(57)【要約】【課題】燃焼騒音の変化を抑制する。【解決手段】内燃機関１００の制御装置２００が、燃焼室１１内で段階的に２回の熱発生を生じさせて、筒内圧力上昇率パターンが二山形状となるように、燃料噴射弁２０から少なくとも１次燃料と２次燃料とを順次噴射する燃料噴射制御部と、機関負荷が高いときには、低いときに比べて前記燃焼室内の酸素密度が高くなるように、前記吸気装置を制御する吸気装置制御部と、を備える。燃料噴射制御部は、２回目の熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの二山目の第２ピーク値が、１回目の熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの一山目の第１ピーク値よりも大きくなるように、かつ、機関負荷が高いときには、機関負荷が低いときに比べて第２ピーク値から第１ピーク値を減算したピーク差が大きくなるように、１次燃料及び２次燃料の噴射時期及び噴射量を設定する。【選択図】図１
2018204531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体と、
前記機関本体の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
前記燃焼室内の酸素密度を変更することができるように構成された吸気装置と、
を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置であって、
前記燃焼室内で段階的に２回の熱発生を生じさせて、筒内圧力上昇率パターンが二山形状となるように、前記燃料噴射弁から少なくとも１次燃料と２次燃料とを順次噴射する燃料噴射制御部と、
機関負荷が高いときには、低いときに比べて前記燃焼室内の酸素密度が高くなるように、前記吸気装置を制御する吸気装置制御部と、
を備え、
前記燃料噴射制御部は、
２回目の熱発生によって形成される前記筒内圧力上昇率パターンの二山目の第２ピーク値が、１回目の熱発生によって形成される前記筒内圧力上昇率パターンの一山目の第１ピーク値よりも大きくなるように、かつ、機関負荷が高いときには、機関負荷が低いときに比べて前記第２ピーク値から前記第１ピーク値を減算したピーク差が大きくなるように、前記１次燃料及び前記２次燃料の噴射時期及び噴射量を設定する、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射制御部は、
前記２次燃料の噴射量を前記１次燃料の噴射量よりも多くすると共に、機関負荷が高いときには、機関負荷が低いときに比べて前記２次燃料の噴射量を前記１次燃料の噴射量で割った噴射量比率が大きくなるように、前記１次燃料及び前記２次燃料の噴射量を設定する、
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射制御部は、
前記１次燃料の噴射前にプレ燃料を噴射し、
機関回転速度が高いときには、低いときに比べて前記筒内圧力上昇率パターンが前記第１ピーク値となるクランク角から前記第２ピーク値となるクランク角までのクランク間隔が大きくなるように、プレ燃料の噴射量を多くする、
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記燃料噴射制御部は、
機関回転速度が高いときには、低いときに比べて前記筒内圧力上昇率パターンが前記第１ピーク値となるクランク角から前記第２ピーク値となるクランク角までのクランク間隔が大きくなるように、前記２次燃料の噴射時期を遅角させると共に、前記２次燃料の噴射量を多くする、
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気装置は、
前記燃焼室から排出された排気を前記機関本体の吸気通路に還流させることができるように構成されると共に、排気の還流率を変更することができるように構成され、
前記吸気装置制御部は、
機関負荷が高いときには、低いときに比べて前記排気の還流率が低くなるように、前記吸気装置を制御するように構成され、
前記燃料噴射制御部は、
機関負荷が高負荷側から低負荷側に変化したときは、負荷変化後の排気の目標還流率から実際の排気の還流率を減算した第１差分値に基づいて、前記１次燃料及び前記２次燃料の噴射量を補正する、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記燃料噴射制御部は、
前記第１差分値が大きいときには、低いときに比べて前記１次燃料の噴射量が少なくなるように当該１次燃料の噴射量を補正すると共に、前記２次燃料の噴射量が多くなるように当該２次燃料の噴射量を補正する、
請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記吸気装置は、
前記燃焼室から排出された排気を前記機関本体の吸気通路に還流させることができるように構成されると共に、排気の還流率を変更することができるように構成され、
前記吸気装置制御部は、
機関負荷が高いときには、低いときに比べて前記排気の還流率が低くなるように、前記吸気装置を制御するように構成され、
前記燃料噴射制御部は、
機関負荷が高負荷側から低負荷側に変化したときは、負荷変化後の排気の目標還流率から実際の排気の還流率を減算した第１差分値に基づいて、前記１次燃料の噴射時期を補正する、
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射制御部は、
前記第１差分値が大きいときには、低いときに比べて前記１次燃料の噴射時期を遅角させる、
請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記燃料噴射制御部は、
前記１次燃料の噴射前にプレ燃料を噴射し、
前記第１差分値が大きいときには、低いときに比べて前記プレ燃料の噴射時期を遅角させる、
請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射制御部は、
機関負荷が低負荷側から高負荷側に変化したときは、実際の排気の還流率から負荷変化後の排気の目標還流率を減算した第２差分値に基づいて、前記１次燃料及び前記２次燃料の噴射量を補正する、
請求項５から請求項９までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記燃料噴射制御部は、
前記第２差分値が大きいときには、低いときに比べて前記１次燃料の噴射量が多くなるように当該１次燃料の噴射量を補正すると共に、前記２次燃料の噴射量が少なくなるように当該２次燃料の噴射量を補正する、
請求項１０に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記燃料噴射制御部は、
機関負荷が低負荷側から高負荷側に変化したときは、実際の排気の還流率から負荷変化後の排気の目標還流率を減算した第２差分値に基づいて、前記１次燃料の噴射時期を補正する、
請求項５から請求項９までのいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記燃料噴射制御部は、
前記第２差分値が大きいときには、低いときに比べて前記１次燃料の噴射時期を進角させる、
請求項１２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
前記燃料噴射制御部は、
前記１次燃料の噴射前にプレ燃料を噴射し、
前記第２差分値が大きいときには、低いときに比べて前記プレ燃料の噴射時期を進角させる、
請求項１３に記載の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。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来の内燃機関の制御装置として、１次燃料噴射によって筒内に噴射された燃料が燃焼したときの筒内圧力上昇率のピーク値と、２次燃料噴射によって筒内に噴射された燃料が燃焼したときの筒内圧力上昇率のピーク値と、の間に明確な谷間ができるように、１次燃料噴射及び２次燃料噴射を順次実施するように構成されたものが開示されている。特許文献１によれば、これにより燃焼騒音を低減することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０６８２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しなしながら、前述した従来の内燃機関の制御装置は、筒内における吸気状態の変化を考慮していなかった。そのため、例えば排気の還流率が目標還流率からずれたときなど、筒内の酸素密度が目標からずれたときに、燃焼騒音が変化するという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、筒内の酸素密度が目標からずれた場合における燃焼騒音の変化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、機関本体と、機関本体の燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃焼室内の酸素密度を変更することができるように構成された吸気装置と、を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置が、燃焼室内で段階的に２回の熱発生を生じさせて、筒内圧力上昇率パターンが二山形状となるように、燃料噴射弁から少なくとも１次燃料と２次燃料とを順次噴射する燃料噴射制御部と、機関負荷が高いときには、低いときに比べて燃焼室内の酸素密度が高くなるように、吸気装置を制御する吸気装置制御と、を備える。燃料噴射制御部は、２回目の熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの二山目の第２ピーク値が、１回目の熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの一山目の第１ピーク値よりも大きくなるように、かつ、機関負荷が高いときには、機関負荷が低いときに比べて第２ピーク値から第１ピーク値を減算したピーク差が大きくなるように、１次燃料及び２次燃料の噴射時期及び噴射量を設定するように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のこの態様によれば、筒内の酸素密度が目標からずれた場合であっても、燃焼騒音の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。
【図２】図２は、内燃機関の機関本体の断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態によるクランク角と熱発生率との関係を示した図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態によるクランク角と筒内圧力上昇率との関係を示した図である。
【図５】図５は、機関負荷に基づいて目標ＥＧＲ率を算出するためのテーブルである。
【図６】図６は、本発明の第１実施形態による筒内圧力上昇率パターンを、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されているとき（実線）と、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなっているとき（破線）と、で比較して示した図である。
【図７】図７は、比較例による筒内圧力上昇率パターンを、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されているとき（実線）と、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなっているとき（破線）と、で比較して示した図である。
【図８】図８は、本発明の第１実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第１実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【図１０】図１０は、機関負荷に基づいて、目標噴射量Ｑｐ、目標噴射量Ｑ１、及び目標噴射量Ｑ２を設定するための本発明の第１実施形態によるテーブルである。
【図１１】図１１は、本発明の第１実施形態による機関負荷と噴射量比率との関係を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の第２実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【図１４】図１４は、機関回転速度に基づいて目標噴射量Ｑｐを設定するための本発明の第２実施形態によるテーブルである。
【図１５】図１５は、機関負荷と機関回転速度とに基づいて目標噴射量Ｑ１を設定するための本発明の第２実施形態によるマップである。
【図１６】図１６は、本発明の第３実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の第３実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【図１８】図１８は、機関負荷と機関回転速度とに基づいて目標噴射量Ｑ１を設定するための本発明の第３実施形態によるマップである。
【図１９】図１９は、機関負荷と機関回転速度とに基づいて目標噴射量Ｑ２を設定するための本発明の第３実施形態によるマップである。
【図２０】図２０は、機関回転速度に基づいて目標噴射時期Ａ２を設定するための本発明の第３実施形態によるテーブルである。
【図２１】図２１は、本発明の第４実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。
【図２２】図２２は、本発明の第４実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【図２３】図２３は、第１差分値ΔＥＧＲ１に基づいて、補正量Ｃ１を算出するための本発明の第４実施形態によるテーブルである。
【図２４】図２４は、本発明の第５実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。
【図２５】図２５は、本発明の第５実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【図２６】図２６は、第１差分値ΔＥＧＲ１に基づいて、補正量Ｄ１を算出するための本発明の第５実施形態によるテーブルである。
【図２７】図２７は、本発明の第６実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。
【図２８】図２８は、本発明の第６実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【図２９】図２９は、第２差分値ΔＥＧＲ２に基づいて、補正量Ｃ２を算出するための本発明の第６実施形態によるテーブルである。
【図３０】図３０は、本発明の第７実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。
【図３１】図３１は、本発明の第７実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【図３２】図３２は、第２差分値ΔＥＧＲ２に基づいて、補正量Ｄ２を算出するための本発明の第７実施形態によるテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の各実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による内燃機関１００及び内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００の概略構成図である。図２は、内燃機関１００の機関本体１の断面図である。
【００１１】
図１に示すように、内燃機関１００は、複数の気筒１０を備える機関本体１と、燃料供給装置２と、吸気装置３と、排気装置４と、吸気動弁装置５と、排気動弁装置６と、を備える。
【００１２】
機関本体１は、各気筒１０に形成される燃焼室１１内（図２参照）で燃料を燃焼させて、例えば車両などを駆動するための動力を発生させる。機関本体１には、気筒毎に一対の吸気弁５０と一対の排気弁６０とが設けられる。
【００１３】
燃料供給装置２は、電子制御式の燃料噴射弁２０と、デリバリパイプ２１と、サプライポンプ２２と、燃料タンク２３と、圧送パイプ２４と、燃圧センサ２１１と、を備える。
【００１４】
燃料噴射弁２０は、燃焼室１１内に直接燃料を噴射することができるように、各気筒１０の燃焼室１１に臨むように各気筒１０に１つ設けられる。燃料噴射弁２０の開弁時間（噴射量）及び開弁時期（噴射時期）は電子制御ユニット２００からの制御信号によって変更され、燃料噴射弁２０が開弁されると燃料噴射弁２０から燃焼室１１内に直接燃料が噴射される。
【００１５】
デリバリパイプ２１は、圧送パイプ２４を介して燃料タンク２３に接続される。圧送パイプ２４の途中には、燃料タンク２３に貯蔵された燃料を加圧してデリバリパイプ２１に供給するためのサプライポンプ２２が設けられる。デリバリパイプ２１は、サプライポンプ２２から圧送されてきた高圧燃料を一時的に貯蔵する。燃料噴射弁２０が開弁されると、デリバリパイプ２１に貯蔵された高圧燃料が燃料噴射弁２０から燃焼室１１内に直接噴射される。
【００１６】
サプライポンプ２２は、吐出量を変更することができるように構成されており、サプライポンプ２２の吐出量は、電子制御ユニット２００からの制御信号によって変更される。サプライポンプ２２の吐出量を制御することで、デリバリパイプ２１内の燃料圧力、すなわち燃料噴射弁２０の噴射圧が制御される。
【００１７】
燃圧センサ２１１は、デリバリパイプ２１に設けられる。燃圧センサ２１１は、デリバリパイプ２１内の燃料圧力、すなわち各燃料噴射弁２０から各気筒１０内に噴射される燃料の圧力（噴射圧）を検出する。
【００１８】
吸気装置３は、燃焼室１１内に吸気を導くための装置であって、燃焼室１１内に吸入される吸気の状態（吸気圧（過給圧）、吸気温、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガス量）を変更することができるように構成されている。すなわち吸気装置３は、燃焼室１１内の酸素密度を変更することができるように構成されている。吸気装置３は、吸気通路となる吸気管３０及び吸気マニホールド３１と、ＥＧＲ通路３２と、を備える。
【００１９】
吸気管３０は、一端がエアクリーナ３４に接続され、他端が吸気マニホールド３１の吸気コレクタ３１ａに接続される。吸気管３０には、上流から順にエアフローメータ２１２、排気ターボチャージャ７のコンプレッサ７１、インタークーラ３５及びスロットル弁３６が設けられる。
【００２０】
エアフローメータ２１２は、吸気管３０内を流れて最終的に気筒１０内に吸入される空気の流量を検出する。
【００２１】
コンプレッサ７１は、コンプレッサハウジング７１ａと、コンプレッサハウジング７１ａ内に配置されたコンプレッサホイール７１ｂと、を備える。コンプレッサホイール７１ｂは、同軸上に取り付けられた排気ターボチャージャ７のタービンホイール７２ｂによって回転駆動され、コンプレッサハウジング７１ａ内に流入してきた吸気を圧縮して吐出する。排気ターボチャージャ７のタービン７２には、タービンホイール７２ｂの回転速度を制御するための可変ノズル７２ｃが設けられており、可変ノズル７２ｃによってタービンホイール７２ｂの回転速度が制御されることで、コンプレッサハウジング７１ａ内から吐出される吸気の圧力（過給圧）が制御される。
【００２２】
インタークーラ３５は、コンプレッサ７１によって圧縮されて高温になった吸気を、例えば走行風や冷却水などによって冷却するための熱交換器である。
【００２３】
スロットル弁３６は、吸気管３０の通路断面積を変化させることで、吸気マニホールド３１に導入する吸気量を調整する。スロットル弁３６は、スロットルアクチュエータ３６ａによって開閉駆動され、スロットルセンサ２１３によってその開度（スロットル開度）が検出される。
【００２４】
吸気マニホールド３１は、機関本体１に形成された吸気ポート１４に接続されており、吸気管３０から流入してきた吸気を、吸気ポート１４を介して各気筒１０に均等に分配する。吸気マニホールド３１の吸気コレクタ３１ａには、筒内に吸入される吸気の圧力（吸気圧）を検出するための吸気圧センサ２１４と、筒内に吸入される吸気の温度（吸気温）を検出するための吸気温センサ２１５と、が設けられる。
【００２５】
ＥＧＲ通路３２は、排気マニホールド４１と吸気マニホールド３１の吸気コレクタ３１ａを連通し、各気筒１０から排出された排気の一部を圧力差によって吸気コレクタ３１ａに戻すための通路である。以下、ＥＧＲ通路３２に流入した排気のことを「ＥＧＲガス」といい、筒内ガス量に占めるＥＧＲガス量の割合、すなわち排気の還流率のことを「ＥＧＲ率」という。ＥＧＲガスを吸気コレクタ３１ａ、ひいては各気筒１０に還流させることで、燃焼温度を低減させて窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を抑えることができる。ＥＧＲ通路３２には、上流から順にＥＧＲクーラ３７と、ＥＧＲ弁３８と、が設けられる。
【００２６】
ＥＧＲクーラ３７は、ＥＧＲガスを、例えば走行風や冷却水などによって冷却するための熱交換器である。
【００２７】
ＥＧＲ弁３８は、連続的又は段階的に開度を調整することができる電磁弁であり、その開度は機関運転状態に応じて電子制御ユニット２００によって制御される。ＥＧＲ弁３８の開度を制御することで、吸気コレクタ３１ａに還流させるＥＧＲガスの流量が調節される。すなわち、吸気量や吸気圧（過給圧）等に応じてＥＧＲ弁３８の開度を適切な開度に制御することで、ＥＧＲ率を任意の値に制御することができる。
【００２８】
排気装置４は、筒内から排気を排出するための装置であって、排気マニホールド４１と、排気通路４２と、を備える。
【００２９】
排気マニホールド４１は、機関本体１に形成された排気ポート１５に接続されており、各気筒１０から排出された排気を纏めて排気通路４２に導入する。
【００３０】
排気通路４２には、上流から順に排気ターボチャージャ７のタービン７２と、排気後処理装置４３と、が設けられる。
【００３１】
タービン７２は、タービンハウジング７２ａと、タービンハウジング７２ａ内に配置されたタービンホイール７２ｂと、を備える。タービンホイール７２ｂは、タービンハウジング７２ａ内に流入してきた排気のエネルギによって回転駆動され、同軸上に取り付けられたコンプレッサホイール７１ｂを駆動する。
【００３２】
タービンホイール７２ｂの外側には、前述した可変ノズル７２ｃが設けられている。可変ノズル７２ｃは絞り弁として機能し、可変ノズル７２ｃのノズル開度（弁開度）は電子制御ユニット２００によって制御される。可変ノズル７２ｃのノズル開度を変化させることでタービンホイール７２ｂを駆動する排気の流速をタービンハウジング７２ａ内で変化させることができる。すなわち、可変ノズル７２ｃのノズル開度を変化させることで、タービンホイール７２ｂの回転速度を変化させて過給圧を変化させることができる。具体的には、可変ノズル７２ｃのノズル開度を小さくする（可変ノズル７２ｃを絞る）と、排気の流速が上がってタービンホイール７２ｂの回転速度が増大し、過給圧が増大する。
【００３３】
排気後処理装置４３は、排気を浄化した上で外気に排出するための装置であって、有害物質を浄化する各種の排気浄化触媒や有害物質を捕集するフィルタなどを備える。
【００３４】
吸気動弁装置５は、各気筒１０の吸気弁５０を開閉駆動するための装置であって、機関本体１に設けられる。本実施形態による吸気動弁装置５は、吸気弁５０の開閉時期を制御できるように、例えば電磁アクチュエータによって吸気弁５０を開閉駆動するように構成される。しかしながら、これに限らず、吸気カムシャフトによって吸気弁５０を開閉駆動するように構成し、当該吸気カムシャフトの一端部に油圧制御によってクランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対位相角を変更する可変動弁機構を設けることによって、吸気弁５０の開閉時期を制御できるようにしてもよい。
【００３５】
排気動弁装置６は、各気筒１０の排気弁６０を開閉駆動するための装置であって、機関本体１に設けられる。本実施形態による排気動弁装置６は、排気弁６０の開閉時期を制御できるように、例えば電磁アクチュエータによって排気弁６０を開閉駆動するように構成される。しかしながら、これに限らず、排気カムシャフトによって排気弁６０を開閉駆動するように構成し、当該排気カムシャフトの一端部に油圧制御によってクランクシャフトに対する排気カムシャフトの相対位相角を変更する可変動弁機構を設けることによって、排気弁６０の開閉時期を制御できるようにしてもよい。また例えば、油圧等によってカムプロフィールを変更することで排気弁６０の開閉時期やリフト量を変更できるようにしても良い。
【００３６】
電子制御ユニット２００は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス２０１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）２０２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２０３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２０４、入力ポート２０５及び出力ポート２０６を備える。
【００３７】
入力ポート２０５には、前述した燃圧センサ２１１などの出力信号が、対応する各ＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関負荷を検出するための信号として、アクセルペダル２２０の踏み込み量（以下「アクセル踏込量」という。）に比例した出力電圧を発生する負荷センサ２１７の出力電圧が、対応するＡＤ変換器２０７を介して入力される。また入力ポート２０５には、機関回転速度などを算出するための信号として、機関本体１のクランクシャフトが例えば１５°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ２１８の出力信号が入力される。このように入力ポート２０５には、内燃機関１００を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。
【００３８】
出力ポート２０６は、対応する駆動回路２０８を介して、燃料噴射弁２０などの各制御部品に接続される。
【００３９】
電子制御ユニット２００は、入力ポート２０５に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート２０６から出力して内燃機関１００を制御する。以下、電子制御ユニット２００が実施する内燃機関１００の制御について説明する。
【００４０】
電子制御ユニット２００は、時間を空けて複数回の燃料噴射を行う分割噴射を実施して機関本体１の運転を行う。
【００４１】
図３は、機関運転状態（機関回転速度及び機関負荷）が一定の定常運転時において、本実施形態による分割噴射を実施して燃料を燃焼させた場合のクランク角と熱発生率との関係を示した図である。また図４は、この場合のクランク角と筒内圧力上昇率との関係を示した図である。
【００４２】
なお熱発生率（ｄＱ／ｄθ）［Ｊ／ｄｅｇ．ＣＡ］とは、燃料を燃焼させたときに生じる単位クランク角あたりの熱量、すなわち単位クランク角あたりの熱発生量Ｑのことである。以下の説明では、このクランク角と熱発生率との関係を示した燃焼波形のことを、必要に応じて「熱発生率パターン」という。また筒内圧力上昇率（ｄＰ／ｄθ）［ｋＰａ／ｄｅｇ．ＣＡ］とは、筒内圧力Ｐ［ｋＰａ］のクランク角微分値のことである。以下の説明では、このクランク角と筒内圧力上昇率との関係を示した圧力波形のことを、必要に応じて「筒内圧力上昇率パターン」という。
【００４３】
図３に示すように電子制御ユニット２００は、プレ燃料噴射Ｇｐ、第１メイン燃料噴射Ｇ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２を順次実施しで機関本体１の運転を行う。なおプレ燃料噴射Ｇｐは、基本的にプレ燃料を第１メイン燃料よりも進角側で自着火させ、これにより筒内温度を上昇させて第１メイン燃料の自着火を誘発させるために行われる噴射である。一方で第１メイン燃料噴射Ｇ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２は、基本的に機関負荷に応じた要求トルクを出力するために行われる噴射である。
【００４４】
このとき本実施形態では、プレ燃料及び第１メイン燃料が、燃料噴射後に空気との予混合期間をある程度置いた上で燃焼する予混合圧縮自着火燃焼（ＰＣＣＩ；Premix Charged Compressive Ignition）を起こすように、そして第２メイン燃料が、基本的に燃料噴射後にほぼ遅れなく燃焼する拡散燃焼（ＤＣ；Diffusive Combustion）を起こすように、各燃料噴射Ｇｐ、Ｇ１、Ｇ２の噴射量と噴射時期とをそれぞれ制御して、段階的に２回の熱発生が膨張行程で生じるようにしている（なお第２メイン燃料は、その燃焼初期においては、一部の燃料が予混合圧縮自着火燃焼を起こしている場合もあり、必ずしも第２メイン燃料の全てを拡散燃焼で燃焼させなければならないわけではない）。
【００４５】
すなわち図３に示すように、主に第１メイン燃料が燃焼したときの熱発生によって熱発生率パターンの一山目の燃焼波形Ｘ１が形成され、その後、主に第２メイン燃料が燃焼したときの熱発生によって熱発生率パターンの二山目の燃焼波形Ｘ２が形成されるように各燃料噴射Ｇｐ、Ｇ１、Ｇ２の噴射量と噴射時期とを制御して、熱発生率パターンが二山形状となるようにしている。
【００４６】
そしてこれにより、図４に示すように、主に第１メイン燃料が燃焼したときの熱発生によって筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１が形成され、その後、主に第２メイン燃料が燃焼したときの熱発生によって筒内圧力上昇率パターンの二山目の圧力波形Ｙ２が形成されるようにして、熱発生率パターンと共に筒内圧力上昇率パターンも二山形状となるようにしている。
【００４７】
このように、適切な時間を空けて段階的に２回の熱発生を生じさせることで、１回目の熱発生によって生じる圧力波（本実施形態では主に第１メイン燃料の燃焼時に生じる圧力波）の位相に対して、２回目の熱発生に生じる圧力波（本実施形態では主に第２メイン燃料の燃焼時に生じる圧力波）の位相をずらすことができる。そのため、例えば１回目の圧力波の位相に対して、２回目の位相を逆位相にするなど、２つの圧力波の位相を適切にずらすことで、燃焼騒音の原因となるこれら２つの圧力波を重ね合わせた実際の圧力波の振幅を小さくすることができる。その結果、燃焼騒音［ｄＢ］を低減させることができる。
【００４８】
このとき本実施形態では、図４に示すように、筒内圧力上昇率パターンの二山目の圧力波形Ｙ２のピーク値（以下「第２ピーク値」という。）Ｐ２が、一山目の圧力波形Ｙ１のピーク値（以下「第１ピーク値」という。）Ｐ１よりも大きくなるように、各燃料噴射Ｇｐ、Ｇ１、Ｇ２の噴射量を制御している。すなわち第２ピーク値Ｐ２と第１ピーク値Ｐ１との差分（以下「ピーク差」という。）ΔＰ（＝Ｐ２−Ｐ１）が所定範囲内に収まるように、各燃料噴射Ｇｐ、Ｇ１、Ｇ２の噴射量を制御している。
【００４９】
そしてまた、機関負荷が高くなるほど、第２ピーク値Ｐ２を大きくしてピーク差ΔＰが大きくなるように、各燃料噴射Ｇｐ、Ｇ１、Ｇ２の噴射量を制御している。以下、この理由について説明する。
【００５０】
本実施形態による電子制御ユニット２００は、燃料噴射装置２を上記の通り制御する一方で、燃焼室１１内の酸素密度が、機関負荷が高くなるほど高くなるように、吸気装置３（スロットル弁３６や可変ノズル７２ｃ、ＥＧＲ弁３８など）を制御している。本実施形態では、排気エミッションの向上、すなわちＮＯｘや煤の排出量抑制を目的として、予め実験等によって作成された図５のテーブルを参照し、機関負荷に基づいて目標ＥＧＲ率を算出し、実際のＥＧＲ率（以下「実ＥＧＲ率」という。）が目標ＥＧＲ率となるように吸気装置３を制御している。図５に示すように、目標ＥＧＲ率は、機関負荷が高くなるほど低くなる（換言すれば、燃焼室１１内の酸素密度が、機関負荷が高くなるほど高くなる）。これは、機関負荷が高くなるほど、要求トルクを満足するために必要な燃料量も多くなり、燃料を燃焼させるために必要な空気（新気）の量も多くなるためである。
【００５１】
しかしながら、機関運転状態が一定の定常運転時であっても、常に実ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率に維持し続けることは難しく、許容範囲ながらも実ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との間に誤差が生じる場合がある。そして本実施形態のように２つの圧力波の位相をずらすことで燃焼騒音の低減を図っている場合において、ピーク差ΔＰの絶対値が小さいと、実ＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率との間に誤差が生じて実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときに（酸素密度が目標よりも高くなったとき）、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されている状態からの燃焼騒音の増大幅が大きくなることがわかった。
【００５２】
図６は、機関運転状態が一定の定常運転時において、本実施形態による分割噴射を実施した場合の筒内圧力上昇率パターンを、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されているとき（実線）と、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなっているとき（破線）と、で比較して示した図である。
【００５３】
一方で図７は、本実施形態よりもピーク差ΔＰの絶対値を小さくした場合の比較例による筒内圧力上昇率パターンを、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されているとき（実線）と、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなっているとき（破線）と、で比較して示した図である。
【００５４】
予混合圧縮自着火燃焼を起こすプレ燃料及び第１メイン燃料は、筒内温度Ｔ［Ｋ］及び筒内圧力Ｐの上昇に伴って段階的に種々の化学反応を起こして自着火に至る。そのため、プレ燃料及び第１メイン燃料が自着火に至るまでの着火遅れ時間τ［ｓｅｃ］は、プレ燃料及び第１メイン燃料が噴射されてからの当該燃料の化学反応の進行速度に左右される。そして、この燃料の化学反応の進行速度は、筒内温度Ｔ及び筒内圧力Ｐの他、当量比φや残留ガス割合（≒ＥＧＲ率）ＲＥＳ［％］などによって変化する。換言すれば、着火遅れ時間τは、筒内温度Ｔや筒内圧力Ｐ、当量比φ、残留ガス割合ＲＥＳなどによって変化する。具体的には、着火遅れ時間τは基本的に、筒内温度Ｔが高くなるほど短くなり、筒内圧力Ｐが高くなるほど短くなり、当量比φが大きくなるほど短くなり、残留ガス割合ＲＥＳが低くなるほど短くなる傾向にある。
【００５５】
このとき実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなると、残留ガス割合ＲＥＳが低くなることになるので、プレ燃料及び第１メイン燃料の着火遅れ時間τが短くなる。そのため、プレ燃料及び第１メイン燃料の自着火時期が進角し、膨張行程において通常時よりも圧縮上死点に近い進角側のクランク角、すなわち通常時よりも筒内圧力Ｐ及び筒内温度Ｔが高いクランク角で予混合圧縮自着火燃焼が生じることになる。このように、通常時よりも筒内圧力Ｐ及び筒内温度Ｔが高いクランク角で予混合圧縮自着火燃焼が生じると、通常時よりも燃焼速度が増加して燃焼が急峻になる傾向がある。
【００５６】
その結果、図６及び図７に破線で示すように、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなると、主に第１メイン燃料が燃焼したときの熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１が全体的に進角すると共に、第１ピーク値Ｐ１が増加する。また第１メイン燃料の自着火時期が進角することで、第１メイン燃料の大部分が第２メイン燃料の燃焼前に燃焼してしまうため、二山目の圧力波形Ｙ２の形成に寄与する熱発生量が減少して第２ピーク値Ｐ２が低下する。
【００５７】
そして、目標ＥＧＲ率が低い値に設定されている場合に実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときは、目標ＥＧＲ率が高い値に設定されている場合に実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときよりも、プレ燃料及び第１メイン燃料の着火遅れ時間τに及ぼす影響が大きくなる傾向にある。すなわち、目標ＥＧＲ率が低い値に設定されている場合に実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときの方が、プレ燃料及び第１メイン燃料の着火遅れ時間τが短くなる傾向にある。
【００５８】
したがって、目標ＥＧＲ率が低い値に設定されている場合に実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときの方が、プレ燃料及び第１メイン燃料の自着火時期の進角量が増加し、第１ピーク値Ｐ１の増加量が大きくなる傾向になる。そのため、本実施形態のように機関負荷が高くなるほど目標ＥＧＲ率を低くしている場合には、機関負荷が高くなるほど、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときに第１ピーク値Ｐ１の増加量が大きくなる。
【００５９】
このように、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなると、第１ピーク値Ｐ１が増加する一方で第２ピーク値Ｐ２が低下し、第１ピーク値Ｐ１が第２ピーク値Ｐ２よりも高くなる傾向にある。
【００６０】
ここで前述したように、本実施形態では主に第１メイン燃料が燃焼したときの１回目の熱発生によって生じる圧力波の位相に対して、主に第２メイン燃料が燃焼したときの２回目の熱発生に生じる圧力波の位相を例えば逆位相にして位相をずらすことで、燃焼騒音の低減を図っている。このとき、各圧力波の振幅は、主に第１メイン燃料が燃焼したときの熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１の第１ピーク値Ｐ１、及び主に第２メイン燃料が燃焼したときの熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの二山目の圧力波形Ｙ２の第２ピーク値Ｐ２と概ね比例関係にある。
【００６１】
そのため、基本的にピーク差ΔＰの絶対値が大きくなるほど、各圧力波を重ね合わせた実際の圧力波の振幅を小さくすることができなくなるので、燃焼騒音の低減効果が低くなって燃焼騒音が増大することになる。したがって、図７に示す比較例のように、ピーク差ΔＰの絶対値を予め小さくしておいたほうが、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されている場合には燃焼騒音を小さくすることができる。
【００６２】
しかしながら、図７に示す比較例のように、ピーク差ΔＰの絶対値を予め小さくしていると、図６に示す本実施形態の場合と比べて、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときのピーク差ΔＰの絶対値と、ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されているときのピーク差ΔＰの絶対値との差（以下「ピーク差ΔＰの変化量」という。）が大きくなる。
【００６３】
そのため、図７に示す比較例の場合、定常運転時に実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなるたびに、燃焼騒音が大きく増大する。そして機関負荷が高くなるほど、その燃焼騒音の増大量が大きくなる。その結果、定常運転時における燃焼騒音の変化を許容変化量の範囲内に収めることができなくなるおそれがあり、特に機関高負荷時にそのおそれが大きくなる。すなわち、定常運転時において、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されているときの或る機関負荷における燃焼騒音の基準値を基準燃焼騒音とすると、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときに、燃焼騒音が基準燃焼騒音から許容量を超えて増大するおそれがあり、特に機関高負荷時にそのおそれが大きくなる。
【００６４】
そこで本実施形態では、機関負荷にかかわらずピーク差ΔＰ（＝Ｐ２−Ｐ１）が所定範囲内に収まるようにしつつ、機関負荷が高くなるほど第２ピーク値Ｐ２を高くしてピーク差ΔＰが大きくなるように、各燃料噴射Ｇｐ、Ｇ１、Ｇ２の噴射量を制御することとしたのである。なお所定範囲の下限値は、定常運転時に実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して許容誤差の最大まで低下したときに、燃焼騒音の変化量が許容変化量以内となるピーク差ΔＰである。また所定範囲の上限値は、定常運転時において、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に制御されているときに、燃焼騒音が許容上限値以下となるピーク差ΔＰである。
【００６５】
このように、機関負荷にかかわらず第２ピーク値Ｐ２を第１ピーク値よりも大きくしてピーク差ΔＰを所定範囲内に収めることで、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなって第１ピーク値Ｐ１が増大したとしても、ピーク差ΔＰの変化量を少なくすることができる。そのため、定常運転時において実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったとしても、燃焼騒音の変化を許容変化量の範囲内に収めることができる。
【００６６】
また、機関負荷が高くなるほど第２ピーク値Ｐ２を高くしてピーク差ΔＰが大きくなるようにしておくことで、機関高負荷時に第１ピーク値Ｐ１の増加量が大きくなったとしても、ピーク差ΔＰの変化量が大きくなるのを抑制することができる。そのため、機関高負荷時においても、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときの燃焼騒音の変化を許容変化量の範囲内に収めることができる。
【００６７】
図８は、この本実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット２００は、本ルーチンを機関運転中に所定の演算周期（例えば１０［ｍｓ］）で繰り返し実行する。また図９は、この本実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【００６８】
ステップＳ１において、電子制御ユニット２００は、クランク角センサ２１８の出力信号に基づいて算出された機関回転速度と、負荷センサ２１７によって検出された機関負荷と、を読み込み、機関運転状態を検出する。
【００６９】
ステップＳ２において、電子制御ユニット２００は、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射量Ｑｐ、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を設定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図１０のテーブルを参照し、少なくとも機関負荷に基づいて、目標噴射量Ｑｐ、目標噴射量Ｑ１、及び目標噴射量Ｑ２を設定する。
【００７０】
図１０に示すように、目標噴射量Ｑｐは、機関負荷にかかわらず一定値に設定される。また目標噴射量Ｑ１、及び目標噴射量Ｑ２は、機関負荷にかかわらず目標噴射量Ｑ２の方が目標噴射量Ｑ１よりも多くなるように設定される。そして目標噴射量Ｑ１、及び目標噴射量Ｑ２は、それぞれ機関負荷が高くなるほど多くなるように設定されるが、機関負荷が高くなっていったときの増量割合は、目標噴射量Ｑ２の増量割合のほうが、目標噴射量Ｑ１の増量割合よりも高くなるように設定される。
【００７１】
すなわち本実施形態では、図１１に示す通り、目標噴射量Ｑ２を目標噴射量Ｑ１で割った第２メイン燃料噴射Ｇ２の噴射量比率（＝Ｑ２／Ｑ１）が、機関負荷が高くなるほど高くなるように、目標噴射量Ｑ１、及び目標噴射量Ｑ２を設定している。
【００７２】
このように、筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１の形成に主に寄与する第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１に対して、二山目の圧力波形Ｙ２の形成に主に寄与する第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を機関負荷にかかわらず多くすることで、機関負荷にかかわらず、第２ピーク値Ｐ２が第１ピーク値Ｐ１よりも大きくすることができる。また、機関負荷が高くなるほど、第２メイン燃料噴射Ｇ２の噴射量比率を高くすることで、機関負荷が高くなるほど予め第２ピーク値Ｐ２を高くしてピーク差ΔＰを大きくすることができる。
【００７３】
ステップＳ３において、電子制御ユニット２００は、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射時期Ａｐ、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射時期Ａ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射時期Ａ２を設定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、プレ燃料及び第１メイン燃料が予混合圧縮自着火燃焼を起こし、第２メイン燃料が拡散燃焼を起こすように、各目標噴射時期Ａｐ、Ａ１、Ａ２を、機関運転状態にかかわらず予め定められた所定の時期に設定する。
【００７４】
ステップＳ４において、電子制御ユニット２００は、各燃料噴射Ｇｐ、Ｇ１、Ｇ２の目標噴射時期Ａｐ、Ａ１、Ａ２に目標噴射量Ｑｐ、Ｑ１、Ｑ２の燃料を噴射して、機関本体１の運転を行う。
【００７５】
以上説明した本実施形態によれば、機関本体１と、機関本体１の燃焼室１１内に燃料を噴射する燃料噴射弁２０と、燃焼室１１内の酸素密度を変更することができるように構成された吸気装置３と、を備える内燃機関１００を制御する電子制御ユニット２００（制御装置）が、燃焼室１１内で段階的に２回の熱発生を生じさせて、筒内圧力上昇率パターンが二山形状となるように、燃料噴射弁２０から少なくとも１次燃料と２次燃料とを順次噴射する燃料噴射制御部と、機関負荷が高いときには、低いときに比べて燃焼室１１内の酸素密度が高くなるように吸気装置３を制御する吸気装置制御部と、を備える。
【００７６】
そして燃料噴射制御部は、２回目の熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの二山目の第２ピーク値Ｐ２が、１回目の熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの一山目の第１ピーク値Ｐ１よりも大きくなるように、かつ、機関負荷が高いときには、機関負荷が低いときに比べて第２ピーク値Ｐ２から第１ピーク値Ｐ１を減算したピーク差ΔＰが大きくなるように、第１メイン燃料（１次燃料）及び第２メイン燃料（２次燃料）の噴射時期及び噴射量を設定するように構成される。
【００７７】
具体的には燃料噴射制御部は、第２メイン燃料の噴射量を第１メイン燃料の噴射量よりも多くすると共に、機関負荷が高いときには、機関負荷が低いときに比べて第２メイン燃料の噴射量を第１メイン燃料の噴射量で割った噴射量比率が大きくなるように、第１メイン燃料及び第２メイン燃料の噴射量を設定するように構成される。
【００７８】
このように、第２ピーク値Ｐ２を第１ピーク値Ｐ１よりも大きくしておくことで、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなって第１ピーク値Ｐ１が増大したとしても、ピーク差ΔＰの変化量を少なくすることができる。そのため、定常運転時において実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったとしても、燃焼騒音の変化を許容変化量の範囲内に収めることができる。
【００７９】
また、機関負荷が高くなるほどピーク差ΔＰが大きくなるようにしておくことで、機関高負荷時に第１ピーク値Ｐ１の増加量が大きくなったとしても、ピーク差ΔＰの変化量が大きくなるのを抑制することができる。そのため、機関高負荷時においても、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも低くなったときの燃焼騒音の変化を許容変化量の範囲内に収めることができる。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、機関回転速度が高いときには、低いときに比べてプレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射量Ｑｐを多くする点で、第１実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
【００８１】
前述した第１実施形態では、適切な時間を空けて段階的に２回の熱発生を生じさせることで、１回目の熱発生によって生じる圧力波の位相に対して、２回目の熱発生に生じる圧力波の位相をずらして燃焼騒音の低減を図っていた。
【００８２】
このように各圧力波の位相をずらして燃焼騒音の低減を図る場合において、燃焼騒音の低減効果を一定に保つためには、１回目の熱発生が生じる時期から２回目の熱発生が生じる時期までの時間間隔を一定に保つ必要がある。
【００８３】
したがって、１回目の熱発生が生じる時期を、例えば図３を参照して説明した筒内圧力上昇率パターンが第１ピーク値Ｐ１となるクランク角（以下「第１ピーククランク角」という。）θ１とし、２回目の熱発生が生じる時期を、筒内圧力上昇率パターンが第２ピーク値Ｐ２となるクランク角（以下「第２ピーククランク角」という。）θ２とすると、１回目の熱発生が生じる時期から２回目の熱発生が生じる時期までの時間間隔を一定に保つためには、機関回転速度に応じて第１ピーククランク角θ１と第２ピーククランク角θ２とのクランク間隔Δθ（＝θ２−θ１）を変化させる必要がある。具体的には、機関回転速度が高いときには、低いときに比べてクランク間隔Δθを大きくする必要がある。
【００８４】
そこで本実施形態では、前述した第１実施形態では機関運転状態にかかわらず一定値としていたプレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射量Ｑｐを、機関回転速度が高くなるほどを多くして、第１ピーククランク角θ１を進角させることとした。
【００８５】
前述した通り、プレ燃料噴射Ｇｐは、基本的にプレ燃料を第１メイン燃料よりも進角側で自着火させ、これにより筒内温度を上昇させて第１メイン燃料の自着火を誘発させるために行われる噴射である。したがって、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射量Ｑｐを多くすることで、筒内温度Ｔの上昇幅を大きくすることができるので、第１メイン燃料の自着火時期を進角させることができる。そのため、第１ピーククランク角θ１を進角させることができる。以下、この本実施形態による燃料噴射制御について説明する。
【００８６】
図１２は、本実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。また図１３は、本実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【００８７】
ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ４では、前述した第１実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。
【００８８】
ステップＳ２１において、電子制御ユニット２００は、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射量Ｑｐ、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を設定する。
【００８９】
本実施形態では電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図１４のテーブルを参照し、機関回転速度に基づいて目標噴射量Ｑｐを設定する。また電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図１５のマップを参照し、機関負荷と機関回転速度とに基づいて目標噴射量Ｑ１を設定する。また電子制御ユニット２００は、第１実施形態と同様に図７のテーブルを参照し、機関負荷に基づいて目標噴射量Ｑ２を設定する。
【００９０】
図１４に示すように、目標噴射量Ｑｐは、機関回転速度が高くなるほど多くなるように設定される。
【００９１】
また図１５に示すように、目標噴射量Ｑ１は、機関回転速度が同じであれば機関負荷が高くなるほど多くなるように、また機関負荷が同じであれば機関回転速度が高くなるほど少なくなるように設定される。すなわち本実施形態では、機関回転速度が高くなるほど目標噴射量Ｑｐを多くした分だけ、目標噴射量Ｑ１を少なくするようにしている。
【００９２】
以上説明した本実施形態によれば、電子制御ユニット２００の燃料噴射制御部が、第１メイン燃料（１次燃料）の噴射前にプレ燃料を噴射し、機関回転速度が高いときには、低いときに比べて筒内圧力上昇率パターンが第１ピーク値Ｐ１となるクランク角θ１から第２ピーク値Ｐ２となるクランク角θ２までのクランク間隔Δθが大きくなるように、プレ燃料の噴射量を多くするように、さらに構成される。
【００９３】
このように、プレ燃料の噴射量を多くすることで、筒内温度Ｔの上昇幅を大きくすることができるので、第１メイン燃料の自着火時期を進角させることができる。そのため、第１ピーククランク角θ１を進角させて、１回目の熱発生が生じる時期から２回目の熱発生が生じる時期までの時間間隔を、機関回転速度にかかわらず一定に保つことができる。したがって、機関回転速度にかかわらず、適切な時間を空けて段階的に２回の熱発生を生じさせることができるので、１回目の熱発生によって生じる圧力波の位相に対して、２回目の熱発生に生じる圧力波の位相をずらして燃焼騒音の低減を図ることができる。
【００９４】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、機関回転速度が高いときには、低いときに比べて第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射時期Ａ２を遅角させると共に、目標噴射量Ｑ２を多くする点で、第１実施形態と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【００９５】
前述した第２実施形態では、１回目の熱発生が生じる時期から２回目の熱発生が生じる時期までの時間間隔を一定に保つために、機関回転速度が高いときには、低いときに比べてプレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射量Ｑｐを多くして、第１ピーククランク角θ１を進角させていた。
【００９６】
これに対して本実施形態では、機関回転速度が高いときには、低いときに比べて第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射時期Ａ２を遅角させて、第２ピーククランク角θ２を遅角させることとした。
【００９７】
ここで第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射時期Ａ２を遅角させた場合には、膨張行程において通常時よりも圧縮上死点から遠い遅角側のクランク角で拡散燃焼が生じることになる。そのため、通常時よりも燃焼が緩慢になって筒内圧力上昇率パターンの圧力波形Ｙ２の第２ピーク値Ｐ２が小さくなる傾向にある。
【００９８】
このように、第２ピーク値Ｐ２が小さくなると、ピーク差ΔＰの小さくなるので、１回目の熱発生によって生じる圧力波と、２回目の熱発生に生じる圧力波と、を重ね合わせた実際の圧力波の振幅が大きくなり、燃焼騒音が増大する。
【００９９】
そのため本実施形態では、第２ピーク値Ｐ２の低下を抑制するために、機関回転速度が高いときには、低いときに比べて第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射時期Ａ２を遅角させると共に、第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を多くすることとした。
【０１００】
これにより、１回目の熱発生が生じる時期から２回目の熱発生が生じる時期までの時間間隔を一定に保つことができる。また、第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射時期Ａ２を遅角させたことによる第２ピーク値Ｐ２の低下を抑制することができるので、１回目の熱発生によって生じる圧力波と、２回目の熱発生に生じる圧力波と、を重ね合わせた実際の圧力波の振幅が大きくなるのを抑制できる。そのため、燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。以下、この本実施形態による燃料噴射制御について説明する。
【０１０１】
図１６は、本実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。また図１７は、本実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【０１０２】
ステップＳ１、Ｓ４では、前述した第１実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。
【０１０３】
ステップＳ３１において、電子制御ユニット２００は、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射量Ｑｐ、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を設定する。
【０１０４】
本実施形態では電子制御ユニット２００は、第１実施形態と同様に図７のテーブルを参照し、機関負荷に基づいて目標噴射量Ｑｐを設定する。また電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図１８及び図１９のマップをそれぞれ参照し、機関負荷と機関回転速度とに基づいて目標噴射量Ｑ１及び目標噴射量Ｑ２を設定する。
【０１０５】
図１８に示すように、目標噴射量Ｑ１は、機関回転速度が同じであれば機関負荷が高くなるほど多くなるように、また機関負荷が同じであれば機関回転速度が高くなるほど少なくなるように設定される。そして図１９に示すように、目標噴射量Ｑ２は、機関回転速度が同じであれば機関負荷が高くなるほど多くなるように、また機関負荷が同じであれば機関回転速度が高くなるほど多くなるように設定される。すなわち本実施形態では、機関回転速度が高くなるほど目標噴射量Ｑ２を多くした分だけ、目標噴射量Ｑ１を少なくするようにしている。
【０１０６】
ステップＳ３２において、電子制御ユニット２００は、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射時期Ａｐ、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射時期Ａ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射時期Ａ２を設定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、目標噴射時期Ａｐ及び目標噴射時期Ａ１を、機関運転状態にかかわらず予め定められた所定の時期に設定する。また電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図２０のテーブルを参照し、機関回転速度に基づいて目標噴射時期Ａ２を設定する。
【０１０７】
図２０に示すように、目標噴射時期Ａ２は、機関回転速度が高いときには、低いときに比べて遅角側のクランク角に設定される。
【０１０８】
以上説明した本実施形態によれば、電子制御ユニット２００の燃料噴射制御部が、機関回転速度が高いときには、低いときに比べて前記筒内圧力上昇率パターンが第１ピーク値Ｐ１となるクランク角θ１から第２ピーク値Ｐ２となるクランク角θ２までのクランク間隔Δθが大きくなるように、第２メイン燃料（２次燃料）の噴射時期を遅角させると共に、第２メイン燃料の噴射量を多くするように、さらに構成される。
【０１０９】
このように、機関回転速度が高いときには、低いときに比べて第２メイン燃料の噴射時期を遅角させることで、第２ピーククランク角θ２を遅角させて、１回目の熱発生が生じる時期から２回目の熱発生が生じる時期までの時間間隔を、機関回転速度にかかわらず一定に保つことができる。また、機関回転速度が高いときには、低いときに比べて第２メイン燃料の噴射量を多くすることで、第２メイン燃料の噴射時期を遅角させたことによる第２ピーク値Ｐ２の低下を抑制することができる。そのため、１回目の熱発生によって生じる圧力波と、２回目の熱発生に生じる圧力波と、を重ね合わせた実際の圧力波の振幅が大きくなるのを抑制できる。そのため、燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。
【０１１０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、機関負荷が高負荷側から低負荷側へ変化したときに、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を補正する点で、第１実施形態と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【０１１１】
機関負荷が高くなるほど目標ＥＧＲ率を低くしている場合、機関負荷が高負荷側から低負荷側に変化したときには、目標ＥＧＲ率が低い値から高い値に変更されることになる。しかしながら、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率となるまでには、吸気通路３０やＥＧＲ通路３２の長さ等に応じて時間遅れが生じる。そのため、機関負荷が高負荷側から低負荷側に変化したときには、過渡的に実ＥＧＲ率が負荷変動後の目標ＥＧＲ率よりも低くなる。
【０１１２】
したがって、機関負荷が高負荷側から低負荷側に変化したときの過渡運転時（以下「第１過渡運転時」という。）においても、主に第１メイン燃料が燃焼したときの熱発生によって形成される筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１が全体的に進角すると共に、第１ピーク値Ｐ１が増加する。また第１メイン燃料の自着火時期が進角することで、第１メイン燃料の大部分が第２メイン燃料の燃焼前に燃焼してしまうため、二山目の圧力波形Ｙ２の形成に寄与する熱発生量が減少して第２ピーク値Ｐ２が低下する。
【０１１３】
そこで本実施形態では、第１過渡運転時における第１ピーク値Ｐ１の増加と、第２ピーク値Ｐ２の低下と、を抑制するために、第１過渡運転時には、目標ＥＧＲ率から実ＥＧＲ率の推定値（以下「推定ＥＧＲ率」という。）を減算した第１差分値ΔＥＧＲ１に基づいて、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を補正することとした。
【０１１４】
具体的には、第１差分値ΔＥＧＲ１が大きいとき、すなわち実ＥＧＲ率が負荷変動後の目標ＥＧＲ率よりも低いときほど、第１メイン燃料の着火遅れ時間τが短くなって筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１が進角し、第１ピーク値Ｐ１が増加する傾向にあるので、目標噴射量Ｑ１が少なくなるように補正する。そして、目標噴射量Ｑ１を少なくした分だけ目標噴射量Ｑ２が多くなるように補正する。これにより、第１メイン燃料が燃焼したときの熱発生量を少なくすることができるので、第１ピーク値Ｐ１の増加を抑制できる。また一方で、第２メイン燃料が燃焼したときの熱発生量を多くすることができるので、第２ピーク値Ｐ２の低下を抑制できる。以下、この本実施形態による燃料噴射制御について説明する。
【０１１５】
図２１は、本実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。また図２２は、この本実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【０１１６】
ステップＳ１からＳ４までの処理は、第１実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。
【０１１７】
ステップＳ４１において、電子制御ユニット２００は、前述した図５のテーブルを参照して算出された目標ＥＧＲ率を読み込む。
【０１１８】
ステップＳ４２において、電子制御ユニット２００は、推定ＥＧＲ率を算出する。推定ＥＧＲ率、すなわち実ＥＧＲ率の推定方法は、公知の種々の推定方法の中から適宜選択すればいいものであるが、本実施形態では目標ＥＧＲ率に対して、吸気通路３０やＥＧＲ通路３２の長さ等に応じた応答遅れを考慮した所定の遅れ処理（例えば１次遅れ処理）を施したものを、推定ＥＧＲ率としている。
【０１１９】
ステップＳ４３において、電子制御ユニット２００は、目標ＥＧＲ率から推定ＥＧＲ率を減算して第１差分値ΔＥＧＲ１を算出する。
【０１２０】
ステップＳ４４において、電子制御ユニット２００は、第１過渡運転時であるか否かを判定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、第１差分値ΔＥＧＲ１が所定値以上であれば、第１過渡運転時であると判定してステップＳ４５の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、第１差分値ΔＥＧＲ１が所定値未満であれば、第１過渡運転時ではないと判定してステップＳ４の処理に進む。
【０１２１】
ステップＳ４５において、電子制御ユニット２００は、第１過渡運転時における目標噴射量Ｑ１の補正量Ｃ１を算出する。具体的には電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図２３のテーブルを参照し、第１差分値ΔＥＧＲ１に基づいて、補正量Ｃ１を算出する。図２３に示すように、補正量Ｃ１は、第１差分値ΔＥＧＲ１が大きくなるほど大きくなる。
【０１２２】
ステップＳ４６において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ２で算出された目標噴射量Ｑ１及び目標噴射量Ｑ２を補正する。具体的には電子制御ユニット２００は、目標噴射量Ｑ１から補正量Ｃ１を減算する補正を実施すると共に、目標噴射量Ｑ２に補正量Ｃ１を加算する補正を実施する。
【０１２３】
以上説明した本実施形態によれば、吸気装置３は、燃焼室１１から排出された排気を機関本体１の吸気通路に還流させることができるように構成されると共に、ＥＧＲ率（排気の還流率）を変更することができるように構成され、電子制御ユニット２００の吸気装置制御部は、機関負荷が高いときには、低いときに比べてＥＧＲ率が低くなるように、吸気装置３を制御するように構成される。そして電子制御ユニット２００の燃料噴射制御部が、機関負荷が高負荷側から低負荷側に変化したときは、負荷変化後の目標ＥＧＲ率（排気の目標還流率）から推定ＥＧＲ率（実際の排気の還流率）を減算した第１差分値ΔＥＧＲ１に基づいて、第１メイン燃料（１次燃料）の噴射量、及び第２メイン燃料（２次燃料）の噴射量を補正するように、さらに構成される。
【０１２４】
具体的には燃料噴射制御部は、第１差分値ΔＥＧＲ１が大きいときには、低いときに比べて第１メイン燃料の噴射量が少なくなるように第１メイン燃料の噴射量を補正すると共に、第２メイン燃料の噴射量が多くなるように第２メイン燃料の噴射量を補正するように構成される。
【０１２５】
これにより、第１メイン燃料が燃焼したときの熱発生量を少なくすることができるので、第１ピーク値Ｐ１の増加を抑制できる。また一方で、第２メイン燃料が燃焼したときの熱発生量を多くすることができるので、第２ピーク値Ｐ２の低下を抑制できる。そのため、第１過渡運転時において、１回目の熱発生によって生じる圧力波と、２回目の熱発生に生じる圧力波と、を重ね合わせた実際の圧力波の振幅が大きくなるのを抑制することができるので、燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。
【０１２６】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態は、機関負荷が高負荷側から低負荷側へ変化したときに、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射時期Ａｐ、及び第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射時期Ａ１を補正する点で、第４実施形態と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【０１２７】
第４実施形態の説明で前述した通り、第１過渡運転時には、プレ燃料及び第１メイン燃料の着火遅れ時間τが短くなって筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１が進角し、第１ピーク値Ｐ１が増加する。
【０１２８】
そこで本実施形態では、第１差分値ΔＥＧＲ１に基づいて、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射時期Ａｐ、及び第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射時期Ａ１を遅角させる補正を行うこととした。これにより、第１メイン燃料の着火遅れ時間τが短くなったとしても、筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１が進角するのを抑制できるので、第１ピーク値Ｐ１が増加を抑制すると共に、第２ピーク値Ｐ２の低下を抑制することができる。以下、この本実施形態による燃料噴射制御について説明する。
【０１２９】
図２４は、この本実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。また図２５は、この本実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【０１３０】
ステップＳ１からＳ４までは第１実施形態と同様の処理を実施しており、またステップＳ４１からステップＳ４４までは、第４実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。
【０１３１】
ステップＳ５１において、電子制御ユニット２００は、第１過渡運転時における目標噴射時期Ａｐ及び目標噴射時期Ａ１の補正量Ｄ１を算出する。具体的には電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図２６のテーブルを参照し、第１差分値ΔＥＧＲ１に基づいて、補正量Ｄ１を算出する。図２６に示すように、補正量Ｄ１は、第１差分値ΔＥＧＲ１が大きくなるほど大きくなる。
【０１３２】
ステップＳ５２において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ３で算出された目標噴射時期Ａｐ及び目標噴射時期Ａ１を補正する。具体的には電子制御ユニット２００は、目標噴射時期Ａｐ及び目標噴射時期Ａ１から補正量Ｄ１を加算する補正を実施する。
【０１３３】
以上説明した本実施形態によれば、電子制御ユニット２００の燃料噴射制御部が、機関負荷が高負荷側から低負荷側に変化したときは、負荷変化後の目標ＥＧＲ率（排気の目標還流率）から推定ＥＧＲ率（実際の排気の還流率）を減算した第１差分値ΔＥＧＲ１に基づいて、第１メイン燃料（１次燃料）の噴射時期を補正するように、さらに構成される。
【０１３４】
具体的には燃料噴射制御部は、第１差分値ΔＥＧＲ１が大きいときには、低いときに比べて第１メイン燃料の噴射時期を遅角させるように構成される。またプレ燃料噴射Ｇｐを実施する場合には、第１差分値ΔＥＧＲ１が大きいときには、低いときに比べてプレ燃料噴射Ｇｐの噴射時期を遅角させるように構成される。
【０１３５】
これにより、第１過渡運転時において第１メイン燃料の着火遅れ時間τが短くなったとしても、筒内圧力上昇率パターンの一山目の圧力波形Ｙ１が進角するのを抑制できるので、第１ピーク値Ｐ１が増加を抑制すると共に、第２ピーク値Ｐ２の低下を抑制することができる。そのため、第１過渡運転時において、１回目の熱発生によって生じる圧力波と、２回目の熱発生に生じる圧力波と、を重ね合わせた実際の圧力波の振幅が大きくなるのを抑制して、燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。
【０１３６】
また、プレ燃料噴射Ｇｐの噴射時期を併せて遅角させることで、１回目の熱発生の立ち上がりを緩やかにして、熱発生の立ち上がりが急峻になって燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。
【０１３７】
なお本実施形態のようにプレ燃料及び第１メイン燃料の噴射時期を遅角させる補正を実施する場合、これらを遅角させすぎると、プレ燃料及び第１メイン燃料の自着火時期と、第２メイン燃料の自着火時期と、の間隔が短くなってしまい、段階的に２回の熱発生を生じさせることができなくなるおそれがある。そのため、プレ燃料及び第１メイン燃料の噴射時期を最大まで遅角させたとしても、第１ピーク値Ｐ１の増加と、第２ピーク値Ｐ２の低下と、を十分に抑制できない場合には、これら噴射時期の補正と共に、第４実施形態のように目標噴射量Ｑ１、及び目標噴射量Ｑ２を補正するようにしても良い。
【０１３８】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態は、機関負荷が低負荷側から高負荷側へ変化したときにも、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を補正する点で、第４実施形態と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【０１３９】
前述した第４実施形態では、機関負荷が高負荷側から低負荷側に変化したときの第１過渡運転時に第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を補正していた。
【０１４０】
ここで機関負荷が高くなるほど目標ＥＧＲ率を低くしている場合、機関負荷が逆に低負荷側から高負荷側に変化したときには、目標ＥＧＲ率が高い値から低い値に変更されることになる。そのため、機関負荷が低負荷側から高負荷側に変化したときには、過渡的に実ＥＧＲ率が負荷変動後の目標ＥＧＲ率よりも高くなる。
【０１４１】
このように、実ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率よりも高くなると、残留ガス割合ＲＥＳが目標よりも多くなることになるので、プレ燃料及び第１メイン燃料の着火遅れ時間τが長くなる。そのため、プレ燃料及び第１メイン燃料の自着火時期が遅角することになる。これにより、プレ燃料及び第１メイン燃料の自着火時期と、第２メイン燃料の自着火時期と、の間隔が短くなってしまい、段階的に２回の熱発生を生じさせることができなくなり、１回の熱発生となってしまうおそれがある。
【０１４２】
その結果、機関負荷が低負荷側から高負荷側に変化したときの過渡運転時（以下「第２過渡運転時」という。）には、筒内圧力上昇率パターンの圧力波形が一山形状となってしまい、燃焼騒音の低減効果が得られず、燃焼騒音が増大するおそれがある。
【０１４３】
そこで本実施形態では、第２過渡運転時に第１メイン燃料の自着火時期が遅角するのを抑制するために、第２過渡運転時には、推定ＥＧＲ率から目標ＥＧＲ率を減算した第２差分値ΔＥＧＲ２に基づいて、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１、及び第２メイン燃料噴射Ｇ２の目標噴射量Ｑ２を補正することとした。
【０１４４】
具体的には、第２差分値ΔＥＧＲ２が大きいとき、すなわち実ＥＧＲ率が負荷変動後の目標ＥＧＲ率よりも高いときほど、第１メイン燃料の着火遅れ時間τが長くなる傾向にあるので、目標噴射量Ｑ１が多くなるように補正する。そして、目標噴射量Ｑ１を多くした分だけ目標噴射量Ｑ２が少なくなるように補正する。
【０１４５】
前述したように、予混合圧縮自着火燃焼を起こす第１メイン燃料の着火遅れ時間τは、当量比φが大きくなるほど短くなる傾向にある。そのため、第２差分値ΔＥＧＲ２が大きいときほど、目標噴射量Ｑ１が多くなるように補正することで、第１メイン燃料の自着火時期が遅角するのを抑制することができる。以下、この本実施形態による燃料噴射制御について説明する。
【０１４６】
図２７は、本実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。図２８は、本実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートであり、特に第２過渡運転時における燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【０１４７】
図２７において、ステップＳ１からＳ４までは第１実施形態と同様の処理を実施しており、またステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４４からＳ４６までは、第４実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。
【０１４８】
ステップＳ６１において、電子制御ユニット２００は、目標ＥＧＲ率から推定ＥＧＲ率を減算して第１差分値ΔＥＧＲ１を算出すると共に、推定ＥＧＲ率から目標ＥＧＲ率を減算して第２差分値ΔＥＧＲ２を算出する。
【０１４９】
ステップＳ６２において、電子制御ユニット２００は、第２過渡運転時であるか否かを判定する。本実施形態では電子制御ユニット２００は、第２差分値ΔＥＧＲ２が所定値以上であれば、第２過渡運転時であると判定してステップＳ５３の処理に進む。一方で電子制御ユニット２００は、第２差分値ΔＥＧＲ２が所定値未満であれば、第２過渡運転時ではないと判定してステップＳ４の処理に進む。
【０１５０】
ステップＳ６３において、電子制御ユニット２００は、第２過渡運転時における目標噴射量Ｑ１及び目標噴射量Ｑ２の補正量Ｃ２を算出する。具体的には電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図２９のテーブルを参照し、第２差分値ΔＥＧＲ２に基づいて、補正量Ｃ２を算出する。図２９に示すように、補正量Ｃ２は、第２差分値ΔＥＧＲ２が大きくなるほど大きくなる。
【０１５１】
ステップＳ６４において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ２で算出された目標噴射量Ｑ１及び目標噴射量Ｑ２を補正する。具体的には電子制御ユニット２００は、目標噴射量Ｑ１に補正量Ｃ２を加算する補正を実施すると共に、目標噴射量Ｑ２から補正量Ｃ２を減算する補正を実施する。
【０１５２】
以上説明した本実施形態によれば、電子制御ユニット２００の燃料噴射制御部が、機関負荷が低負荷側から高負荷側に変化したときは、推定ＥＧＲ率（実際の排気の還流率）から負荷変化後の目標ＥＧＲ率（排気の目標還流率）を減算した第２差分値ΔＥＧＲ２に基づいて、第１メイン燃料（１次燃料）及び第２メイン燃料（２次燃料）の噴射量を補正するように、さらに構成される。
【０１５３】
具体的には燃料噴射制御部は、第２差分値ΔＥＧＲ２が大きいときには、低いときに比べて第１メイン燃料の噴射量が多くなるように第１メイン燃料の噴射量を補正すると共に、第２メイン燃料の噴射量が少なくなるように第２メイン燃料の噴射量を補正するように構成される。
【０１５４】
このように、第２差分値ΔＥＧＲ２が大きいときほど、第１メイン燃料噴射Ｇ１の噴射量が多くなるように補正することで、第１メイン燃料の自着火時期が遅角するのを抑制し、第１メイン燃料の自着火時期と、第２メイン燃料の自着火時期と、の間隔が短くなるのを抑制することができる。そのため、筒内圧力上昇率パターンの圧力波形が一山形状となってしまうのを抑制できるので、燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。
【０１５５】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態は、機関負荷が低負荷側から高負荷側へ変化したときに、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射時期Ａｐ、及び第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射時期Ａ１を補正する点で、第６実施形態と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。
【０１５６】
前述した第６実施形態では、第２過渡運転時には、第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射量Ｑ１が多くなるように補正することで、第１メイン燃料の自着火時期が遅角するのを抑制し、プレ燃料及び第１メイン燃料の自着火時期と、第２メイン燃料の自着火時期と、の間隔が短くなるのを抑制していた。
【０１５７】
これに対して本実施形態では、第２過渡運転時には、第２差分値ΔＥＧＲ２に基づいて、プレ燃料噴射Ｇｐの目標噴射時期Ａｐ、及び第１メイン燃料噴射Ｇ１の目標噴射時期Ａ１を進角させる補正を行うことで、第１メイン燃料の自着火時期が遅角するのを抑制し、プレ燃料及び第１メイン燃料の自着火時期と、第２メイン燃料の自着火時期と、の間隔が短くなるのを抑制する。以下、この本実施形態による燃料噴射制御について説明する。
【０１５８】
図３０は、本実施形態による燃料噴射制御について説明するフローチャートである。また図３１は、本実施形態による燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートであり、特に第２過渡運転時における燃料噴射制御の動作を示すタイムチャートである。
【０１５９】
図３０において、ステップＳ１からＳ４までは第１実施形態と同様の処理を実施しており、またステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４４からＳ４６までは、第４実施形態と同様の処理を実施しており、ステップＳ６１、Ｓ６２では、第６実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。
【０１６０】
ステップＳ７１において、電子制御ユニット２００は、第２過渡運転時における目標噴射時期Ａｐ及び目標噴射時期Ａ１の補正量Ｄ２を算出する。具体的には電子制御ユニット２００は、予め実験等によって作成された図３２のテーブルを参照し、第２差分値ΔＥＧＲ２に基づいて、補正量Ｄ２を算出する。図３２に示すように、補正量Ｄ２は、第２差分値ΔＥＧＲ２が大きくなるほど大きくなる。
【０１６１】
ステップＳ７２において、電子制御ユニット２００は、ステップＳ３で算出された目標噴射時期Ａｐ及び目標噴射時期Ａ１を補正する。具体的には電子制御ユニット２００は、目標噴射時期Ａｐ及び目標噴射時期Ａ１から補正量Ｄ２を減算する補正を実施する。
【０１６２】
以上説明した本実施形態によれば、電子制御ユニット２００の燃料噴射制御部が、機関負荷が低負荷側から高負荷側に変化したときは、推定ＥＧＲ率（実際の排気の還流率）から負荷変化後の目標ＥＧＲ率（排気の目標還流率）を減算した第２差分値ΔＥＧＲ２に基づいて、第１メイン燃料の噴射時期を補正するように、さらに構成される。
【０１６３】
具体的には燃料噴射制御部は、第２差分値ΔＥＧＲ２が大きいときには、低いときに比べて第１メイン燃料の噴射時期を進角させるように構成される。またプレ燃料噴射Ｇｐを実施する場合には、第２差分値ΔＥＧＲ２が大きいときには、低いときに比べてプレ燃料の噴射時期を進角させるように構成される。
【０１６４】
これにより、第１メイン燃料の自着火時期が遅角するのを抑制し、第１メイン燃料の自着火時期と、第２メイン燃料の自着火時期と、の間隔が短くなるのを抑制することができる。そのため、筒内圧力上昇率パターンの圧力波形が一山形状となってしまうのを抑制できるので、燃焼騒音が増大するのを抑制することができる。
【０１６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【０１６６】
１    機関本体
１１    燃焼室
２０    燃料噴射弁
３    吸気装置
１００    内燃機関
２００    電子制御ユニット（制御装置）
【図１】
2018204531.tif 000003
【図２】
2018204531.tif 000004
【図３】
2018204531.tif 000005
【図４】
2018204531.tif 000006
【図５】
2018204531.tif 000007
【図６】
2018204531.tif 000008
【図７】
2018204531.tif 000009
【図８】
2018204531.tif 000010
【図９】
2018204531.tif 000011
【図１０】
2018204531.tif 000012
【図１１】
2018204531.tif 000013
【図１２】
2018204531.tif 000014
【図１３】
2018204531.tif 000015
【図１４】
2018204531.tif 000016
【図１５】
2018204531.tif 000017
【図１６】
2018204531.tif 000018
【図１７】
2018204531.tif 000019
【図１８】
2018204531.tif 000020
【図１９】
2018204531.tif 000021
【図２０】
2018204531.tif 000022
【図２１】
2018204531.tif 000023
【図２２】
2018204531.tif 000024
【図２３】
2018204531.tif 000025
【図２４】
2018204531.tif 000026
【図２５】
2018204531.tif 000027
【図２６】
2018204531.tif 000028
【図２７】
2018204531.tif 000029
【図２８】
2018204531.tif 000030
【図２９】
2018204531.tif 000031
【図３０】
2018204531.tif 000032
【図３１】
2018204531.tif 000033
【図３２】
2018204531.tif 000034