(57)【要約】【課題】燃焼場で発生するスモークの量を低減するためにメイン噴射を分割する場合に、燃費の悪化を抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１は燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁４を備えている。制御装置８０は、燃料噴射弁４からのメイン噴射を実行するときに燃料噴射弁４から噴射される燃料の燃焼場における空燃比である局所空燃比を算出する。そして算出した局所空燃比が予め定められた要求空燃比よりもリッチな空燃比である場合には、制御装置８０は、燃料噴射弁４からのメイン噴射を単噴射から分割噴射に変更する。また、制御装置８０は、メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合のエンジン１の排気損失悪化分が冷却損失改善分を超える場合には、分割噴射時の排気損失及び冷却損失の和が最小になる燃料噴射量である最適燃費噴射量を算出し、この最適燃費噴射量を分割噴射時の燃料噴射量として設定する。【選択図】図１
2018112146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備える圧縮自着火式の内燃機関に適用される制御装置であって、
当該制御装置は、
前記燃料噴射弁からのメイン噴射を実行するときに前記燃料噴射弁から噴射される燃料の燃焼場における空燃比である局所空燃比を算出する局所空燃比算出部と、
前記局所空燃比が予め定められた要求空燃比よりもリッチな空燃比であるか否かを判定する空燃比判定部と、
前記空燃比判定部によって前記局所空燃比が前記要求空燃比よりもリッチな空燃比であると判定されるときには、前記燃料噴射弁からのメイン噴射を単噴射から分割噴射に変更する分割噴射部と、
前記メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合の前記内燃機関の排気損失の悪化分を示す排気損失悪化分を算出する排気損失悪化分算出部と、
前記メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合の前記内燃機関の冷却損失の改善分を示す冷却損失改善分を算出する冷却損失改善分算出部と、
前記排気損失悪化分が前記冷却損失改善分を超えているか否かを判定する損失判定部と、
前記損失判定部によって前記排気損失悪化分が前記冷却損失改善分を超えていると判定されるときには、メイン噴射の分割噴射時における前記内燃機関の排気損失及び冷却損失の和が最小になる燃料噴射量である最適燃費噴射量を算出する最適燃費噴射量算出部と、
メイン噴射の分割噴射時における燃料噴射量として前記最適燃費噴射量を設定する最適噴射量設定部と、を備える
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた圧縮自着火式の内燃機関において、燃焼室で発生するスモークの量を低減する技術が種々提案されている。
例えば、特許文献１に記載の装置では、燃料噴射弁からのメイン噴射を分割して実行すると共に、その分割噴射される各燃料量を、燃焼室内で燃料が燃焼する燃焼場においてスモークが発生しない量に設定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０３５３４２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記文献１に記載の装置では、分割噴射時の各燃料量を燃焼場においてスモークが発生しない量に設定しているため、スモークの発生についてはこれを抑えることができる。しかしながら、そうした分割噴射時における内燃機関の排気損失や冷却損失が考慮されておらず、燃費が悪化するおそれがある。
【０００５】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃焼場で発生するスモークの量を低減するためにメイン噴射を分割する場合において、燃費の悪化を抑えることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備える圧縮自着火式の内燃機関に適用される制御装置である。この制御装置は、前記燃料噴射弁からのメイン噴射を実行するときに前記燃料噴射弁から噴射される燃料の燃焼場における空燃比である局所空燃比を算出する局所空燃比算出部と、前記局所空燃比が予め定められた要求空燃比よりもリッチな空燃比であるか否かを判定する空燃比判定部と、前記空燃比判定部によって前記局所空燃比が前記要求空燃比よりもリッチな空燃比であると判定されるときには、前記燃料噴射弁からのメイン噴射を単噴射から分割噴射に変更する分割噴射部と、前記メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合の前記内燃機関の排気損失の悪化分を示す排気損失悪化分を算出する排気損失悪化分算出部と、前記メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合の前記内燃機関の冷却損失の改善分を示す冷却損失改善分を算出する冷却損失改善分算出部と、前記排気損失悪化分が前記冷却損失改善分を超えているか否かを判定する損失判定部と、前記損失判定部によって前記排気損失悪化分が前記冷却損失改善分を超えていると判定されるときには、メイン噴射の分割噴射時における前記内燃機関の排気損失及び冷却損失の和が最小になる燃料噴射量である最適燃費噴射量を算出する最適燃費噴射量算出部と、メイン噴射の分割噴射時における燃料噴射量として前記最適燃費噴射量を設定する最適噴射量設定部と、を備えている。
【０００７】
同構成では、燃焼場の空燃比である局所空燃比を求めるようにしており、この局所空燃比が予め定められた要求空燃比よりもリッチな空燃比となっており、燃焼場においてスモークが多く発生する可能性があるときには、燃料噴射弁からのメイン噴射が単噴射から分割噴射に変更される。このようにしてメイン噴射の分割噴射が行われると、その分割噴射で最初に噴射された燃料が燃焼することにより燃焼室内の温度が高まる。そのため、分割噴射で次に噴射された燃料は、燃料噴射弁からの噴射後、速やかに燃焼するようになる。従って、分割噴射で最初に噴射された燃料と比較して、次に噴射された燃料は燃料噴射弁に近い位置で燃焼するようになり、最初に噴射された燃料の燃焼場と、次に噴射された燃料の燃焼場とは異なるようになる。そのため、分割噴射された燃料は、それぞれ十分な酸素量が確保されている領域で燃焼するようになり、これにより燃焼場の酸素不足に起因して発生するスモークの量を低減することができる。
【０００８】
また、同構成では、メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合の内燃機関の排気損失悪化分が冷却損失改善分を超えており、燃費が悪化するおそれがあるときには、メイン噴射の分割噴射時において排気損失及び冷却損失の和が最小になる燃料噴射量、つまり燃費の点で最も有利になる燃料噴射量である最適燃費噴射量が算出される。そして、分割噴射時の燃料噴射量として上記最適燃費噴射量が設定されるため、メイン噴射を分割して実行するときの燃費の悪化を抑えることができるようになる。
【０００９】
なお、同構成における上記要求空燃比としては、燃焼場でのスモークの発生量を許容可能な量にまで抑えることのできる空燃比を設定することが好ましい。
また、燃料が燃焼する上記燃焼場の容積は、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧到達距離や、噴射された燃料が燃焼を開始するときのピストン位置によって変化する。また、燃料が燃焼を開始するときのピストン位置は、燃料の噴射時期が関係している。そのため、燃焼場の容積は、燃料の噴霧到達距離及び燃料の噴射時期に基づいて求めることができる。また、そうして求められる燃焼場の容積内における空気の量である燃焼場空気量は、燃焼室内に入る空気の量が多いときほど多くなる。そこで、燃焼室内に入る空気の量を検出する吸入空気量センサを内燃機関の吸気通路に設け、その吸入空気量センサによって検出される前記空気の量に基づいて上記燃焼場空気量を求めることができる。そして、その求められた上記燃焼場空気量と燃焼場に噴射される燃料の量との比率を算出することにより、上述した局所空燃比を算出することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内燃機関の制御装置の一実施形態について、これが適用される内燃機関及び制御装置の構成を示す概略図。
【図２】同実施形態の内燃機関に設けられたピストンの頂面の形状を示す断面図。
【図３】同実施形態の内燃機関において、燃料噴射が行われたときの燃料噴霧の状態を示すキャビティの平面図。
【図４】１つの噴射孔から噴射された燃料の噴霧状態を示す模式図。
【図５】同実施形態の内燃機関において、燃料噴射が行われたときの燃料噴霧の状態を示す燃焼室の部分断面図。
【図６】同実施形態の内燃機関において、燃料噴射が行われたときの燃料噴霧の状態を示す燃焼室の部分断面図。
【図７】同実施形態の内燃機関において、燃料噴射が行われたときの燃料噴霧の状態を示す燃焼室の部分断面図。
【図８】同実施形態の内燃機関において、燃料噴射が行われたときの燃料噴霧の状態を示す燃焼室の部分断面図。
【図９】同実施形態においてスモークの発生量を低減するために実行される一連の処理手順を示すフローチャート。
【図１０】局所空燃比とスモーク発生量との関係を示すグラフ。
【図１１】同実施形態において局所空燃比を算出するための処理手順を示すフローチャート。
【図１２】同実施形態においてメイン噴射を分割して実施するための処理手順を示すフローチャート。
【図１３】同実施形態における第２分割噴射量の設定態様を示すグラフ。
【図１４】第２分割噴射量の変化に伴う排気損失の変化を示すグラフ。
【図１５】第２分割噴射量の変化に伴う冷却損失の変化を示すグラフ。
【図１６】第２分割噴射量の変化に伴う排気損失及び冷却損失の和の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図１６を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の制御装置が適用される圧縮自着火式の内燃機関であるディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１には、複数の気筒７０が設けられている。各気筒７０には、ピストン９０や、燃料を噴射供給する燃料噴射弁４などが設けられており、各燃料噴射弁４には高圧燃料を供給する燃料供給系が接続されている。また、エンジン１の排気系には、排気浄化装置３０や、排気に添加剤を供給する排気添加弁４０などが設けられている。
【００１２】
エンジン１には、機関運転状態を検出するための各種センサが取り付けられている。例えば、吸入空気量センサであるエアフロメータ２０は、エンジン１に吸入される空気の質量流量（ｇ／ｓ）である吸入空気量ＧＡを検出する。クランク角センサ２１は、エンジン１が備えるクランクシャフトのクランク角を検出し、このクランク角センサ２１の検出信号から機関回転速度ＮＥが算出される。アクセルセンサ２２はアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰを検出する。燃圧センサ２３は、燃料噴射弁４に供給される燃料の圧力である燃圧ＰＦを検出する。
【００１３】
これら各種センサの検出信号は制御装置８０に入力される。この制御装置８０は、中央処理制御装置（ＣＰＵ）、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等を備えたマイクロコンピュータを中心に構成されている。
【００１４】
そして、制御装置８０により、例えば燃料噴射弁４の燃料噴射制御など、エンジン１の各種制御が行われる。制御装置８０は、燃料噴射弁の燃料噴射パターンとして、パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射、及びポスト噴射といった周知の多段噴射を実行する。これら各噴射のうちのメイン噴射は、例えば以下のようにして実施される。まず、制御装置８０は、燃料噴射弁の燃料噴射量Ｑを機関回転速度ＮＥや機関負荷などに基づいて算出する。次に、制御装置８０は、算出された燃料噴射量Ｑのうちの予め定められた割合分（例えば９０％程度など）をメイン噴射量ＱＭとして設定する。次に、制御装置８０は、燃料噴射弁からメイン噴射量ＱＭに相当する分の燃料を噴射するために必要なメイン噴射時間ＴＡＵｍをメイン噴射量ＱＭ及び燃圧ＰＦに基づいて設定するとともに、メイン噴射を開始するメイン噴射時期Ｔｍを機関回転速度ＮＥ等に基づいて設定する。そして、制御装置８０は、メイン噴射時期Ｔｍが到来すると燃料噴射弁を開弁させてメイン噴射を開始し、メイン噴射時期Ｔｍからメイン噴射時間ＴＡＵｍが経過した時点で燃料噴射弁４を閉弁させることにより、メイン噴射を完了する。
【００１５】
ところで、エンジン１の燃焼室内を流れる気流の勢いが弱くなる、あるいは燃焼室内に流れ込む吸入空気量そのものが少なくなるなどの理由により、燃焼室内において燃料の燃焼場に存在する酸素の量が燃料の量に対して不足した状態になると、燃焼場から多くのスモークが発生するおそれがある。
【００１６】
そこで、制御装置８０は、以下に説明する簡易な態様にて、そうした燃焼場の容積を算出するとともに、同容積内に存在する空気量を求めることにより、燃焼場の空燃比（燃料に対する空気の質量比）である局所空燃比ＡＦＬを算出する。そして、算出された局所空燃比ＡＦＬに基づき、燃焼場の酸素が不足していると判断できる場合には、メイン噴射量ＱＭを複数回に分割して噴射する、つまりメイン噴射の分割噴射を実行することによりスモークの発生量を低減するようにしている。
【００１７】
なお、本実施形態では、燃料噴射弁の燃料噴射パターンとして上述した多段噴射を行うようにしており、そうした多段噴射のうちで最も燃料噴射量の多いメイン噴射時にスモークが発生しやすい。そこで、メイン噴射時における上記局所空燃比ＡＦＬを算出するようにしている。
【００１８】
こうしたスモークの発生量を低減するために一連の処理を実行する制御装置８０は、ソフトウェア及びハードウェアのうちの少なくとも一方で構成されている機能部として、次の機能部を有している。すなわち、制御装置８０は、局所空燃比算出部８０Ａ、空燃比判定部８０Ｂ、分割噴射部８０Ｃ、排気損失悪化分算出部８０Ｄ、冷却損失改善分算出部８０Ｅ、損失判定部８０Ｆ、最適燃費噴射量算出部８０Ｇ、及び最適噴射量設定部８０Ｈを有している。
【００１９】
局所空燃比算出部８０Ａは、上記局所空燃比ＡＦＬを算出する。
空燃比判定部８０Ｂは、算出された局所空燃比ＡＦＬが予め定められた要求空燃比ＡＦＤよりもリッチな空燃比であるか否かを判定する。
【００２０】
分割噴射部８０Ｃは、空燃比判定部８０Ｂによって局所空燃比ＡＦＬが要求空燃比ＡＦＤよりもリッチな空燃比であると判定されるときには、燃料噴射弁４からのメイン噴射を単噴射から分割噴射に変更する。ちなみに、メイン噴射の単噴射とは、１回のメイン噴射でメイン噴射量ＱＭの全量を噴射する噴射態様のことである。
【００２１】
排気損失悪化分算出部８０Ｄは、燃料噴射弁４からのメイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合のエンジン１の排気損失の悪化分を示す排気損失悪化分ΔＤＥを算出する。
【００２２】
冷却損失改善分算出部８０Ｅは、燃料噴射弁４からのメイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合のエンジン１の冷却損失の改善分を示す冷却損失改善分ΔＡＥを算出する。
【００２３】
損失判定部８０Ｆは、排気損失悪化分ΔＤＥが冷却損失改善分ΔＡＥを超えているか否かを判定する。
最適燃費噴射量算出部８０Ｇは、損失判定部８０Ｆによって排気損失悪化分ΔＤＥが冷却損失改善分ΔＡＥを超えていると判定されるときには、メイン噴射の分割噴射時におけるエンジン１の排気損失及び冷却損失の和が最小になる燃料噴射量である最適燃費噴射量ＱＡを算出する。
【００２４】
最適噴射量設定部８０Ｈは、メイン噴射の分割噴射時における燃料噴射量として上記最適燃費噴射量ＱＡを設定する。
以下、局所空燃比ＡＦＬの算出や、スモークの発生量を低減するための一連の処理について説明する。
【００２５】
まずはじめに、燃料が噴射されるキャビティを備えたピストン９０について説明する。
図２に、気筒７０内に配設されたピストン９０の頂面形状を示す。なお、以下では、ピストン９０の中心軸Ｃの延伸方向をピストン９０の上下方向という。また、ピストン９０の中心軸Ｃに直交する方向をピストン９０の水平方向という。
【００２６】
ピストン９０の頂面中央には、キャビティ９１が凹設されている。このキャビティ９１内には、同キャビティ９１の中央上方に配設された燃料噴射弁４から燃料が噴射される。
キャビティ９１は、同キャビティ９１の開口縁９１Ｇから下方に向かって延びる側壁面９１Ｄと、キャビティ９１の底面を形成する底壁面９１Ａと、キャビティ９１の底面中央から隆起した円錐状の突起９１Ｂとで構成されている。突起９１Ｂにおいて底壁面９１Ａに繋がる周縁部分は、底壁面９１Ａ側に向かって屈曲しており、この屈曲した箇所は、底壁面９１Ａから突起９１Ｂに向かって進んできた燃料をキャビティ９１の上方に巻き上げるための巻き上げ部９１Ｃとなっている。
【００２７】
開口縁９１Ｇの外側には、同開口縁９１Ｇの全周を取り囲む環状の傾斜面９１Ｅが形成されている。この傾斜面９１Ｅは、開口縁９１Ｇからピストン９０の上方に向かって傾斜している。傾斜面９１Ｅの外側には、ピストン９０の水平方向に広がる環状のスキッシュ面９１Ｆが形成されている。
【００２８】
キャビティ９１と、シリンダヘッド２の底面と、各気筒毎に形成されている円筒状のシリンダボア７３とで囲まれた空間によって、燃料が燃焼する上記燃焼室７１が形成される。
【００２９】
図３に示すように、キャビティ９１内には、燃料噴射弁４を中心にして放射状に燃料ＦＬが噴射される。噴射された燃料ＦＬは噴霧状になって広がっていき、噴霧の先端部分近傍で燃焼することにより、キャビティ９１内には、酸素を取り込みながら燃料が燃焼する燃焼場ＮＰが形成される。本実施形態では、そうした燃焼場ＮＰの容積を簡易な態様で求めるために、同燃焼場ＮＰの形状を、ピストン９０の中心軸Ｃと同軸な円筒形状であると仮定しており、以下では、燃焼場ＮＰの外径を「外径Ｒ１」、内径を「内径Ｒ２」と称する。
【００３０】
図４に、燃料噴射弁４が有する複数の噴射孔のうちの１つから噴射された燃料噴霧の状態を示す。
燃料噴射弁４の噴射孔から噴射された燃料ＦＬは、その周りに空気を巻き込む巻き込み領域ＡＭを形成しながら噴霧状となって燃焼室７１内を進んでいく。こうした燃料の噴霧到達距離Ｌｓｐは、空気密度ρａ、燃料密度ρｆ、燃料噴射時の筒内圧と燃料の噴射圧との差圧ΔＰ、噴射孔径ｄ、及び燃料の噴射時間ｔに基づき、周知の式（例えば広保の式や、和栗らによる噴霧の運動量理論式など）である次式（１）及び次式（２）に基づいて算出可能である。
【００３１】
【数１】
2018112146.tif 000003
なお、上記分裂時間ｔｃは、燃料噴射弁４から噴射された燃料が粒状から噴霧状に変化するまでの時間であり、実験等を通じて予め求められている。
【００３２】
燃料の噴射時間ｔが分裂時間ｔｃ未満であるときには、上記式（１）に基づいて噴霧到達距離Ｌｓｐを算出することができる。また、燃料の噴射時間ｔが分裂時間ｔｃ以上であるときには、上記式（２）に基づいて噴霧到達距離Ｌｓｐを算出することができる。
【００３３】
ここで、上記式（１）及び式（２）から分かるように、燃料の噴射時間ｔが長いほど、あるいは上記燃圧ＰＦが高く上記差圧ΔＰが大きいときほど、噴霧到達距離Ｌｓｐは長くなる。そこで、本実施形態では、燃圧ＰＦと、燃料の噴射時間ｔに相関する燃料の噴射量と、噴霧到達距離Ｌｓｐとの相関関係が予めの実験等を通じて求められている。そして、それら燃圧ＰＦと燃料の噴射量と噴霧到達距離Ｌｓｐとの関係が噴霧到達距離マップとして制御装置８０のメモリに記憶されており、その噴霧到達距離マップを参照することにより、燃圧ＰＦ及びメイン噴射量ＱＭに応じた噴霧到達距離Ｌｓｐを求めるようにしている。
【００３４】
ちなみに、そうした噴霧到達距離マップを用意しておく代わりに、上記式（１）や上記式（２）を使って噴霧到達距離Ｌｓｐを算出することも可能である。
他方、噴射孔から噴射された燃料ＦＬは、燃料噴霧の先端部分に集まり、その先端部分周辺の酸素とともに燃焼するのであるが、同先端部分に集まる燃料ＦＬの全体形状は略球体形状であり、その半径ＦＬｒは、本発明者の経験則から、次式（３）にて近似値を求めることができる。
【００３５】
ＦＬｒ＝Ｌｓｐ・ｔａｎ（θｍ／２）  …（３）
Ｌｓｐ：噴霧到達距離
θｍ：噴霧角
上記式（３）における噴霧角θｍは、燃料噴霧の中心線ＨＣを基準として、空気の巻き込み領域ＡＭを含む燃料噴霧の広がりを示す角度である。
【００３６】
また、燃料噴霧の先端部分に集まる燃料ＦＬの直径を、以下、燃料長さＬＹという。この燃料長さＬＹは上記半径ＦＬｒの２倍であるため、次式（４）で表すことができる。
ＬＹ＝２・Ｌｓｐ・ｔａｎ（θｍ／２）  …（４）
また、図５に示すように、以下では、ピストン９０の水平方向における距離であって、ピストン９０の中心軸Ｃから上記側壁面９１Ｄまでの距離を壁面距離Ｌ１という。また、側壁面９１Ｄの高さ、つまりピストン９０の上下方向における底壁面９１Ａから開口縁９１Ｇまでの長さを壁面高さＬ２という。また、ピストン９０の水平方向における距離であって、ピストン９０の中心軸Ｃから突起９１Ｂにおいて巻き上げ部９１Ｃが屈曲している部分までの距離を巻き上げ部距離Ｌ３という。また、ピストン９０の水平方向における距離であって、ピストン９０の中心軸Ｃから燃料噴射弁４の噴射孔までの距離を噴射孔距離Ｌ４という。また、ピストン９０の水平方向に対する燃料噴霧の中心線ＨＣの傾斜角を、燃料の噴射角θｓという。また、ピストン９０の水平方向における距離であって、燃料噴射弁４から噴射された燃料ＦＬの最先端部とピストン９０の中心軸Ｃとの間の距離、つまりピストン９０の水平方向における燃料ＦＬの飛距離を燃料飛距離Ｌｔｏｐという。この燃料飛距離Ｌｔｏｐは次式（５）で表すことができる。
【００３７】
Ｌｔｏｐ＝Ｌｓｐ・ｃｏｓθｓ＋Ｌ４  …（５）
Ｌｓｐ：噴霧到達距離
θｓ：燃料の噴射角
Ｌ４：噴射孔距離
次に、図６〜図８を参照して、燃焼場ＮＰの容積である燃焼場容積ＮＰｖの求め方について説明する。
【００３８】
図６は、燃料噴射弁４から噴射された燃料ＦＬの噴霧到達距離Ｌｓｐが短く、燃料ＦＬがキャビティ９１の側壁面９１Ｄにまで届かない場合の燃焼場ＮＰを示す。
この図６に示す状態のときの燃焼場ＮＰの外径Ｒ１は、次式（６）に示すように、燃料飛距離Ｌｔｏｐと等しくなる。
【００３９】
Ｒ１＝Ｌｔｏｐ  …（６）
そして、燃焼場ＮＰの内径Ｒ２は、次式（７）に示すように、燃料飛距離Ｌｔｏｐから上記燃料長さＬＹを減じた値で表すことができる。
【００４０】
Ｒ２＝Ｌｔｏｐ−ＬＹ  …（７）
図７は、先の図６に示す状態よりも噴霧到達距離Ｌｓｐが長いときの燃料ＦＬの飛散状態を示しており、燃料ＦＬがキャビティ９１の側壁面９１Ｄに当たるものの底壁面９１Ａにまでは広がらない場合の燃焼場ＮＰを示す。
【００４１】
この図７に示す状態のときには、燃料ＦＬの大部分が側壁面９１Ｄの表面で広がり、燃料ＦＬの一部は傾斜面９１Ｅに沿ってピストン９０の外周方向に広がる。この場合には、傾斜面９１Ｅに沿って広がる燃料ＦＬの最先端部が外径Ｒ１となり、このときの燃焼場ＮＰの外径Ｒ１は、上記式（６）と同様に燃料飛距離Ｌｔｏｐと等しくなる。また、この場合の燃焼場ＮＰの内径Ｒ２は、次式（８）に示すように、上記壁面距離Ｌ１から上記燃料長さＬＹを減じた値と等しくなる。
【００４２】
Ｒ２＝Ｌ１−ＬＹ  …（８）
図８は、先の図７に示す状態よりも噴霧到達距離Ｌｓｐが長いときの燃料ＦＬの飛散状態を示しており、キャビティ９１の側壁面９１Ｄに当たった燃料ＦＬが底壁面９１Ａにまで広がる場合の燃焼場ＮＰを示す。
【００４３】
この図８に示す状態のときには、燃料ＦＬの大部分が側壁面９１Ｄから底壁面９１Ａにかけて広がり、一部は傾斜面９１Ｅに沿ってピストン９０の外周方向に広がる。この場合には、傾斜面９１Ｅに沿って広がる燃料ＦＬの最先端部が外径Ｒ１となり、このときの燃焼場ＮＰの外径Ｒ１は、上記式（６）と同様に燃料飛距離Ｌｔｏｐと等しくなる。また、この場合の燃焼場ＮＰの内径Ｒ２は、底壁面９１Ａで広がった燃料ＦＬの最先端部から側壁面９１Ｄまでの距離を距離Ｔとすると、上記壁面距離Ｌ１から距離Ｔを減じた値と等しくなる。ここで、「燃料飛距離Ｌｔｏｐ＝壁面距離Ｌ１＋壁面高さＬ２＋距離Ｔ」になるため、この式を変形すると「距離Ｔ＝燃料飛距離Ｌｔｏｐ−壁面距離Ｌ１−壁面高さＬ２」になる。つまり、距離Ｔは、燃料飛距離Ｌｔｏｐから上記壁面距離Ｌ１と上記壁面高さＬ２とを減じた値に等しいため、図８に示す状態のときの内径Ｒ２は、次式（９）にて求められる。
【００４４】
Ｒ２＝Ｌ１−（Ｌｔｏｐ−Ｌ１−Ｌ２）  …（９）
なお、底壁面９１Ａを広がった燃料ＦＬが上記巻き上げ部９１Ｃに達すると、巻き上げ部９１Ｃに達した燃料ＦＬは上方に巻き上げられる。そのため、底壁面９１Ａを広がる燃料ＦＬは、巻き上げ部９１Ｃを超えてピストン９０の中心側に広がることはない。従って、図８に示す状態のときには、上記巻き上げ部距離Ｌ３が内径Ｒ２の最小値になる。
【００４５】
先の図６〜図８に示したように、燃焼場ＮＰの広がり方は、燃料噴射弁４から噴射された燃料の噴霧到達距離Ｌｓｐに応じて変化する。また、先の図６〜図８に示した燃焼場ＮＰの上下方向の高さを燃焼場高さＨとした場合に、この燃焼場高さＨは、キャビティ９１の底面に対向するシリンダヘッド２の底面とキャビティ９１の底面との間の距離であり、メイン噴射によって噴射された燃料が燃焼室７１で燃焼し始めるときのピストン９０の位置によって決まる。
【００４６】
先の図６〜図８に示した、ピストン９０の中心軸Ｃに沿った燃焼場ＮＰの断面形状の面積は、外径Ｒ１、内径Ｒ２、燃焼場高さＨ、及びピストン９０の形状に基づいて算出することが可能である。そして、ピストン９０の中心軸Ｃを中心にして上記燃焼場ＮＰの断面形状を回転させることにより得られる回転体の体積を算出することにより、燃焼場容積ＮＰｖは求めることができる。
【００４７】
ここで、上記式（６）〜上記式（９）に示されるように、燃焼場ＮＰの外径Ｒ１及び内径Ｒ２は、噴霧到達距離Ｌｓｐの関数になっている。また、燃焼場高さＨは、メイン噴射時期Ｔｍに相関する値である。
【００４８】
つまり、燃料が燃焼する燃焼場ＮＰの容積は、燃料噴射弁４から噴射された燃料の噴霧到達距離Ｌｓｐや、噴射された燃料が燃焼を開始するときのピストン９０の位置によって変化する。また、燃料が燃焼を開始するときのピストン９０の位置は、燃料の噴射時期が関係している。そのため、メイン噴射実行時の燃焼場容積ＮＰｖは、噴霧到達距離Ｌｓｐ及びメイン噴射時期Ｔｍに基づいて求めることができる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、噴霧到達距離Ｌｓｐと燃料の噴射時期と燃焼場容積ＮＰｖとの対応関係が予めの実験等を通じて求められている。そしてそれらの対応関係が燃焼場容積マップとして制御装置８０のメモリに記憶されており、その燃焼場容積マップを参照することにより、噴霧到達距離Ｌｓｐ及びメイン噴射時期Ｔｍに応じた燃焼場容積ＮＰｖを求めるようにしている。
【００５０】
なお、そうした燃焼場容積マップを用意しておく代わりに、上述した回転体の体積を機関運転中に算出することによって燃焼場容積ＮＰｖを求めてもよい。
（スモークの発生量を低減するための処理手順）
次に、燃焼場におけるスモークの発生量を低減するために実行される一連の処理手順について図９を参照しつつ説明する。なお、本処理は、上述した制御装置８０によって所定周期毎に繰り返し実行される。
【００５１】
本処理が開始されると、まず、制御装置８０は、燃焼場ＮＰの空燃比である局所空燃比ＡＦＬの算出処理を実行する（Ｓ１０）。このステップＳ１０における処理の詳細は後述する。そして、制御装置８０は、算出された局所空燃比ＡＦＬが予め定められた要求空燃比ＡＦＤよりもリッチであるか否か、つまり算出された局所空燃比ＡＦＬが要求空燃比ＡＦＤよりも小さい値であるか否かを判定する（Ｓ２０）。この要求空燃比ＡＦＤは次のような値である。
【００５２】
図１０に示すように、局所空燃比ＡＦＬの値が大きいほど、つまり燃焼場ＮＰに供給される燃料の量に対して燃焼場ＮＰ内に存在する空気の質量が多いほど、燃焼場ＮＰで発生するスモークの量は少なくなる。そこで、燃焼場ＮＰのスモーク発生量について許容できる最大値をスモークの目標発生量とし、その目標発生量に対応する局所空燃比ＡＦＬを要求空燃比ＡＦＤとして設定している。こうして設定される要求空燃比ＡＦＤは、燃焼場ＮＰでのスモークの発生量を許容可能な量にまで抑えることのできる空燃比である。
【００５３】
ステップＳ２０にて、局所空燃比ＡＦＬが要求空燃比ＡＦＤよりもリッチではないと判定されるときには（Ｓ２０：ＮＯ）、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
一方、ステップＳ２０にて、局所空燃比ＡＦＬが要求空燃比ＡＦＤよりもリッチであると判定されるときには（Ｓ２０：ＹＥＳ）、制御装置８０は、メイン噴射量ＱＭを複数回に分割して噴射する、メイン噴射の分割噴射を実行する（Ｓ３０）。このステップＳ３０では、メイン噴射が単噴射から分割噴射に変更される。このステップＳ３０における処理の詳細は後述する。そして、制御装置８０は、本処理を一旦終了する。
【００５４】
（局所空燃比の算出処理）
次に、上記ステップＳ１０における局所空燃比ＡＦＬの算出処理について、図１１を参照しつつ説明する。
【００５５】
図１１に示すように、本処理が開始されると、制御装置８０は、現在の燃圧ＰＦ及びメイン噴射量ＱＭに基づき、上記噴霧到達距離マップを参照して噴霧到達距離Ｌｓｐを求める（Ｓ１１０）。
【００５６】
次に、制御装置８０は、噴霧到達距離Ｌｓｐ及びメイン噴射時期Ｔｍに基づき、上記燃焼場容積マップを参照して燃焼場容積ＮＰｖを求める（Ｓ１２０）。
次に、制御装置８０は、メイン噴射時期Ｔｍに基づいて燃焼室容積ＮＳｖを求める（Ｓ１３０）。この燃焼室容積ＮＳｖは、メイン噴射された燃料が燃焼を開始するときの燃焼室７１の容積であって、燃料の噴射時期と燃焼室容積ＮＳｖとの対応関係が予めの実験等を通じて求められている。そしてそれらの対応関係が燃焼室容積マップとして制御装置８０のメモリに記憶されており、ステップＳ１３０では、この燃焼室容積マップを参照することにより、メイン噴射時期Ｔｍに応じた燃焼室容積ＮＳｖが求められる。
【００５７】
次に、制御装置８０は、吸入空気量ＧＡ及び機関回転速度ＮＥに基づき、ピストン９０の１ストロークで１つの気筒に吸入された空気の量である筒内空気量ＴＫを算出する（Ｓ１４０）。
【００５８】
次に、制御装置８０は、燃焼室容積ＮＳｖ及び筒内空気量ＴＫに基づいて燃焼室７１内の空気密度ＫＭを算出する（Ｓ１５０）。ここでは、筒内空気量ＴＫ（質量）を燃焼室容積ＮＳｖで除することにより、燃焼室７１内の空気密度ＫＭが算出される。
【００５９】
次に、制御装置８０は、燃焼室７１内の空気密度ＫＭを酸素密度ＳＭに換算する（Ｓ１６０）。空気中における窒素と酸素の質量割合は、概ね窒素７５．５２４％、酸素２３．１３９％となっている。従って、空気中における酸素の質量比は、約「０．２３」になる。そこで、ステップＳ１６０では、燃焼室７１内の空気密度ＫＭに「０．２３」を乗じることにより燃焼室７１内の酸素密度ＳＭが算出される。
【００６０】
次に、制御装置８０は、燃焼場ＮＰに存在する酸素量（質量）である燃焼場酸素量ＮＰＳを算出する（Ｓ１７０）。ここでは、燃焼室７１内の酸素密度ＳＭに燃焼場容積ＮＰｖを乗じることにより、燃焼場酸素量ＮＰＳが算出される。
【００６１】
次に、制御装置８０は、燃焼場酸素量ＮＰＳを燃焼場ＮＰの空気量（質量）である燃焼場空気量ＮＰＫに換算する（Ｓ１８０）。上述したように、空気中における酸素の質量割合は、概ね２３．１３９％となっている。従って、「１００％」を「２３．１３９％」で除した値は約「４．３２」となり、ここでは、燃焼場酸素量ＮＰＳに「４．３２」を乗じることにより燃焼場空気量ＮＰＫが算出される。
【００６２】
次に、制御装置８０は、燃焼場空気量ＮＰＫ（質量）をメイン噴射量ＱＭ（質量）で除することにより、燃焼場ＮＰの空燃比を、つまり上記局所空燃比ＡＦＬを算出して（Ｓ１９０）、本処理を終了する。
【００６３】
（メイン噴射の分割噴射）
次に、上記ステップＳ３０におけるメイン噴射の分割噴射に関する処理について、図１２〜図１６を参照しつつ説明する。
【００６４】
図１２に示すように、本処理が開始されると、制御装置８０は、第１分割噴射量ＱＭ１及び第２分割噴射量ＱＭ２を設定する（Ｓ３１０）。第１分割噴射量ＱＭ１は、メイン噴射において最初に実施される第１分割噴射時の燃料噴射量である。第２分割噴射量ＱＭ２は、メイン噴射において第１分割噴射よりも遅角側の時期に実行される第２分割噴射時の燃料噴射量である。
【００６５】
第１分割噴射量ＱＭ１は、上述した燃焼場ＮＰの空燃比が分割時要求空燃比ＡＦＤＤＶとなるように設定される。この分割時要求空燃比ＡＦＤＤＶは、第１分割噴射及び第２分割噴射の各噴射時にそれぞれ発生するスモークの量の総和が、上述したスモークの目標発生量と同等になるように、各噴射時における最大空燃比を定めた値であり、予めの実験等を通じて適切な値が設定されている。換言すれば、メイン噴射を単噴射にて実行したときの燃焼場ＮＰの空燃比が上述した要求空燃比ＡＦＤとなっている場合に発生するスモークの量よりも少ないスモークの量を分割時目標発生量とする。そして、第１分割噴射及び第２分割噴射の各噴射時においてそれぞれ発生するスモークの量を上記分割時目標発生量にすることのできる空燃比が分割時要求空燃比ＡＦＤＤＶとなっている。従って、この分割時要求空燃比ＡＦＤＤＶは、上述した要求空燃比ＡＦＤよりも大きい値、つまりリーン寄りの値となっている。
【００６６】
そして、上記ステップＳ１８０で算出された上記燃焼場空気量ＮＰＫを上記分割時要求空燃比ＡＦＤＤＶで除することによって第１分割噴射量ＱＭ１が求められる（ＱＭ１＝ＮＰＫ／ＡＦＤＤＶ）。
【００６７】
また、第２分割噴射量ＱＭ２は、予めの実験等を通じて設定されているマップであって制御装置８０に予め記憶されている噴射量マップを参照しつつメイン噴射量ＱＭに基づいて設定される。
【００６８】
図１３に、第２分割噴射量ＱＭ２の設定態様を示す。なお、図１３に示す最大燃料量ＱＭＤとは、第２分割噴射量ＱＭ２として設定される燃料量の最大値である。この最大燃料量ＱＭＤは、第２分割噴射で噴射された燃料の燃焼場における空燃比が上記分割時要求空燃比ＡＦＤＤＶになるときの燃料量であり、予めの実験等を通じて適切な値が求められている。
【００６９】
図１３に示すように、メイン噴射量ＱＭが第１分割噴射量ＱＭ１以下の場合には、第２分割噴射量ＱＭ２は「０」に設定される。そして、メイン噴射量ＱＭが第１分割噴射量ＱＭ１よりも多くなると、メイン噴射量ＱＭの増大に伴い、最大燃料量ＱＭＤに達するまで第２分割噴射量ＱＭ２は徐々に増量されていく。
【００７０】
次に、制御装置８０は、排気損失悪化分ΔＤＥを算出する（Ｓ３２０）。この排気損失悪化分ΔＤＥは、次の値である。
すなわち、メイン噴射を分割噴射する場合には、単噴射する場合と比較して、圧縮上死点よりも遅角側の時期に燃焼する燃料の量が増えるため、エンジン１の排気損失が悪化する。そこで、メイン噴射を分割噴射ではなく単噴射にて行うと仮定したときの排気損失である単噴射排気損失ＤＥ１と、メイン噴射を分割して行うときの排気損失である分割噴射排気損失ＤＥ２とを算出する（ＤＥ＜ＤＥ２）。そして、分割噴射排気損失ＤＥ２から単噴射排気損失ＤＥ１を減じた値を上記排気損失悪化分ΔＤＥとして算出する。この排気損失悪化分ΔＤＥは、メイン噴射の単噴射時における排気損失に対するメイン噴射の分割噴射時における排気損失の悪化分を示す値である。つまり、排気損失悪化分ΔＤＥは、メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合のエンジン１の排気損失の悪化分を示す値である。
【００７１】
なお、排気損失は周知の算出方法にて求めることができる。例えば気筒内の燃焼モデルなどから燃料の燃焼時における熱発生率（熱発生速度）を求め、この熱発生率から等容度を求める。そして、等容度、理論熱効率、燃料噴射量、及び低位発熱量などから排気損失を求めることができる。また、排気温度及び燃焼時における気筒内圧力などを検出してそれら検出値から排気損失を求めることも可能である。
【００７２】
次に、制御装置８０は、冷却損失改善分ΔＡＥを算出する（Ｓ３３０）。この冷却損失改善分ΔＡＥは、次の値である。
すなわち、メイン噴射を分割噴射する場合には、単噴射する場合と比較して、燃料の貫徹力が小さくなるため、燃焼場ＮＰは、ピストン９０が備えるキャビティ９１の壁面（例えば上記側壁面９１Ｄなど）から離れるようになる。このようにして燃焼場ＮＰがキャビティ９１の壁面から離れるに伴い、燃料は同壁面から離れた位置で燃焼するようになるため、燃焼場ＮＰで発生した熱量のうちでキャビティ９１の壁面に逃げてしまう熱量が少なくなる。また、燃焼場ＮＰとキャビティ９１の壁面との接触面積Ｓも小さくなるため、これによっても燃焼場ＮＰで発生した熱量のうちでキャビティ９１の壁面に逃げてしまう熱量は少なくなる。従って、メイン噴射を分割噴射する場合には、単噴射する場合と比較して、エンジン１の冷却損失が改善する。
【００７３】
そこで、メイン噴射を分割噴射ではなく単噴射にて行うと仮定したときの冷却損失である単噴射冷却損失ＡＥ１と、メイン噴射を分割して行うときの冷却損失である分割噴射冷却損失ＡＥ２とを算出する（ＡＥ１＞ＡＥ２）。そして、単噴射冷却損失ＡＥ１から分割噴射冷却損失ＡＥ２を減じた値を冷却損失改善分ΔＡＥとして算出する。この冷却損失改善分ΔＡＥは、メイン噴射の単噴射時における冷却損失に対するメイン噴射の分割噴射時における冷却損失の改善分を示す値である。つまり、冷却損失改善分ΔＡＥは、メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合のエンジン１の冷却損失の改善分を示す値である。
【００７４】
なお、冷却損失は、燃焼場ＮＰで発生した熱量のうちでキャビティ９１の壁面に伝わる熱伝達量を求めることにより算出される。こうした熱伝達量の算出は周知であり、例えば、ピストン９０と燃焼ガスとの間の熱伝達係数、キャビティ９１の壁面と燃焼場ＮＰとの接触面積Ｓ、及びピストン９０と燃焼ガスとの温度差等に基づいて冷却損失を求めることができる。なお、ピストン９０と燃焼ガスとの温度差は、燃料噴射量やエンジンの冷却水温などを変数とするモデル式から求めることができる。また、先の図７や図８に示したように、キャビティ９１の壁面と燃焼場ＮＰとの接触面積Ｓは、燃焼場ＮＰの外径Ｒ１及び内径Ｒ２に応じて変化する。ここで、上述したように、燃焼場ＮＰの外径Ｒ１及び内径Ｒ２は上記噴霧到達距離Ｌｓｐに応じて変化するため、上記接触面積Ｓは噴霧到達距離Ｌｓｐに相関する値になっている。そこで、本実施形態では、噴霧到達距離Ｌｓｐと接触面積Ｓとの対応関係が予めの実験等を通じて求められている。そしてそれらの対応関係が接触面積マップとして制御装置８０のメモリに記憶されており、ステップＳ３３０では、この接触面積マップを参照することにより、噴霧到達距離Ｌｓｐに応じた上記接触面積Ｓが求められる。
【００７５】
次に、制御装置８０は、排気損失悪化分ΔＤＥから冷却損失改善分ΔＡＥを減じた値が「０」以下であるか、換言すれば冷却損失改善分ΔＡＥが排気損失悪化分ΔＤＥ以上であるか否かを判定する（Ｓ３４０）。そして、排気損失悪化分ΔＤＥから冷却損失改善分ΔＡＥを減じた値が「０」以下であるときには（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、冷却損失改善分ΔＡＥが排気損失悪化分ΔＤＥと等しい、あるいは冷却損失改善分ΔＡＥが排気損失悪化分ΔＤＥを超えているため、このままメイン噴射を単噴射から分割噴射に変更しても燃費の悪化は起きにくい。そのため、ステップＳ３４０にて肯定判定される場合には、上記ステップＳ３１０で算出された第１分割噴射量ＱＭ１による第１分割噴射と、同ステップＳ３１０で算出された第２分割噴射量ＱＭ２による第２分割噴射とを実行することにより、メイン噴射を２回に分割した分割噴射を実行する（Ｓ５００）。そして、本処理を終了する。
【００７６】
一方、上記Ｓ３４０にて、排気損失悪化分ΔＤＥから冷却損失改善分ΔＡＥを減じた値が「０」以下でないときには（Ｓ３４０：ＮＯ）、排気損失悪化分ΔＤＥが冷却損失改善分ΔＡＥを超えているため、このままメイン噴射を単噴射から分割噴射に変更すると燃費が悪化する可能性がある。そこで、制御装置８０は、最適燃費噴射量ＱＡを算出する（Ｓ３５０）。この最適燃費噴射量ＱＡは、次のようにして求められている。
【００７７】
図１４に示すように、上記第２分割噴射量ＱＭ２が多くなるほど、圧縮上死点よりも遅角側の時期において燃焼する燃料の量が増えるためにエンジン１の排気損失は増大していく。
【００７８】
図１５に示すように、第２分割噴射量ＱＭ２が多くなるほど、メイン噴射量ＱＭに占める第１分割噴射量ＱＭ１の割合は少なくなるため、メイン噴射を単噴射にて実行する場合と比較して、第１分割噴射時における燃料の貫徹力は小さくなる。従って、分割噴射の実行時には、第２分割噴射量ＱＭ２が多くなるほど、メイン噴射を単噴射にて実行する場合と比較して第１分割噴射時の燃焼場ＮＰはキャビティ９１の壁面から離れるようになる。このようにして燃焼場ＮＰがキャビティ９１の壁面から離れるに伴い、燃料は同壁面から離れた位置で燃焼するようになるため、燃焼場ＮＰで発生した熱量のうちでキャビティ９１の壁面に逃げてしまう熱量が少なくなる。また、燃焼場ＮＰとキャビティ９１の壁面との接触面積Ｓも小さくなるため、これによっても燃焼場ＮＰで発生した熱量のうちでキャビティ９１の壁面に逃げてしまう熱量は少なくなる。従って、メイン噴射を分割噴射する場合には、単噴射する場合と比較して、第２分割噴射量ＱＭ２が多くなるほど冷却損失は小さくなる（改善する）。ただし、第２分割噴射量ＱＭ２が多くなって、第２分割噴射時の燃料がキャビティ９１の側壁面９１Ｄに接触するようになると、つまり第２分割噴射によって噴射された燃料の燃料飛距離Ｌｔｏｐが上記壁面距離Ｌ１に達すると、それまで側壁面９１Ｄに接触していなかった燃焼場ＮＰが同側壁面９１Ｄに接触するようになる。そのため、燃焼場ＮＰで発生した熱量のうちでキャビティ９１の壁面に逃げてしまう熱量が急激に増大するようになる。
【００７９】
従って、燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１に達する程度にまで第２分割噴射量ＱＭ２が増大するまでは、第２分割噴射量ＱＭ２の増大に伴い冷却損失は減少する。一方、燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１に達する程度にまで第２分割噴射量ＱＭ２が増大した以降は、第２分割噴射量ＱＭ２の増大に伴い冷却損失は増大する。つまり、燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１に達する程度にまで第２分割噴射量ＱＭ２が増大したときの冷却損失が、第２分割噴射量ＱＭ２の変化に伴って変化する冷却損失の極小点Ｐになる。
【００８０】
そして、図１６に示すように、第２分割噴射量の増大に伴って増加する排気損失と、第２分割噴射量の増大に伴って減少した後、上記極小点Ｐを最小値としてその後は増大する冷却損失との和は、燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１に達する程度にまで第２分割噴射量ＱＭ２が増大したときに極小点ＰＳになる。この極小点ＰＳになるときの燃料噴射量が、排気損失及び冷却損失の和が最も小さくなり燃費の点で最も有利になる燃料噴射量である。従って、この燃費の点で最も有利になる燃料噴射量、つまり第２分割噴射時において燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１に達する燃料噴射量が上記最適燃費噴射量ＱＡとして設定されている。
【００８１】
ここで、燃料飛距離Ｌｔｏｐは上記式（５）に示したように噴霧到達距離Ｌｓｐから求めることができる。また、上述したように燃圧ＰＦと燃料の噴射量と噴霧到達距離Ｌｓｐとは互いに相関している。そこで、本実施形態では、第２分割噴射時において燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１と等しくなるときの噴霧到達距離Ｌｓｐと燃圧ＰＦとに基づいて最適燃費噴射量ＱＡを算出している。
【００８２】
なお、図１６に示すように、最適燃費噴射量ＱＡは、第２分割噴射量ＱＭ２として設定される燃料量の最大値である上記最大燃料量ＱＭＤよりも少ない量である。そのため、第２分割噴射時の燃料噴射量として最適燃費噴射量ＱＡを設定しても、第２分割噴射で噴射された燃料が燃焼する燃焼場において発生するスモークの量は、上記分割時目標発生量よりも少ない量に抑えられる。
【００８３】
次に、制御装置８０は、第２分割噴射を最適燃費噴射量ＱＡにて実行したときの局所空燃比ＡＦＬＳを算出する（Ｓ３７０）。なお、ここでの局所空燃比ＡＦＬＳの算出は、先の図１１に示した一連の処理手順において、「メイン噴射量ＱＭ」を「最適燃費噴射量ＱＡ」に変更し、「メイン噴射時期Ｔｍ」を、機関運転状態に基づいて設定される「第２分割噴射の噴射時期」に変更することにより実行される。
【００８４】
次に、制御装置８０は、ステップＳ３７０で算出した局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬ以上であるか、つまり同局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬと同じである、または局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬよりもリーンな空燃比であるか否かが判定される（Ｓ３８０）。
【００８５】
この限界局所空燃比ＡＦＬＬは、次のような値である。すなわち、エンジン１においては、燃焼場において定常的に発生するスモークの最大許容量である定常時最大許容量以外にも、燃焼場において瞬時的に発生するスモークの最大許容量である瞬時最大許容量も設定されている。この瞬時最大許容量は、排気添加弁４０の詰まりを抑えるなど、排気系のシステムを保護するために設定されており、定常時最大許容量よりも多い量が設定されている。そして、燃焼場におけるスモークの発生量が上記瞬時最大許容量になるときの空燃比が上記限界局所空燃比ＡＦＬＬとして予め求められている。
【００８６】
そしてステップＳ３８０にて局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬ以上であると判定されるとき、つまり局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬと等しいとき、又は局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬよりもリーン側の空燃比であるときには（Ｓ３８０：ＹＥＳ）、燃焼場のスモーク発生量が上記瞬時最大許容量以下に収まる。そのため、制御装置８０は、第２分割噴射量ＱＭ２を最適燃費噴射量ＱＡに変更する（Ｓ３９０）。
【００８７】
そして、制御装置８０は、上記ステップＳ３１０で算出された第１分割噴射量ＱＭ１による第１分割噴射と、最適燃費噴射量ＱＡに変更された第２分割噴射量ＱＭ２による第２分割噴射とを実行することにより、メイン噴射を２回に分割した分割噴射を実行する（Ｓ５００）。そして、本処理を終了する。
【００８８】
上記ステップＳ３８０にて、局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬ未満であると判定されるときには（Ｓ３８０：ＮＯ）、局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬを超えたリッチな空燃比になっており、燃焼場におけるスモークの発生量が上記瞬時最大許容量を超えるおそれがある。そこで、制御装置８０は、局所空燃比ＡＦＬＳをリーン化して限界局所空燃比ＡＦＬＬと同等な空燃比となるように第２分割噴射量ＱＭ２を調整するべく、以下の処理を実行する。なお、上記「リーン化」とは、変更後の局所空燃比を変更前の局所空燃比よりもリーン側の空燃比にすることをいう。
【００８９】
ここで、燃焼室内の平均空燃比をリーン化するには燃料噴射量を減少すればよいのであるが、局所空燃比をリーン化するには、燃焼室の酸素密度ＳＭに基づいて燃料噴射量を増量したり、減量したりする必要がある。
【００９０】
すなわち、燃料噴射量を増量すると燃焼場が広がるようになる。このとき、燃焼室の酸素密度ＳＭが十分に高ければ、燃料の増量前と比較して燃焼に寄与する酸素の量も増えるため、局所空燃比はリーン化する。
【００９１】
一方、燃料噴射量を増量して燃焼場が広がったとしても、燃焼室の酸素密度ＳＭが低い場合には、燃料の増量前と比較して燃焼に寄与する酸素の量はそれほど増えないため、局所空燃比はリッチ化する。従って、この場合には、燃料噴射量を減量することにより局所空燃比をリーン化しなければならない。
【００９２】
そこで、制御装置８０は、上記ステップＳ３７０での局所空燃比ＡＦＬＳの算出時に求められた燃焼室の酸素密度ＳＭが判定値α以上であるか否かを判定する（Ｓ４００）。この判定値αとしては、現在の酸素密度ＳＭが、燃料噴射量の増量により局所空燃比がリーン化する程度に高くなっていることを的確に判定することができるように、その値の大きさは設定されている。
【００９３】
上記ステップＳ４００にて、燃焼室の酸素密度ＳＭが判定値α以上であると判定される場合には（Ｓ４００：ＹＥＳ）、制御装置８０は、限界局所空燃比ＡＦＬＬになる増量補正量ＱＢＨを算出する（Ｓ４１０）。この増量補正量ＱＢＨは、上記最適燃費噴射量ＱＡに加算される補正値であって、燃料増量により広がる燃焼場ＮＰについての空燃比を限界局所空燃比ＡＦＬＬにすることが可能な燃料量であり予め求められている。
【００９４】
次に、制御装置８０は、増量補正量ＱＢＨによって最適燃費噴射量ＱＡを増量補正した場合の燃焼場ＮＰの外径Ｒ１を算出する（Ｓ４２０）。上述したように燃焼場ＮＰの外径Ｒ１は、上記式（５）及び上記式（６）に示したように噴霧到達距離Ｌｓｐの関数になっている。また、燃圧ＰＦと燃料の噴射量と噴霧到達距離Ｌｓｐとは互いに相関している。従って、このステップＳ４２０では、燃圧ＰＦと、増量補正後の最適燃費噴射量ＱＡ（＝最適燃費噴射量ＱＡ＋増量補正量ＱＢＨ）とに基づき、上記噴霧到達距離マップを参照して、増量補正後の最適燃費噴射量ＱＡにて第２分割噴射を実行したときの噴霧到達距離Ｌｓｐが算出される。そして、この算出された噴霧到達距離Ｌｓｐに基づき、上記式（５）及び上記式（６）から燃焼場ＮＰの外径Ｒ１が算出される。
【００９５】
次に、制御装置８０は、ステップＳ４２０にて算出された外径Ｒ１が上記壁面距離Ｌ１よりも短いか否かを判定する（Ｓ４３０）。
そして、外径Ｒ１が壁面距離Ｌ１よりも短くないとき、つまり外径Ｒ１が壁面距離Ｌ１以上に長いときには（Ｓ４３０：ＮＯ）、制御装置８０は、第２分割噴射によって噴射される燃料の燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１と等しくなる燃料噴射量である壁面噴射量ＱＨを算出する。この壁面噴射量ＱＨは、上記最適燃費噴射量ＱＡと同様に、第２分割噴射時において燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１と等しくなるときの噴霧到達距離Ｌｓｐと燃圧ＰＦとに基づいて算出される。
【００９６】
次に、制御装置８０は、第２分割噴射量ＱＭ２を上記壁面噴射量ＱＨに変更する（Ｓ４５０）。また、制御装置８０は、増量補正後の最適燃費噴射量ＱＡ（＝最適燃費噴射量ＱＡ＋増量補正量ＱＢＨ）から壁面噴射量ＱＨを減じた量を第３分割噴射量ＱＭ３として設定する（Ｓ４６０）。
【００９７】
そして、制御装置８０は、上記ステップＳ３１０で算出された第１分割噴射量ＱＭ１による第１分割噴射と、壁面噴射量ＱＨに変更された第２分割噴射量ＱＭ２による第２分割噴射と、上記算出された第３分割噴射量ＱＭ３による第３分割噴射とを実行することにより、メイン噴射を３回に分割した分割噴射を実行する（Ｓ５００）。そして、本処理を終了する。
【００９８】
他方、先のステップＳ４３０にて、外径Ｒ１が壁面距離Ｌ１よりも短いと判定されるときには（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、第２分割噴射量ＱＭ２を増量補正後の最適燃費噴射量ＱＡ（＝最適燃費噴射量ＱＡ＋増量補正量ＱＢＨ）に変更する（Ｓ４７０）。そして、制御装置８０は、上記ステップＳ３１０で算出された第１分割噴射量ＱＭ１による第１分割噴射と、増量補正後の最適燃費噴射量ＱＡ、つまり最適燃費噴射量ＱＡ及び増量補正量ＱＢＨの和に変更された第２分割噴射量ＱＭ２による第２分割噴射とを実行することにより、メイン噴射を２回に分割した分割噴射を実行する（Ｓ５００）。そして、本処理を終了する。
【００９９】
また、先のステップＳ４００にて、燃焼室の酸素密度ＳＭが判定値α未満であると判定されるときには（Ｓ４００：ＮＯ）、制御装置８０は、限界局所空燃比ＡＦＬＬになる減量補正量ＱＣＨを算出する（Ｓ４８０）。この減量補正量ＱＣＨは、上記最適燃費噴射量ＱＡから減算される補正値であって、燃料減量によってリーン化する燃焼場ＮＰについての空燃比を限界局所空燃比ＡＦＬＬにすることが可能な燃料量であり予め求められている。
【０１００】
次に、制御装置８０は、減量補正された最適燃費噴射量ＱＡ（＝最適燃費噴射量ＱＡ−減量補正量ＱＣＨ）を予め定められた分割比率Ｒ（０＜Ｒ＜１）に基づいて分割することにより第２分割噴射量ＱＭ２及び第３分割噴射量ＱＭ３を算出する（Ｓ４９０）。このステップＳ４９０では、制御装置８０は、ステップＳ３１０で算出された第２分割噴射量ＱＭ２を次式（１０）にて算出される値に変更するとともに、次式（１１）にて算出される値を第３分割噴射量ＱＭ３に設定する。
【０１０１】
ＱＭ２＝（ＱＡ−ＱＣＨ）×Ｒ  …（１０）
ＱＭ３＝（ＱＡ−ＱＣＨ）×（１−Ｒ）  …（１１）
ＱＭ２：第２分割噴射量
ＱＭ３：第３分割噴射量
ＱＡ：最適燃費噴射量
ＱＣＨ：減量補正量
Ｒ：分割比率
そして、制御装置８０は、上記ステップＳ３１０で算出された第１分割噴射量ＱＭ１による第１分割噴射と、上記式（１０）にて算出された第２分割噴射量ＱＭ２による第２分割噴射と、上記式（１１）にて算出された第３分割噴射量ＱＭ３による第３分割噴射とを実行することにより、メイン噴射を３回に分割した分割噴射を実行する（Ｓ５００）。そして、本処理を終了する。
【０１０２】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）局所空燃比ＡＦＬが要求空燃比ＡＦＤよりもリッチであり、燃焼場ＮＰにおけるスモークの発生量を許容可能な量に抑えることができない場合には（図９のＳ２０：ＹＥＳ）、メイン噴射の分割噴射が実行される（図９のＳ３０）。このようにして分割噴射が行われると、第１分割噴射にて噴射された燃料が燃焼することによって燃焼室７１内の温度が高まるため、第２分割噴射で噴射された燃料は、燃料噴射弁４からの噴射後、速やかに燃焼するようになる。つまり、第２分割噴射で噴射された燃料は、第１分割噴射で噴射された燃料と比較して、燃料噴射弁４に近い位置で燃焼するようになるため、第２分割噴射で噴射された燃料の燃焼場と、第１分割噴射で噴射された燃料の燃焼場とは異なるようになる。従って、第１分割噴射で噴射された燃料や、第２分割噴射で噴射された燃料は、それぞれ十分な酸素量が確保されている領域で燃焼するようになる。そのため、第１分割噴射で噴射された燃料が燃焼する燃焼場や、第２分割噴射で噴射された燃料が燃焼する燃焼場では、酸素不足に起因して発生するスモークの量を低減することができる。
【０１０３】
（２）先の図１３に示したように、第２分割噴射量ＱＭ２は、メイン噴射量ＱＭの増大に伴い、最大燃料量ＱＭＤに達するまで徐々に増量されていく。つまり、第２分割噴射量ＱＭ２は、第２分割噴射で噴射された燃料の燃焼場における空燃比が上記分割時要求空燃比ＡＦＤＤＶに達するまで、メイン噴射量ＱＭの増大に伴い徐々に増量されていく。ここで、第１分割噴射を実行した後の筒内残存酸素量が多くなる運転状態（例えば低負荷運転時などのように、燃料の燃焼時における燃焼室内の酸素消費量が少なくなる運転状態や、過給機等による吸気の過給によって燃焼室内の酸素量が多くなる運転状態など）では、筒内残存酸素量が少なくなる運転状態と比較して、上記分割時要求空燃比ＡＦＤＤＶになるときの燃料量である上記最大燃料量ＱＭＤが多くなる。このように上記筒内残存酸素量が多くなる運転状態では、第２分割噴射量ＱＭ２として設定される燃料量の最大値が大きくなるため、こうした最大値の増大によって第２分割噴射量ＱＭ２が増大して燃費に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０１０４】
この点、本実施形態では、メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合のエンジン１の排気損失の悪化分を示す排気損失悪化分ΔＤＥが算出されるとともに（図１２のＳ３２０）、メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更した場合のエンジン１の冷却損失の改善分を示す値である冷却損失改善分ΔＡＥが算出される（図１２のＳ３３０）。
【０１０５】
そして、排気損失悪化分ΔＤＥが冷却損失改善分ΔＡＥを超えており（図１２のＳ３４０：ＮＯ）、メイン噴射を単噴射から分割噴射に変更すると燃費が悪化する可能性がある場合には、上述した最適燃費噴射量ＱＡが算出される（図１２のＳ３５０）。すなわち、排気損失及び冷却損失の和が先の図１６に示した極小点ＰＳになるときの燃料量、つまり排気損失及び冷却損失の和が最も小さくなり燃費の点で最も有利になる燃料量である最適燃費噴射量ＱＡが算出される。
【０１０６】
そして、図１２のステップＳ３８０にて肯定判定されるときには、燃費の点で最も有利になる上記最適燃費噴射量ＱＡが第２分割噴射量ＱＭ２として設定されるため（図１２のＳ３９０）、メイン噴射を分割して実行するときの燃費の悪化を抑えることができる。
【０１０７】
（３）第２分割噴射を最適燃費噴射量ＱＡにて実行した場合の局所空燃比ＡＦＬＳが上記限界局所空燃比ＡＦＬＬよりもリッチな空燃比になる場合には（図１２のＳ３８０：ＮＯ）、第２分割噴射実行時の局所空燃比をリーン化するために、図１２のステップＳ４１０にて増量補正量ＱＢＨが算出される。または、図１２のステップＳ４８０にて減量補正量ＱＣＨが算出される。そして、それら増量補正量ＱＢＨや減量補正量ＱＣＨによって最適燃費噴射量ＱＡが増量補正されたり、減量補正されたりすることにより、第２分割噴射実行時の局所空燃比が限界局所空燃比ＡＦＬＬよりもリッチな空燃比になることが抑えられるため、排気系のシステム保護を図ることができる。
【０１０８】
（４）上述したように、上記局所空燃比ＡＦＬＳが限界局所空燃比ＡＦＬＬよりもリッチな空燃比になる場合には（図１２のＳ３８０：ＮＯ）、最適燃費噴射量ＱＡを補正することにより、第２分割噴射実行時の局所空燃比をリーン化させている。ここで、こうした局所空燃比のリーン化に際しては、燃焼室７１の酸素密度ＳＭを判定して（図１２のＳ４００）、その判定結果に基づき、燃料の増量補正による局所空燃比のリーン化を行うか、燃料の減量補正による局所空燃比のリーン化を行うかを選択するようにしている。そのため、第２分割噴射実行時の局所空燃比を、燃焼室７１における酸素密度の状態に応じて適切にリーン化することができる。
【０１０９】
（５）先の図１５に示したように、燃料飛距離Ｌｔｏｐが壁面距離Ｌ１以上に長くなると、つまり噴射された燃料がキャビティ９１の側壁面９１Ｄに達するようになると、燃焼場ＮＰで発生した熱量のうちでキャビティ９１の壁面に逃げてしまう熱量が急激に増大するようになる、つまり冷却損失が急激に増大するようになって燃費は悪化していく。
【０１１０】
この点、本実施形態では、増量補正量ＱＢＨによって最適燃費噴射量ＱＡを増量補正した場合の燃焼場ＮＰの外径Ｒ１が上記壁面距離Ｌ１以上に長いときには（図１２のＳ４３０：ＮＯ）、つまり増量補正量ＱＢＨにて最適燃費噴射量ＱＡを増量補正した場合の噴射燃料がキャビティ９１の側壁面９１Ｄに達する場合には、第２分割噴射を更に分割して第３分割噴射も行うようにしている。より詳細には、増量補正後の最適燃費噴射量ＱＡを、上記壁面噴射量ＱＨに変更された第２分割噴射量ＱＭ２（図１２のＳ４４０及びＳ４５０）と第３分割噴射量ＱＭ３（図１２のＳ３６０）とに分割して、噴射するようにしている。このようにして第２分割噴射が更に分割されると、分割後の第２分割噴射量ＱＭ２（＝壁面噴射量ＱＨ）は、分割前の第２分割噴射量ＱＭ２（＝増量補正量ＱＢＨによって増量補正された後の最適燃費噴射量ＱＡ）よりも少なくなる。そのため、第２分割噴射時の燃焼場ＮＰは小さくなり、燃焼場ＮＰとキャビティ９１の壁面との接触面積Ｓも減少するため、燃焼場ＮＰで発生した熱量のうちでキャビティ９１の壁面に逃げてしまう熱量は少なくなる。従って、冷却損失の悪化が抑えられるようになり、その結果、燃費の悪化を抑えることができるようになる。
【０１１１】
（６）減量補正量ＱＣＨにて最適燃費噴射量ＱＡを減量補正する場合には、第２分割噴射を更に分割して第３分割噴射も行うようにしている。より詳細には、先の図１２におけるステップＳ４９０において、減量補正後の最適燃費噴射量ＱＡを上記分割比率Ｒに基づいて２分割することにより、減量補正後の最適燃費噴射量ＱＡを第２分割噴射量ＱＭ２と第３分割噴射量ＱＭ３とに分けている。そして、第２分割噴射量ＱＭ２による第２分割噴射と、第３分割噴射量ＱＭ３による第３分割噴射とを実行している。このようにして第２分割噴射を更に分割すると、分割後の第２分割噴射量ＱＭ２（＝減量補正量ＱＣＨによって減量補正された後の最適燃費噴射量ＱＡに対して分割比率Ｒを乗じた値）は、分割前の第２分割噴射量ＱＭ２（＝減量補正量ＱＣＨによって減量補正された後の最適燃費噴射量ＱＡ）よりも少なくなる。従って、分割後の第２分割噴射時における燃料の貫徹力は燃料噴射量の分割によって小さくなり、分割後の第２分割噴射時における燃焼場ＮＰは、第２分割噴射を分割しない場合と比較して、キャビティ９１の壁面から離れるようになる。従って、分割前と比較して、分割後の第２分割噴射時における冷却損失は改善するようになり、その結果、燃費の悪化を抑えることができるようになる。
【０１１２】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・先の図１２に示したステップＳ３７０、ステップＳ３８０、及びステップＳ４００〜ステップＳ４９０の各処理を省略する。そして、ステップＳ３５０にて最適燃費噴射量ＱＡを算出した後は、ステップＳ３９０にて第２分割噴射量ＱＭ２を最適燃費噴射量ＱＡに変更する。そして、ステップＳ３９０の処理を実行した後は、ステップＳ５００の処理を実行する、つまりステップＳ３１０で算出された第１分割噴射量ＱＭ１による第１分割噴射と、最適燃費噴射量ＱＡに変更された第２分割噴射量ＱＭ２による第２分割噴射とを実行することにより、メイン噴射を２回に分割した分割噴射を実行するようにしてもよい。この場合でも、第２分割噴射量ＱＭ２として最適燃費噴射量ＱＡが設定されるため、上記（１）の作用効果を得ることができる。
【０１１３】
・増量補正量ＱＢＨにて最適燃費噴射量ＱＡを増量補正した場合の噴射燃料がキャビティ９１の側壁面９１Ｄに達する場合には、第２分割噴射を更に分割して第３分割噴射も行うようにしたが、こうした最適燃費噴射量ＱＡの増量補正時における第２分割噴射の更なる分割に関する各処理を省略してもよい。この場合でも、上記（５）以外の作用効果を得ることができる。なお、こうした変形例は、先の図１２に示したステップＳ４２０〜ステップＳ４６０の各処理を省略する。そして、ステップＳ４１０にて増量補正量ＱＢＨを算出した後は、ステップＳ４７０以降の処理を実行することにより実施することができる。
【０１１４】
・減量補正量ＱＣＨにて最適燃費噴射量ＱＡを減量補正する場合には、第２分割噴射を更に分割して第３分割噴射も行うようにしたが、こうした最適燃費噴射量ＱＡの減量補正時における第２分割噴射の更なる分割に関する各処理を省略してもよい。この場合でも、上記（６）以外の作用効果を得ることができる。なお、こうした変形例は、先の図１２に示したステップＳ４９０での処理を、次のように変更することによって実施することができる。すなわち、ステップＳ４９０では、分割比率に応じた第２分割噴射量ＱＭ２及び第３分割噴射量ＱＭ３の算出に代えて、減量補正量ＱＣＨにて減量補正された最適燃費噴射量ＱＡを第２分割噴射量ＱＭ２として設定する処理を実行すると共に、第３分割噴射量ＱＭ３の算出を行わないようにすればよい。
【０１１５】
・先の図１２に示したステップＳ４９０では、減量補正量ＱＣＨにて減量補正された最適燃費噴射量ＱＡを２分割するようにしたが、３分割以上に分割してもよい。
・先の図１１に示した局所空燃比の算出処理では、燃焼場空気量ＮＰＫを算出するために燃焼室の酸素密度ＳＭと燃焼場酸素量ＮＰＳとを求めるようにした。ここで、空気中の酸素比率はほぼ一定であるため、先の図１１に示した局所空燃比の算出処理において必ずしも燃焼室の酸素密度ＳＭや燃焼場酸素量ＮＰＳを求める必要は無く、例えば、先の図１１においてステップＳ１６０及びステップＳ１７０及びステップＳ１８０の各処理を省略する。そして、ステップＳ１２０にて求められた燃焼場容積ＮＰｖとステップＳ１５０にて算出された空気密度ＫＭとを乗算することにより燃焼場空気量ＮＰＫを求めるようにしてもよい。
【０１１６】
・先の図１２におけるステップＳ４００では、燃焼室の酸素密度ＳＭが判定値α以上であるか否かを判定したが、これに代えて燃焼室の空気密度ＫＭが判定値β以上であるか否かを判定してもよい。この判定値βとしては、現在の燃焼室の空気密度ＫＭが、燃料噴射量の増量により局所空燃比がリーン化する程度に高くなっていることを的確に判定することができるように、その値の大きさを設定しておく。こうした変形例でも、上記（４）と同様な作用効果を得ることができる。
【０１１７】
・先の図１２に示した一連の処理手順は、ステップＳ３１０で算出された第２分割噴射量ＱＭ２がより適切な量となるように同第２分割噴射量ＱＭ２を調整する処理手順であった。しかし、図１２に示した一連の処理手順は、そうした第２分割噴射量ＱＭ２のみに限定されるものではなく、分割されたメイン噴射の各燃料噴射量に対しても同様に適用することができ、この場合にも上記実施形態に準じた作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１１８】
１…エンジン、２…シリンダヘッド、４…燃料噴射弁、２０…エアフロメータ、２１…クランク角センサ、２２…アクセルセンサ、２３…燃圧センサ、３０…排気浄化装置、４０…排気添加弁、７０…気筒、７１…燃焼室、７３…シリンダボア、８０…制御装置、８０Ａ…局所空燃比算出部、８０Ｂ…空燃比判定部、８０Ｃ…分割噴射部、８０Ｄ…排気損失悪化分算出部、８０Ｅ…冷却損失改善分算出部、８０Ｆ…損失判定部、８０Ｇ…最適燃費噴射量算出部、８０Ｈ…最適噴射量設定部、９０…ピストン、９１…キャビティ、９１Ａ…底壁面、９１Ｂ…突起、９１Ｃ…巻き上げ部、９１Ｄ…側壁面、９１Ｅ…傾斜面、９１Ｆ…スキッシュ面、９１Ｇ…開口縁。
【図１】
2018112146.tif 000004
【図２】
2018112146.tif 000005
【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】
2018112146.tif 000010
【図８】
2018112146.tif 000011
【図９】
2018112146.tif 000012
【図１０】
2018112146.tif 000013
【図１１】
2018112146.tif 000014
【図１２】
2018112146.tif 000015
【図１３】
2018112146.tif 000016
【図１４】
2018112146.tif 000017
【図１５】
2018112146.tif 000018
【図１６】
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