(57)【要約】      （修正有）【課題】１サイクル中に燃焼室内へ前段噴射及び後段噴射による燃料噴射を行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、燃焼騒音を可及的に抑制する。【解決手段】燃料噴射制御部は、インジェクタに、パイロット噴射とメイン噴射とを実行させる。燃料噴射制御部は、パイロット噴射に伴う燃焼圧力の上昇率のピークである第１ピークＥＡｐと、メイン噴射に伴う燃焼圧力の上昇率のピークである第２ピークＥＢｐとの差を縮めるように、パイロット噴射又はメイン噴射における燃料噴射量、若しくは燃料噴射タイミングを設定する設定部と、前記燃焼圧力の圧力変化率特性Ｅにおける第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐを、燃焼室の非燃焼時における筒内圧であるモータリング圧力を除外して算出する算出部と、を含む。【選択図】図１１
2020007954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃料噴射弁の動作を制御する燃料噴射制御部と、を備えるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置であって、
前記燃料噴射制御部は、
前記燃料噴射弁に、所定の第１タイミングで燃料を噴射させる前段噴射と、当該前段噴射よりも遅い第２タイミングで燃料を噴射させる後段噴射と、を実行させる分割噴射制御部と、
前記前段噴射に伴う前記燃焼室内の燃焼圧力の上昇率のピークである第１ピークと、前記後段噴射に伴う前記燃焼室内の燃焼圧力の上昇率のピークである第２ピークとの差を縮めるように、前記前段噴射又は前記後段噴射における燃料噴射量、若しくは燃料噴射タイミングを設定する設定部と、
前記燃焼圧力の上昇率における前記第１、第２ピークを、前記燃焼室の非燃焼時における筒内圧であるモータリング圧力を除外して算出する算出部と、
を含むことを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記設定部は、前記第１ピークが発生する時期と前記第２ピークが発生する時期との間隔が、前記前段噴射の燃料の燃焼に起因する圧力波の振幅と前記後段噴射の燃料の燃焼に起因する圧力波の振幅とが互いに打ち消し合う間隔となるように、前記燃料噴射量若しくは前記燃料噴射タイミングを設定する、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記分割噴射制御部は、
前記後段噴射を、前記第２タイミングが圧縮上死点付近となるメイン噴射として実行させ、
前記前段噴射を、前記第１タイミングが前記メイン噴射よりも早いタイミングとなるパイロット噴射として実行させる、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記設定部は、前記第１ピークと前記第２ピークとの差を縮めるために、前記パイロット噴射の燃料噴射量若しくは前記燃料噴射タイミングを変更する、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記燃焼室の一部は、ピストンの冠面により区画されると共に、前記ピストンの冠面にはキャビティが備えられ、当該キャビティは、
前記冠面の径方向中心領域に配置され、シリンダ軸方向に第１の深さを有する第１底部を備えた第１キャビティ部と、
前記冠面における前記第１キャビティ部の外周側に配置され、シリンダ軸方向に前記第１の深さよりも浅い深さを有する第２底部を備えた第２キャビティ部と、
前記第１キャビティ部と前記第２キャビティ部とを繋ぐ連結部と、を含み、
前記燃料噴射弁は、前記キャビティに向けて燃料を噴射するものであって、前記燃焼室の径方向中心又はその近傍に配置され、
前記分割噴射制御部は、前記パイロット噴射による燃料噴射が前記連結部を指向するように、前記第１タイミングを設定する、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、
前記キャビティは、前記第２キャビティ部の前記第２底部よりも径方向外側に配置された立ち壁領域をさらに含み、
前記第２底部は、前記連結部におけるシリンダ軸方向の上端部よりも下方に位置しており、
前記立ち壁領域の上端位置に対して前記立ち壁領域の下方部分は、径方向内側に位置している、ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１サイクル中に燃焼室内へ前段噴射及び後段噴射による燃料噴射を行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
予混合圧縮着火方式の燃焼が採用されるディーゼルエンジンは、燃焼期間の短縮化による燃費性能向上の利点がある一方、燃焼騒音の増大、煤の発生量の増大といった問題がある。このため、現状では予混合圧縮着火方式の燃焼は、専ら低負荷の運転領域に適用されている。燃焼騒音及び煤の抑制のために、１サイクル中に燃焼室内へ複数回の燃料噴射を行わせる技術が知られている。例えば特許文献１には、前段噴射と後段噴射とを特定間隔で実行させ、各々の噴射による燃焼圧力のピークの発生時期をコントロールすることで、低騒音化を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８７３０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前段噴射による燃焼圧力のピークと後段噴射による燃焼圧力のピークとの比率、両ピークの発生時期などの適正化が、燃焼騒音の低減化に寄与し得ることは判明している。しかしながら、実用レベルにおいて、中・高負荷の運転領域まで予混合圧縮着火燃焼を拡張適用した場合に、燃焼騒音を実質的に問題のないレベルまで抑制する具体的手段は、未だ提案されていないのが実情である。
【０００５】
本発明は、１サイクル中に燃焼室内へ前段噴射及び後段噴射による燃料噴射を行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、燃焼騒音を可及的に抑制することが可能な燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置は、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁の動作を制御する燃料噴射制御部と、を備えるディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置であって、前記燃料噴射制御部は、前記燃料噴射弁に、所定の第１タイミングで燃料を噴射させる前段噴射と、当該前段噴射よりも遅い第２タイミングで燃料を噴射させる後段噴射と、を実行させる分割噴射制御部と、前記前段噴射に伴う前記燃焼室内の燃焼圧力の上昇率のピークである第１ピークと、前記後段噴射に伴う前記燃焼室内の燃焼圧力の上昇率のピークである第２ピークとの差を縮めるように、前記前段噴射又は前記後段噴射における燃料噴射量、若しくは燃料噴射タイミングを設定する設定部と、前記燃焼圧力の上昇率における前記第１、第２ピークを、前記燃焼室の非燃焼時における筒内圧であるモータリング圧力を除外して算出する算出部と、を含むことを特徴とする。
【０００７】
この燃料噴射制御装置によれば、前記第１ピークと前記第２ピークの差を縮めるように制御することで、前記第１、第２ピークのいずれか一方が傑出し、これに起因して燃焼騒音が大きくなることを抑止することができる。一方、燃焼室には、燃焼又は非燃焼に関係なくモータリング圧力が生じる。つまり、燃焼室の筒内圧は、前段噴射及び後段噴射に伴う燃焼圧力に前記モータリング圧力が重畳された圧力となる。従って、前記第１、第２ピークとして検出又は推定された値が、実は前記モータリング圧力が上乗せされた値となる。本発明者らの研究によれば、前記モータリング圧力によって発生する圧力波は、ディーゼルノック音などの燃焼騒音に寄与しない低周波成分が主たる成分である。これらの点に鑑み、前記算出部に、燃焼圧力の上昇率における前記第１、第２ピークを、前記モータリング圧力を除外して算出させることで、目標とすべき前記第１、第２ピークの値を精度良く導出することができる。また、前記設定部が、精度の良い前記第１、第２ピークの値に基づき、両者の差を縮めるよう燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを設定することで、的確に燃焼騒音を抑制することができる。
【０００８】
上記の燃料噴射制御装置において、前記設定部は、前記第１ピークが発生する時期と前記第２ピークが発生する時期との間隔が、前記前段噴射の燃料の燃焼に起因する圧力波の振幅と前記後段噴射の燃料の燃焼に起因する圧力波の振幅とが互いに打ち消し合う間隔となるように、前記燃料噴射量若しくは前記燃料噴射タイミングを設定することが望ましい。
【０００９】
上記の通り前記第１ピークと前記第２ピークとのピーク間隔を設定することで、前記前段噴射に伴う圧力波（音波）と前記後段噴射に伴う圧力波とを相殺させることができる。これにより、前記前段噴射及び前記後段噴射によって各々発生する燃焼騒音同士が打ち消し合うこととなり、燃焼騒音を極めて低いレベルに抑制することができる。
【００１０】
上記の燃料噴射制御装置において、前記分割噴射制御部は、前記後段噴射を、前記第２タイミングが圧縮上死点付近となるメイン噴射として実行させ、前記前段噴射を、前記第１タイミングが前記メイン噴射よりも早いタイミングとなるパイロット噴射として実行させることが望ましい。
【００１１】
前段噴射を前記パイロット噴射、後段噴射を前記メイン噴射として各々実行させることで、燃焼期間の短縮、煤の抑制を図りつつ、効率良くトルクを発生させることができる。
【００１２】
この場合、前記設定部は、前記第１ピークと前記第２ピークとの差を縮めるために、前記パイロット噴射の燃料噴射量若しくは前記燃料噴射タイミングを変更することが望ましい。
【００１３】
前段噴射及び後段噴射に分割して燃料噴射を行わせる場合、専ら前段噴射の実行状況によって着火時期等が定まる。前段噴射の態様を定めれば、後段噴射に伴う燃焼は比較的ロバスト性の高い燃焼となる。従って、前段噴射であるパイロット噴射の燃料噴射量若しくは前記燃料噴射タイミングを適宜変更することで、前記第１、第２ピークの差を縮める制御を的確に行わせることができる。なお、後段噴射の態様（噴射量や噴射タイミング）を主導的に変更すると、燃焼期間が全体的にシフトし、燃費性能やトルクに影響を及ぼすことがある。
【００１４】
上記の燃料噴射制御装置において、前記燃焼室の一部は、ピストンの冠面により区画されると共に、前記ピストンの冠面にはキャビティが備えられ、当該キャビティは、前記冠面の径方向中心領域に配置され、シリンダ軸方向に第１の深さを有する第１底部を備えた第１キャビティ部と、前記冠面における前記第１キャビティ部の外周側に配置され、シリンダ軸方向に前記第１の深さよりも浅い深さを有する第２底部を備えた第２キャビティ部と、前記第１キャビティ部と前記第２キャビティ部とを繋ぐ連結部と、を含み、前記燃料噴射弁は、前記キャビティに向けて燃料を噴射するものであって、前記燃焼室の径方向中心又はその近傍に配置され、前記分割噴射制御部は、前記パイロット噴射による燃料噴射が前記連結部を指向するように、前記第１タイミングを設定することが望ましい。
【００１５】
この燃料噴射制御装置によれば、前記連結部を指向して前記パイロット噴射の燃料噴射が実行されるので、燃焼室内の空気利用率を高めることができる。すなわち、燃料噴射弁からキャビティに向けて燃料が噴射されると、その燃料と燃焼室内の空気とが混合した混合気が前記第１底部及び前記第２底部に向かうようになる。従って、混合気を燃焼室の径方向内側及び外側へ向かわせ易くすることができ、燃焼室内の空気を有効活用して均質で薄い混合気を形成し、煤の発生を抑制することができる。
【００１６】
この場合、前記キャビティは、前記第２キャビティ部の前記第２底部よりも径方向外側に配置された立ち壁領域をさらに含み、前記第２底部は、前記連結部におけるシリンダ軸方向の上端部よりも下方に位置しており、前記立ち壁領域の上端位置に対して前記立ち壁領域の下方部分は、径方向内側に位置していることが望ましい。
【００１７】
前記立ち壁領域の形成によって、混合気が燃焼室の外周壁（一般に、シリンダ内周壁）に容易に到達し難い構造とすることができ、冷損を低減することができる。さらに、前記立ち壁領域の下方部分が、前記立ち壁領域の上端位置に対して径方向内側に位置する構造を有する。これにより、混合気が燃焼室の径方向内側へ戻り過ぎないようにし、前記立ち壁領域よりも径方向外側の空間（スキッシュ空間）も有効に活用した燃焼を行わせることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、１サイクル中に燃焼室内へ前段噴射及び後段噴射による燃料噴射を行うディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、燃焼騒音を可及的に抑制することが可能な燃料噴射制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明に係る燃料噴射制御装置が適用されるディーゼルエンジンのシステム図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１に示されたディーゼルエンジンのピストンの、冠面部分の斜視図、図２（Ｂ）は、前記ピストンの断面付きの斜視図である。
【図３】図３は、図２（Ｂ）に示すピストン断面の拡大図である。
【図４】図４は、ピストンの冠面とインジェクタによる燃料の噴射軸との関係を説明するための、ピストンの断面図である。
【図５】図５は、燃料噴射のタイミング及び熱発生率を示すタイムチャートである。
【図６】図６は、燃焼室における混合気の生成状況を模式的に示す図である。
【図７】図７は、ディーゼルエンジンの制御系統を示すブロック図である。
【図８】図８は、前段噴射及び後段噴射の各燃焼により生じる熱発生率のピーク及びその比率と、これらピーク間のインターバルとを示す概略図である。
【図９】図９（Ａ）〜（Ｃ）は、燃焼騒音の打ち消し効果を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、筒内で発生する圧力波の周波数スペクトルの解析結果を示すグラフである。
【図１１】図１１（Ａ）は、前段燃焼と後段燃焼との熱発生割合を変化させた１０種の圧力変化率波形を示すグラフ、図１１（Ｂ）は、各圧力変化率波形を適用した場合の圧力波の周波数スペクトルの解析結果を示すグラフである。
【図１２】図１２（Ａ）は、モータリング圧力を含む筒内圧を示すグラフ、図１２（Ｂ）は、モータリング圧力の圧力波の周波数スペクトルの解析結果を示すグラフである。
【図１３】図１３（Ａ）は、モータリング圧力を除いた筒内圧を示すグラフ、図１３（Ｂ）は、図１１（Ｂ）のグラフからモータリング圧力分を除いたグラフである。
【図１４】図１４は、前段噴射及び後段噴射を実行する場合の、望ましい熱発生率を示すグラフである。
【図１５】図１５は、燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［エンジンの全体構成］
以下、図面に基づいて、本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置の実施形態を詳細に説明する。まず、本発明に係る燃料噴射制御装置が適用されるディーゼルエンジンシステムの全体構成を、図１に基づいて説明する。図１に示すディーゼルエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルのディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジンシステムは、複数のシリンダ２を有し軽油を主成分とする燃料の供給を受けて駆動されるエンジン本体１と、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０と、エンジン本体１から排出される排気ガスが流通する排気通路４０と、排気通路４０を流通する排気ガスの一部を吸気通路３０に還流させるＥＧＲ装置４４と、排気通路４０を通過する排気ガスにより駆動されるターボ過給機４６とを備えている。
【００２１】
エンジン本体１は、図１の紙面に垂直な方向に並ぶ複数のシリンダ２（図１ではそのうちの一つのみを示す）を有し、軽油を主成分とする燃料の供給を受けて駆動されるエンジンである。エンジン本体１は、シリンダブロック３、シリンダヘッド４及びピストン５を備える。シリンダブロック３は、シリンダ２を形成するシリンダライナを有する。シリンダヘッド４は、シリンダブロック３の上面に取り付けられ、シリンダ２の上部開口を塞いでいる。ピストン５は、シリンダ２に往復摺動可能に収容されており、コネクティングロッド８を介してクランク軸７と連結されている。ピストン５の往復運動に応じて、クランク軸７はその中心軸回りに回転する。ピストン５の構造については、後記で詳述する。
【００２２】
ピストン５の上方には燃焼室６が形成されている。燃焼室６は、シリンダヘッド４の下面（燃焼室天井面６Ｕ、図３及び図４参照）、シリンダ２及びピストン５の冠面５０によって形成されている。燃焼室６には前記燃料が、後述するインジェクタ１５からの噴射によって供給される。供給された燃料と空気との混合気が燃焼室６で燃焼され、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動する。
【００２３】
シリンダブロック３には、クランク角センサＳＮ１及び水温センサＳＮ２が取り付けられている。クランク角センサＳＮ１は、クランク軸７の回転角度（クランク角）及びクランク軸７の回転速度（エンジン回転速度）を検出する。水温センサＳＮ２は、シリンダブロック３及びシリンダヘッド４の内部を流通する冷却水の温度（エンジン水温）を検出する。
【００２４】
シリンダヘッド４には、燃焼室６と連通する吸気ポート９及び排気ポート１０が形成されている。シリンダヘッド４の下面には、吸気ポート９の下流端である吸気側開口と、排気ポート１０の上流端である排気側開口とが形成されている。シリンダヘッド４には、前記吸気側開口を開閉する吸気弁１１と、前記排気側開口を開閉する排気弁１２とが組み付けられている。なお、図示は省いているが、エンジン本体１のバルブ形式は、吸気２バルブ×排気２バルブの４バルブ形式であって、吸気ポート９及び排気ポート１０は、各シリンダ２につき２つずつ設けられるとともに、吸気弁１１及び排気弁１２も２つずつ設けられている。
【００２５】
シリンダヘッド４には、カムシャフトを含む吸気側動弁機構１３及び排気側動弁機構１４が配設されている。吸気弁１１及び排気弁１２は、これら動弁機構１３、１４により、クランク軸７の回転に連動して開閉駆動される。吸気側動弁機構１３には、吸気弁１１の少なくとも開時期を変更可能な吸気ＶＶＴが、排気側動弁機構１４には、排気弁１２の少なくとも閉時期を変更可能な排気ＶＶＴが、各々内蔵されている。
【００２６】
シリンダヘッド４には、先端部から燃焼室６内に燃料を噴射するインジェクタ１５（燃料噴射弁）が、各シリンダ２につき１つずつ取り付けられている。インジェクタ１５は、図略の燃料供給管を通して供給された燃料を燃焼室６に噴射する。インジェクタ１５は、燃料を噴射する先端部（ノズル１５１；図４）が燃焼室６の径方向中心又はその近傍に位置するように、シリンダヘッド４に組み付けられ、ピストン５の冠面５０に形成された後述のキャビティ５Ｃ（図２〜図４）に向けて燃料を噴射する。
【００２７】
インジェクタ１５は、燃料供給管を介して全シリンダ２に共通の蓄圧用コモンレール（図示せず）と接続されている。コモンレール内には、図外の燃料ポンプにより加圧された高圧の燃料が貯留されている。このコモンレール内で蓄圧された燃料が各シリンダ２のインジェクタ１５に供給されることにより、各インジェクタ１５から高い圧力（５０ＭＰａ〜２５０ＭＰａ程度）で燃料が燃焼室６内に噴射される。前記燃料ポンプと前記コモンレールとの間には、インジェクタ１５から噴射される燃料の圧力である噴射圧を変更するための燃圧レギュレータ１６（図１では不図示、図７参照）が設けられている。
【００２８】
吸気通路３０は、吸気ポート９と連通するようにシリンダヘッド４の一側面に接続されている。吸気通路３０の上流端から取り込まれた空気（新気）は、吸気通路３０および吸気ポート９を通じて燃焼室６に導入される。吸気通路３０には、その上流側から順に、エアクリーナ３１、ターボ過給機４６、スロットル弁３２、インタークーラ３３及びサージタンク３４が配置されている。
【００２９】
エアクリーナ３１は、吸気中の異物を除去して吸気を清浄化する。スロットル弁３２は、図略のアクセルの踏み込み動作と連動して吸気通路３０を開閉し、吸気通路３０における吸気の流量を調整する。ターボ過給機４６は、吸気を圧縮しつつ吸気通路３０の下流側へ当該吸気を送り出す。インタークーラ３３は、過給機４６により圧縮された吸気を冷却する。サージタンク３４は、吸気ポート９に連なるインテークマニホールドの直上流に配置され、複数のシリンダ２に吸気を均等に配分するための空間を提供するタンクである。
【００３０】
吸気通路３０には、エアフローセンサＳＮ３、吸気温センサＳＮ４、吸気圧センサＳＮ５及び吸気Ｏ２センサＳＮ６が配置されている。エアフローセンサＳＮ３は、エアクリーナ３１の下流側に配置され、当該部分を通過する吸気の流量を検出する。吸気温センサＳＮ４は、インタークーラの下流側に配置され、当該部分を通過する吸気の温度を検出する。吸気圧センサＳＮ５及び吸気Ｏ２センサＳＮ６は、サージタンク３４の近傍に配置され、それぞれ当該部分を通過する吸気の圧力、吸気の酸素濃度を検出する。なお、図１には図示していないが、インジェクタ１５の噴射圧を検出する噴射圧センサＳＮ７（図７）が備えられている。
【００３１】
排気通路４０は、排気ポート１０と連通するようにシリンダヘッド４の他側面に接続されている。燃焼室６で生成された既燃ガス（排気ガス）は、排気ポート１０及び排気通路４０を通して車両の外部に排出される。排気通路４０には排気浄化装置４１が設けられている。排気浄化装置４１には、排気通路４０を流通する排気ガス中に含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を浄化するための三元触媒４２と、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）４３とが内蔵されている。
【００３２】
排気通路４０には、排気Ｏ２センサＳＮ８及び差圧センサＳＮ９が配置されている。排気Ｏ２センサＳＮ８は、ターボ過給機４６と排気浄化装置４１との間に配置され、当該部分を通過する排気の酸素濃度を検出する。差圧センサＳＮ９は、ＤＰＦ４３の上流端と下流端との差圧を検出する。
【００３３】
ＥＧＲ装置４４は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続するＥＧＲ通路４４Ａと、ＥＧＲ通路４４Ａに設けられたＥＧＲ弁４５とを備える。ＥＧＲ通路４４Ａは、排気通路４０におけるターボ過給機４６よりも上流側の部分と、吸気通路３０におけるインタークーラ３３とサージタンク３４との間の部分とを互いに接続している。なお、ＥＧＲ通路４４Ａには、排気通路４０から吸気通路３０に還流される排気ガス（ＥＧＲガス）を熱交換により冷却するＥＧＲクーラ（図略）が配置されている。ＥＧＲ弁４５は、ＥＧＲ通路４４Ａを流通する排気ガスの流量を調整する。
【００３４】
ターボ過給機４６は、吸気通路３０側に配置されたコンプレッサ４７と、排気通路４０に配置されたタービン４８とを含む。コンプレッサ４７とタービン４８とは、タービン軸で一体回転可能に連結されている。タービン４８は、排気通路４０を流れる排気ガスのエネルギーを受けて回転する。これに連動してコンプレッサ４７が回転することにより、吸気通路３０を流通する空気が圧縮（過給）される。
【００３５】
［ピストンの詳細構造］
続いて、ピストン５の構造、とりわけ冠面５０の構造について詳細に説明する。図２（Ａ）は、ピストン５の上方部分を主に示す斜視図である。ピストン５は、上方側のピストンヘッドと、下方側に位置するスカート部とを備えるが、図２（Ａ）では、冠面５０を頂面に有する前記ピストンヘッド部分を示している。図２（Ｂ）は、ピストン５の径方向断面付きの斜視図である。図３は、図２（Ｂ）に示す径方向断面の拡大図である。なお、図２（Ａ）及び（Ｂ）において、シリンダ軸方向Ａ及び燃焼室の径方向Ｂを矢印で示している。
【００３６】
ピストン５は、キャビティ５Ｃ、周縁平面部５５及び側周面５６を含む。上述の通り、燃焼室６を区画する燃焼室壁面の一部（底面）は、ピストン５の冠面５０で形成されており、キャビティ５Ｃは、この冠面５０に備えられている。キャビティ５Ｃは、シリンダ軸方向Ａにおいて冠面５０が下方に凹没された部分であり、インジェクタ１５から燃料の噴射を受ける部分である。周縁平面部５５は、冠面５０において径方向Ｂの外周縁付近の領域に配置された環状の平面部である。キャビティ５Ｃは、周縁平面部５５を除く冠面５０の径方向Ｂの中央領域に配置されている。側周面５６は、シリンダ２の内壁面と摺接する面であり、図略のピストンリングが嵌め込まれるリング溝が複数備えられている。
【００３７】
キャビティ５Ｃは、第１キャビティ部５１、第２キャビティ部５２、連結部５３及び山部５４を含む。第１キャビティ部５１は、冠面５０の径方向Ｂの中心領域に配置された凹部である。第２キャビティ部５２は、冠面５０における第１キャビティ部５１の外周側に配置された、環状の凹部である。連結部５３は、第１キャビティ部５１と第２キャビティ部５２とを径方向Ｂに繋ぐ部分である。山部５４は、冠面５０（第１キャビティ部５１）の径方向Ｂの中心位置に配置された山型の凸部である。山部５４は、インジェクタ１５のノズル１５１の直下の位置に凸設されている（図４）。
【００３８】
第１キャビティ部５１は、第１上端部５１１、第１底部５１２及び第１内側端部５１３を含む。第１上端部５１１は、第１キャビティ部５１において最も高い位置にあり、連結部５３に連なっている。第１底部５１２は、第１キャビティ部５１において最も凹没した、上面視で環状の領域である。キャビティ５Ｃ全体としても、この第１底部５１２は最深部であって、第１キャビティ部５１は、第１底部５１２においてシリンダ軸方向Ａに所定の深さ（第１の深さ）を有している。上面視において、第１底部５１２は、連結部５３に対して径方向Ｂの内側に近接した位置にある。
【００３９】
第１上端部５１１と第１底部５１２との間は、径方向Ｂの外側に湾曲した径方向窪み部５１４で繋がれている。径方向窪み部５１４は、連結部５３よりも径方向Ｂの外側に窪んだ部分を有している。第１内側端部５１３は、第１キャビティ部５１において最も径方向内側の位置にあり、山部５４の下端に連なっている。第１内側端部５１３と第１底部５１２との間は、裾野状に緩やかに湾曲した曲面で繋がれている。
【００４０】
第２キャビティ部５２は、第２内側端部５２１、第２底部５２２、第２上端部５２３、テーパ領域５２４及び立ち壁領域５２５を含む。第２内側端部５２１は、第２キャビティ部５２において最も径方向内側の位置にあり、連結部５３に連なっている。第２底部５２２は、第２キャビティ部５２において最も凹没した領域である。第２キャビティ部５２は、第２底部５２２においてシリンダ軸方向Ａに第１底部５１２よりも浅い深さを備えている。つまり、第２キャビティ部５２は、第１キャビティ部５１よりもシリンダ軸方向Ａにおいて上側に位置する凹部である。第２上端部５２３は、第２キャビティ部５２において最も高い位置であって最も径方向外側に位置し、周縁平面部５５に連なっている。
【００４１】
テーパ領域５２４は、第２内側端部５２１から第２底部５２２に向けて延び、径方向外側へ先下がりに傾斜した面形状を有する部分である。図３に示されているように、テーパ領域５２４は、径方向Ｂに延びる水平ラインＣ１に対して傾き角αで交差する傾斜ラインＣ２に沿った傾きを有している。
【００４２】
立ち壁領域５２５は、第２底部５２２よりも径方向外側において、比較的急峻に立ち上がるように形成された壁面である。径方向Ｂの断面形状において、第２底部５２２から第２上端部５２３にかけて、第２キャビティ部５２の壁面が水平方向から上方向へ向かうように湾曲された曲面とされており、第２上端部５２３の近傍において垂直壁に近い壁面とされている部分が立ち壁領域５２５である。立ち壁領域５２５の上端位置に対して、立ち壁領域５２５の下方部分は、径方向Ｂの内側に位置している。これにより、混合気が燃焼室６の径方向Ｂの内側へ戻り過ぎないようにし、立ち壁領域５２５よりも径方向外側の空間（スキッシュ空間）も有効に活用した燃焼を行わせることができる。
【００４３】
連結部５３は、径方向Ｂの断面形状において、下側に位置する第１キャビティ部５１と上側に位置する第２キャビティ部５２との間で、径方向内側にコブ状に突出する形状を有している。連結部５３は、下端部５３１及び第３上端部５３２（シリンダ軸方向の上端部）と、これらの間の中央に位置する中央部５３３とを有している。下端部５３１は、第１キャビティ部５１の第１上端部５１１に対する連設部分である。第３上端部５３２は、第２キャビティ部５２の第２内側端部５２１に対する連設部分である。
【００４４】
シリンダ軸方向Ａにおいて、下端部５３１は連結部５３の最も下方に位置する部分、第３上端部５３２は最も上方に位置する部分である。上述のテーパ領域５２４は、第３上端部５３２から第２底部５２２に向けて延びる領域でもある。第２底部５２２は、第３上端部５３２よりも下方に位置している。つまり、本実施形態の第２キャビティ部５２は、第３上端部５３２から径方向Ｂの外側に水平に延びる底面を有しているのではなく、換言すると、第３上端部５３２から周縁平面部５５までが水平面で繋がっているのではなく、第３上端部５３２よりも下方に窪んだ第２底部５２２を有している。
【００４５】
山部５４は、上方に向けて突出しているが、その突出高さは連結部５３の第３上端部５３２の高さと同一であり、周縁平面部５５よりは窪んだ位置にある。山部５４は、上面視で円形の第１キャビティ部５１の中心に位置しており、これにより第１キャビティ部５１は山部５４の周囲に形成された環状溝の態様となっている。
【００４６】
［燃料噴射の空間的分離について］
続いて、インジェクタ１５によるキャビティ５Ｃへの燃料噴射状況、及び噴射後の混合気の流れについて、図４に基づいて説明する。図４は、燃焼室６の簡略的な断面図であって、冠面５０（キャビティ５Ｃ）とインジェクタ１５から噴射される噴射燃料１５Ｅの噴射軸ＡＸとの関係と、噴射後の混合気の流れを模式的に表す矢印Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３、Ｆ２１、Ｆ２２、Ｆ２３とが示されている。
【００４７】
インジェクタ１５は、燃焼室天井面６Ｕ（シリンダヘッド４の下面）から燃焼室６へ下方に突出するように配置されたノズル１５１を備えている。ノズル１５１は、燃焼室６内へ燃料を噴射する噴射孔１５２を備えている。図４では一つの噴射孔１５２を示しているが、実際は複数個の噴射孔１５２がノズル１５１の周方向に等ピッチで配列されている。噴射孔１５２から噴射される燃料は、図中の噴射軸ＡＸに沿って噴射される。噴射された燃料は、噴霧角θをもって拡散する。図４には、噴射軸ＡＸに対する上方向への拡散を示す上拡散軸ＡＸ１と、下方向への拡散を示す下拡散軸ＡＸ２とが示されている。噴霧角θは、上拡散軸ＡＸ１と下拡散軸ＡＸ２とがなす角である。
【００４８】
噴射孔１５２は、キャビティ５Ｃの連結部５３に向けて燃料を噴射可能である。すなわち、ピストン５の所定のクランク角において噴射孔１５２から燃料噴射動作を行わせることで、噴射軸ＡＸを連結部５３に指向させることができる。図４は、前記所定のクランク角における噴射軸ＡＸとキャビティ５Ｃとの位置関係を示している。噴射孔１５２から噴射された燃料は、燃焼室６の空気と混合されて混合気を形成しつつ、連結部５３に吹き当たることになる。
【００４９】
図４に示すように、噴射軸ＡＸに沿って連結部５３に向けて噴射された燃料１５Ｅは、連結部５３に衝突し、その後、第１キャビティ部５１の方向（下方向）へ向かうもの（矢印Ｆ１１）と、第２キャビティ部５２の方向（上方向）へ向かうもの（矢印Ｆ２１）とに空間的に分離される。すなわち、連結部５３の中央部５３３を指向して噴射された燃料は、上下に分離され、その後は各々第１、第２キャビティ部５１、５２に存在する空気と混合しながら、これらキャビティ部５１、５２の面形状に沿って流動する。
【００５０】
詳しくは、矢印Ｆ１１の方向（下方向）に向かう混合気は、連結部５３の下端部５３１から第１キャビティ部５１の径方向窪み部５１４へ入り込み、下方向に流れる。その後、混合気は、径方向窪み部５１４の湾曲形状によって流動方向を下方向から径方向Ｂの内側方向へ変え、矢印Ｆ１２で示すように、第１底部５１２を有する第１キャビティ部５１の底面形状に倣って流動する。この際、混合気は、第１キャビティ部５１の空気と混合して濃度を薄めて行く。山部５４が存在することによって、第１キャビティ部５１の底面は径方向中央に向けてせり上がる形状を有している。従って、矢印Ｆ１２方向に流動する混合気は上方に持ち上げられ、ついには矢印Ｆ１３で示すように、燃焼室天井面６Ｕから径方向外側へ向かうように流動する。このような流動の際にも、前記混合気は燃焼室６内に残存する空気と混合し、均質で薄い混合気となってゆく。
【００５１】
一方、矢印Ｆ２１の方向（上方向）に向かう混合気は、連結部５３の第３上端部５３２から第２キャビティ部５２のテーパ領域５２４に入り込み、テーパ領域５２４の傾きに沿って斜め下方に向かう。そして、矢印Ｆ２２で示すように、前記混合気は第２底部５２２に至る。ここで、テーパ領域５２４は噴射軸ＡＸに沿う傾きを持つ面とされている。このため、前記混合気は径方向外側へスムースに流動することができる。つまり前記混合気は、テーパ領域５２４の存在、並びに、連結部５３の第３上端部５３２も下方に位置する第２底部５２２の存在によって、燃焼室６の径方向外側の奥深い位置まで到達することができる。
【００５２】
しかる後、前記混合気は、第２底部５２２から立ち壁領域５２５の間の立ち上がり曲面によって上方に持ち上げられ、燃焼室天井面６Ｕから径方向内側へ向かうように流動する。このような、矢印Ｆ２２で示す流動の際に、前記混合気は第２キャビティ部５２内の空気と混合し、均質で薄い混合気となって行く。ここで、第２底部５２２よりも径方向外側に、概ね上下方向に延びる立ち壁領域５２５が存在することで、噴射された燃料（混合気）がシリンダ２の内周壁（一般に、図略のライナーが存在する）に到達することが阻止される。つまり、前記混合気は、第２底部５２２の形成によって燃焼室６の径方向外側付近まで流動できるが、立ち壁領域５２５の存在によって、シリンダ２の内周壁との干渉は抑止される。このため、前記干渉による冷損の発生を抑制することができる。
【００５３】
ここで、立ち壁領域５２５は、その下方部分が、上端位置に対して径方向Ｂの内側に位置する形状を備えている。このため、矢印Ｆ２２で示す流動は過度に強くならず、混合気が径方向Ｂの内側へ戻り過ぎないようにすることができる。矢印Ｆ２２の流動が強すぎると、一部燃焼している混合気が新たに噴射された燃料が十分に拡散する前に当該燃料と衝突し、均質な燃焼を阻害して煤などを発生させる。しかし、本実施形態の立ち壁領域５２５は、径方向外側に抉れた形状を備えておらず、矢印Ｆ２２の流動は抑制的となり、矢印Ｆ２３にて示す径方向Ｂの外側へ向かう流動も生成する。とりわけ、燃焼後期では逆スッキシュ流に牽引されることもあり、矢印Ｆ２３の流動が生じ易くなる。従って、立ち壁領域２５２よりも径方向外側の空間（周縁平面部５５上のスキッシュ空間）も有効に活用した燃焼を行わせることができる。従って、煤の発生などを抑止し、燃焼室空間の全体を有効活用した燃焼を実現させることができる。
【００５４】
以上の通り、噴射軸ＡＸに沿って連結部５３に向けて噴射された燃料が、連結部５３に衝突して空間的に分離され、第１、第２キャビティ部５１、５２の空間に各々存在する空気を活用して混合気を生成する。これにより、燃焼室６の空間を広く利用して均質で薄い混合気を形成でき、燃焼時に煤などの発生を抑制することができる。
【００５５】
［燃料噴射の時間的分離について］
本実施形態では、上述した燃料噴射の空間的分離に加え、時間的にも分離して、より燃焼室６内の空気を有効活用する例を示す。図５は、インジェクタ１５からキャビティ５Ｃへの燃料噴射のタイミングの一例と、その時の熱発生率特性Ｈとを示すタイムチャートである。インジェクタ１５による燃料噴射の動作は、後述の燃料噴射制御部７１（図７参照）によって制御される。燃料噴射制御部７１（分割噴射制御部）は、１サイクル当たり、所定の第１タイミングで燃料を噴射させる前段噴射と、当該前段噴射よりも遅い第２タイミングで燃料を噴射させる後段噴射と、を実行させる。
【００５６】
本実施形態においては、燃料噴射制御部７１が、前記前段噴射としてパイロット噴射Ｐ１を、後段噴射としてメイン噴射Ｐ２を、それぞれインジェクタ１５に実行させる例を示す。メイン噴射Ｐ２は、ピストン５が圧縮上死点（ＴＤＣ）付近に位置するタイミング（第２タイミング）で実行される燃料噴射である。図５では、ＴＤＣよりも僅かに遅角となるタイミングで、メイン噴射Ｐ２が実行される例を示している。パイロット噴射Ｐ１は、メイン噴射Ｐ２よりも早いタイミング（第１タイミング）であって、ＴＤＣよりも早いタイミングで実行される燃料噴射である。本実施形態では、パイロット噴射Ｐ１が、進角側の第１パイロット噴射Ｐ１１と、遅角側の第２パイロット噴射Ｐ１２とに分けて実行される例を示している。
【００５７】
図５では、クランク角−ＣＡ１６から−ＣＡ１２の期間に第１パイロット噴射Ｐ１１が実行される例を示している。燃料の噴射率ピーク値は、第１パイロット噴射Ｐ１１とメイン噴射Ｐ２とで同一であるが、燃料噴射期間は前者の方が長く設定されている。第２パイロット噴射Ｐ１２は、第１パイロット噴射Ｐ１１とメイン噴射Ｐ２との間において実行される、少量の燃料噴射である。この第２パイロット噴射Ｐ１２は、熱発生率特性Ｈにおけるピーク間の谷部（クランク角ＣＡ２〜３ｄｅｇ付近の谷部）を可及的に小さくして消音を図る目的で実行されるが、当該第２パイロット噴射Ｐ１２を省くようにしても良い。
【００５８】
上述の連結部５３を指向した燃料噴射は、第１パイロット噴射Ｐ１１の際に実行される。メイン噴射Ｐ２は、第１パイロット噴射Ｐ１１にて噴射された燃料（混合気）が、上述の通り下側の第１キャビティ部５１と上側の第２キャビティ部５２とに空間的に分離された後に、その分離された上下の混合気間に噴射される噴射である。この点を図６に基づいて説明する。図６は、メイン噴射Ｐ２が終了するタイミングにおける、燃焼室６での混合気の生成状況を模式的に示す図である。
【００５９】
第１パイロット噴射Ｐ１１の噴射燃料は、燃焼室６内の空気と混合されて混合気となりつつ、連結部５３に吹き当たる。連結部５３への吹き当たりによって当該混合気は、図６に示すように、第１キャビティ部５１へ向かう下側混合気Ｍ１１と、第２キャビティ部５２へ向かう上側混合気Ｍ１２とに分離される。これが上述した混合気の空間的分離である。メイン噴射Ｐ２は、パイロット噴射Ｐ１にて噴射された燃料（混合気）が第１、第２キャビティ部５１、５２の空間に入り込んで空間的に分離された後に、その分離された２つの混合気間の空間に残存する空気を活用して新たな混合気を形成するべく実行される噴射である。
【００６０】
図６に基づきさらに説明を加える。メイン噴射Ｐ２の実行タイミングではピストン５はほぼＴＤＣの位置にあるので、当該メイン噴射Ｐ２の燃料は、連結部５３のやや下方位置を指向して噴射されることになる。先に噴射された第１パイロット噴射Ｐ１１の下側混合気Ｍ１１、上側混合気Ｍ１２は、各々第１キャビティ部５１、第２キャビティ部５２に入り込み、それぞれの空間の空気と混合して稀釈化が進行している。メイン噴射Ｐ２が開始される直前は、下側混合気Ｍ１１と上側混合気Ｍ１２との間に未使用の空気（燃料と混合していない空気）が存在する状態である。このような未使用空気層の形成に、第１キャビティ部５１のエッグシェープ形状が貢献する。メイン噴射Ｐ２の噴射燃料は、下側混合気Ｍ１１と上側混合気Ｍ１２との間に入り込む形態となり、前記未使用の空気と混合されて第２混合気Ｍ２となる。これが燃料噴射の時間的分離である。以上の通り、本実施形態では、燃料噴射の空間的、時間的分離によって、燃焼室６に存在する空気を有効活用した燃焼を実現させることができる。
【００６１】
［制御構成］
図７は、前記ディーゼルエンジンシステムの制御構成を示すブロック図である。本実施形態のエンジンシステムは、プロセッサ７０（ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置）によって統括的に制御される。プロセッサ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成される。プロセッサ７０には、車両に搭載された各種センサからの検出信号が入力される。上記で説明したセンサＳＮ１〜ＳＮ９に加え、車両には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサＳＮ１０と、車両の走行環境の大気圧を計測する大気圧センサＳＮ１１と、車両の走行環境の気温を計測する外気温センサＳＮ１２と、が備えられている。
【００６２】
プロセッサ７０は、上述したクランク角センサＳＮ１、水温センサＳＮ２、エアフローセンサＳＮ３、吸気温センサＳＮ４、吸気圧センサＳＮ５、吸気Ｏ２センサＳＮ６、噴射圧センサＳＮ７、排気Ｏ２センサＳＮ８、差圧センサＳＮ９、アクセル開度センサＳＮ１０、大気圧センサＳＮ１１及び外気温センサＳＮ１２と電気的に接続されている。これらのセンサＳＮ１〜ＳＮ１２によって検出された情報、すなわち、クランク角、エンジン回転速度、エンジン水温、吸気流量、吸気温、吸気圧、吸気酸素濃度、インジェクタ１５の噴射圧、排気酸素濃度、アクセル開度、外気温、気圧等の情報がプロセッサ７０に逐次入力される。
【００６３】
プロセッサ７０は、上記各センサＳＮ１〜ＳＮ１２他からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、プロセッサ７０は、インジェクタ１５（燃圧レギュレータ１６）、スロットル弁３２及びＥＧＲ弁４５等と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。
【００６４】
プロセッサ７０は、機能的に、インジェクタ１５の動作を制御する燃料噴射制御部７１（分割噴射制御部、設定部、算出部）を備えている。燃料噴射制御部７１は、少なくとも予混合圧縮着火（Premixed Compression Ignition）燃焼が適用される運転領域（以下、ＰＣＩ領域という）の各サイクルにおいて、圧縮上死点より前の所定のタイミング（第１タイミング）で燃料を噴射させるパイロット噴射（前段噴射）と、ピストン５が圧縮上死点付近に位置するタイミング（前段噴射よりも遅い第２タイミング）で燃料噴射を行わせるメイン噴射（後段噴射）とを、インジェクタ１５に実行させる。
【００６５】
燃料噴射制御部７１は、所定のプログラムが実行されることで、運転状態判定部７２、噴射パターン選択部７３（分割噴射制御部）、モータリング圧力取得部７４、噴射設定部７５（設定部、算出部）及び補正部７６を機能的に具備するように動作する。
【００６６】
運転状態判定部７２は、クランク角センサＳＮ１が検出値に基づくエンジン回転数、及びアクセル開度センサＳＮ１０の開度情報に基づくエンジン負荷などから、エンジン本体１の運転状態を判定する。この判定結果は、現状の運転領域が、上記のパイロット噴射Ｐ１及びメイン噴射Ｐ２を実行させるＰＣＩ領域であるか否かの判定に用いられる。
【００６７】
噴射パターン選択部７３は、インジェクタ１５からの燃料噴射のパターンを、各種の条件に応じて設定する。少なくともＰＣＩ領域においては、噴射パターン選択部７３は、上記のパイロット噴射Ｐ１（前段噴射）及びメイン噴射Ｐ２（後段噴射）を含む燃料噴射のパターンを設定する。
【００６８】
モータリング圧力取得部７４は、燃焼室６において燃焼を行わない非燃焼時における筒内圧であるモータリング圧力を取得する。モータリング圧力は、燃焼室６を密閉空間として扱えば、当該燃焼室６の圧縮比によって定まり、ピストン５が上死点を通過する際に最も大きくなる。但し、モータリング圧力は、シリンダブロック３からの冷却損失、燃焼室６からの流体の漏れ、温度変動等による体積変化などの周辺状況によって変動し得る。モータリング圧力取得部７４は、例えば、モータリング圧力を前記圧縮比と前記周辺状況を示すデータとから予測する予測式を用いて、モータリング圧力を取得する。なお、燃焼室６の圧力を検出する筒内圧センサを配置し、下り坂走行時などの非燃焼時に計測される筒内圧より、モータリング圧力を取得するようにしても良い。
【００６９】
噴射設定部７５は、インジェクタ１５からの燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを、各種の条件に応じて設定する。上記のＰＣＩ領域においては、噴射設定部７５は、パイロット噴射Ｐ１（前段噴射）に伴う燃焼室６内の燃焼圧力の上昇率のピークである第１ピークと、メイン噴射Ｐ２（後段噴射）に伴う燃焼室６内の燃焼圧力の上昇率のピークである第２ピークとの差を縮めるように、パイロット噴射Ｐ１又はメイン噴射Ｐ２における燃料噴射量、若しくは燃料噴射タイミングを設定する。これにより、燃焼騒音の抑制が図られる。この際、噴射設定部７５は、各々の燃焼圧力の上昇率における前記第１、第２ピークを、前記モータリング圧力を除外して算出する。これにより、真に燃焼騒音に寄与する圧力成分同士のピーク差を揃え、精度良く燃焼騒音を抑制することが可能となる。
【００７０】
さらに、噴射設定部７５は、前記第１ピークが発生する時期と前記第２ピークが発生する時期とのピーク間隔が、パイロット噴射Ｐ１（第１パイロット噴射Ｐ１１）の燃料の燃焼に起因する圧力波の振幅とメイン噴射Ｐ２の燃料の燃焼に起因する圧力波の振幅とが互いに打ち消し合う間隔となるように、インジェクタ１５からの燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを設定する。これにより、第１パイロット噴射Ｐ１１及びメイン噴射Ｐ２によって各々発生する燃焼騒音同士が打ち消し合うこととなり、燃焼騒音を極めて低いレベルに抑制することができる。これらについては、後記で詳述する。
【００７１】
補正部７６は、噴射設定部７５が設定した燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを、所定の燃焼環境要因に基づき補正する。前記燃焼環境要因は、例えば、各センサＳＮ１〜１２の計測値から直接的又は間接的に導出される、シリンダブロック３の壁面温度、筒内圧、筒内温度、筒内酸素濃度、エンジン負荷などである。補正部７６は、例えば、所定の予測モデル式を用い、燃焼環境要因を参照して燃焼全体に影響を与える前記第１ピークの発生時期を予測し、目標とする圧力変化率特性上の第１ピークに対する乖離を求め、その乖離を解消するように前記燃料噴射量又はタイミングを補正する。
【００７２】
［二段熱発生率と騒音相殺］
図８は、熱発生率特性Ｈを示す図であって、パイロット噴射Ｐ１（第１パイロット噴射Ｐ１１）及びメイン噴射Ｐ２の各燃焼により生じる熱発生率のピーク及びその高さ比率と、これらピーク間のインターバルとを示す図である。図８に示す熱発生率特性Ｈは、図５に示した熱発生率特性Ｈを、より概略的に示したものである。
【００７３】
熱発生率特性Ｈは、燃焼室６内の燃焼圧力の上昇率に関連深い特性であって、パイロット噴射Ｐ１に伴う燃焼によって生じる山部である前段燃焼部分ＨＡと、メイン噴射Ｐ２に伴う燃焼によって生じる山部である後段燃焼部分ＨＢを有する。前段燃焼部分ＨＡ及び後段燃焼部分ＨＢは、それぞれの山部において最も熱発生率が高い第１ピークＨＡｐ及び第２ピークＨＢｐを有している。これら第１、第２ピークＨＡｐ、ＨＢｐに対応して、燃焼圧力の変化率（上昇率）にも２つのピークが生じることとなる。
【００７４】
図８では、第１ピークＨＡｐの値が第２ピークＨＢｐの値よりも小さい例を示している。第１ピークＨＡｐ又は第２ピークＨＢｐの値が傑出して高いと、これに起因して燃焼騒音が大きくなる。従って、前段燃焼部分ＨＡと後段燃焼部分ＨＢとの熱発生割合を制御し、第１ピークＨＡｐと第２ピークＨＢｐとの高さ比率をなるべく揃えることが望ましい。
【００７５】
また、第１ピークＨＡｐが発生する時期と第２ピークＨＢｐが発生する時期とのインターバルも、燃焼騒音の抑制に大きな影響を与える。前記インターバルを、前段燃焼部分ＨＡの燃焼に起因する圧力波（音波）の振幅と、後段燃焼部分ＨＢの燃焼に起因する圧力波の振幅とが互いに打ち消し合う間隔とすれば、周波数効果によって表出する圧力波（燃焼騒音）を抑制することができる。この点につき、図９に基づき説明を加える。
【００７６】
図９（Ａ）〜（Ｃ）は、燃焼騒音の打ち消し効果を説明するための模式図である。図９（Ａ）では、ある高さの熱発生率の第１ピークＨＡｐを有する前段燃焼部分ＨＡと、第１ピークＨＡｐと同じ高さの熱発生率の第２ピークＨＢｐを有する後段燃焼部分ＨＢとが、実線で模式的に描かれている。第１ピークＨＡｐと第２ピークＨＢｐとの間のインターバルは、各々の燃焼に起因する圧力波が互いに打ち消し合う第１インターバルＩｎ１に設定されている。さらに図９（Ａ）には点線で、比較例として、第１ピークＨＡｐと同じ高さのピークＨＡｐ１を有するが、第１インターバルＩｎ１よりも長い第２インターバルＩｎ２で発生する後段燃焼部分ＨＢ１と、第１ピークＨＡｐよりも高いピークＨＡｐ１を有する前段燃焼部分ＨＡ１とを示している。
【００７７】
図９（Ｂ）には、前段燃焼部分ＨＡの燃焼に起因して発生する前段圧力波ＥＡｗと、後段燃焼部分ＨＢの燃焼に起因して発生する後段圧力波ＥＢｗとが示されている。第１ピークＨＡｐ及び第２ピークＨＢｐのピーク高さが同じであることから、前段圧力波ＥＡｗの振幅と後段圧力波ＥＢｗの振幅とは同じである。また、第１インターバルＩｎ１は、前段圧力波ＥＡｗ及び後段圧力波ＥＢｗの周期の１／２倍に設定されている。この場合、前段圧力波ＥＡｗと後段圧力波ＥＢｗとは逆位相となって互いに打ち消し合うように干渉し、その合成波ＥＭの振幅はゼロとなる。つまり、燃焼騒音は、打ち消し効果によってキャンセルされる。
【００７８】
一方、前段燃焼部分ＨＡに対して第２インターバルＩｎ２を置いて比較例の後段燃焼部分ＨＢ１を発生させた場合、前段圧力波ＥＡｗと後段圧力波ＥＢｗとは完全な逆位相とはならない。この場合、図９（Ｂ）に示した両圧力波ＥＡｗ、ＥＢｗの打ち消し効果は減退し、合成波ＥＭは逆に増幅されてしまう部分も生じ得る。例えば、両圧力波ＥＡｗ、ＥＢｗが同位相となった場合、合成波ＥＭは両圧力波ＥＡｗ、ＥＢｗが合算されて大きな振幅となる。つまり、燃焼騒音が増大してしまう。
【００７９】
前記打ち消し効果は、両圧力波ＥＡｗ、ＥＢｗの振幅が同一であるときに最大となる。図９（Ｃ）には、比較例の前段燃焼部分ＨＡ１の燃焼に起因して発生する前段圧力波ＥＡｗ１と、上述の後段圧力波ＥＢｗとが示されている。前段圧力波ＥＡｗ１の振幅が後段圧力波ＥＢｗの振幅よりも大きいことから、第１インターバルＩｎ１を採用して両者を逆位相としても、合成波ＥＭはその差分に応じた振幅を持つ。従って、燃焼騒音の打ち消し効果は低減する。
【００８０】
以上の点に鑑みると、第１ピークＨＡｐと第２ピークＨＢｐとの差を可及的に縮めるように、且つ、前段圧力波ＥＡｗと後段圧力波ＥＢｗとが互いに打ち消し合うインターバルとなるように、噴射設定部７５に、パイロット噴射Ｐ１又はメイン噴射Ｐ２における燃料噴射量、若しくは燃料噴射タイミングを設定させることが、理論的には望ましいと言える。なお、このような条件を満たす熱発生率を得るには、第１パイロット噴射Ｐ１１の燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを調整（変更）することが望ましい。
【００８１】
本実施形態のように、前段噴射及び後段噴射に分割して燃料噴射を行わせる場合、専ら前段噴射の実行状況によって着火時期等が定まる。前段噴射の態様を定めれば、後段噴射に伴う燃焼は比較的ロバスト性の高い燃焼となる。従って、最も早いタイミングで比較的多くの燃料を噴射する第１パイロット噴射Ｐ１１の燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを適宜変更することで、第１ピークＨＡｐと第２ピークＨＢｐとの差を縮める制御、並びに適切なインターバルを設定する制御を的確に行わせることができる。なお、メイン噴射Ｐ２の態様（噴射量や噴射タイミング）を主導的に変更すると、燃焼期間が全体的にシフトし、燃費性能やトルクに影響を及ぼすことがある。
【００８２】
［実際の燃焼騒音の検証］
図１０は、シリンダ２内で発生する圧力波の周波数スペクトルの解析結果を示すグラフであり、縦軸はＣＰＬ（Cylinder Pressure Level）を示している。このＣＰＬは、ディーゼルノック音の加振力に相当する。図１０に示すように、ディーゼルノック音などの燃焼騒音は、多数の周波数スペクトル成分が合成された音圧からなる。図１０のグラフにおいて、人間の可聴周波数領域のうち、もっとも聞き取り易い１０００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの範囲に注目すると、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚのスペクトル成分が大きいことが判る。
【００８３】
多数の周波数スペクトル成分のエネルギー和からなる音圧は、前記周波数スペクトル成分のべき乗和で表される。従って、大きいスペクトル成分の増減が、全体の音圧の増減に大きい感度を持つ。上掲の例では、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚのスペクトル成分を抑制することが、全体の音圧の低減に大きな影響を与える。このため、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの範囲を減衰領域とし、図８に示す第１、第２ピークＨＡｐ、ＨＢｐ間のインターバルを、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの圧力波を打ち消すことができる間隔に設定すれば良い。具体的には、１０００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの中心の１５００Ｈｚにおいて、前段燃焼部分ＨＡに起因する圧力波と後段燃焼部分ＨＢに起因する圧力波とが互いに打ち消し合うインターバルに設定すれば良い。これにより、第１、第２ピークＨＡｐ、ＨＢｐ間のインターバルの最適化を図ることができる。
【００８４】
二段熱発生率の最適インターバルが得られたとして、燃焼騒音の低減にさらに寄与するのが、第１、第２ピークＨＡｐ、ＨＢｐの高さ比率である。図９（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、理論的には第１、第２ピークＨＡｐ、ＨＢｐを同じ高さとすることが、最も合成波ＥＭ（音圧）の低減に寄与するはずである。この点を検証するために、１５００Ｈｚを減衰の狙い周波数とし、第１、第２ピークＨＡｐ、ＨＢｐの高さ比率を変動させた場合における、燃焼騒音の計測結果を図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示している。
【００８５】
図１１（Ａ）は、燃焼室６内で図８に示すような二段熱発生率を有する熱発生率特性Ｈを実現させる燃焼を行わせた場合の圧力変化率特性Ｅを示している。ここでは、上述の前段燃焼部分ＨＡと後段燃焼部分ＨＢとの熱発生割合を変化させた、１０種の圧力変化率波形Ｅａ〜Ｅｊのグラフを示している。圧力変化率波形Ｅａ〜Ｅｊには、前段燃焼部分ＨＡの燃焼に起因する前段圧力上昇部ＥＡと、後段燃焼部分ＨＢの燃焼に起因する後段圧力上昇部ＥＢとが含まれている。前段圧力上昇部ＥＡには、熱発生率特性Ｈの第１ピークＨＡｐに対応する第１ピークＥＡｐ（燃焼圧力の上昇率の第１ピーク）が存在している。また、後段圧力上昇部ＥＢには、熱発生率特性Ｈの第２ピークＨＢｐに対応する第２ピークＥＢｐ（燃焼圧力の上昇率の第２ピーク）が存在している。圧力変化率波形Ｅａ〜Ｅｊは、熱発生割合（前段燃焼部分ＨＡ：後段燃焼部分ＨＢ）を、３０：７０〜７０：３０の間で変動させたものであって、ＥａはＨＡ：ＨＢが７０：３０、Ｅｂは６５：３５、Ｅｃは６０：４０、Ｅｄは５５：４５、Ｅｅは５０：５０、Ｅｆは４５：５５、Ｅｇは４３：５７、Ｅｈは４０：６０、Ｅｉは３５：６５、Ｅｊは３０：７０の割合に各々設定したものである。図１１（Ａ）に示すように、前段圧力上昇部ＥＡの第１ピークＥＡｐと後段圧力上昇部ＥＢの第２ピークＥＢｐとがほぼ一致するのは、圧力変化率波形Ｅｇ（ＨＡ：ＨＢ＝４３：５７）である。
【００８６】
図１１（Ｂ）は、各圧力変化率波形Ｅａ〜Ｅｊが達成されるよう燃焼室６で燃焼を行わせた場合の、圧力波（ＣＰＬ）の周波数スペクトルＣａ〜Ｃｊの解析結果を示すグラフである。周波数スペクトルＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｆ、Ｃｇ、Ｃｈ、Ｃｉ、Ｃｊは、それぞれ圧力変化率波形Ｅａ、Ｅｂ、Ｅｃ、Ｅｄ、Ｅｅ、Ｅｆ、Ｅｇ、Ｅｈ、Ｅｉ、Ｅｊの解析結果に相当する。
【００８７】
周波数スペクトルＣａ〜Ｃｊのいずれも、１５００Ｈｚの周波数スペクトル成分が減衰されており、第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐ（ＨＡｐ、ＨＢｐ）間のインターバルが適正であることを表している。しかし、それらの減衰度合いには大きな差がある。最も大きく１５００Ｈｚ成分を減衰できているのが、圧力変化率波形Ｅｆ（ＨＡ：ＨＢ＝４５：５５）に対応する周波数スペクトルＣｆである。波形Ｅｆは、図１１（Ａ）に示すように、前段・後段圧力上昇部ＥＡ、ＥＢのピークＥＡｐ、ＥＢｐの高さが揃っていない（図中のラインＬ１参照）。しかしながら、周波数スペクトルＣｆは、前段・後段圧力上昇部ＥＡ、ＥＢのピークＥＡｐ、ＥＢｐの高さが略同一である圧力変化率波形Ｅｇ（ＨＡ：ＨＢ＝４３：５７）に対応する周波数スペクトルＣｇに比べて、より大きく１５００Ｈｚ成分を減衰させている。
【００８８】
［モータリング圧力の寄与］
本発明者らは、二段階熱発生率を伴う燃焼における燃焼騒音抑制の理論と、実際の検証結果とに上記の通りの齟齬が生じる要因を検討した結果、エンジン本体１のモータリング圧力の寄与が要因であることを突き止めた。すなわち、圧力変化率特性Ｅにおける前段・後段圧力上昇部ＥＡ、ＥＢの第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐを、前記モータリング圧力を除外して求めた上で、その第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐのピーク差を縮める、好ましくは一致させるようにすれば、燃焼騒音をより効果的に抑制できることが見出された。
【００８９】
図１２（Ａ）は、モータリング圧力Ｍｐを含む筒内圧Ｅ０とクランク角との関係を示すグラフである。筒内圧センサで直接的に、或いは他のセンサの検知結果から間接的に求められるシリンダ２の筒内圧Ｅ０は、モータリング圧力Ｍｐを含んで導出される。既述の通り、モータリング圧力Ｍｐは、燃焼室６の圧縮比によって定まり、ピストン５が上死点を通過する際（クランク角＝０度）に最も大きくなる。図１２（Ａ）の筒内圧Ｅ０には、図１１（Ａ）に示した圧力変化率波形Ｅａ〜Ｅｊの微分（ｄｐ／ｄθ）前の圧力変化波形と、モータリング圧力Ｍｐとが含まれている。
【００９０】
ここで問題となるのが、モータリング圧力Ｍｐが燃焼騒音にどの程度寄与しているかである。図１２（Ｂ）は、モータリング圧力Ｍｐの圧力波の周波数スペクトルの解析結果を示すグラフである。同グラフから明らかな通り、モータリング圧力Ｍｐでは、ディーゼルノック音等において問題となる１０００Ｈｚ〜４０００Ｈｚの周波数スペクトル成分は２０ｄＢ以下であって、実質的に存在しておらず、１０００Ｈｚ以下の低周波スペクトル成分が主体である。従って、前段・後段圧力上昇部ＥＡ、ＥＢの第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐを比較するに際しては、筒内圧Ｅ０から燃焼騒音に寄与しないモータリング圧力Ｍｐを除外することが妥当であることが判る。
【００９１】
図１３（Ａ）は、図１２（Ａ）に示す筒内圧Ｅ０から、モータリング圧力Ｍｐを除いた筒内圧を示すグラフである。モータリング圧力Ｍｐが除かれたことで、圧力変化率波形Ｅａ〜Ｅｊの微分前の圧力変化波形が残存している。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の圧力変化波形をクランク角で微分したグラフであって、結果的に図１１（Ｂ）のグラフからモータリング圧力Ｍｐ分を除いたグラフである。
【００９２】
図１３（Ｂ）のグラフにおいて前段、後段圧力上昇部ＥＡ、ＥＢの第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐがほぼ一致しているのは、圧力変化率波形Ｅｆ（ＨＡ：ＨＢ＝４５：５５）である（図中のラインＬ２参照）。そして、この圧力変化率波形Ｅｆが、図１１（Ｂ）に示したように、最も大きく１５００Ｈｚ成分を減衰させている。このように、モータリング圧力Ｍｐを除外すれば、二段階熱発生率を伴う燃焼における燃焼騒音抑制の理論と、実際の検証結果との齟齬が無くなる。以上の検証より、モータリング圧力Ｍｐを含んだ状況において（図１１（Ａ））、第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐが一致している圧力変化率波形Ｅｇではなく、モータリング圧力Ｍｐを除外した状況において（図１３（Ｂ））、第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐが一致している圧力変化率波形Ｅｆを実現する熱発生率特性Ｈを達成するよう、噴射設定部７５にパイロット噴射Ｐ１（第１パイロット噴射Ｐ１１）の噴射量若しくは噴射タイミングを設定させることが望ましいと言える。
【００９３】
図１４は、パイロット噴射Ｐ１（前段噴射）及びメイン噴射Ｐ２（後段噴射）を実行する場合の、望ましい目標熱発生率特性Ｈｓを示すグラフである。目標熱発生率特性Ｈｓは、前段燃焼部分ＨＡの第１ピークＨＡｐの値が、後段燃焼部分ＨＢの第２ピークＨＢｐの値よりも、差分ｄＨだけ小さい値に設定されている。この目標熱発生率特性Ｈｓは、図１３（Ｂ）に示す圧力変化率波形Ｅｆ（ＨＡ：ＨＢ＝４５：５５）を実現する熱発生率特性である。噴射設定部７５は、予混合圧縮着火燃焼が実行されるＰＣＩ領域の各運転シーンにおいて、この目標熱発生率特性Ｈｓが燃焼室６内で創られるように、第１パイロット噴射Ｐ１１の燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを設定する。
【００９４】
上記の目標熱発生率特性Ｈｓを得ることができる燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングは、シリンダブロック３の壁面温度、筒内圧、筒内温度、筒内酸素濃度、エンジン負荷などの燃焼環境要因によって変動する。補正部７６は、前記燃焼環境要因に応じて前記燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを補正することで、常に目標熱発生率特性Ｈｓに沿った燃焼が行われるように調整する。
【００９５】
［制御フロー］
図１５は、プロセッサ７０の燃料噴射制御部７１（図７）による燃料噴射制御の一例を示すフローチャートである。まず、燃料噴射制御部７１が、図７に示す各センサＳＮ１〜ＳＮ１２や他のセンサ（筒内圧センサ等）から、車両の運転領域（エンジン本体１の運転状態）に関する情報、及び上記の燃焼環境要因となる環境情報を取得する（ステップＳ１）。
【００９６】
続いて、運転状態判定部７２が、ステップＳ１で取得した運転領域に関する情報より、現状の運転領域が予混合圧縮着火燃焼を実行させるＰＣＩ領域に該当するか否かを判定する（ステップＳ２）。ＰＣＩ領域に該当しない場合（ステップＳ２でＮＯ）、燃料噴射制御部７１は、ＰＣＩ領域以外の運転領域について予め設定された他の燃焼制御を実行する（ステップＳ３）。すなわち、噴射パターン選択部７３は、他の燃焼制御用の燃料噴射パターンを設定する。
【００９７】
これに対し、ＰＣＩ領域に該当する場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、噴射パターン選択部７３は、図５に例示したような、パイロット噴射Ｐ１（前段噴射）及びメイン噴射Ｐ２（後段噴射）を含む分割噴射パターンを設定する（ステップＳ４）。そして、モータリング圧力取得部７４が、所定の予測式を適用する等して、現状のモータリング圧力の値を取得する（ステップＳ５）。
【００９８】
続いて、噴射設定部７５が、図１４に例示したような目標熱発生率特性Ｈｓを達成できるよう、パイロット噴射Ｐ１（第１パイロット噴射Ｐ１１）の燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミング（結果としての着火タイミング）を仮に設定する（ステップＳ６）。既述の通り、後段噴射であるメイン噴射Ｐ２に伴う燃焼は、前段噴射であるパイロット噴射Ｐ１の態様が定まればロバスト性の高い燃焼となる。従って、ここではパイロット噴射Ｐ１の燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを主導的に設定する。これに合わせて、メイン噴射Ｐ２の燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを適宜設定する。
【００９９】
次いで、補正部７６が、所定の予測モデル式を用いる等して、ステップＳ１で取得された環境情報（燃焼環境要因）に基づき、ステップＳ６で仮設定された燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを補正する（ステップＳ７）。例えば、前段燃焼部分ＨＡにおける第１ピークＨＡｐのピーク値が、目標熱発生率特性Ｈｓにおけるピーク値に対して大きい又は小さいと予測される場合、燃料噴射量を減量又は増量する補正が行われる。また、第１ピークＨＡｐの発生時期が、目標熱発生率特性Ｈｓにおける発生時期に対して遅い又は早いと予測される場合、燃料噴射タイミングを進角又は遅角させる補正が行われる。もちろん、燃焼環境要因が予め定められた補正不要のセンター範囲内であれば、補正部７６による補正動作は行われない。
【０１００】
その後、噴射設定部７５が、ステップＳ７で補正された第１パイロット噴射Ｐ１１と、第２パイロット噴射Ｐ１２及びメイン噴射Ｐ２との燃料噴射量、燃料噴射タイミングを本設定する（ステップＳ８）。そして、噴射設定部７５は、この設定通りにインジェクタ１５を制御し、燃料噴射を実行させる。
【０１０１】
［作用効果］
以上説明した本実施形態に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、噴射設定部７５が、パイロット噴射Ｐ１（前段噴射）に伴う燃焼圧力の第１ピークＥＡｐと、メイン噴射Ｐ２（後段噴射）に伴う燃焼圧力の第２ピークＥＢｐとの差を縮めるように制御する。従って、第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐのいずれか一方が傑出し、これに起因して燃焼騒音が大きくなることを抑止することができる。一方、燃焼室６には、燃焼又は非燃焼に関係なくモータリング圧力Ｍｐが生じる。つまり、燃焼室６の筒内圧は、前段噴射及び後段噴射に伴う燃焼圧力にモータリング圧力Ｍｐが重畳された圧力となる。従って、第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐとして検出又は推定された値が、実はモータリング圧力Ｍｐが上乗せされた値となる。
【０１０２】
モータリング圧力Ｍｐによって発生する圧力波は、図１２（Ｂ）に示したように、ディーゼルノック音などの燃焼騒音に寄与しない低周波成分が主たる成分である。従って、噴射設定部７５に、燃焼圧力の上昇率における第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐを、モータリング圧力Ｍｐを除外して算出させることで、目標とすべき第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐ（熱発生率特性Ｈにおける第１、第２ピークＨＡｐ、ＨＢｐ）の値を精度良く導出することができる。また、噴射設定部７５が、精度の良い第１、第２ピークＥＡｐ、ＥＢｐの値に基づき、両者の差を縮めるよう燃料噴射量若しくは燃料噴射タイミングを設定することで、的確に燃焼騒音を抑制することができる。
【０１０３】
また、第１ピークＥＡｐと第２ピークＥＢｐとのピーク間隔が、パイロット噴射Ｐ１の燃料の燃焼に起因する圧力波の振幅とメイン噴射Ｐ２の燃料の燃焼に起因する圧力波の振幅とが互いに打ち消し合う間隔となるように設定される。これにより、パイロット噴射Ｐ１及びメイン噴射Ｐ２で各々生じる圧力波同士を相殺させることができる。これにより、パイロット噴射Ｐ１及びメイン噴射Ｐ２によって各々発生する燃焼騒音同士が打ち消し合うこととなり、燃焼騒音を極めて低いレベルに抑制することができる。
【０１０４】
［変形例］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採ることができる。
【０１０５】
（１）上記実施形態では、燃料の噴射パターンとして、パイロット噴射Ｐ１及びメイン噴射Ｐ２が実行される例を示した。これは一例であり、他の噴射を付随させても良い。例えば、メイン噴射Ｐ２の後に、煤の発生を抑制するアフター噴射を実行させても良い。また、上記実施形態では、パイロット噴射Ｐ１（前段噴射）が、第１パイロット噴射Ｐ１１と第２パイロット噴射Ｐ１２との２回に分けて実行される例を示した。これに代えて、パイロット噴射Ｐ１を、単発の噴射、或いは、３回以上の噴射としても良い。
【０１０６】
（２）上記実施形態では、燃焼室６の底面を区画するピストン５のキャビティ５Ｃが、第１キャビティ部５１及び第２キャビティ部５２を備える二段エッグシェープ形状を具備する例を示した。本発明の燃料噴射制御は、ピストン５が二段エッグシェープ形状以外の他の窪み形状のキャビティ５Ｃを備える場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１  エンジン本体
２  シリンダ
５  ピストン
５０  冠面
５Ｃ  キャビティ
５１  第１キャビティ部
５１２  第１底部
５２  第２キャビティ部
５２２  第２底部
５２５  立ち壁領域
５３  連結部
６  燃焼室
１５  インジェクタ（燃料噴射弁）
７０  プロセッサ（ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置）
７１  燃料噴射制御部（分割噴射制御部、設定部、算出部）
７２  運転状態判定部
７３  噴射パターン選択部（分割噴射制御部）
７４  モータリング圧力取得部
７５  噴射設定部（設定部、算出部）
７６  補正部
Ｐ１  パイロット噴射（前段噴射）
Ｐ２  メイン噴射（後段噴射）
ＥＡｐ  第１ピーク
ＥＢｐ  第２ピーク
Ｍｐ  モータリング圧力
【図１】
2020007954.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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