(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置において、
前記エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記予混合圧縮着火燃焼を行うためのメイン燃料噴射を少なくとも２回に分け、熱発生率波形が１回目のメイン燃料噴射及び２回目のメイン燃料噴射に対応して二山形状となるように前記燃料噴射弁を制御する噴射制御手段と、
前記燃焼室内に対する吸気温度または外気温度を検出する温度検出手段と、
前記エンジンの負荷を検出する負荷検出手段とを備え、
前記噴射制御手段は、前記負荷検出手段により検出された前記エンジンの負荷に基づいて、前記１回目のメイン燃料噴射及び前記２回目のメイン燃料噴射を含む前記少なくとも２回のメイン燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する決定手段と、前記温度検出手段により検出された前記吸気温度または前記外気温度が所定温度よりも高いときに、前記吸気温度または前記外気温度に応じて、前記決定手段により決定された前記２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を減量する噴射量補正手段とを有し、
前記決定手段は、前記１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を前記２回目のメイン燃料噴射よりも多くするように決定することを特徴とする燃焼制御装置。
【請求項２】
前記噴射量補正手段は、前記吸気温度または前記外気温度が前記所定温度よりも高いときに、前記吸気温度または前記外気温度と前記エンジンの負荷とに応じて、前記２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を減量することを特徴とする請求項１記載の燃焼制御装置。
【請求項３】
前記噴射量補正手段は、前記２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を減量した分だけ、前記決定手段により決定された前記１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を増量することを特徴とする請求項１または２記載の燃焼制御装置。
【請求項４】
前記噴射制御手段は、前記吸気温度または前記外気温度が前記所定温度よりも高いときに、前記吸気温度または前記外気温度に応じて、前記決定手段により決定された少なくとも１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期を遅角する噴射時期補正手段を更に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の燃焼制御装置。
【請求項５】
前記噴射時期補正手段は、前記吸気温度または前記外気温度が前記所定温度よりも高いときに、前記吸気温度または前記外気温度と前記エンジンの負荷とに応じて、前記少なくとも１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期を遅角することを特徴とする請求項４記載の燃焼制御装置。
【請求項６】
前記吸気温度または前記外気温度が前記所定温度よりも高いときに、前記燃焼室内の空燃比を大きくするように制御する空燃比制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の燃焼制御装置。
【請求項７】
前記燃焼室内で燃焼した後の排気ガスの一部を排気再循環ガスとして前記燃焼室内に還流するための排気再循環通路と、
前記排気再循環通路に設けられ、前記排気再循環ガスの還流量を調整するバルブ手段とを更に備え、
前記空燃比制御手段は、前記排気再循環ガスの還流量を減少させるように前記バルブ手段を制御する手段であることを特徴とする請求項６記載の燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予混合圧縮着火（ＰＣＣＩ）燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、気筒の圧縮行程中期から後期にかけてインジェクタより燃料を複数回に分けて噴射させるものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術のように、燃料を複数回に分けて噴射させて予混合圧縮着火燃焼を行う場合に、エンジンの燃焼室内に吸入される空気の温度（吸気温度）または外気温度が必要以上に上昇すると、インジェクタより噴射された燃料の着火遅れが短くなる。このため、予混合時間が短くなり、燃料と空気との予混合が不足するため、スモークが発生しやすくなる。
【０００５】
本発明の目的は、吸気温度または外気温度が上昇したときに、スモークの発生を抑制することができる燃焼制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、予混合圧縮着火燃焼を行うエンジンの燃焼制御装置において、エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、予混合圧縮着火燃焼を行うためのメイン燃料噴射を少なくとも２回に分け、熱発生率波形が１回目のメイン燃料噴射及び２回目のメイン燃料噴射に対応して二山形状となるように燃料噴射弁を制御する噴射制御手段と、燃焼室内に対する吸気温度または外気温度を検出する温度検出手段と、エンジンの負荷を検出する負荷検出手段とを備え、噴射制御手段は、負荷検出手段により検出されたエンジンの負荷に基づいて、１回目のメイン燃料噴射及び２回目のメイン燃料噴射を含む少なくとも２回のメイン燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する決定手段と、温度検出手段により検出された吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときに、吸気温度または外気温度に応じて、決定手段により決定された２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を減量する噴射量補正手段とを有し、決定手段は、１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を２回目のメイン燃料噴射よりも多くするように決定することを特徴とするものである。
【０００７】
このように本発明の燃焼制御装置においては、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときは、吸気温度または外気温度に応じて２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を減量することにより、２回目のメイン燃料噴射を実施する時間が短くなるため、燃料噴射終了から燃料着火開始までの予混合時間が長くなり、燃料と空気とが十分に予混合するようになる。これにより、吸気温度または外気温度が必要以上に上昇したときのスモークの発生を抑制することができる。
【０００８】
好ましくは、噴射量補正手段は、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときに、吸気温度または外気温度とエンジンの負荷とに応じて、２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を減量する。この場合には、吸気温度または外気温度とエンジンの負荷と燃料噴射量の減量量との関係に応じた適切な減量量を得ることができる。
【０００９】
また、好ましくは、噴射量補正手段は、２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を減量した分だけ、決定手段により決定された１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を増量する。この場合には、１回目及び２回目のメイン燃料噴射の総燃料噴射量が２回目のメイン燃料噴射の燃料噴射量を減量する前と等しくなるため、エンジンの負荷に応じたトルクを出力することができる。
【００１０】
さらに、好ましくは、噴射制御手段は、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときに、吸気温度または外気温度に応じて、決定手段により決定された少なくとも１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期を遅角する噴射時期補正手段を更に有する。吸気温度または外気温度が必要以上に上昇すると、燃料の着火性が良くなるため着火時期が進角してしまう。そこで、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときは、吸気温度または外気温度に応じて燃料噴射時期を遅角することにより、燃料の着火時期が遅れるようになる。従って、燃料の着火時期が圧縮上死点よりも更に後の時期となるため、燃焼騒音の増大を抑制することができる。
【００１１】
このとき、好ましくは、噴射時期補正手段は、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときに、吸気温度または外気温度とエンジンの負荷とに応じて、少なくとも１回目のメイン燃料噴射の燃料噴射時期を遅角する。この場合には、吸気温度または外気温度とエンジンの負荷と燃料噴射時期の遅角量との関係に応じた適切な遅角量を得ることができる。
【００１２】
また、好ましくは、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときに、燃焼室内の空燃比を大きくするように制御する空燃比制御手段を更に備える。吸気温度または外気温度が必要以上に上昇すると、空気密度が低下するため、空気量が減少する。そこで、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときは、燃焼室内の空燃比を大きくするように制御することにより、燃焼室内に吸入される空気量が増加するため、スモークの発生を更に抑制することができる。また、未燃分のＣＯやＨＣの発生を抑制することもできる。
【００１３】
このとき、好ましくは、燃焼室内で燃焼した後の排気ガスの一部を排気再循環ガスとして燃焼室内に還流するための排気再循環通路と、排気再循環通路に設けられ、排気再循環ガスの還流量を調整するバルブ手段とを更に備え、空燃比制御手段は、排気再循環ガスの還流量を減少させるようにバルブ手段を制御する手段である。このように排気再循環ガスの還流量を減少させることにより、簡単に且つ確実に燃焼室内の空燃比を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、吸気温度または外気温度が上昇したときに、スモークの発生を抑制することができる。これにより、適切な予混合圧縮着火燃焼を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係わる燃焼制御装置の一実施形態を備えたディーゼルエンジンを示す概略構成図である。
【図２】図１に示した燃焼制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示したインジェクタ制御部により実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図４】図３に示した制御処理で使用される燃料噴射量減量マップを示すグラフである。
【図５】図４に示した燃料噴射量減量マップにおいて、エンジン負荷と２回目の燃料噴射の燃料噴射量及びその減量量との関係を示すグラフである。
【図６】図３に示した制御処理で使用される燃料噴射時期遅角マップにおいて、エンジン負荷と燃料噴射時期の遅角量との関係を示すグラフである。
【図７】図２に示したＥＧＲ制御部により実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。
【図８】異なる条件での熱発生率を比較して示すグラフである。
【図９】図８に示した異なる条件において、２回目の燃料噴射による予混合時間、スモーク発生率、燃焼騒音をそれぞれ比較して示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係わる燃焼制御装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係わる燃焼制御装置の一実施形態を備えたディーゼルエンジンを示す概略構成図である。同図において、本実施形態に係わるディーゼルエンジン１は、予混合圧縮着火（ＰＣＣＩ）式の４気筒直列ディーゼルエンジンである。ディーゼルエンジン１はエンジン本体２を備え、このエンジン本体２には４つのシリンダ３が設けられている。
【００１８】
各シリンダ３には、燃焼室４内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）５がそれぞれ配設されている。インジェクタ５は、噴射ノズル５ａから放射状に燃料を噴射する。各インジェクタ５はコモンレール６に接続されており、コモンレール６に貯留された高圧燃料が各インジェクタ５に常時供給されている。
【００１９】
エンジン本体２には、燃焼室４内に空気を吸入するための吸気通路７がインテークマニホールド８を介して接続されている。また、エンジン本体２には、燃焼後の排気ガスを排出するための排気通路９がエキゾーストマニホールド１０を介して接続されている。
【００２０】
吸気通路７には、上流側から下流側に向けてエアクリーナー１１、ターボ過給機１２のコンプレッサ１３、インタークーラー１４及びスロットルバルブ１５が設けられている。スロットルバルブ１５は、吸気通路７の通路面積を絞り、吸気通路７を通過する空気量を減少させると共に下流側に負圧を発生させる。排気通路９には、上流側から下流側に向けてターボ過給機１２のタービン１６及び触媒付きＤＰＦ１７が設けられている。
【００２１】
また、ディーゼルエンジン１は、燃焼後の排気ガスの一部を排気再循環ガス（ＥＧＲガス）として燃焼室４内に還流する排気再循環（ＥＧＲ）ユニット１８を備えている。ＥＧＲユニット１８は、吸気通路７とエキゾーストマニホールド１０とを繋ぐように設けられ、ＥＧＲガスを還流するためのＥＧＲ通路１９と、エキゾーストマニホールド１０から吸気通路７へのＥＧＲガスの還流量を調整するＥＧＲバルブ（バルブ手段）２０と、ＥＧＲ通路１９を通るＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ２１と、このＥＧＲクーラ２１をバイパスするようにＥＧＲ通路１９に接続されたバイパス通路２２と、ＥＧＲガスの流路をＥＧＲクーラ２１側またはバイパス通路２２側に切り替える切替弁２３とを有している。
【００２２】
上記の各インジェクタ５、スロットルバルブ１５、ＥＧＲバルブ２０及び切替弁２３は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２４によって制御される。ＥＣＵ２４には、回転数センサ２５、アクセル開度センサ２６、吸気温度センサ２７が接続されている。
【００２３】
回転数センサ２５は、エンジン本体２の回転数（エンジン回転数）を検出するセンサである。回転数センサ２５は、例えば図示しないピストンが連結されるクランク軸の回転角度（クランク角）を検出することで、エンジン回転数を検出する。
【００２４】
アクセル開度センサ２６は、エンジン本体２の負荷（エンジン負荷）の代替値として、アクセルペダルの踏込み角（アクセル開度）を検出するセンサ（負荷検出手段）である。なお、本実施形態のようなコモンレール式燃料噴射装置を備えたディーゼルエンジンでは、燃料噴射量を電子制御しており、エンジン負荷の代替値として燃料噴射量を用いることも可能である。
【００２５】
吸気温度センサ２７は、燃焼室４内に吸入される空気の温度（燃焼室４内に対する吸気温度）を検出するセンサ（温度検出手段）である。吸気温度センサ２７は、例えば吸気通路７におけるＥＧＲ通路１９との接続部分よりも下流側に取り付けられている。
【００２６】
ここで、インジェクタ５、ＥＧＲユニット１８、ＥＣＵ２４及びセンサ２５〜２７は、本実施形態の燃焼制御装置２８を構成している。このような燃焼制御装置２８は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程という１サイクルにおいて、各インジェクタ５から燃料を２回に分けて噴射する２分割噴射の予混合圧縮着火燃焼を行うように制御する。
【００２７】
ＥＣＵ２４は、図２に示すように、インジェクタ制御部２９とＥＧＲ制御部３０とを有している。インジェクタ制御部２９は、回転数センサ２５、アクセル開度センサ２６及び吸気温度センサ２７の検出信号を入力し、所定の処理を行い、各インジェクタ５を制御する。ＥＧＲ制御部３０は、アクセル開度センサ２６及び吸気温度センサ２７の検出信号を入力し、所定の処理を行い、ＥＧＲバルブ２０を制御する。
【００２８】
図３は、インジェクタ制御部２９により実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。同図において、まず回転数センサ２５により検出されたエンジン回転数とアクセル開度センサ２６により検出されたエンジン負荷とを取得する（手順Ｓ１０１）。そして、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する（手順Ｓ１０２）。このとき、１回目の燃料噴射の燃料噴射量を２回目の燃料噴射の燃料噴射量よりも多くする。
【００２９】
続いて、吸気温度センサ２７により検出された吸気温度を取得する（手順Ｓ１０３）。そして、吸気温度が基準温度（例えば２５℃）よりも高いかどうかを判断する（手順Ｓ１０４）。吸気温度が基準温度よりも高いと判断されたときは、図４に示すような燃料噴射量減量マップを用いて、吸気温度及びエンジン負荷に応じて、手順Ｓ１０２で決定された２回目の燃料噴射の燃料噴射量を減量する（手順Ｓ１０５）。
【００３０】
燃料噴射量減量マップは、吸気温度偏差（＝吸気温度−基準温度）とエンジン負荷と２回目の燃料噴射の燃料噴射量の減量量との関係を表すマップであり、インジェクタ制御部２９のメモリ（図示せず）に予め記憶されている。燃料噴射量減量マップは、吸気温度偏差が所定値Ａ以下のときは、減量量が０であり、吸気温度偏差が所定値Ａよりも大きいときは、減量量が吸気温度偏差に従って多くなるように設定されている。また、燃料噴射量減量マップは、エンジン負荷が高くなるほど、減量量が多くなるように設定されている。
【００３１】
ここで、手順Ｓ１０２で設定される２回目の燃料噴射の燃料噴射量は、図５（ａ）に示すように、エンジン負荷に従って多くなり、エンジン負荷がある値を超えると一定になる。これに伴って、２回目の燃料噴射の燃料噴射量の減量量は、図５（ｂ）に示すように、エンジン負荷に従って多くなり、エンジン負荷がある値を超えるとほぼ一定になる。このとき、エンジン負荷が低い領域では、圧縮端温度（ピストン圧縮上死点での温度）が低いため、吸気温度が高くなっても、スモーク発生等の影響は少ない。従って、エンジン負荷が所定値Ｂよりも高くなったときに、２回目の燃料噴射の燃料噴射量の減量を開始する。
【００３２】
続いて、２回目の燃料噴射の燃料噴射量の減量分だけ１回目の燃料噴射の燃料噴射量を増量する（手順Ｓ１０６）。これにより、１回目及び２回目の燃料噴射の総燃料噴射量が手順Ｓ１０２で設定された総燃料噴射量と同量となるため、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じたエンジントルクを出力することができる。
【００３３】
続いて、予め設定された燃料噴射時期遅角マップ（図示せず）を用いて、吸気温度及びエンジン負荷に応じて、手順Ｓ１０２で決定された１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射時期を遅角する（手順Ｓ１０７）。
【００３４】
燃料噴射時期遅角マップは、吸気温度偏差とエンジン負荷と１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の遅角量との関係を表すマップである。燃料噴射時期遅角マップは、燃料噴射の燃料噴射時期の遅角量が吸気温度偏差及びエンジン負荷に従って多くなるように設定されている。
【００３５】
ここで、燃料噴射の燃料噴射時期の遅角量は、図６に示すように、エンジン負荷に従って多くなる。このとき、エンジン負荷が低い領域では、２回目の燃料噴射の燃料噴射量を減量していない（図５（ｂ）参照）ため、１回目の燃料噴射の燃料噴射量の増量による燃焼騒音の増大が発生することは無い。従って、エンジン負荷が低い領域では、吸気温度の上昇に伴う燃焼騒音の増大に対してのみ燃料噴射時期を遅角する。
【００３６】
手順Ｓ１０７が実行された後、手順Ｓ１０５〜Ｓ１０７で補正された１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期に従って、１回目及び２回目の燃料噴射を順次実施するように各インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１０８）。
【００３７】
一方、手順Ｓ１０４で吸気温度が基準温度よりも高くないと判断されたときは、手順Ｓ１０２で決定された１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期に従って、１回目及び２回目の燃料噴射を順次実施するように各インジェクタ５を制御する（手順Ｓ１０８）。
【００３８】
図７は、ＥＧＲ制御部３０により実行される制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。同図において、まずアクセル開度センサ２６により検出されたエンジン負荷を取得する（手順Ｓ１１１）。そして、エンジン負荷に基づいて、ＥＧＲバルブ２０の基準となる開度（基準ＥＧＲバルブ開度）を決定する（手順Ｓ１１２）。続いて、吸気温度センサ２７により検出された吸気温度を取得し（手順Ｓ１１３）、吸気温度が基準温度よりも高いかどうかを判断する（手順Ｓ１１４）。
【００３９】
吸気温度が基準温度よりも高いと判断されたときは、燃焼室４内の空燃比（Ａ／Ｆ）が大きくなるように基準ＥＧＲバルブ開度を補正して、補正ＥＧＲバルブ開度を得る（手順Ｓ１１５）。具体的には、ＥＧＲ率（ＥＧＲガスの還流率）が低くなることで燃焼室４内の空燃比が大きくなるように、基準ＥＧＲバルブ開度を補正する。このとき、燃焼室４内の空燃比を基準温度時の空燃比と同等とするのが望ましい。続いて、補正ＥＧＲバルブ開度となるようにＥＧＲバルブ２０を制御する（手順Ｓ１１６）。
【００４０】
一方、手順Ｓ１１４で吸気温度が基準温度よりも高くないと判断されたときは、基準ＥＧＲバルブ開度となるようにＥＧＲバルブ２０を制御する（手順Ｓ１１６）。
【００４１】
以上において、インジェクタ制御部２９は、燃料を少なくとも２回に分けて噴射させるように燃料噴射弁５を制御する噴射制御手段を構成する。このとき、インジェクタ制御部２９の上記手順Ｓ１０１，Ｓ１０２は、負荷検出手段２６により検出されたエンジン１の負荷に基づいて、少なくとも２回の燃料噴射の燃料噴射量及び燃料噴射時期を決定する決定手段として機能する。同手順Ｓ１０３〜１０６は、温度検出手段２７により検出された吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときに、吸気温度または外気温度に応じて、決定手段により決定された２回目の燃料噴射の燃料噴射量を減量する噴射量補正手段として機能する。同手順Ｓ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０７は、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときに、吸気温度または外気温度に応じて、決定手段により決定された少なくとも１回目の燃料噴射の燃料噴射時期を遅角する噴射時期補正手段を構成する。
【００４２】
また、ＥＧＲ制御部３０は、吸気温度または外気温度が所定温度よりも高いときに、燃焼室４内の空燃比を大きくするように制御する空燃比制御手段を構成する。
【００４３】
ところで、吸気温度が基準温度よりも高くなると、２回目の燃料噴射による燃料の着火遅れが短縮されるため、２回目の燃料噴射の終了から当該燃料の着火開始までの予混合時間が短くなり、燃料と空気との予混合の不足によりスモークが発生しやすくなる。また、吸気温度が基準温度よりも高くなると、燃焼室４内に吸入される空気が膨張するため、空気密度が低下し、燃焼室４内に吸入される空気量が減少する。このため、スモークが一層発生しやすくなると共に、未燃分のＣＯやＨＣが増加する。さらに、吸気温度が基準温度よりも高くなると、燃料の着火性が高くなるため、燃料の着火時期が進角してピストン圧縮上死点に近くなり、燃焼騒音の増大につながる。
【００４４】
これに対し本実施形態では、吸気温度が基準温度よりも高いときには、吸気温度及びエンジン負荷に応じて２回目の燃料噴射の燃料噴射量を減量するようにしたので、２回目の燃料噴射の実施時間が短くなる。従って、２回目の燃料噴射の終了から当該燃料の着火開始までの予混合時間が長くなり、燃料と空気との予混合が十分に行われる。また、吸気温度が基準温度よりも高いときには、ＥＧＲ率を低くして燃焼室４内の空燃比を大きくするので、燃焼室４内に吸入される空気量が増加する。以上により、スモークの発生を抑制することができる。また、燃焼室４内に吸入される空気量が増えるため、未燃分のＣＯやＨＣを低減することもできる。
【００４５】
さらに、吸気温度が基準温度よりも高いときには、吸気温度及びエンジン負荷に応じて１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射時期を遅角するので、１回目及び２回目の燃料噴射による燃料の着火時期が遅れるようになる。従って、１回目の燃料噴射による燃料の着火時期を基準温度時とほぼ同じ時期に合わせることができる。これにより、燃焼騒音の増大を防ぐことができる。
【００４６】
図８は、異なる条件での熱発生率を比較して示したグラフである。図８において、破線Ｐは、吸気温度が基準温度（ここでは２５℃）であるときの熱発生率を示し、１点鎖線Ｑは、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときの熱発生率を示し、実線Ｒは、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときに、２回目の燃料噴射の燃料噴射量を減量し、１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射時期を遅角し、燃焼室内の空燃比を大きくするという補正を行った場合の熱発生率を示している。
【００４７】
吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときには、燃料の着火性が向上するため、吸気温度が基準温度であるときに比べて、燃料の着火時期が進角している。しかし、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときに上記の補正を行った場合には、１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射時期が遅角するようになる。このため、その時の１回目の燃料噴射による燃料の着火時期は、吸気温度が基準温度であるときの着火時期にほぼ合うようになる。従って、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときに上記の補正を行った場合の熱発生率波形は、吸気温度が基準温度であるときの熱発生率波形に近づくようになる。
【００４８】
また、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときに上記の補正を行った場合には、２回目の燃料噴射の燃料噴射量を減量し、その分だけ１回目の燃料噴射の燃料噴射量を増量する。このため、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときに上記の補正を行った場合の熱発生率波形において、２回目の燃料噴射に対応する２つ目の山の高さが僅かに低くなり、１回目の燃料噴射に対応する１つ目の山の高さが僅かに高くなっている。
【００４９】
図９（ａ）〜（ｃ）は、吸気温度が基準温度であるときと、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときと、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときに上記の補正を行った場合とで、２回目の燃料噴射による予混合時間、スモーク発生率、燃焼騒音をそれぞれ比較して示したグラフである。
【００５０】
図９（ａ），（ｂ）から分かるように、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときには、２回目の燃料噴射による燃料の着火遅れが短縮されるため、吸気温度が基準温度であるときに比べて、予混合時間が短くなり、スモーク発生率が高くなる。しかし、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときに上記の補正を行った場合には、２回目の燃料噴射の燃料噴射量が減量されるので、上記の補正を行わない場合に比べて、２回目の燃料噴射による予混合時間が長くなり、スモーク発生率が低くなる。
【００５１】
また、図９（ｃ）から分かるように、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときには、燃料の着火時期が進角するため、吸気温度が基準温度であるときに比べて燃焼騒音が増大する。しかし、吸気温度が基準温度よりも２０℃高いときに上記の補正を行った場合には、１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射時期が遅角される。このため、その時の１回目の燃料噴射による燃料の着火時期が、吸気温度が基準温度であるときの着火時期にほぼ合うようになるため、上記の補正を行わない場合に比べて燃焼騒音が低減される。
【００５２】
以上のように本実施形態によれば、吸気温度が上昇した場合でも、基準温度時とほぼ同様のＰＣＣＩ燃焼を実現し、燃焼騒音の増大やエミッションの悪化を抑制することが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、吸気温度を検出する吸気温度センサ２７を設けたが、吸気温度センサ２７の代わりに、外気温度を検出する外気温度センサを設け、外気温度とＥＧＲ率とに基づいて吸気温度の上昇量を推定しても良い。この場合、外気温度センサは、例えばエアクリーナー１１に設けられる。また、ＥＧＲ率は、ＥＣＵ２４によって計算される。
【００５４】
また、上記実施形態では、吸気温度が基準温度よりも高いときには、１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射時期をいずれも遅角するようにしたが、２回目の燃料噴射による燃料の着火時期を、吸気温度が基準温度であるときの着火時期に合わせるためには、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期については、特に変更しなくても良いし、或いは逆に進角させても良い。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、吸気温度及びエンジン負荷に応じて、２回目の燃料噴射の燃料噴射量の減量量を特定するようにしたが、２回目の燃料噴射の燃料噴射量の減量量を、吸気温度または外気温度のみに応じて特定しても良い。この場合であっても、２回目の燃料噴射の実施時間が短くなり、予混合時間が長くなるため、スモークの発生を抑制することができる。
【００５６】
また、上記実施形態では、吸気温度及びエンジン負荷に応じて、１回目及び２回目の燃料噴射の燃料噴射時期を遅角するようにしたが、吸気温度または外気温度のみに応じて、少なくとも１回目の燃料噴射の燃料噴射時期を遅角するようにしても良い。この場合であっても、１回目の燃料噴射による燃料の着火時期を基準温度時とほぼ同じ時期に合わせることができ、燃焼騒音の増大を防ぐことができる。
【００５７】
さらに、上記実施形態では、ＥＧＲバルブ２０によりＥＧＲガスの流量を調整することで、燃焼室４内の空燃比を制御するようにしたが、空燃比の制御方法としては特にそれには限られず、例えばターボ過給機１２の過給圧を調整しても良い。この場合、燃焼室４内の空燃比を大きくするには、ターボ過給機１２の過給圧を上げるようにする。
【００５８】
また、上記実施形態では、２分割噴射の予混合圧縮着火燃焼を行うものとしたが、燃料を３回以上に分けて噴射する予混合圧縮着火燃焼を行っても良い。この場合でも、吸気温度が基準温度よりも高いときには、２回目の燃料噴射の燃料噴射量を減量する。また、予混合圧縮着火燃焼を行う分割噴射（メイン噴射）の前に少量のプレ噴射を行ったり、分割噴射の後に少量のアフター噴射を行っても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、５…インジェクタ（燃料噴射弁）、１９…ＥＧＲ通路（排気再循環通路）、２０…ＥＧＲバルブ（バルブ手段）、２４…ＥＣＵ、２６…アクセル開度センサ（負荷検出手段）、２７…吸気温度センサ（温度検出手段）、２８…燃焼制御装置、２９…インジェクタ制御部（噴射制御手段、決定手段、噴射量補正手段、噴射時期補正手段）、３０…ＥＧＲ制御部（空燃比制御手段）。
【図１】
0005569552.tif 000002
【図２】
0005569552.tif 000003
【図３】
0005569552.tif 000004
【図４】
0005569552.tif 000005
【図５】
0005569552.tif 000006
【図６】
0005569552.tif 000007
【図７】
0005569552.tif 000008
【図８】
0005569552.tif 000009
【図９】
0005569552.tif 000010