(57)【要約】【課題】燃料の副噴射を適切に制御することによって、良好な燃焼状態を確保することができ、それにより、燃焼音を抑制できるとともに、排ガス特性を良好に保つことができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】この内燃機関３の燃料噴射制御装置１は、検出された内燃機関の運転状態ＮＥ，ＰＭＣＭＤに基づいて、副噴射による燃料が燃焼すべき区間である燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢを設定する。また、この燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおいて算出された熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲの最大値ΔＭＡＸおよび最小値ΔＭＩＮを算出する。そして、算出された最大値ΔＭＡＸと所定の第１しきい値ΔＲＥＦ１との関係、および算出された最小値ΔＭＩＮと第１しきい値ΔＲＥＦ１よりも小さな所定の第２しきい値ΔＭＩＮとの関係に応じて、副噴射を制御する。【選択図】図２
2010196581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主噴射に加え、当該主噴射の前および後の少なくとも一方における副噴射によって、燃料噴射弁から燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記副噴射による燃料が燃焼すべき区間である燃焼区間を設定する燃焼区間設定手段と、
前記内燃機関の燃焼室の圧力を検出する圧力検出手段と、
当該検出された圧力に基づいて、熱発生率を算出する熱発生率算出手段と、
当該算出された熱発生率の変化率を算出する変化率算出手段と、
当該変化率算出手段により算出された前記燃焼区間における前記熱発生率の前記変化率の最大値を算出する最大値算出手段と、
前記算出された前記燃焼区間における前記熱発生率の前記変化率の最小値を算出する最小値算出手段と、
前記算出された最大値と所定の第１しきい値との関係、および前記算出された最小値と前記第１しきい値よりも小さな所定の第２しきい値との関係に応じて、前記副噴射を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記第１しきい値を上回っている状態で算出された前記最大値の発生位置を、最大値位置として算出する最大値位置算出手段と、
前記第２しきい値を下回っている状態で算出された前記最小値の発生位置を、最小値位置として算出する最小値位置算出手段と、をさらに備え、
前記制御手段は、前記最大値位置および前記最小値位置に応じて、前記副噴射を制御することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の運転状態に応じて、前記副噴射による燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータを算出する燃焼状態パラメータ算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記最大値位置および前記最小値位置の双方が算出されたときに、前記算出された燃焼状態パラメータが所定の目標値になるように、前記副噴射による燃料噴射量のフィードバック制御を実行し、前記最大値位置および前記最小値位置の少なくとも一方が算出されていないときに、前記フィードバック制御を禁止することを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記副噴射は、前記主噴射の前に燃料を噴射するパイロット噴射であり、
前記制御手段は、前記最大値位置が算出され、かつ前記最小値位置が算出されていないときに、前記パイロット噴射による燃料の噴射時期を進角側に制御することを特徴とする、請求項２または３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記副噴射は、前記主噴射の前に燃料を噴射するパイロット噴射であり、
前記制御手段は、前記最大値位置が算出されていないときに、前記パイロット噴射による燃料噴射量を増加させるパイロット噴射量増加手段を有し、
当該パイロット噴射量増加手段により増加した燃料噴射量が所定量に達した場合において、前記最大値位置が算出されていないときに、前記燃料噴射弁が故障していると判定する故障判定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記副噴射は、前記主噴射の後に燃料を噴射するアフター噴射であり、
前記制御手段は、前記最小値位置が算出され、かつ前記最大値位置が算出されていないときに、前記アフター噴射による燃料の噴射時期を遅角側に制御することを特徴とする、請求項２または３に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記最小値位置が算出されていないとき、または前記噴射時期を所定の大きさだけ遅角させた場合において前記最大値位置が算出されていないときに、前記アフター噴射による燃料噴射量を増加させるアフター噴射量増加手段をさらに有し、
当該アフター噴射量増加手段により増加した燃料噴射量が所定量に達した場合において、前記最大値位置が算出されていないときに、前記燃料噴射弁が故障していると判定する故障判定手段をさらに備えることを特徴とする、請求項６に記載の内燃機関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、主噴射に加え、その前および後の少なくとも一方における副噴射によって、燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料噴射制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この燃料噴射制御装置では、メイン噴射に加え、その前に燃料を噴射するパイロット噴射が行われる。このパイロット噴射による燃料噴射量および燃料噴射時期は、以下のようにして設定される。まず、内燃機関の回転数および負荷に応じて算出した燃料噴射量の基本値に、第１補正係数を乗算することによって、燃料噴射量を算出する。この第１補正係数は、最大値係数に基づいて算出され、この最大値係数は、パイロット噴射による燃焼中の筒内圧の２回微分値の最大値を、内燃機関の回転数に応じて算出された値で除算することによって算出される。一方、燃料噴射時期は、ＴＤＣ位置から所定期間だけ進角した値に設定される。この所定期間は、内燃機関の回転数に応じて算出された基本値に、第２補正係数を乗算することによって、算出される。この第２補正係数は、最大値位置係数に基づいて算出され、この最大値位置係数は、上記の２回微分値の最大値が発生したタイミングのクランク角度を、内燃機関の回転数に応じて算出された値で除算することによって算出される。そして、以上のようにして算出された燃料噴射量および燃料噴射時期に基づいて、インジェクタの開弁時間および開弁タイミングを設定することによって、パイロット噴射が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８３４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の燃料噴射制御装置では、パイロット噴射による燃料の燃焼中における筒内圧の２回微分値の最大値とその発生タイミングを用いて、パイロット噴射による燃料噴射量と燃料噴射時期を補正するにすぎない。このため、メイン噴射による燃料の燃焼にパイロット噴射による燃料の燃焼が重なって行われた場合でも、そのことが識別されることなく、そのような適正でない燃焼状態が続いてしまう。その場合には、メイン噴射による熱発生率が過大になり、それに伴い、大きな燃焼音の発生や、排ガス特性の悪化を招くおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、燃料の副噴射を適切に制御することによって、良好な燃焼状態を確保することができ、それにより、燃焼音を抑制できるとともに、排ガス特性を良好に保つことができる内燃機関の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】
上記の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明は、主噴射（メイン噴射）に加え、主噴射の前および後の少なくとも一方における副噴射によって、燃料噴射弁４から燃料を噴射する内燃機関３の燃料噴射制御装置１であって、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（クランク角センサ２３、アクセル開度センサ２４、ＥＣＵ２）と、検出された内燃機関３の運転状態（エンジン回転数ＮＥ、要求トルクＰＭＣＭＤ）に基づいて、副噴射による燃料が燃焼すべき区間である燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢを設定する燃焼区間設定手段（ＥＣＵ２、図２のステップ３）と、内燃機関３の燃焼室３ｄの圧力を検出する圧力検出手段（筒内圧センサ２１、ＥＣＵ２）と、検出された圧力（筒内圧ＰＣＹＬ）に基づいて、熱発生率ｄＱＨＲを算出する熱発生率算出手段（ＥＣＵ２、図６のステップ６２）と、算出された熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲを算出する変化率算出手段（ＥＣＵ２、図２のステップ４）と、変化率算出手段により算出された燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおける熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲの最大値ΔＭＡＸを算出する最大値算出手段（ＥＣＵ２、図２のステップ５）と、算出された燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおける熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲの最小値ΔＭＩＮを算出する最小値算出手段（ＥＣＵ２、図２のステップ１１）と、算出された最大値ΔＭＡＸと所定の第１しきい値ΔＲＥＦ１との関係、および算出された最小値ΔＭＩＮと第１しきい値ΔＲＥＦ１よりも小さな所定の第２しきい値ΔＭＩＮとの関係に応じて、副噴射を制御する制御手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１７〜２４）と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、主噴射に加え、その前および後の少なくとも一方における副噴射によって、燃料噴射弁から燃料を噴射する。また、検出された内燃機関の運転状態に基づいて、副噴射による燃料が燃焼すべき燃焼区間を設定し、この燃焼区間における熱発生率の変化率の最大値と最小値を算出する。そして、算出された最大値と所定の第１しきい値との関係、および算出された最小値と所定の第２しきい値との関係に応じて、副噴射を制御する。
【０００８】
副噴射による燃料が燃焼すべき燃焼区間は、内燃機関の運転状態と相関性を有し、内燃機関の運転状態に応じて概ね定まる。また、この燃焼区間において副噴射による燃料の燃焼（以下「副噴射燃料の燃焼」という）が正常に行われていれば、熱発生率の変化率は、増大し、最大値に達した後、減少し、最小値に達する。したがって、副噴射燃料の燃焼が正常に行われていれば、熱発生率の変化率の最大値は所定の第１しきい値に対して、最小値は所定の第２しきい値に対して、それぞれ一定の関係をもって現れるはずである。以上のような観点に基づき、本発明によれば、内燃機関の運転状態に応じて燃焼区間を設定するとともに、燃焼区間において算出された熱発生率の変化率の最大値と第１しきい値との関係、および最小値と第２しきい値との関係に応じ、例えば、それらの関係が所望の関係になるように副噴射を制御することによって、副噴射燃料の燃焼を、その燃焼区間内において適切に行わせることができる。その結果、燃焼状態を適切に制御でき、燃焼音を抑制できるとともに、排ガス特性を良好に保つことができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、第１しきい値ΔＲＥＦ１を上回っている状態で算出された最大値ΔＭＡＸの発生位置を、最大値位置（最大値角ＣＡＭＡＸ）として算出する最大値位置算出手段（ＥＣＵ２、図２のステップ７）と、第２しきい値ΔＲＥＦ２を下回っている状態で算出された最小値ΔＭＩＮの発生位置を、最小値位置（最小値角ＣＡＭＩＮ）として算出する最小値位置算出手段（ＥＣＵ２、図２のステップ１３）と、をさらに備え、制御手段は、最大値位置および最小値位置に応じて、副噴射を制御することを特徴とする。
【００１０】
前述したように、副噴射燃料の燃焼が正常に行われていれば、燃焼区間内に、熱発生率の変化率の最大値および最小値がその順に現れ、また、最大値は所定の第１しきい値を上回り、最小値は所定の第２しきい値を下回るはずである。このような観点から、本発明によれば、第１しきい値を上回っている状態で算出された最大値の発生位置を最大値位置として算出し、第２しきい値を下回っている状態で算出された最小値の発生位置を最小値位置として算出する。そして、これらの最大値位置および最小値位置に応じて副噴射を制御するので、それらの最大値位置および最小値位置が燃焼区間内の所望の位置になるように燃料噴射を制御することができる。それにより、燃焼状態をより適切に制御できる結果、燃焼音を確実に抑制できるとともに、排ガス特性を向上させることができる。
【００１１】
例えば、副噴射が、主噴射の前に燃料を噴射するパイロット噴射である場合には、燃焼区間において最小値位置が算出されなければ、パイロット噴射による燃料の燃焼（以下「パイロット噴射燃料の燃焼」という）が主噴射による燃料の燃焼（以下「主噴射燃料の燃焼」という）に重なって行われていると推定される。あるいは、副噴射が、主噴射の後に燃料を噴射するアフター噴射である場合には、燃焼区間において最大値位置が算出されなければ、アフター噴射による燃料の燃焼（以下「アフター噴射燃料の燃焼」という）が適正でないと推定される。そして、これらの適正でない燃焼状態が推定された場合でも、最大値位置および最小値位置に応じて副噴射を制御することによって、副噴射燃料の燃焼を燃焼区間内において適切に行うことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、内燃機関３の運転状態に応じて、副噴射による燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータ（最大値ΔＭＡＸ）を算出する燃焼状態パラメータ算出手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、制御手段は、最大値位置および最小値位置の双方が算出されたときに、算出された燃焼状態パラメータが所定の目標値（目標最大値ΔＭＡＸＣＭＤ）になるように、副噴射による燃料噴射量のフィードバック制御を実行し、最大値位置および最小値位置の少なくとも一方が算出されていないときに、フィードバック制御を禁止することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、燃焼区間において最大値位置および最小値位置の双方が算出されたときに、内燃機関の運転状態に応じて算出された、副噴射による燃料の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータが目標値になるように、副噴射による燃料噴射量のフィードバック制御を実行する。これにより、副噴射燃料の燃焼状態を所望の状態に適切に制御することができる。一方、最大値位置および最小値位置の少なくとも一方が算出されていないときには、フィードバック制御を禁止する。副噴射燃料の燃焼が適切に行われていない場合、燃料噴射量のフィードバック制御を行っても、燃料噴射量が過剰になったり不足したりするおそれがある。特に、燃料噴射量が過剰で、かつ副噴射燃料の燃焼と主噴射燃料の燃焼が重なって行われた場合には、大きな燃焼音が発生するとともに、排ガス特性が悪化する。本発明によれば、最大値位置および最小値位置の少なくとも一方が算出されていない場合に、フィードバック制御を禁止するので、フィードバック制御に伴う燃料の過不足を確実に回避することができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、副噴射は、主噴射の前に燃料を噴射するパイロット噴射であり、制御手段は、最大値位置が算出され、かつ最小値位置が算出されていないときに、パイロット噴射による燃料の噴射時期（パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰ）を進角側に制御することを特徴とする。
【００１５】
前述したように、パイロット噴射において、燃焼区間に最小値位置が算出されていないときには、主噴射燃料の燃焼にパイロット噴射燃料の燃焼が重なって行われていると推定される。本発明によれば、最大値位置が算出され、かつ最小値位置が算出されていないときに、パイロット噴射による燃料の噴射時期を進角側に制御するので、パイロット噴射燃料の燃焼を早め、主噴射燃料と重なった燃焼状態を解消することができる。これにより、燃焼音をさらに抑制できるとともに、排ガス特性をさらに向上させることができる。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項２ないし４のいずれかに記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、副噴射は、主噴射の前に燃料を噴射するパイロット噴射であり、制御手段は、最大値位置が算出されていないときに、パイロット噴射による燃料噴射量（パイロット噴射量ＱＩＮＪＰ）を増加させるパイロット噴射量増加手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２５〜２７）を有し、パイロット噴射量増加手段により増加した燃料噴射量（補正量ｄＱ）が所定量ｄＱＬＭＴに達した場合において、最大値位置が算出されていないときに、燃料噴射弁４が故障していると判定する故障判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ２１，２５〜２８）をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
燃料噴射弁が正常であれば、パイロット噴射による燃料噴射量の増加に伴い、燃焼区間において最大値が大きくなり、第１しきい値を上回るようになるため、最大値位置は存在し、算出されるはずである。このような観点から、本発明によれば、パイロット噴射による燃料噴射量を所定量まで増加させても、最大値位置が算出されないときには、燃料噴射量が確保されていないとして、燃料噴射弁が故障していると判定するので、燃料噴射弁の故障判定を適切に行うことができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項２または３に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、副噴射は、主噴射の後に燃料を噴射するアフター噴射であり、制御手段は、最小値位置が算出され、かつ最大値位置が算出されていないときに、アフター噴射による燃料の噴射時期を遅角側に制御することを特徴とする。
【００１９】
アフター噴射において、燃焼区間に最小値位置が算出され、かつ最大値位置が算出されていないときには、主噴射燃料の燃焼にアフター噴射燃料の燃焼が重なって行われていると判定される。本発明によれば、最小値位置が算出され、かつ最大値位置が算出されていないときに、アフター噴射による燃料の噴射時期を遅角側に制御するので、アフター噴射燃料の燃焼を遅らせ、主噴射燃料と重なった燃焼状態を解消することができる。これにより、燃焼音をさらに抑制できるとともに、排ガス特性をさらに向上させることができる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、制御手段は、最小値位置が算出されていないとき、または噴射時期（アフター噴射時期ＴＩＮＪＡ）を所定の大きさだけ遅角させた場合において最大値位置が算出されていないときに、アフター噴射による燃料噴射量（アフター噴射量ＱＩＮＪＡ）を増加させるアフター噴射量増加手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ２５，２６，２０５）をさらに有し、アフター噴射量増加手段により増加した燃料噴射量（補正量ｄＱ）が所定量ｄＱＬＭＴに達した場合において、最大値位置が算出されていないときに、燃料噴射弁４が故障していると判定する故障判定手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ２０３，２５〜２８）をさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
燃料噴射弁が正常であれば、アフター噴射による燃料噴射量の増加に伴い、燃焼区間において最大値が大きくなり、第１しきい値を上回るようになるため、最大値位置は存在し、算出されるはずである。このような観点から、本発明によれば、アフター噴射による燃料噴射量を所定量まで増量させても、最大値位置が算出されないときには、燃料噴射量が確保されていないとして、燃料噴射弁が故障していると判定するので、燃料噴射弁の故障判定を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による燃料噴射制御装置を内燃機関とともに示している。
【図２】本発明の第１実施形態による燃料噴射制御処理のフローチャートの一部を示している。
【図３】図２の残りを示すフローチャートである。
【図４】メイン噴射時期の算出処理を示すサブルーチンである。
【図５】メイン噴射時期のフィードバック補正値の算出処理を示すサブルーチンである。
【図６】実着火時期の算出処理を示すサブルーチンである。
【図７】パイロット噴射量の算出処理を示すサブルーチンである。
【図８】パイロット噴射量のフィードバック補正値の算出処理を示すサブルーチンである。
【図９】パイロット噴射時期の算出処理を示すサブルーチンである。
【図１０】パイロット噴射時期のフィードバック補正値の算出処理を示すサブルーチンである。
【図１１】メイン噴射燃料の燃焼にパイロット噴射燃料の燃焼が重なって行われていないときの熱発生率とその変化率の推移を示す図である。
【図１２】メイン噴射燃料の燃焼にパイロット噴射燃料の燃焼が重なって行われているときの熱発生率とその変化率の推移を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による燃料噴射制御処理のフローチャートの後半部を示している。
【図１４】メイン噴射燃料の燃焼にアフター噴射燃料の燃焼が重なって行われていないときの熱発生率とその変化率の推移を示す図である。
【図１５】メイン噴射燃料の燃焼にアフター噴射燃料の燃焼が重なって行われているときの熱発生率とその変化率の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による燃料噴射制御装置１を、内燃機関３とともに示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）に搭載されたディーゼルエンジンである。エンジン３は、例えば４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有しており、各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｄが形成されている。
【００２４】
シリンダヘッド３ｃには、気筒３ａごとに燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）４が燃焼室３ｄに臨むように取り付けられている。このインジェクタ４の開弁時間および開弁タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御され、それにより、燃料噴射量および燃料噴射時期が制御される。また、エンジン３では、所定の期間に燃料を噴射するメイン噴射と、このメイン噴射の前に燃料を噴射するパイロット噴射の双方が、実行される。
【００２５】
また、インジェクタ４には、筒内圧センサ２１が一体に取り付けられている。筒内圧センサ２１は、圧電素子で構成され、インジェクタ４とシリンダヘッド３ｃの間に挟持されており、エンジン３の気筒３ａ内の圧力の変化量（以下「筒内圧変化量」という）ＤＰを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、筒内圧変化量ＤＰに基づいて、筒内圧ＰＣＹＬを算出する。
【００２６】
エンジン３の吸気通路５には、エアフローセンサ２２が設けられている。エアフローセンサ２２は、エンジン３に吸入される吸入空気量ＱＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２７】
また、エンジン３には、ＥＧＲ装置７が設けられている。このＥＧＲ装置７は、排気通路６に排出された排ガスの一部を吸気通路５に還流させるものであり、吸気通路５および排気通路６に接続されたＥＧＲ通路７ａと、このＥＧＲ通路７ａを開閉するＥＧＲ制御弁７ｂなどで構成されている。
【００２８】
ＥＧＲ制御弁７ｂは、そのリフトが最大値と最小値の間で連続的に変化する電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、ＥＧＲ制御弁７ｂを介して、ＥＧＲ通路７ａの開度を変化させることにより、排ガスの還流量すなわちＥＧＲ量を制御する。
【００２９】
エンジン３のクランクシャフト３ｅには、クランク角センサ２３が設けられている。クランク角センサ２３は、クランクシャフト３ｅの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３０】
ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程の開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のようにエンジン３が４気筒の場合には、クランク角１８０゜ごとに出力される。
【００３１】
また、エンジン３には、気筒判別センサ（図示せず）が設けられている。この気筒判別センサは、気筒３ａを判別するためのパルス信号である気筒判別信号を、ＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、これらの気筒判別信号、ＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号に基づいて、クランク角ＣＡを気筒３ａごとに算出する。具体的には、このクランク角ＣＡは、ＴＤＣ信号の発生時に値０にリセットされ、１°ごとに出力されるＣＲＫ信号が発生するごとにインクリメントされる。
【００３２】
また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２４から、車両のアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。
【００３３】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。前述したセンサ２１〜２４の検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。
【００３４】
ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、前述したメイン噴射による燃料噴射量（以下「メイン噴射量」という）ＱＩＮＪＭおよび燃料噴射時期（以下「メイン噴射時期」という）ＴＩＮＪＭ、ならびにパイロット噴射による燃料噴射量（以下「パイロット噴射量」という）ＱＩＮＪＰおよび燃料噴射時期（以下「パイロット噴射時期」という）ＴＩＮＪＰを制御する燃料噴射制御処理を実行する。この燃料噴射制御処理は、気筒判別信号に基づいて、気筒３ａごとに行われるため、以下では、説明の便宜上、１つの気筒３ａについて説明を行うものとする。
【００３５】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、運転状態検出手段、燃焼区間設定手段、圧力検出手段、熱発生率算出手段、変化率算出手段、制御手段、最大値算出手段、最小値算出手段、最大値位置算出手段、最小値位置算出手段、燃焼状態パラメータ算出手段、パイロット噴射量増加手段、故障判定手段およびアフター噴射量増加手段に相当する。
【００３６】
図２は、本発明の第１実施形態による燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。本処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、メイン噴射量ＱＩＮＪＭを算出する。なお、要求トルクＰＭＣＭＤは、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって算出される。
【００３７】
次に、メイン噴射時期ＴＩＮＪＭを算出する（ステップ２）。図４は、その算出処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ４１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、メイン噴射時期の基本値ＴＩＮＪＭＢを算出する。
【００３８】
次に、フィードバック補正値ＣＦＢＴＭを後述するようにして算出する（ステップ４２）。そして、算出した基本値ＴＩＮＪＭＢにフィードバック補正値ＣＦＢＴＭを加算することによって、メイン噴射時期ＴＩＮＪＭを算出し（ステップ４３）、本処理を終了する。このメイン噴射時期ＴＩＮＪＭは、燃料が噴射されるときのクランク角ＣＡで表される。
【００３９】
図５は、上記のフィードバック補正値ＣＦＢＴＭの算出処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ５１において、メイン噴射による燃料が実際に着火した時期を、実着火時期ＣＡＡＣＴとして算出する。
【００４０】
図６は、この実着火時期ＣＡＡＣＴの算出処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ６１において、算出中フラグＦ＿ＣＡＬが「１」であるか否かを判別する。この算出中フラグＦ＿ＣＡＬは、ＴＤＣ信号の発生に同期して「１」にセットされるものである。この判別結果がＹＥＳのときには、筒内圧センサ２１で検出された筒内圧ＰＣＹＬを用い、次式（１）に従って、単位クランク角当たりの熱発生量である熱発生率ｄＱＨＲを算出する（ステップ６２）。
dQHR=(κ×PCYL×1000×dVθ+dPCYL×1000×Vθ)/(κ-1)          ・・・（１）
ｄＱＨＲ：熱発生率
κ：混合気の比熱比
ＰＣＹＬ：筒内圧
ｄＶθ：筒内容積変化率
ｄＰＣＹＬ：筒内圧変化率
Ｖθ：筒内容積
ここで、比熱比κは所定値（例えば１．３４）に設定されている。また、筒内容積変化率ｄＶθおよび筒内容積Ｖθは、いずれもクランク角ＣＡに基づいて算出される。
【００４１】
次いで、算出した熱発生率ｄＱＨＲを、前回までの熱発生量ＱＨＲに加算することによって、熱発生量ＱＨＲを算出する（ステップ６３）。このようにして算出された熱発生量ＱＨＲは、順次、記憶される。次に、クランク角ＣＡが５４０°であるか否かを判別する（ステップ６４）。この判別結果がＮＯのときには、本処理をそのまま終了する。
【００４２】
一方、ステップ６４の判別結果がＹＥＳで、クランク角ＣＡが排気行程の開始時、すなわち膨張行程の終了時のときには、算出された熱発生量ＱＨＲを総熱発生量ＳＱＨＲとする（ステップ６５）とともに、記憶された複数の熱発生量ＱＨＲのうち、総熱発生量ＳＱＨＲの１／２に相当する熱発生量ＱＨＲが得られているときのクランク角ＣＡ５０を、実着火時期ＣＡＡＣＴとして算出する（ステップ６６）。次に、算出中フラグＦ＿ＣＡＬを「０」にリセットし（ステップ６７）、本処理を終了する。このステップ６７が実行された後には、前記ステップ６１の判別結果がＮＯになり、その場合には、本処理をそのまま終了する。
【００４３】
図５に戻り、前記ステップ５１に続くステップ５２では、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、メイン噴射による着火時期の基本値ＣＡＢを算出する。
【００４４】
次に、セタン価補正値ＣＣＥＴを算出する（ステップ５３）。このセタン価補正値ＣＣＥＴは、燃料のセタン価に応じ、所定のテーブル（図示せず）を検索することによって、算出される。このテーブルでは、セタン価補正値ＣＣＥＴは、セタン価が高いほど、着火性が高く、熱発生率ｄＱＨＲが過大になりやすいため、それを回避すべく、より大きな値に設定されている。なお、セタン価は、実着火時期ＣＡＡＣＴに応じて算出された着火遅れ角に応じて、算出される。
【００４５】
次いで、ＥＧＲ補正値ＣＥＧＲを算出する（ステップ５４）。このＥＧＲ補正値ＣＥＧＲは、ＥＧＲ率に応じて算出され、このＥＧＲ率は、エアフローセンサ２２で検出された吸入空気量ＱＡなどに応じて算出される。
【００４６】
次に、算出した基本値ＣＡＢにセタン価補正値ＣＣＥＴおよびＥＧＲ補正値ＣＥＧＲを加算した値を、目標着火時期ＣＡＣＭＤとして設定する（ステップ５５）。そして、ステップ５１で算出した実着火時期ＣＡＡＣＴから目標着火時期ＣＡＣＭＤを減算した値を、フィードバック補正値ＣＦＢＴＭとして設定し（ステップ５６）、本処理を終了する。
【００４７】
図２に戻り、前記ステップ２に続くステップ３では、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、パイロット噴射燃料の燃焼が行われるべき燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢを算出する。
【００４８】
次に、燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおける熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲを算出する（ステップ４）。このようにして算出された熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲは、クランク角ＣＡとともに順次、記憶される。次いで、記憶されたこれらの熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲのうちの最大のものを、熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲの最大値ΔＭＡＸとして算出する（ステップ５）。次に、この最大値ΔＭＡＸが所定の第１しきい値ΔＲＥＦ１よりも大きいか否かを判別する（ステップ６）。この判別結果がＹＥＳのときには、最大値ΔＭＡＸが発生したときのクランク角ＣＡを最大値角ＣＡＭＡＸとして算出した（ステップ７）後、最大値角ＣＡＭＡＸが算出されたことを表すために、最大値角算出フラグＦ＿ＭＡＸＯＫを「１」にセットする（ステップ８）。
【００４９】
一方、ステップ６の判別結果がＮＯで、ΔＭＡＸ≦ΔＲＥＦ１のときには、最大遅角ＣＡＭＡＸの算出は行わず、そのことを表すために、最大値角算出フラグＦ＿ＭＡＸＯＫを「０」にセットする（ステップ１０）。
【００５０】
ステップ８または１０に続くステップ１１では、前記ステップ４において算出した、燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおける熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲのうちの最小のものを、最小値ΔＭＩＮとして算出する。
【００５１】
次に、この最小値ΔＭＩＮが所定の第２しきい値ΔＲＥＦ２よりも小さいか否かを判別する（ステップ１２）。この判別結果がＹＥＳのときには、最小値ΔＭＩＮが発生したときのクランク角ＣＡを最小値角ＣＡＭＩＮとして算出した（ステップ１３）後、最小値角ＣＡＭＩＮが算出されたことを表すために、最小値角算出フラグＦ＿ＭＩＮＯＫを「１」にセットする（ステップ１４）。
【００５２】
一方、ステップ１２の判別結果がＮＯで、ΔＭＩＮ≧ΔＲＥＦ２のときには、最小遅角ＣＡＭＩＮの算出は行わず、そのことを表すために、最小値角算出フラグＦ＿ＭＩＮＯＫを「０」にセットする（ステップ１６）。
【００５３】
ステップ１４または１６に続くステップ１７では、最大値角算出フラグＦ＿ＭＡＸＯＫおよび最小値角算出フラグＦ＿ＭＩＮＯＫがともに「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、最大値角ＣＡＭＡＸが最小値角ＣＡＭＩＮよりも小さいか否かを判別する（ステップ１８）。パイロット噴射燃料の燃焼が正常に行われているときには通常、図１１に示すように、燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおいて、熱発生率ｄＱＨＲの変化率ΔｄＱＨＲの最大値ΔＭＡＸと最小値ΔＭＩＮがその順に現れ、また、最大値ΔＭＡＸは第１しきい値ΔＲＥＦ１を上回り、最小値ΔＭＩＮは第２しきい値ΔＲＥＦ２を下回る。したがって、ステップ１７および１８の判別結果がともにＹＥＳで、算出された最大値角ＣＡＭＡＸが最小値角ＣＡＭＩＮよりも小さいとき、すなわち、最大値ΔＭＡＸおよび最小値ΔＭＩＮがその順に現れているときには、パイロット噴射燃料の燃焼が正常に行われていると判定する。そして、パイロット噴射量ＱＩＮＪＰおよびパイロット噴射時期ＴＩＮＪＰをそれぞれフィードバック制御により算出し（ステップ１９および２０）、本処理を終了する。
【００５４】
図７は、このパイロット噴射量ＱＩＮＪＰの算出処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ７１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、パイロット噴射量の基本値ＱＩＮＪＰＢを算出する。
【００５５】
次に、フィードバック補正値ＣＦＢＱＰを後述するようにして算出する（ステップ７２）。そして、算出した基本値ＱＩＮＪＰＢにフィードバック補正値ＣＦＢＱＰを加算することによって、パイロット噴射量ＱＩＮＪＰを算出し（ステップ７３）、本処理を終了する。
【００５６】
図８は、上記のパイロット噴射量のフィードバック補正値ＣＦＢＱＰの算出処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ８１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、最大値ΔＭＡＸの目標となる目標最大値ΔＭＡＸＣＭＤを算出する。次に、目標最大値ΔＭＡＸＣＭＤと前記ステップ５において算出した最大値ΔＭＡＸに応じて、フィードバック補正値ＣＦＢＱＰを算出し（ステップ８２）、本処理を終了する。このフィードバック補正値ＣＦＢＱＰの算出は、最大値ΔＭＡＸが目標最大値ΔＭＡＸＣＭＤに収束するよう、例えばＰＩＤフィードバック制御によって行われる。
【００５７】
図９は、パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰの算出処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ９１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、パイロット噴射時期の基本値ＴＩＮＪＰＢを算出する。
【００５８】
次に、フィードバック補正値ＣＦＢＴＰを後述するようにして算出する（ステップ９２）。そして、算出した基本値ＴＩＮＪＰＢにフィードバック補正値ＣＦＢＴＰを加算することによって、パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰを算出し（ステップ９３）、本処理を終了する。
【００５９】
図１０は、パイロット噴射時期のフィードバック補正値ＣＦＢＴＰの算出処理を示すサブルーチンである。本処理では、まずステップ１０１において、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、最大値角ＣＡＭＡＸの目標となる目標最大値角ＣＡＭＡＸＣＭＤを算出する。次に、目標最大値角ＣＡＭＡＸＣＭＤと前記ステップ７において算出した最大値角ＣＡＭＡＸに応じて、フィードバック補正値ＣＦＢＴＰを算出し（ステップ１０２）、本処理を終了する。このフィードバック補正値ＣＦＢＴＰの算出は、最大値角ＣＡＭＡＸが目標最大値角ＣＡＭＡＸＣＭＤに収束するよう、例えばＰＩＤフィードバック制御によって行われる。
【００６０】
そして、上記のようにして算出されたパイロット噴射量ＱＩＮＪＰおよびパイロット噴射時期ＴＩＮＪＰに基づき、インジェクタ４の開弁時間および開弁タイミングを制御することによって、パイロット噴射が制御される。以上のように、最大値角ＣＡＭＡＸと最小値角ＣＡＭＩＮの双方が算出され、パイロット噴射燃料の燃焼が正常に行われていると判定されているときには、パイロット噴射燃料の燃焼による最大値ΔＭＡＸが目標最大値ΔＭＡＸＣＭＤになるように、また、最大値角ＣＡＭＡＸが目標最大値角ＣＡＭＡＸＣＭＤになるように、フィードバック制御される。
【００６１】
図３に戻り、前記ステップ１７または１８の判別結果がＮＯのとき、すなわち、最大値角ＣＡＭＡＸおよび最小値角ＣＡＭＩＮの少なくとも一方が算出されていないか、または最大値ΔＭＡＸおよび最小値ΔＭＩＮがその順で現れていないときには、パイロット噴射燃料の燃焼が適正に行われていないと判定し、ステップ２１に進む。
【００６２】
このステップ２１では、最大値角算出フラグＦ＿ＭＡＸＯＫが「１」であり、かつ最小値角算出フラグＦ＿ＭＩＮＯＫが「０」であるか否かを判別する。
【００６３】
パイロット噴射燃料の燃焼がメイン噴射による燃料の燃焼（以下「メイン噴射燃料の燃焼」という）に重なって行われている場合、熱発生率ｄＱＨＲおよびその変化率ΔｄＱＨＲは、例えば図１２に示すように推移し、燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおいて、最小値ΔＭＩＮが第２しきい値ΔＲＥＦ２を下回らないため、最小値角ＣＡＭＩＮは算出されない。このため、ステップ２１の判別結果がＹＥＳで、最大値角算出フラグＦ＿ＭＡＸＯＫ＝１で、かつ最小値角算出フラグＦ＿ＭＩＮＯＫ＝０のときには、パイロット噴射燃料の燃焼がメイン噴射燃料の燃焼に重なって行われていると判定し、ステップ２２〜２４において、パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰを進角側に補正する。
【００６４】
まず、ステップ２２では、補正角ｄＣＡの前回値ｄＣＡＺに所定角ＣＡＲＥＦを加算した値を、補正角ｄＣＡとして算出する。なお、この補正角ｄＣＡは、ＴＤＣ信号の発生に同期して値０にリセットされるものである。
【００６５】
次に、この補正角ｄＣＡが所定の上限値ｄＣＡＬＭＴ以下であるか否かを判別する（ステップ２３）。この判別結果がＹＥＳのときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出したパイロット噴射時期の基本値ＴＩＮＪＰＢから、補正角ｄＣＡを減算した値を、パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰとして設定した（ステップ２４）後、本処理を終了する。以上のように、パイロット噴射燃料の燃焼がメイン噴射燃料の燃焼に重なって行われていると判定されたときには、パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰを進角させ、パイロット噴射燃料の燃焼を早め、メイン噴射燃料の燃焼と重ならないようにする。
【００６６】
一方、ステップ２３の判別結果がＮＯのとき、すなわち、パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰを上限値ｄＣＡＬＭＴだけ進角側に制御しても、依然として最小値角ＣＡＭＩＮが算出されないときには、ステップ２５〜２７において、パイロット噴射量ＱＩＮＪＰを増加させる。また、前記ステップ２１の判別結果がＮＯのときにも、同様に、ステップ２５〜２７を実行する。
【００６７】
まず、ステップ２５では、補正量ｄＱの前回値ｄＱＺに所定の一定量ＱＲＥＦを加算した値を、補正量ｄＱとして算出する。なお、この補正量ｄＱは、ＴＤＣ信号の発生に同期して値０にリセットされるものである。
【００６８】
次に、この補正量ｄＱが所定量ｄＱＬＭＴ（例えば３ｍｇ）よりも小さいか否かを判別する（ステップ２６）。この判別結果がＹＥＳのときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出したパイロット噴射量の基本値ＱＩＮＪＰＢに、補正量ｄＱを加算した値を、パイロット噴射量ＱＩＮＪＰとして設定した（ステップ２７）後、本処理を終了する。
【００６９】
一方、ステップ２６の判別結果がＹＥＳで、補正量ｄＱが所定量ｄＱＬＭＴに達したときには、パイロット噴射による燃料を増量したにもかかわらず、最大値角ＣＡＭＡＸおよび最小値角ＣＡＭＩＮの少なくとも一方が依然として算出されないため、インジェクタ４が故障していると判定し、そのことを表すために、故障判定フラグＦ＿ＩＮＪＮＧを「１」にセットした（ステップ２８）後、本処理を終了する。
【００７０】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じてパイロット噴射燃料の燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢを設定する（ステップ３）とともに、この燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおいて最大値ΔＭＡＸおよび最小値ΔＭＩＮを算出する（ステップ５および１１）。また、第１しきい値ΔＲＥＦ１を上回っている状態で算出した最大値ΔＭＡＸの発生クランク角を最大値角ＣＡＭＡＸとして算出し（ステップ７）、第２しきい値ΔＲＥＦ２を下回っている状態で算出した最小値ΔＭＩＮの発生クランク角を最小値角ＣＡＭＩＮとして算出する（ステップ１３）。そして、これらの最大値角ＣＡＭＡＸおよび最小値角ＣＡＭＩＮに応じてパイロット噴射を制御するので、パイロット噴射燃料の燃焼がメイン噴射燃料の燃焼に重ならないようにすることができる。これにより、燃焼音を抑制できるとともに、排ガス特性を向上させることができる。
【００７１】
また、最大値角ＣＡＭＡＸと最小値角ＣＡＭＩＮの双方が算出されていることで（ステップ１７：ＹＥＳ）、パイロット噴射燃料の燃焼が適正に行われていると判定されているときに、最大値ΔＭＡＸが目標最大値ΔＭＡＸＣＭＤになるようにパイロット噴射量ＱＩＮＪＰのフィードバック制御を実行するとともに、最大値角ＣＡＭＡＸが目標最大値角ＣＡＭＡＸＣＭＤになるようにパイロット噴射時期ＴＩＮＪＰのフィードバック制御を実行する。これにより、パイロット噴射燃料の燃焼状態を所望の状態に適切に制御することができる。一方、最大値角ＣＡＭＡＸおよび最小遅角ＣＡＭＩＮの少なくとも一方が算出されていないときには（ステップ１７，１８：ＮＯ）、上述したフィードバック制御を禁止するので、フィードバック制御に伴う燃料の過不足を確実に回避することができる。
【００７２】
さらに、最大値角ＣＡＭＡＸが算出されていて、かつ最小値角ＣＡＭＩＮが算出されていないことで（ステップ２１：ＹＥＳ）、パイロット噴射燃料の燃焼がメイン噴射燃料の燃焼に重なって行われていると判定されたときに、パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰを進角側に制御するので、パイロット噴射燃料の燃焼を早め、メイン噴射燃料と重なった燃焼状態を解消することができる。これにより、燃焼音をさらに抑制できるとともに、排ガス特性をさらに向上させることができる。
【００７３】
また、最大値角ＣＡＭＡＸおよび最小値角ＣＡＭＩＮの少なくとも一方が算出されない状況において、パイロット噴射量ＱＩＮＪＰの補正量ｄＱを所定量ｄＱＬＭＴまで増加させても、その状況が解消されないときには、インジェクタ４が故障していると判定するので、その故障判定を適切に行うことができる。
【００７４】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、第１実施形態のパイロット噴射に代えて、メイン噴射の後に燃料を噴射するアフター噴射に対して本発明を適用したものである。この第２実施形態の燃料噴射制御処理の前半部の実行内容は、図２に示される第１実施形態の実行内容と同じであるため、その説明を省略するとともに、図１３に後半部のフローチャートのみを示す。なお、この燃料噴射制御処理の前半部のうち、ステップ３の燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢの設定については、第１実施形態と同様にして、メイン噴射の後のアフター噴射に対応する区間に設定される。
【００７５】
図１３のステップ１７および１８において、まず、最大値角ＣＡＭＡＸおよび最小値角ＣＡＭＩＮの双方が算出され、かつ算出された最大値角ＣＡＭＡＸが最小値角ＣＡＭＩＮよりも小さいと判別されたときには、ステップ２０１において、アフター噴射による燃料噴射量であるアフター噴射量ＱＩＮＪＡを算出する。具体的には、パイロット噴射量ＱＩＮＪＰの場合と同様、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出したアフター噴射量の基本値に、フィードバック補正値を加算することによって、アフター噴射量ＱＩＮＪＡを算出する。
【００７６】
次に、ステップ２０２において、アフター噴射時期ＴＩＮＪＡを算出した後、本処理を終了する。具体的には、パイロット噴射時期ＴＩＮＪＰの場合と同様、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出した基本値に、フィードバック補正値を加算することによって、アフター噴射時期ＴＩＮＪＡを算出する。
【００７７】
ステップ１７または１８に続くステップ２０３では、最大値角算出フラグＦ＿ＭＡＸＯＫが「０」であり、かつ最小値角算出フラグＦ＿ＭＩＮＯＫが「１」であるか否かを判別する（ステップ２０３）。
【００７８】
アフター噴射燃料の燃焼が適正に行われている場合、熱発生率ｄＱＨＲおよびその変化率ΔｄＱＨＲは、例えば図１４に示すように推移する。これに対して、アフター噴射燃料の燃焼がメイン噴射燃料の燃焼に重なって行われている場合、熱発生率ｄＱＨＲおよびその変化率ΔｄＱＨＲは、例えば図１５に示すように推移し、燃焼区間ＳＴＧＣＯＭＢにおいて、最大値ΔＭＡＸが第１しきい値ΔＲＥＦ１を上回らないため、最大値角ＣＡＭＡＸは算出されない。このため、ステップ２０３の判別結果がＹＥＳで、最大値角算出フラグＦ＿ＭＡＸＯＫ＝０で、かつ最小値角算出フラグＦ＿ＭＩＮＯＫ＝１のときには、アフター噴射燃料の燃焼がメイン噴射燃料に重なって行われていると判定し、ステップ２２〜２０４において、アフター噴射時期ＴＩＮＪＡを遅角側に補正する。
【００７９】
まず、ステップ２２では、補正角ｄＣＡの前回値ｄＣＡＺに所定角ＣＡＲＥＦを加算した値を、補正角ｄＣＡとして算出する。
【００８０】
次に、この補正角ｄＣＡが所定の上限値ｄＣＡＬＭＴ以下のときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出したアフター噴射時期の基本値ＴＩＮＪＡＢに補正角ｄＣＡを加算した値を、アフター噴射時期ＴＩＮＪＡとして設定した（ステップ２０４）後、本処理を終了する。以上のように、アフター噴射燃料の燃焼がメイン噴射燃料の燃焼に重なって行われていると判定されたときには、アフター噴射時期ＴＩＮＪＡを遅角させ、アフター噴射燃料の燃焼を遅らせ、メイン噴射燃料の燃焼と重ならないようにする。
【００８１】
一方、ステップ２３の判別結果がＮＯのとき、すなわち、アフター噴射時期ＴＩＮＪＡを上限値ｄＣＡＬＭＴだけ遅角側に制御しても、依然として最大値角ＣＡＭＡＸが算出されないときには、ステップ２５〜２０５において、アフター噴射量ＱＩＮＪＡを増加させる。また、前記ステップ２０３の判別結果がＮＯのときにも、同様に、ステップ２５〜２０５を実行する。
【００８２】
まず、ステップ２５では、補正量ｄＱの前回値ｄＱＺに所定の一定量ＱＲＥＦを加算した値を、補正量ｄＱとして算出する。
【００８３】
次に、この補正量ｄＱが所定量ｄＱＬＭＴよりも小さいときには、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＰＭＣＭＤに応じて算出したアフター噴射量の基本値ＱＩＮＪＡＢに補正量ｄＱを加算した値を、アフター噴射量ＱＩＮＪＡとして設定した（ステップ２６）後、本処理を終了する。
【００８４】
一方、ステップ２６の判別結果がＹＥＳで、補正量ｄＱが所定量ｄＱＬＭＴに達したときには、アフター噴射による燃料を増量したにもかかわらず、最大値角ＣＡＭＡＸおよび最小値角ＣＡＭＩＮの少なくとも一方が依然として算出されないため、インジェクタ４が故障していると判定し、そのことを表すために、故障判定フラグＦ＿ＩＮＪＮＧを「１」にセットした（ステップ２８）後、本処理を終了する。
【００８５】
以上のように、第２実施形態によれば、最小値角ＣＡＭＩＮが算出されていて、かつ最大値角ＣＡＭＡＸが算出されていないことで（ステップ２０３：ＹＥＳ）、アフター噴射燃料の燃焼がメイン噴射燃料の燃焼に重なって行われていると判定されたときに、アフター噴射時期ＴＩＮＪＡを遅角側に制御するので、アフター噴射燃料の燃焼を遅らせ、メイン噴射燃料と重なった燃焼状態を解消することができる。これにより、燃焼音をさらに抑制できるとともに、排ガス特性をさらに向上させることができる。
【００８６】
また、最大値角ＣＡＭＡＸおよび最小値角ＣＡＭＩＮの少なくとも一方が算出されない状況において、アフター噴射量ＱＩＮＪＡの補正量ｄＱを所定量ｄＱＬＭＴまで増量させても、その状況が解消されないときには、インジェクタ４が故障していると判定するので、その故障判定を適切に行うことができる。
【００８７】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、副噴射を制御するための熱発生率の変化率の最大値ΔＭＡＸが第１しきい値ΔＲＥＦ１を上回った状態で得られた最大値角ＣＡＭＡＸ、最小値ΔＭＩＮが第２しきい値ΔＲＥＦ２を下回った状態で得られた最小値角ＣＡＭＩＮ、および最大値角ＣＡＭＡＸと最小値角ＣＡＭＩＮとの大小関係を用いているが、これに限らず、例えば最大値角ＣＡＭＡＸと最小値角ＣＡＭＩＮとの区間長さを用いてもよい。
【００８８】
また、実施形態では、フィードバック制御の対象とする燃焼状態パラメータとして、最大値ΔＭＡＸを用いているが、これに代えて、燃焼区間における熱発生量を用いてもよい。
【００８９】
さらに、パイロット噴射およびアフター噴射の双方を行う場合、それらの双方または一方に本発明を適用することが可能である。
【００９０】
また、実施形態では、メイン噴射時期ＴＩＮＪを、セタン価に応じて補正した目標着火時期ＣＡＣＭＤを用いて算出しているが、この目標着火時期に代えて、他のパラメータ、例えば着火遅れ時期を用いてもよい。
【００９１】
さらに、実施形態は、本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外のガソリンエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１  燃料噴射制御装置
２  ＥＣＵ（運転状態検出手段、燃焼区間設定手段、圧力検出手段、熱発生率算出手段
、変化率算出手段、制御手段、最大値算出手段、最小値算出手段、最大値
位置算出手段、最小値位置算出手段、燃焼状態パラメータ算出手段、パイ
ロット噴射量増加手段、故障判定手段およびアフター噴射量増加手段）
３  エンジン
３ｄ  燃焼室
４  インジェクタ
２１  筒内圧センサ（圧力検出手段）
２３  クランク角センサ（運転状態検出手段）
２４  アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
ＰＣＹＬ  筒内圧（検出された燃焼室の圧力）
ＮＥ  エンジン回転数（内燃機関の運転状態）
ＰＭＣＭＤ  要求トルク（内燃機関の運転状態）
ＱＩＮＪＰ  パイロット噴射量（パイロット噴射による燃料噴射量）
ＴＩＮＪＰ  パイロット噴射時期（パイロット噴射による燃料の噴射時期）
ＱＩＮＪＡ  アフター噴射量（アフター噴射による燃料噴射量）
ＴＩＮＪＡ  アフター噴射時期（アフター噴射による燃料の噴射時期）
ｄＱＨＲ  熱発生率
ΔｄＱＨＲ  熱発生率の変化率
ΔＭＡＸ  最大値（燃焼状態パラメータ）
ΔＭＩＮ  最小値
ΔＭＡＸＣＭＤ  目標最大値（目標値）
ＣＡＭＡＸ  最大値角（最大値位置）
ＣＡＭＩＮ  最小値角（最小値位置）
ΔＲＥＦ１  第１しきい値（しきい値）
ΔＲＥＦ２  第２しきい値（しきい値）
ｄＱＬＭＴ  所定量
ｄＱ  補正量（増加した燃料噴射量）
ＳＴＧＣＯＭＢ  燃焼区間
【図１】
2010196581.tif 000003
【図２】
2010196581.tif 000004
【図３】
2010196581.tif 000005
【図４】
2010196581.tif 000006
【図５】
2010196581.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010196581.tif 000009
【図８】
2010196581.tif 000010
【図９】
2010196581.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2010196581.tif 000014
【図１３】
2010196581.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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