このように検査対象期間の開始時点及び終了時点それぞれを所定のクランク角度位置に設定して燃焼状態の悪化の有無を判定する手法は、メイン噴射での燃焼だけでなく、パイロット噴射での燃焼に対しても適用が可能である。
　－基準値及び実値の変形例－
　上述した実施形態及び各変形例では、検査対象期間において、燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値を基準熱発生効率とし、これを燃焼状態の評価のための基準値としていた。また、検査対象期間における実際の燃料の単位体積当たりの発生熱量を実熱発生効率とし、これを燃焼状態の評価のための実値としていた。
　これに代えて、本変形例では、上記基準熱発生効率に燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量を乗算することにより得られた「基準熱発生量」を燃焼状態の評価のための基準値として規定し、この基準熱発生量と、検査対象期間において実際に発生した熱量（実熱発生量）とを対比することによって燃焼状態の評価を行うようにしている。
　本例の場合、上記基準熱発生量は、基準熱発生効率に基づいて算出されているため、エンジンの種類に関わらず燃料噴射量に応じた定量的な値として算出されることになる。このため、エンジンの種類毎及び燃料噴射量毎に個別に燃焼状態の評価基準を規定しておく必要はなく、種々のエンジン及び種々の燃料噴射量に共通した体系的な燃焼状態の評価基準を確立することが可能となる。
　－他の実施形態－
　以上説明した実施形態及び各変形例は、自動車に搭載される直列４気筒ディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式（直列型エンジン、Ｖ型エンジン、水平対向型エンジン等の別）についても特に限定されるものではない。
　また、上記実施形態及び変形例１～４では、検査対象期間の開始時期を燃焼期間の開始時期として規定していた。本発明はこれに限らず、燃料噴射の開始時期を検査対象期間の開始時期として規定するようにしてもよい。例えば、図５におけるタイミングＴ０を検査対象期間の開始時期として規定するものである。
　また、上記実施形態及び変形例では、通電期間においてのみ全開の開弁状態となることにより燃料噴射率を変更するピエゾインジェクタ２３を適用したエンジン１について説明したが、本発明は、可変噴射率インジェクタを適用したエンジンへの適用も可能である。
　加えて、上記実施形態及び変形例では、マニバータ７７として、ＮＳＲ触媒７５及びＤＰＮＲ触媒７６を備えたものとしたが、ＮＳＲ触媒７５及びＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）を備えたものとしてもよい。
　また、上記実施形態及び変形例では、燃料の単位体積当たりの発生熱量を基準に燃焼悪化の有無を判定するようにしていたが、燃料の単位質量当たりの発生熱量を基準に燃焼悪化の有無を判定することも可能である。つまり、燃料の体積と質量とには相関があるため（質量＝密度×体積）、「燃料の単位体積当たりの発生熱量（請求項の記載）」は、「燃料の単位質量当たりの発生熱量」と同義である。
　本発明は、自動車に搭載されるコモンレール式筒内直噴型多気筒ディーゼルエンジンにおいて、燃焼室内での発熱量の適正化を図る燃焼制御に適用可能である。
１　　　　エンジン（内燃機関）
２３　　　インジェクタ（燃料噴射弁）
３　　　　燃焼室
４Ｂ　　　筒内圧センサ
５　　　　過給機
８　　　　排気還流通路
８１　　　ＥＧＲバルブ
１００　　ＥＣＵ

Claims (10)

  1. 　燃料噴射量指令値に従って燃料噴射弁から燃焼室内に向けて噴射された燃料の自着火による燃焼を行う圧縮自着火式の内燃機関の制御装置において、
    　上記噴射された燃料の燃焼期間の少なくとも一部を含む所定の検査対象期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値である基準熱発生効率と、上記検査対象期間において実際に発生した熱量を上記燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量で除算した値である実熱発生効率とを比較し、この基準熱発生効率に対する実熱発生効率の乖離量に基づいて燃焼室内での燃焼悪化の有無を判定する燃焼悪化判定手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記検査対象期間は、上記燃焼期間の全期間として設定されており、
    　上記基準熱発生効率は、上記燃焼期間の全期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値である一方、上記実熱発生効率は、上記燃焼期間の全期間において実際に発生した熱量を上記燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量で除算した値であることを特徴とする内燃機関の制御装置装置。
  3. 　請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記検査対象期間は、上記燃焼期間の一部の期間として設定されており、
    　上記基準熱発生効率は、上記燃焼期間の全期間における燃料の単位体積当たりの発生熱量の最大値に対して所定の比率を乗算した値として規定されている一方、上記実熱発生効率は、上記検査対象期間において実際に発生した熱量を上記燃料噴射量指令値により指令された燃料噴射量で除算した値であることを特徴とする内燃機関の制御装置装置。
  4. 　請求項１、２また３記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記基準熱発生効率に対する実熱発生効率の乖離量が所定の閾値を超えており、上記燃焼悪化判定手段が、燃焼室内での燃焼状態が悪化していると判定した場合、燃料噴射形態の補正を行う補正手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  5. 　請求項４記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記補正手段は、上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が小さく、その乖離量が所定の閾値を超えていることで上記燃焼悪化判定手段が、燃焼室内での燃焼状態が悪化していると判定した場合には、燃料噴射量の増量補正を行うよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  6. 　請求項５記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記補正手段は、上記燃料噴射量の増量補正を行っても燃焼状態の悪化が改善されない場合、上記増量した燃料噴射量に対して減量補正を行うと共に、燃焼室内への導入酸素量の増量補正を行うよう構成されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  7. 　請求項１、２また３記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記基準熱発生効率に対して実熱発生効率が大きい場合には、燃料噴射量の減量補正を行う補正手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  8. 　請求項１～７のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記燃料噴射弁から燃焼室内に向けての燃料噴射として、少なくとも、主噴射と、この主噴射に先立って行われる副噴射とが実行される場合に、
    　上記検査対象期間は、副噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点から主噴射によって噴射された燃料の燃焼終了時点までの期間、または、この期間の一部の期間として設定されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  9. 　請求項１～７のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記燃料噴射弁から燃焼室内に向けての燃料噴射として、少なくとも、主噴射と、この主噴射に先立って行われる副噴射とが実行される場合に、
    　上記検査対象期間は、副噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となった後に主噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が生じる状況において、副噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点からこの副噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となるまでの期間、または、この期間の一部の期間として設定されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  10. 　請求項１～７のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
    　上記燃料噴射弁から燃焼室内に向けての燃料噴射として、少なくとも、主噴射と、この主噴射に先立って行われる副噴射とが実行される場合に、
    　上記検査対象期間は、副噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となった後に主噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が生じる状況において主噴射によって噴射された燃料の燃焼開始時点からこの主噴射によって噴射された燃料の燃焼による熱発生量が「０」となるまでの期間、または、この期間の一部の期間として設定されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
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